DE3147596A1 - Verfahren zur automatischen abtastspureinstellung bei video-magnetbandgeraeten mit schraegspuraufzeichnung - Google Patents

Description

• Verfahren zur automatischen Abtastspureinstellung
• bei Video-Magnetbandgeräten mit Schrägspuraufzeichnung Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur automatischen Abtastspureinstellung für Video-Magnetbandgeräte mit Schrägspuraufzeichnung bei einer von der Aufnahmegeschwindigkeit schrittweise veränderbaren Wiedergabegeschwindigkeit nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
• Bei modernen Sildaufzeichnungsgeräten für den Heimgebrauch eingangs genannter Art werden bekanntlich die einzelnen Halbbilder längs der schräg verlaufenden Spuren bei kontinuierlichem Bandvorschub geschrieben. Neben den bekannten und in allen Videorecordern angewandsen Regel systemen für Kopfrad und Bandantrieb ist durch die Verringerung der Spurbreite und die zwischenraumlose Aufzeichnung ein zusätzliches Regelsystem notwendig, das die Videoköpfe exakt auf den Spuren hält. Hierfür werden beim Aufzeichnen der Bildinformation zusätzlich unterhalb des Frequenzbereiches des Farbträgers Frequenzen, sogenannte Tracksensing-Frequenzen, die bei der Wiedergabe zur Spurnachführung dienen, aufgezeichnet. Zusätzlich benötigte Regelungen für den Spurenabstand bei der Aufnahme sollen hier nicht beschrieben werden. Ebenfalls wird auf die Bandvorschubs und die Xopfdrehzahlregelung nicht eingegangen. Es sei diesbezüglich auf tGrundig Technische Informationen 3/1981, Seite 11 und off." verwiesen. Der in Abhängigkeit von den Tracksensing-Frequenzen gesteuerte Regelkreis hat die Aufgabe, d oder die beiden rotierenden Videoköpfe immer genau auf der zu lesenden Spur zu halten und so eine optimale Bildwiedergabe zu gewährleisten.
• Das dynamische Spurfolgesystem wird DTF <Dynamic Track Following) genannt.
• Die Videoköpfe sind auf Piezokristallplättchen aufgeklebt, die durch Anderung des elektrischen Feldes eine Lageverschiebung des Magnetkopfes bewirken. Steuert man die Piezoelemente mit einer Regelspannung entsprechend der des Spurfehlers an, so folgen die Videoköpfe genau den aufgezeichneten Spuren und das gelesene Signal ist immer in optimaler Amplitude vorhanden. Somit sind diese Actuatoren als Stellglieder der DTF-Regelung anzusehen. Aus der Actuatorregelung läßt sich eine weitere Regelspannung ableiten, die man dem Phasenregelkreis des Bandservos bei Wiedergabe zuführt und die so den Bandtransport beeinflußt, daß der manuelle Spurregler entfallen kann.
• Der Regelbereich der Actuatoren geht so weit, daß mit dem Magnetkopf mehrere Spuren Überfahren oder übersprungen werden können. Auf jeder der vier benachbarten Spuren sind verschiedene Frequenzen als Tracksensing-Frequenzen aufgezeichnet (Grundig Technische Informationen 3/1980, Seite 117). Zum Zwecke der Spurnachregelung wird das Ubersprechen der Nachbarspuren bei der Abtastung ausgewertet. Dabei werden aus dem vom Kopfverstärker kommenden FM-Si'gnal durch einen Bandpass die Tracksensing-Frequenzen herausgefiltet. In einem Mischer werden sie mit Referenzfreguenzen, und zwar in der Reihenfolge, wie sie von den Köpfen gelesen werden müßten, gemischt. Am Mischerausgang erscheinen dann Mischprodukte von ca. 15 kHz und ca. 46 kHz. Je nachdem, ob der Videokopf von einer Spur nach oben oder nach unten abweicht, überwiegt der 15 oder 46 kHz-Anteil. Aus der Amplitudendifferenz dieser Mischprodukte wird die Regelspannung für die dynamische Spurnachführung und den Bandservo gewonnen.
