DE2929446C2

DE2929446C2 - System zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Video- und Tonsignalen

Info

Publication number: DE2929446C2
Application number: DE2929446A
Authority: DE
Inventors: Sadafumi Neyagawa Kitamura; Masamitsu Kadoma Osaka Ohtsu; Hiroshi Hirakata Osaka Taniguchi; Chojuro Kawanishi Hyogo Yamamitsu; Osahiko Ibaragi Osaka Yano
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1978-07-20
Filing date: 1979-07-20
Publication date: 1984-08-09
Also published as: DE2929446A1; US4303950A

Description

Die Erfindung betrifft ein System zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Video- und Tonsignalen der Im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Gattung.

Bei herkömmlichen Vldeo-Bandgerätcn wird das Video-Signal durch mehrere, rotierende Magnelköpfe auf Spuren aufgezeichnet, die In einem spitzen Winkel In bezug auf die Transportrichtung des Magnetbandes angeordnet sind; das Tonsignal wird durch einen stationären Magnetkopf auf den Rand des Magnetbandes aufgezeichnet.

Es ist bekannt, bei der Aufzeichnung eines Video-Signals auf einem Magnetband nach einem solchen Schrägspurverfahren das zugehörige Tonsignal zeitkomprimiert während der Zetlenaustastlücken im Zeitmultiplex mit dem eigentlichen Video-Signal aufzuzeichnen und die Tonsignale bei der Wiedergabe entsprechend zeltlich expandiert wiederzugeben (DE-OS 21 41815, US-PS 33 71 156).

Weiterhin gehört es zum Bestand der Technik, bei

der Übertragung, also nicht bei der Aufzeichnung, von Video-Signalen die zugehörigen Tonsignale zeitkomprlrniert während der Zeilenaustastlücken zu übertragen (US-PS 34 23 520).

Ein System zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Video- und Tonsignalen der angegebenen Gattung geht schließlich aus der DE-OS 29 14 830 hervor und weist eine mehrere Magnetköpfe tragende Trommel sowie ein Magnetband mit mehreren, der Zahl der Magnetköpfe entsprechenden Spuren auf; dieses Magnetband umschlingt die Trommel schräg in einem für die Aufzeichnung der Video-Signale ausreichenden Winkel. Dabei erfolgt die Aufzeichnung der Tonsignale in Überlappungsbereichen der einzelnen Spuren.

Der Erfindung lle.it die Aufgabe zugrunde, ein System zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Video- und Tonsignalen der angegebenen Gattung zu schaffen, Ji) das auch bei relativ niedrigen Bandgeschwindigkeiten die qualitativ hochwertige Aufzeichnung und Wiedergabe der Tonslgnalc ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgcmäß durch die Im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Zweckmäßige Ausführungsformen sind in den UnteransprOchcn zusammengestellt.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile beruhen insbesondere darauf, daß durch Vergrößerung des Umschllngungswinkels der Spuren sine zusätzliche Spur gebildet wird, auf der zsitkomprimierte Tonsignale aufgezeichnet werden können. Diese zeitkomprimierte Aufzeichnung ermöglicht auch bei relativ niedrigen Transportgeschwlndlgkelten des Magnetbandes die Erzeugung von stetigen und gleichmäßigen Tonsignalen, so daß dieses System auch zur Aufzeichnung von Stereo-Signalen geeignet Ist.

Die Erfindung wird Im folgenden anhand von Ausführungsbeisplelen unter Bezugnahme auf die 5» beillegenden, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Flg. 1 (a) eine Seltenansicht auf Trommel und Magnetband eines herkömmlichen Video-Bandgerätes, Flg. I (b) eine Draufsicht auf Trommel und Magnetband.

Flg. 2 (a) eine Seitenansicht der Trommel und des Magnetbandes des erfindungsgemäßen Systems,

Flg. 2 (b) eine Draufsicht auf die Trommel und das Magnetband nach Flg. 2(a),

w Flg. 3A und B ein Blockschaltbild einer ersten Auslührungsform eines Systems zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Video- und Tonsignalen,

Flg. 4 ein Blockschaltbild der In Flg. 3 dargestellten Schaltung für die zeltliche Kompression der Tonsignale, '5 Flg. 5 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise der ersten Ausführungsform,

Flg. 6 ein Zeltdiagramm zur Erläuterung eines weiteren Verfahrens, bei dem das zeltlich komprimierte

Tonsignal bei der Wiedergabe zeltlich expandiert in eine Spelcherscnaltung geschrieben wird,

Fig. 7 bis 10 verschiedene Aufzeichnungsmuster von Video- und Tonsignalen,

Fig. 1! ein Muster, mit dem neben den Video-Signa- s len auch Zweikanal-Tonsignale aufgezeichnet werden können,

Fig. 12A und 12B ein Blockschaltbild eines Systems zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Video- und Tonsignalen, mit dem Zwetkanal-Tonslgnale aufgezeichnet werden können,

Fig. 13 ein Zeitdiagramm zur Erläuterung der Funktionsweise des Systems nach Fi g. 12,

Fig. 14 ein weiteres Aufzeichnungsmuster für die Aufzeichnung von Video-Signalen und von Zweikanal-Tonsignalen,

Fig. 15 eine Ansicht zur Erläuterung der Umschlingung der rotierenden Trommel durch das Magnetband für die Aufzeichnung des Musters nach Fig. 14,

Fig. 16 bis 18 verschiedene Aufzeichnungsmuster von Video-Signalen und Zwelkanal-Tonslgnalen, und

Fig. 19 eine Darstellung zur Erlävterung der Aufzeichnung von Zweikanal-Tonsignalen durch Frequenzteilung.

In den Figuren sind gleiche oder einander entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Unter Bezugnahme auf Flg. 1 soll zunächst das Aufzeichnungsverfahren mit Hilfe eines Video-Bandgerätes mit zwei rotierenden Magnetköpfen nach dem Schrägspurverfahren beschrieben werden, wie es aus der W DE-OS 29 14 830 bekannt ist. Bei diesem Aufzeichnungsverfahren läuft ein Magnetband 1 in einem Winkel von etwas über 180° (180° + 2a) um eine rotierende Trommel 2 mit zwei rotierenden Magnetköpfen H_A und H„, so daß die Video-Slgnalc auf diskreten, schrägen Spuren 3 auf dem Magnetband 1 aufgezeichnet werden. Die Tonsignale, die Im folgenden manchmal auch als »Tonfrequenzsignale« bezeichnet werden sollen, werden mittels eines stationären Magnetkopfes 4 auf einer Tonspur aufgezeichnet, die längs des oberen -tu Randes des Magnetbandes 1 verläuft. Das Steuersignal, das bei der Wiedergabe als Bezugssignal verwendet wird, wird mittels eines Steuer-Magnetkopfes 5 auf einer Steuerspur aufgezeichnet, die längs des unteren Randes des Magnetbandes; 1 verläuft.

Im Unterschied zu diesem herkömmlichen System zur Aufzeichnung und Wiedergabe von Video- und Tonsignalen wird hler ein System beschrieben, bei dem das Tonsignal mit Hilfe der rotierenden Magnetköpfe H₄ und H₈ ohne stationären Magnetkopf für die Tonslgnale aufgezeichnet werden kann.

Der Winkel, über welchen das Magnetband 1 um den rotierenden Zylinder 2 geführt 1st, ist im Vergleich zu dem herkömmlichen System um θ größer. Das heißt, das Magnetband Ist über einen Winkel von (180° + 2a + Θ) um den rotierenden Zylinder 2 geschlungen. Das Tonsignal Ist komprimiert und auf oberen Spuren 6 aufgezeichnet, welche durch Vergrößern des Umschlingungswlnkels um θ geschaffen sind.

Anhand von Fig. 3 bis 5 wird nunmehr eine Schaltung beschrieben, um ein Einkanal-Tonslgnal In der vorbeschriebenen Weise aufzuzeichnen. In Flg. 3A wird das aufzuzeichnende Video-Signal an einen Anschluß 7 angelegt und durch einen Frequenzmodulator 8 frequenzmoduliert. Entsprechend einem Impuls von einem Steuerimpulsgenerator 15 wird das Ausgangssignal des F-r.equenzmodulators 8 von Steucr- oder Verknüpfungsschaltungen 9 und 10 durchgelassen.

Der Steuerimpulsgenerator 15 ist so ausgelegt, daß er verschiedene Zeltsteuerimpulse entsprechend dem Ausgangssignal von einem Phasendetektor PG erzeugt, welcher die Rotationsphase der rotierenden Köpfe H_A und Hg fühlt. Hierzu wird insbesondere auf Fig. 5 verwiesen. Der Phasendelektor PG gibt den Impuls b ab, welcher dem vertikalen Synchronisiersignal des ankommenden Video-Signals (a) beispielsweise um sieben horizontale Synchronisierintervalle TH voreilt. Entsprechend dem Ausgang des Phasendetektors PG gibt der Steuerimpulsgenerator 15 Steuerimpulse {c) und (d), welche einander um etwa AH überlappen, vor und nach dem Ausgangsimpuls (b) von dem Phasendetektor PG ab. Folglich wird der Ausgang des Frequenzmodulators 8 von den Steuerschaltungen 9 und 10 durchgelassen, wie in Flg. 5 (J) und (g) dargestellt ist, und sie werden an Addierer 11 und 12 angelegt.

Das Tonsignal wird an einen Anschluß 16 angelegt und wird durch eine Zeitrafferschaltung 17 zeitkompr'-miert. Der Ausgang von der Zeltri/ferschaltung 17 wird an einen Frequer.zmodulator 19 abgelegt. Das Synchronisiersignal, das durch eine Trennstufe 18 von dem ankommenden Video-Signal getrennt worden ist, wird auch an die Zeitrafferschaltung 17 angelegt, welche nachstehend noch Im einzelnen beschrieben wird. Das zeltkomprimierte und frequenzmodulierte Tonsignal wird an Steuer- oder Verknüpfungsschaltungen 20 und 21 übertragen, welche es, wie in Flg. 5 (J) und (Ar) dargestell" Ist, entsprechend einem. Steuerimpuls (h) und (/') durchlassen. Die durchgelassenen Signale werden an die Addierer 11 und 12 angelegt, weiche die frequenzmodulierten Video-Signale (J) und (g) und die frequenzmodulierten Tonsignale (J) und (k) addieren. Die Impulse (h) und (/) werden von monostabilen Multivlbratorcn erhalten, welche entsprechend der Rückflankcn der Impulse U) und (d) gelrlggert werden.

Die Ausgänge der Addierer 11 und 12 werden über Aufzeichnungsverstärker 13 und 14 ui.d Wisdergabeschalter SWl bzw. SWl an die rotierenden Köpfe Η_Λ und H„ übertragen und in den In Fig. 2 dargestellten Spuren aufgezeichnet.

Bei der Wiedergabe werden die mittels der rotierenden Köpfe H, und H_B erhaltenen Signale an Vorverstärker 22 und 23 über die Schalter SWi und SWl übertragen, deren bewegliche Kontakte nunmehr zu den feststehenden Kontakten P statt Kontakten R umgeschaltet werden. Der Ausgang von den Vorverstärkern 22 und 23 wird an Steuer- und Verknüpfungsschaltungen 24, 25, 29 und 30 angelegt. Entsprechend dem Impuls (e) von dem Steuerimpulsgenerator 15, der wiederum entsprechend dem Ausgang (b) von dem Phasendetektor FG erzeugt wird, läßt die Steuerschaltung 24 das w!'.dcrgegebene frequenzmodulierte Video-Signal (J) für das Intervall Hl des Impulses (e) durch. Entsprechend dem Impuls, dfcisen Polarität zu der des Impulses (e) entgegengesetzt Ist, laßt die Steuerschaltung 25 das wiedergegeben Video-Signal für das Zeltintervall Hl durch. Die Ausgänge der Steuerschaltungen 24 und 25 werden In einem Addierer 26 addiert, so daß ein fortlaufendes Video-Signa! wiedergegeben werden kann.