• Durch Xnderung der Wiedergabegeschwindigkeit ist es möglich, eine Standbildwiedergabe, eine Zeitlupenwiedergabe oder eine Zeitrafferwiedergabe sicherzustellen. Während bei der Zeitrafferwiedergabe die Wiedergabegeschwindigkeit höher als die Aufnahmegeschwindigkeit sein muß,. ist sie bei der Zeitlupenwiedergabe kleiner als die Aufzeichnungsgeschwindigkeit oder die normale Wiedergabegeschwindigkeit und bei Standbildwiedergabe wird der Bandvorschub stillgesetzt.
• Da sich bei jeder Sollwiedergabegeschwindigkeit entsprechend den gewünschten Betriebszuständen der Spurneigungswinkel ändert (Grundig Technische Informationen 3/1980, Seiten 112 bis 114) muß dafür Sorge getragen werden, daß das Regelsystem für den jeweiligen Betriebszustand funktionsfähig ist. Damit die Kopfnachsteuerung die Sollspur findet und dieser folgen kann, wird neben der vom Spurlesefehler abhängigen Regelspannung auch noch eine sogenannte- Schrägvorgabe ausgegeben. Dabei handelt es sich um eine sägezahnförmige Spannung, deren Amplitude und Phasenlage vom Rechner nach dem theoretischen Spurverlauf errechnet werden. Zu der Schrägvorgabe wird die Regelspannung aus dem Spurfehler addiert. Die Actuatorregelung braucht nur den tatsächlichen Spurfehler auszugleichen. Das Band kann bei Eingabe des Standbildbefehls nicht schlagartig angehalten werden.
• Der Rechner muß seine ausgegebenen Frequenzen so oft umschalten und mit den Tracksensing-Frequenzen auf der gelesenen Spur vergleichen, bis die richtige Frequenzkombination gefunden ist. Dabei müssen die Kombinationen mehrere Male miteinander verglichen und umgeschaltet werden. Um ein störzonenfreies Standbild zu erhalten, muß der Abtastwinkel bei Standbbildwiedergabe gleich dem Spurneigungswinkel bei Aufnahme bzw. bei normaler Wiedergabe sein.
• Durch die Reduzierung des Bandtransportes bei Zeitlupenwiedergabe auf ca. 1/3 müssen die Videoköpfe drei aufeinanderfolgende Spuren lesen und anschließend um zwei Spuren zurückspringen und diese wiederholt abtasten.
• Daraus ergeben sich auch für diesen Betriebsfall ganz bestimmte Tracksensing-Frequenzfolgen. Hiermit wird sichergestellt, daß die Actuatoren nicht zu große Abzweigungen ausregeln müssen. In Abhängigkeit der jeweiligen Bandtransportsollgeschwindigkeit muß auch hier, wie beim Standbild, eine Schrägvorgabe erfolgen, sodaß das System nur#noch den Spurfehler während der augenblicklichen Wiedergabe ausregelt.
• Beim Zeitraffer stellt sich das Problem, daß mit einer Mehrfachen der Bandtransportgeschwindigkeit die Wiedergabe erfolgt. Die Actuatoren müssen dabei so weit ausgelenkt werden, daß sie mehrere Spuren überstreichen.
• Aus Grundig Technische Informationen 3/1981, Seite 116" ist hierzu ferner zu entnehmen, daß ein noch eventuell auszuregelnder Fehler von einer Spur zu der Auslenkung hinzugerechnet werden muß.
• Den bekannten Wiedergabeverfahren zur Wiedergabe der aufgenommenen Bildinformation bei anderen Sollwertwiedergabegeschwindigkeiten, z.B. Zeitraffer, Zeitlupe und Standbild, haftet der Nachteil an, daß während des Überganges von einer Sollgeschwindigkeit zur anderen Sollgeschwindigkeit die Spurnachsteuerung praktisch unwirksam ist und davon ausgegangen wird, daß bereits die endgültige neue Sollgeschwindigkeit sich eingestellt hat. Dies hat zur Folge, daß der Betrachter der Bildwiedergabe bei Umschalten auf den anderen Betriebszustand Störzonen im wiedergegebenen Bild erhält, die darauf zurückzuführen sind, daß benachbarte Spuren von den Wiedergabeköpfen überfahren werden.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu vermeiden und auch während des Oberganges von einer Sollwiedergabegeschwindigkeit auf eine andere ein störzonenfreies Bild zu erhalten.
• Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, daß bei jeder Geschwindigkeitsänderung des Bandvorschubs die jeweils abgetastete Spur gegenüber dem Spurenende der letztabgetasteten Spur einen Versatz aufweist. Dieser Spurversatz läßt sich in eine Beziehung zur Bandtransportgeschwindigkeit bringen.
• Die Aufgabe wird erfindungsgemäß nach dem im Anspruch 1 wiedergegebenen Verfahren gelöst.
• Vorteilhafte Weiterbildungen des Verfahrens slnd in den Unteransprüchen beschrieben.
• Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird Über die Actuatorensteuerung der Kopf in Abhängigkeit von der Funktion der Geschwindigkeitsänderung räumlich durch die Schrägvorgabe und dem von Spur zu Spur sich außerdem ändernden Spurversatz derartig ausgelenkt, daß die jeweilige Abtastspurmitte gehalten wird.
• Bedingt durch die Übergangsgeschwindigkeitsfunktion stimmen die gelesenen Tracksensing-Frequenzen nicht mehr mit denen vom Oszillator überein. Die Actuatoren würden sehr weit ausgelenkt werden, um die Spur mit der richtigen Frequenz zu finden. Dies ist bereits während der Ubergangsphase von der einen Sollgeschwindigkeit zur anderen gegeben. Überschreitet deshalb die Actuatorregelung eine bestimmte Auslenkung, so ist z.B.
• nach Anspruch 6 vorgesehen, daß bei Auslenkung Über vier Spuren der Magnetkopf um vier Spuren zurückgesetzt wird, ohne daß dabei die Frequenzsensing-Folge geändert wird. Wird hingegen ein Zweiersprung nach Anspruch 7 gewählt, so erfolgt ein Zurücksetzen bereits nach Überlaufen von zwei Spuren, wobei dann allerdings die Tracksensing-Frequenzfolge sich ändert. Im vorhergehenden Fall hingegen bleibt sie konstant bis zum Erreichen der Sollgeschwindigkeit. Erst dann wird auf die günstigste Frequenzfolge bei der jeweiligen Sollgeschwindigkeit umgeschaltet. .In gleicher Weise wird von dem Rechner auch das Chromasignal geschaltet. Bei dem 2er-Sprung muß zur Synchronisation ein zusätzlicher bevorzugter Chromaimpuls erzeugt werden.
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand des in Fig. 1 dargestellten Actuatoren-Regelschemas näher erläutert.
• Es wird eine Standbildwiedergabe angenommen, wobei der Uebergang des Bandvorschubs von der Normalwiedergabegeschwindigkeit zum Zeitpunkt-tQ bis zum Stillstand für die Standbildwiedergabe zum Zeitpunkt tl 200 msec beträgt. Die Funktion der Geschwindigkeitsänderung ist dabei abhängig vom Bremsmoment des Bandvorschubmotors und von der Trägheit des mechanischen Systems.
• Während dieser Zeit werden 11 Halbbilder abgetastet, und zwar mit der gleichen Tracksensing-Frequenzfolge, wie sie bei einer Normalbildwiedergabe gegeben ist, nämlich fl, f2, f4, f3. Für die Zeit, da der Videokopf nicht mit dem Band in Berührung steht, werden die Actuatoren gemäß der Erfindung durch eine Schrägvorgabe auf einen bestimmten Wert eingestellt, um Einschwingvorgänge bei der Regelung zu vermeiden. Da dieser Wert praktisch mit dem am Spuranfang übereinstimmt, beginnt der Kopf schon seine nächste Spur in der annähernd richtigen Spurmittenlage zu lesen. Bei Erreichen der neuen Sollgeschwindigkeit, bei der die Tracksensing-Frequenzfolge eine andere ist als bei Normalwiedergabegeschwindigkeit, nämlich wie im Ausführungsbeispiel dargestellt, fl, f2, reicht diese Schrägvorgabe aus, um eine kontinuierliche störzonenfreie Wiedergabe des Bildes zu gewährleisten Während der Geschwindigkeitsänderung müssen jedoch zwei Parameter berücksichtigt werden, um dies zu gewährleisten.