Entsprechend den Steuerimpulsen (/;) und (/) von dem Steuerlmpuisgenerator 15 lassen die Steuerschsltungen 29 und 30 die wiedergegebenen Tonsignale durch, wie In F' g. 5 (J) und (k) dargestellt Ist. Die durchgelassenen Video-Signale (J) und (AO werden In einem Addierer 31 addiert, so daß das fortlaufende Tonsignal wiedergegeben und an einen Demodulator 32 angelegt werden kann. Der Auseane des Addierer«: U

wird an einen Demodulator 27 angelegt, so daü das wiedergegebene Vidco-Slgnal an dessen Ausgangsanschluß 28 erhalten werden kann. Der Ausgang von dem Demodulator 32 wird an eine Zeltdehnerschaltung 33 angelegt, welche das demodullerte Tonsignal entspre- S chend dem Ausgang von einer Trennslufe 34 dehnt, so daß das wiedergegebene Tonsignal an dessen Ausgangsanschluß 35 erhalten werden kann. Die Zeltdehnerschaltung 33 wird unten Im einzelnen beschrieben.

Anhand von Flg. 4 wird die Zellrafferschaltung 17 im einzelnen beschrieben. Das ankommende Signal wird an den Anschluß 16 angelegt und dann an zwei Spelcherschaltungen 36 und 37 übertragen. Der Ausgang von der Trennstufc 18 wird an einen Anschluß 18' und von dort an eine Horizontal-Synchronisiertrennstufe 38 und an eine Vertlkal-Sychronlslertrennstufe 39 angelegt. Der Ausgang von der Horlzontal-Synchronlslertrennstufe 38 wird an einen Schreib-

angelegt. Der Schrelbtakigenerator 40 erzeugt den Takt, dessen Frequenz f_w beispielsweise zweimal so hoch wie die Frequenz f_H der Horlzonialsynchronlsatlon Ist, d. h. /μ =32 kHz. Entsprechend dem Taktsignal (dessen Frequenz /_k=2/„ = 32kHz Ist) kann das Tonsignal, dessen Frequenzbereich bis zu einer Hälfte (15 kHz) der Taktfrequenz f» reicht, in Speichern .V/-1 und M-I gespeichert werden.

Der Ausgang von der Vertlkal-Synchronlsiertrennstufe 39 wird an ein Flip-Flop 41 angelegt, von welchem das Ausgangssignal oder Steuerimpulse U und Q von 30Hz (im Falle eines NTSC-Systems. aber von 25 Hz im Falle eines PAL-Systems) erhalten wird. Entsprechend den Steuerimpulsen Q und Q lassen die Schaltungen 43 und 44 Schreibtakte durch, die an die Speicherschaltungen 36 und 37 anzulegen sind, so daß das Tonsignal des ungeraden Halbbildes In der Speicherschaltung 36 gespeichert werden kann, während das Tonsignal des geraden Halbbildes in der Speicherschaltung 37 gespeichert werden kann. Der Speicher hat 525 Bits Die Teile -I₁ und -I₂ des ankommenden Tonslg- 4i) nals, das in Fi g. 5 (1) dargestellt Ist, werden als A_x und A₂ in der Speicherschaltung 36 gespeichert, wie In Fig. 5 (n) dargestellt Ist. Die Teile B, und S₂ des ankommenden Tonsignals werden als B₁ und H₂ In der Speicherschaltung 37 gespeichert, wie in Flg. 5 im) dargestellt ist. Die auf diese Weise in den Spelcherschaltungen 36 und 37 gespeicherten Tonsignale wenden entsprechend den Taktimpulsen von dem Lesetaktgenerator 45 ausgelesen. Hierbei soll die Frequenz /_R des Lesetaktes 40mal so hoch wie die horizontale Synchronisierfrequenz I₁₁ jein. d. h. f_R = AOf_H. Dann wird f_Rlf._A = AOf„/2/_H = 2O. Hieraus folgt, daß das Tonsignal, das während eines Zeitintervalls /_r=l//, (wobei/_r die vertikale Abtast frequenz ist) eingelesen wird, während eines Zeitintervalls /,./20 ausgelesen werden kann. Mit anderen Worten, die Tonsignale A_x. A₁. . ■ ■ weiche in eier Speicherschaltung 36 gespeichert sind, sind auf '/20 Zeil komprimlen und werden als Signale A\, A'₂, ■■■ ausgelesen, wie in Fig. 5 In) dargestellt ist. In ähnlicher Weise werden die Tonsignale B_x. B₂. ..., welche In der w Speicherschaltung 37 gespeichert worden sind auf '/» Zeil komprimiert und werden als Signale ß',, ß'₃,... ausgelesen, wie in Fig. 5 (m) dargestellt Ist. Die Ausgänge der Speicherschaltungen 36 und 37 werden an einerj Addierer 48 angelegt, von welchem die kompri- &■> mienen Tonsignale erhalten werden können, wie in Fi g. 5 (/;) dargestellt Ist.

Die An. wie der Lesetaktimpuls erzeugt wird, wird nunmehr beschrieben. Entsprechend der Vorderflanke des Vcrllkalsynchronlmpulscs, der mittels der Vcrtlkal-Synchronlslcrtrennstufe 39 getrennt worden Ist, gibt der Steuerlmpulsgencrator 42 Steuerimpulse ab, welche 525 Lesetaktimpulsen entsprechen. Entsprechend den Steuerimpulsen lassen Steuer- oder Verknüpfungsschaltungen 46 und 47 abwechselnd die an die Spelcherschaltungen 36 und 37 anzulegenden Lesetaktimpulse für ein Zeltintervall durch, das gleich der Dauer bzw. dem Intervall eines Halbbildes Ist. Der Ausgang des Fllp-Flops 41 wird auch an den Steuerimpulsgenerator 42 angelegt, so daß die Durchlaßzeit der Steuerschaltung 46 und 47 mit der des Fllp-Flops 41 synchronisiert werden kann.

Am zuverlässigsten Ist es. die Lesetaktimpulse zu zahlen, so daß die Impulsbreite des von dem Steuerimpulsgenerator 42 erzeugten Steuerimpulse genau mit 525 Lesetaktimpulsen übereinstimmt, während jedoch bei der Aufzeichnung die impulsbreite des Steuerimpulses nicht mit 525 Lesetaktimpulsen übereinzustimmen braucht. Der Steuerimpuls kann eine Impulsbreite haben, die etwas größer als 525 Lesetaktimpulse Ist.

Das auf diese Welse erhaltene zeltkomprlmlerle Tonsignal wird von einem Ausgangsanschluß 49 an den Modulator 19 übertragen und von den Steuerschaltungen 20 und 21 so, wie In Verbindung mit Fig. 3 beschrieben worden Ist, durchgelassen. Wie bei (h) und (/) dargest illt, 1st das Durchlaßintervall länger als das komprimierte Tonsignal, wie bei (/>) dargestellt ist, so daß das Tonsignal durch Einschaltgeräusche nicht gestört wird, die erzeugt werden, wenn der FM-Träger Im Falle einer Demodulation geschaltet wird.

Als nächstes wird die Dehnungsschaltung 33 beschrieben, deren Aufbau Im wesentlichen der oben beschriebenen Zelt rafferschalt ung 17 entspricht, außer daß, (1) der Schreibtaktgenerator 40 als Lesetaktgenerator verwendet wird, während der Lesetaktgenerator 45 als Schreibtaktgenerator verwendet wird, und (2) das Flip-Flop 41 nicht durch den Ausgang von der Vertikal-Synchronlsiertrennsiufe 39, sondern durch die Rückflanke des Schreibimpulses (bei Wiedergabebetrieb) von dem Steuerimpulsgenerator 42 getrlggert wird, wie durch gestrichelte Linien dargestellt ist. Ferner muß das Flip-Flop 41 rückgesetzt werden, um die Polarität des Ausgangsimpulses zu wählen. Die demodulierten, zeltkomprimierten Tonsignale B'_o, A'_t,

B',, A'₂, B'r die In Flg. 5 (/>) dargestellt sind,

werden zu Signalen B"_o, A"_x, ß",, A"₂, B"₂, ... zeitgedehnt, wie In Flg. 5 (q) und (r) dargestellt ist, so daß am Ausgang der Zeltdehnerschaltung 33 das fortlaufende Tonsignal erhalten wird, welches hinter uem Vldeo-Slgnal um etwa '/2 Feld (etwa 16 ms) nacheilt.

Der Zeitunterschied zwischen dem Video- und dem Tonsignal wird nicht wahrgenommen, wenn es im allgemeinen kleiner als 50 ms ist, so daß die Zeitverzögerung von 16 ms ziemlich vernachlässigbar ist.

Die bis jetzt beschriebenen Speicherschaltungen sind BBD- bzw. Eimerketten-Schaltungen, Kondensatoroder Analogspeicher, z. B. CCD- oder ladungsgekoppelte Einrichtungen; selbstverständlich können auch Digitalspeicher verwendet werden, wenn Analog/Digilal-(A/D-) und Digltal/Analog-(D/A-)Umsetzer zwischen dem Eingangsanschluß 16 und den Speicherschallungcn 36 und 37 und zwischen diesen (36 und 37) Una «!em Addierer 48 vorgesehen werden. Die Arbeitsweise Lsi dann ähnlich wie oben beschrieben.

Als nächstes wird das Frequenzband des komprimierten Tonsignals beschrieben. Wenn das Tonsignal bis zu

etwa 15 kHz In der oben beschriebenen Welse auf ' /20 zeltkomprlmlert Ist, hat es ein Frequenzband von 300 kHz, welches Im Vergleich zu dem Video-Signalband von 3 MHz erheblich schmaler Ist. Folglich kann Im Falle einer Frequenzmodulation der Trüger/wischen einigen 100 kHz und einigen MHz ausgewählt werden, und die Aufzeichnung und Wiedergabe kann bei einem zuftr-denstellenden Slgnal/Rauschverhullnis S/N gewährleistet werden. Dies bedeutet, daD das Tonsignal welter von '/20 auf'/100 zeitkomprimiert werden kann, und daß die Frequenzteilung durcn Modulleren verschiedener Träger mit zwei Tonsignalen angewendet werden kann.

in Flg. 2 Ist der zusätzliche Winkel I) vorzugsweise größer als 180"/2O = 9". Die Vergrößerung des Bandumschllngungswlnkels beeinflußt den Transport des Magnetbandes 1 nicht nachteilig. In der bisherigen Beschreibung Ist bei einer Aufzeichnung das Tonsignal zeiikompnmien und dann frequenzmoduliert worden; selbstverständlich kann das zeitkomprimierte Tonsignal auch phasen-oder amplitudenmoduliert werden.

Ferner kann, wenn das Tonsignal In ein digitales Signal umgewandelt und dann zeltkomprlmlert wird, das zeltkomprimierte Digitalsignal aufgezeichnet werden. (Wenn die Abfrage- oder Schaltfrequenz 30 kHz Ist und eine Abfragung In 10 Bits Obenragen wlrd, Ist die Taktfrequenz 3 MHz, selbst wenn das Tonsignal auf ¹Ao zeltkomprlmlert ist. Die Taktimpulsfrequenz von 3 MHz liegt In dem 4-MHz-Band des Vldeo-Slgnals, so daß das zeitkomprimierte, digitale Toirslgnal gleich durch die rotierenden Video-Signal-Aufzeichnungsköpfe aufgezeichnet werden kann.

Das zeltkomprimierte Tonsignal wird dann bei Wiedergabebetrieb In der Dehnungsschaltung 33 zeltgedehnt. In diesem Fall Ist dann das komprimierte Tonsignal so beschrieben worden, wie wenn es In den Spsichcrschsliüiigcn entsprechend der Vordernanke des Vertlkal-Synchronislerslgnals gespeichert worden Ist, welches wiedergegeben wird; allerdings kann auch die zeltliche Steuerung zum Speichern des komprimierten Tonsignais in die Speicherschaltungen ohne das wiedergegebene Vertikal-Synchronisiersignal genau festgelegt werden, wie nachstehend anhand von Flg. 6 beschrieben wird.

Flg. 6 (α) zeigt die Wellenformen des Vldeo-Slgnals bei dem Vertikal-Synchronisiersignal V. Flg. 6 (b) und (c) zeigen die Signale, welche durch die Video-Signale frequenzmoduliert sind, wie in Fig. 5 (1) ist, und weiche einander für ein Zeltintervall von etwa 4 H vor und nach dem Zeltpunkt B Oberdecken, an welchen das Abtasten der Video-Signalspuren von einem rotierenden Wiedergabekopf auf den anderen umgeschaltet wird.

Wie in Fig. 6 (d) dargestellt, wird das Farbsynchronsignal P, das entsprechend dem Taktsignal erzeugt wird, unmittelbar vor dem zeitkomprimierten Tonsignal A elngesetzt, so daß bei der Wiedergabe das komprimierte Tonsignal In den Speicherschaltungen eine vorbestimmte Zelt (welche null sein kann) nach der Beendlgung des Farbsynchronsignals P gespeichert werden kann. Das Farbsynchronsignal P und das Tonsignal A werden frequenzmoduliert und für ein Zeitintervall getastet bzw. durchgelassen, welches erheblich länger ist als die Dauer der Farbsynchron- und Tonsignale P und A, so daß das frequenzmodulierte Signal, wie in Fig.6 (e) dargestellt, erhalten werden kann. Das Signal (e) wird zu dem Video-Signal (6) addiert, so daß das Video-Signal auf der Spur aufgezeichnet werden kann, welche durch Vergrößern des Umschllngungswlnkels des Magnetbandes um den Winkel θ zusätzlich vorgesehen Ist, wie oben beschrieben Ist.

Als nächstes werden die Tonslgnal-Aufzelchnungsmuster beschrieben, welche sich von den In Flg. 2

< dargestellten Muslern unterscheiden In Flg. 7 Ist Im Unterschied zu dem Aufzeichnungsmuster In Flg. 2 bei welchem das Tonsignal durch die beiden rotierenden Köpfe Η_λ und //„ aufgezeichnet wird, das Tonsignal auf dem Band 1 nur durch einen der Aufzeichnungsköpfe aufgezeichnet. Hierzu kann das Tonsignal, das zwei Halbbildern entspricht, auf ¹Ao zeltkomprlmlert sein. Das Frequenzband des auf diese Welse komprimierten Tonsignals wird 600 kHz, und Hegt damit noch Innerhalb des Bereiches, In welchem die rotierenden Magneti> köpfe aufzeichnen und wiedergeben können. Folglich können die anhand von Fig. 3 und 4 beschriebenen Schaltungen verwendet werden. Jedoch muß die Spelchcrkapazltäi verdoppelt werden und es müssen zwei Klip-Flops 41 vorgesehen werden. Die Steuer- und

2" Verknüpfungsschaltungen 21 und 30 (siehe Flg. 3) können entfallen. Das In Flg. 7 dargestellte Aufzelchnungsmuster Ist vorteilhaft, so daß, selbst wenn es zu einer falschen Spurführung kommt, kein Tonsignal von der benachbarten Spur wiedergegeben wird, so daß ein

Übersprechen ausgeschlossen werden kann.

Andererseits kann das Tonsignal, das vier Halbblldem entspricht, auf jeder der vier Spuren komprimiert und aufgezeichnet werden; jedoch muß dann die Spelcherkapazität entsprechend vergrößert werden. In ähnll- eher Welse kann das Tonsignal, das drei Halbbildern entspricht, zeltkomprlmlert und auf jeder der drei Spuren aufgezeichnet werden; Im Fall eines Video-Bandgeräts mit zwei rotierenden Magnetköpfen müssen die zwei Köpfe abwechselnd das Tonsignal aufzeichnen, so daß die Schaltung kompliziert wird. Jedoch kann bei drei rotierenden Magnetköpfen einer von ihnen aufzeichnen und wiedergeben, so daß der Schaltungsaufbau einfach wird. Bei vier rotierenden Magnetköpfen kann ein Verfahren zum Aufzeichnen des Tonsignals auf jeder der vier Spuren wie oben ausgeführt lsi, vorteilhaft sein.

Wenn der Spurführungsfehler bei der Wiedergabe auftritt, kann das Übersprechen auf folgende Welse ausgeschaltet werden. Die Frequenz des In einer Spur aufzuzeichnenden Tonsignalträgers ist von der Frequenz des auf der nächsten Spur aufzuzeichnenden Tonslgnalträgers verschieden, so daß das Frequenzband des Tonsignalträgers, der durch einen rotierenden Magnetkopf aufzuzeichnen ist, das Frequenzband des von dem

so anderen rotierenden Magnetkopf aufzuzeichnenden Tonsignalträgers nicht überdeckt. Hierzu kann der in Fig. 3 dargestellte Modulator 19 entsprechend ausgelegt werden, so daß er abwechselnd zwischen zwei Trägerfrequenzen umschaltet, und es sind zusätzlich Bandpaßfilter, die den verwendeten Trägerfrequenzen entspre- chen, zwischen den Sieuerschaitungen 29 und 30 und dem Addierer 31 (siehe Flg. 3B) vorgesehen.

Ein anderes Verfahren zum Ausschließen des Über-Sprechens besteht darin, eine Azimuthaufzeichnung zu

ω verwenden, welche in einem VHS-Video-Bandgerät angewendet wird, wie in Flg.9 dargestellt ist. Das heißt, die Spalte in den zwei rotierenden Magnetkflpfen H₄ und H₈ sind unter einem vorgegebenen Winkel In entgegengesetzter Richtung geneigt. Bei der Wiedergabe wird folglich die Azimuthdämpfung größer, so daß das Übersprechen zwischen den benachbarten Spuren auf ein Minimum herabgesetzt werden kann. Bis jetzt ist das Steuersignal beschrieben worden, das

auf einer Spur entlang dem unteren Rand des Magnetbandes 1 aufgezeichnet worden Ist, während das Tonsignal beschrieben worden Ist, das zeltkomprimiert und In den oberen Teilen der Schrägspuren aufgezeichnet worden Ist; selbstverständlich kann das Steuersignal 5 auch auf der Steuerspur entlang dem oberen Rand des Bandes 1 aufgezeichnet werden, während das Tonsignal in den unteren Tillen der Schrägspuren zeitkomprimiert und aufgezeichnet wird, wie In Flg. 10 dargestellt Ist. (In einigen Systemen Ist jedoch keine Steuerspur erfor- "' derllch.) In diesem Fall kann eine Schaltung, welche Im wesentlichen der In Flg. 3 dargestellten entspricht, verwendet werden, obwohl die Zeltbeziehung geändert werden muß, und das Magnetband 1 Ist an der Eintrittsseite des rotierenden Zylinders hoch (siehe 'S Fig. 2) mehr als 0° herumgeführt.

Bis jetzt 1st die Verwendung In Verbindung mit einem Video-Bandgerät mit einer Schrägspurführung und nsü zwei Köpfer*, beschrieben worden; selbstverständlich kann die Erfindung auch bei Vldeo-Bandgerä- ^M ten mit mehr als zwei rotlerenaen Magnetköpfen angewendet werden. Darüber hinaus kann die Erfindung auch bei Einrichtungen verwendet werden, bei welchen auf ein Aufzeichnungsmedium in Form einer Karte aufgezeichnet wird. Ferner Ist das Video-Signal für ein ²S Halbbild beschrieben worden, das auf jeder Schrägspur aufgezeichnet worden 1st; selbstverständlich kann die Erfindung genau so gut auch bei Systemen angewendet werden, bei welchen das Vldeo-Slgnal für zwei Halbbilder oder für l/n-Tellbllder (wobei η eine ganze Zahl Ist) Jo auf jeder Schrägspur aufgezeichnet wird.

Bis jetzt Ist die Erfindung In Verbindung mit der Aufzeichnung eines Elnkanal-Tonslgnals beschrieben worden; die Erfindung kann jedoch auch zum Aufzeichnen von Zweikanal-Tonsignalen verwendet JS werden, wie nachstehend beschrieben wird. In Flg. Il 1st das Tonsignal In dem Kanal 1 CWl zeitkomprimiert und durch einen rotierenden Magnetkopf H₄ Im wesentlichen In der gleichen Welse aufgezeichnet, wie vorstehend anhand der Fig. 7 beschrieben worden Ist, w während das Tonsignal In dem Kanal 2 CHl komprimiert und durch einen weiteren rotierenden Magnetkopf H₈ an dem oberen Rand der Schrägspuren H_u aufgezeichnet ist. Bei einem Spurführungsfehler kommt es zu einem Übersprechen; wenn aber die Spalte In den rotierenden Magnetköpfen unter einem bestimmten Winkel In entgegengesetzten Richtungen geneigt sind, wie anhand von F i g. 9 beschrieben worden Ist, kann das Übersprechen zwischen benachbarten Spuren durch Azimuthdämpfung unterdrückt werden. so

Anhand von Fig. 12A und B sowie von Fig. 13 wird ein magnetisches Aufzeichnungs- und Wiedergabesystem im einzelnen beschrieben, mit welchem Zwelkanal-Tonsignale zusammen mit dem Video-Signal aufgezeichnet und wiedergegeben werden können. Das In s> Fig. 12A und B In Form eines Blockschaltbildes dargestellte System entspricht in seinem Aufbau Im wesentlichen dem in Flg.3A und 3B dargestellten System, außer daß zusätzlich die Schaltungen 101 bis 117 vorgesehen sind, nämlich eine Vertikal-Synchronislertrennstufe 101, ein Flip-Flop 102, eine Horizontal-Synchronislertrennstufe 103, Eingangsanschlüsse 104 und 105, um ankommende Tonsignale der Kanäle 1 und 2 aufzunehmen. Zeitraffer- bzw. -kompressionsschallungen und 107, einen Addierer 108, Steuer- oder Verknüp- *' fungsschaltungen 109 und 110, Zeitdehnersehaltungen 111 und 112, Ausgangsanschlüsse 113 und 114, von welcherr die wiedergegebenen Tonsignale der Kanäle I und 2 erhalten werden können, eine Vertlkal-Synchronlslertrennstufe 15?, ein Filp-Flop 116 und eine Horlzontal-Synchronlsiertrennstufe 117.

Das Flip-Flop 102 wird durch den Ausgang der Vertlkal-Synchronlslertrennstufe 101 getrlggert, und die Polaritäten seiner Ausgänge sind entsprechend dem Steuerimpuls von dem Steuerimpulsgenerator 15 festgelegt, welcher wiederum entsprechend dem In Fig. 13

(b) dargestellten PG-lmpuls von dem Phasendetektor erzeugt wird, welcher die Rotationsphase des rotierenden Magnelkopfes H₄ fühlt. Beispielswelse gibt das Flip-Flop 102 das Ausgangssignal Q ab, wie In Flg. 13

(c) dargestellt Ist. Entsprechend der positiven Flanke des Ausgangssignals Q wird das ankommende Tonsignal des Kanals 1 CWl, das an den Eingangsanschluß 104 angelegn Ist, In einer der zwei Spelcherschaltungeu In der Zeltkompressionsschaltung 106 gespeichert. Das heißt, das Tonsignal A_x für zwei Halbbilder (gleich 32ms) wird, wie in Flg. 13 (d) dargestellt, gespeichert. Sobald das Tonsignal A₁ gespeichert worden ist, wird es mit einer Frequenz ausgelesen, die beispielsweise 20mal so hoch wie die Schreibgeschwindigkeit A\ Ist. Gleichzeitig wird das folgende Tonsignal A₁ des Kanals 1 CWl In der anderen Speicherschaltung In der Kompressionsschaltung 106 gespeichert, wie In Flg. 13 (e) dargestellt Ist und wird als Signal A\ ausgelesen. Beim Aufzeichnen des Tonsignals des Kanals 1 CWl werden die vorstehend angeführten Schritte periodisch wiederholt.

Entsprechend der negativen Flanke des Ausgangstmpulses Q wie In Fig. 13 (c) dargestellt Ist, wird das zwei Halbbildern entsprechende Tonsignal des Kanals 2 CW2 bei B_x In eine der zwei Speicherschaltungen in der ZeItkompresslonsschaltung 107 gespeichert, wie In Fig. 13 (I) dargestellt Ist, und wird als Signal 5', mit einer Lesegeschwindigkeit ausgelesen, die 20mal so hoch wie eine Einschreibzelt Ist. Das folgende Tonsignal wird als Signal B₁ in der anderen Speicherschaltung der Kompressionsschaltung 107 gespeichert und ais Signal B'₂ ausgelesen. Beim Aufzeichnen des Tonsignals des Kanals 2 werden die vorstehend angeführten Schritte periodisch wiederholt.

Folglich werden von dem Addierer 108 ate komprimierten Tonsignale /T₀, ß'_o, /)',, B'_x, ... erhalten, welche sich für jedes Vldeo-Slgnal eines Halbbildes abwechseln, wie In Fig. 13 (h) dargestellt Ist. Die komprimierten Video-Signale werden über den Modulator 19 und die Steuerschaltungen 20 und 21 an die Addierer 11 und 12 übertragen, wo sie zu den frequenzmodullertcn Video-Signalen hinzuaddiert werden. Folglich wird das In Fig. 13 (/) dargestellte Signal durch den Kopf H₄ aufgezeichnet, während das in Fig. 13 (J) dargestellte Signal durch den Kopf W₈ aufgezeichnet wird.

Bei Wiedergabebetrieb wird das demodulierte Tonsignal von den Steuerschaltungen 109 und 110 auf die komprimierten Tonsignale der Kanäle 1 CWl und 2 C7/2 durchgeschaltet und an die Zeitdehnerschaltung 111 bzw. 112 angelegt. Die zeitgedehnten Tonsignale werden an den Anschlüssen 113 und 114 erhalten.

Das Flip-Flop H6 gibt einen Impuls ab, entsprechend welchem das Einschreiben in die Speicherschaltungen In den Dchnungsschaliungen 111 und 112 zeltlich gesteuert wird. Die Polaritäten Ihrer Ausgangssignale werden entsprechend dem PG-Impuls (b) wie im Falle des Flip-Flops 102 festgelegt. Die beiden Horizontal-Synchronlsiertrennstufen 103 und 117 geben das Bezugssignal, entsprechend welchem die Schreib- und Lesetaktsignale erzeugt werden, wie oben aühand von

Fig. 4 beschrieben worden lsi. Die Zeltkompressions· schaltungen 106 und 107 und die Zeltdehnerschaltung 111 und Wl entsprechen In Ihrem Aufbau den In Flg.4 dargestellten Schaltungen, so daß öle hler nicht noch einmal beschrieben zu werden brauchen.

Eine weitere Ausführumgsform des crflndungsgeniü-Den Systems zum Aufzeichnen und Wiedergeben der Tonsignale von zwei Kanälen Ist In Flg. 14 und 15 dargestellt. Wie in Flg. 14 dargestellt, werden die Tonsignale des ersten Kanals 1 CHl an den oberen Randteilen der Schrägspuren aufgezeichnet, wahrend die Tonsignale des zweiten Kanals CHl an den unteren Randteilen der Schrägspuren aufgezeichnet werden. (Wenn das Magnetband 1 eine Steuerspur hat, wird das Tonsignal Innerhalb der Steuerspur aufgezeichnet.)

Das System zum Aufzeichnen der zwei Tonsignale CHX und CHl entspricht, wie In Flg. 14 dargestellt. In seinem Aufbau Im wesentlichen dem anhand von Fig. !2A und !2B beschriebener. System; jedoch muß das Magnetband 1 sowohl auf der Eingangs- als auch auf der Ai₁ Längsseite des rotierenden Zylinders um 0° welter herumgeführt werden, wie In Flg. 15 dargestellt 1st. Um die Wiedergabe der komprimierten Tonsignale zeitlich richtig zu steuern, Ist vorzugsweise das Farbsynchronlsierslgnal P eingesetzt, wie In Verbindung mit Flg. 6 bereits beschrieben worden ist.

Ein weiteres System zum Aufzeichnen und Wiedergeben von zwei Tonsignalen Ist In Flg. 16 dargestellt. Das Tonsignal des Kanals CHl Ist an den oberen Randteilen jeder zweiten Schrägspur aufgezeichnet, während das Tonsignal des Kanals CHl an den unteren Randteilen jeder zweiten (dazwischenliegenden) Schrägspur aufgezeichnet ist. Wie bsi dem anhand von Flg. 7 beschriebenen System kommt es zu keinem Übersprechen, selbst wenn ein Spurführungsfehler vorkommt. .'5 Ferner kann das Steuersignal auf den leeren Spuren des Tonsignals des zweiten Kanals CHl aufgezeichnet werden, so daß die in Flg. 16 dargestellte Steuerspur entfallen kann.

Ein weiteres System zum Aufzeichnen von Tonsigna- 4U len Ist In Flg. 17 dargestellt. Die beiden zeltkomprimierten Tonsignale der Kanäle CWl und CHl sind am oberen Rand der Schrägspuren aufgezeichnet, aber voneinander durch eine Schutzspur getrennt. Dieses System ist anhand der Beschreibung der In den Flg.3 und 13 dargestellten Systeme zu verstehen. Bei Aufzeichnungsbetrieb kann dieses System die Kompression des Tonsignals des Kanals CHl bei Beendigung der Zeitkompression des Tonsignals des Kanals CWl zeltlich steuern. Vorzugsweise Ist das Farbsynchronsignal eingesetzt, wie anhand von Flg. 6 beschrieben Ist.

Wie Im Fall des anhand von FI g. 7 beschriebenen Systems werden die beiden komprimierten Tonsignale der Kanäle CHl und CHl in jeweils zwei Spuren aufgezeichnet und sind zueinander versetzt, wie In Fig. 18 dargestellt ist. Noch ein weiteres System zum Aufzeichnen von zwei Tonsignalen Ist in Flg. 19 dargestellt. Das komprimierte Toaslgnal des Kanals CHl wird einer Einseitenbandmodulation [SSB) unterzogen und zusammen mit dem komprimierten Tonsignal des Kanals CWl bei einer Frequenzteilung In dem In Fig. 2, 7 oder 10 dargestellten Aufzeichnungsmuster aufgezeichnet.

In FIg. 19 Ist das Signal .£ ein Steuer- oder Pilotsignal, das anzeigt, daß zwei Tonsignale aufgezeichnet werden und als Träger Im Falle der Demodulation des Tonsignals des Kanals CHl verwendet werden können. In diesem System wird das Frequenzmultlplexsignal, wie in Flg. 18 dargestellt, moduliert, (vorzugsweise frequenzmoduliert) und aufgezeichnet. Statt der Einseitenbandmodulation des Tonsignals des Kanals CW2 können verschiedene Modulationen, wie beispielsweise eine Restseitenbandmodulation oder eine Restseltenbanü-FM-Modulatlon angewendet werden.

Wie oben beschrieben, können verschiedene Systeme angewendet wenden, um ZweJkanal-Tonslgnate zu komprimieren und sie auf dem Magnetband benachbart zu dem Vldeo-Slgnal aufzuzeichnen. Wenn das Tonsignal eines Kanals gelöscht und ein neues Tonsignal aufgezeichnet werden soll, kann ein stationärer Löschkopf verwendet werden, um das Tonsignal eines Kanals zu löschen, wenn die Tonsignale In dem In Fig. 14 oder 16 dargestellten Muster aufgezeichnet sind, und dann kann ein neues Tonsignal auf den gelöschten Spuren aufgezeichnet werden. Andererseits kann das neue Tonsignal dem vorher aufgezeichneten Tonsignal überlagert werden, wenn das In Flg. 11 oder 17 dargesieilie AüfzciCMtiüngMiiusier verwendet wird.

Gemäß der Erfindung können, selbst wenn die Aufzeichnungsdichte welter erhöht wird, so daß die Bandtransportgeschwindigkeit herabgesetzt wird, Tonsignale In zwei Kanälen aufgezeichnet werden. Die Vorteile der Erfindung können folgendermaßen zusammengefaßt werden:

(1) Das Tonfrequenzband von 15 kHz kann unabhängig von der Bandtransportgeschwindigkeit sichergestellt werden.

(2) Nachteilige Einflüsse Infolge von Jaulen oder Flattern können Im wesentlichen ausgeschaltet werden, da Veränderungen In den Drehzahlen bei Video-Bandgeräten äußerst gering sind. Die Bandtransportgeschwindigkeit soll v, und die Umfangsgeschwindigkeit des rotierenden Kopfes v_H sein. Dann läßt sich das Jaulen und Flattern wiedergeben durch v,/v_w, welches Im allgemeinen kleiner als V100 ist. Folglich kann das Jaulen und Flattern auf einen vcrnachlässigbaren Wert unterdrückt werden, wenn die Drehköpfe zum Aufzeichnen des Tonslgn^ls verwendet werden.

(3) Stationäre Tonslgnal-Aufzelchnungs- und Wiedergabeköpfe können entfallen, da die rotierenden Vldeo-Slgnal-Aufzelchnungs- und Wiedergabeköpfe zum Aufzeichnen des Tonsignals verwendet werder können.

(4) Sowohl die Video- als auch die Tonsignale werden mit Hilfe der gleichen rotierenden Magnetköpfe aufgezeichnet; jedoch kann das Tonsignal auch aufgezeichnet werden, nachdem das Video-Signal aufgezeichnet worden 1st. Insbesondere kann das Tonsignal auf den schrägen Tonspuren durch einen stationären Löschkopf gelöscht werden und es kann ein neues Tonsignal aufgezeichnet werden. Ferner kann ein neues Tonsignal Ober das vorher aufgezeichnete Tonsignal aufgezeichnet werden, da das vorher aufgezeichnete Tonsignal gelöscht wird und nur das neu aufgezeichnete Tonsignal bleibt. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, daß das Tonsignal mit hohen Frequenzen moduliert und mit kurzen Wellen aufgezeichnet wird.

Hierzu 12 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. System zur Aufzeichnung und Wiedergabe von. Video- und Tonsignalen mit einer mehrere Magnetköpfe tragenden Trommel und mit einem Magnetband mit mehreren, der Zahl der Magnetköpfe" entsprechenden Spuren, das die Trommel schräg in einem für die Aufzeichnung der Videosignale ausreichenden Winkel umschlingt, dadurch gekennzeichnet, daß durch Verwendung eines größeren UmschÜngungswInkeis (180° + 2a+ Θ) mindestens eine zusätzliche Spur (6) für die Aufzeichnung des zeitlich komprimierten Tonsignals gebildet wird, das als zeitlich expandiertes Tonsignal wiedergegeben wird.

2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unmittelbar vor dem zeitlichen komprimierten Tonsignal ein Pilot-Burst-Signal (P), das die Zeltsteuerung für äle Aufzeichnung des zeltlich komprimierten Tonsignal« darstelit. eingefügt wird, und daß das Pilot-Burst-Signal (P) als Zeitsignal für den Beginn der Wiedergabe des Tonsignals dient.

3. System nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daR ein Tonsignal, das n-Halbbildern des Video-Signals entspricht, als Einheit zeitlich komprimiert und am Rand des Magnetbandes (I) durch die rotierenden Magnetköpfe [H₄. H_B) aufgezeichnet wird.

4. System nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Frequenzen der Träger, die durch das zeitlich komprimierte Tonsignal moduliert werden, auf einander abwechselnden Tonslgnal-Spuren geändert werden.

5. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Tonsignale mehrerer Kanäle zeitlich komprimiert und durch zugeordnete, rotierende Magnetköpfe (H_A, H₈) aufgezeichnet werden.

6. System nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Tonsignal eines der beiden Kanäle auf einem Rand des Magnetbandes (1) aufgezeichnet wird, während das Tonsignal des anderen Kanals am anderen Rand des Magnetbandes (1) aufgezeichnet wird.

7. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zeltlich komprimierten Tonsignale von zwei Kanälen Im Zeltmultlplex-Verfahren verarbeitet und durch die rotierenden Magnetköpfe (H_A. H₁₁) aufgezeichnet werden.

8. System nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die zeitlich komprimierten Tonsignale von zwei Kanälen auf dem Magnetband (1) in Längsrichtung In der Welse aufgezeichnet werden, daß die aufgezeichneten Tonsignale einen vorgegebenen Abstand voneinander haben.