• Der Schrägvorgabe wird ein Spurversatz in einem Rechner (iiprocessor) anhand der theoretischen oder gemäß Patentanspruch 3 ermittelten Funktion der Geschwindigkeitsänderung hinzuaddiert. Für die richtige Vorgabe wird zunächst die Gesamtzahl der Spuren während der Geschwindigkeitsänderung errechnet. Beim Abtasten der ersten Spur muß eine Schrägvorgabe für den ersten Kopf von S1 vorgegeben werden. Noch bevor der zweite Kopf die Folgespur abtastet, wird der Kopf räumlich um die Schrägvorgabe S2 und den Spurversatz V1 verschoben (gestricheLte Kennlinie). Während der Zeit, die der andere Videokopf nicht in Berührung mit dem Band steht, wird für diesen eine neue Schrägvorgabe und ein Spurversatz S3 und V2 errechnet und ausgegeben. Durch die Actuatoren-Steuer und Regelschaltung werden diese mit den jeweiligen Steuerspannungen beaufschlagt. Die Spurfehlerkorrektur erfolgt unabhängig hiervon in bekannter Weise. Der angenommene Korrekturwert am Ende der abgetasteten Spur kann jedoch vom Rechner für die Ermittlung des Spurversatzes herausgezogen werden Es ist ersichtlicht daß die Auslenkung der mit dem dynamischen Spurfolgesystem nachgesteuerten Magnetköpfe nach de in den Ansprüchen 5 und 6 angegebenen Formeln sich entlang-des Kurvenverlaufs der Geschwindigkeitsänderungsfunktion bewegt. Dabei nehmen Spurversatz und Schrägvorgabe mit abnehmender Geschwindigkeit zu Mit dem Abtasten der neunten Spur wird praktisch die Actuatorenauslenkung soweit vollzogen, daß der Kopf über die vierte Spur bereits hinausfahren würde. Für diesen Fall ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Kopf durch die Actuatorenausregelung um vier Spurabstände wieder zurückgestellt wird. Der neunte Kopf beginnt somit die Spurabtastung wieder mit der gleichen Frequenzfolge wie bei Normalgeschwindigkeit. In gleicher Weise wird auch der nächste Kopf bei Überschreiten der Ablenkung um vier Spurabstände um vier räumlich versetzt (gestrichelt eingezeichnete Linie). Da der nächste Kopf bereits nach 200 msec, also nach Stillstand des Bandvorschubs, auf die Abtastspur auftrifft, schaltet der Rechner auf eine neue, für die Standbildwiedergabe günstige Frequenzfolge, nämlich f1, f2, um.
• Im folgenden wird auch eine-konstante Schrägvorgabe errechnet, der nur noch der Spurfehler für die Actuatorenregelung aufaddiert wird.
• Es ist ersichtlich, daß für die Übergangsregelung von Normalgeschwindigkeit auf Zeitraffer- bzw.
• Zeitlupenwiedergabe ein gleiches Steuerungsverfahren anwendbar ist. Hierbei müssen lediglich andere Geschwindigkeitsänderungsfunktionen, insbesondere die abweichende Anzahl der Spurabtastungen während der Geschwindigkeitsänderung, beachtet werden.

Claims (1)

1. Patentansprüche 1. Verfahren ~zur automatischen Abtastspureinstellung für Video-Magnetbandgeräte mit Schrägspuraufzeichnung bei einer von der Aufnahmegeschwindigkeit schrittweise veränderbaren Wiedergabegeschwindigkeit, wobei die Spuren von zwei um 1800 auf dem Kopfrad versetzt angeordneten, umlaufenden, mittels Piezokristall-Actuatoren auf einzelne Spuren steuerbare Magnetköpfe abgetastet werden und die Kopfnach-Steuerung in Abhängigkeit von eimer Regelspannung, die aus den Amplituden der übersprechenden unterschiedllchen Tracksensing-Frequenzen benachbarter Spuren abgeleitet wird, und einer addierten sägezahnförmigen Spannung, deren Amplitude und Phasenlage nach dem theoretischen Abtastverlauf bei der jeweiliegen Wiedergabegeschwindigkeit errechnet wird (Schrägvorgabe), erfolgt, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß jeder Magnetkopf vor Abtastbeginn durch die Actuatoren proportional der Funktion der Geschwindigkeitsänderung von einer Sollgeschwindigkeit auf die andere durch eine Schr#gvorgabe und einen relativen Spurversatz gegen-Über der letzten abgetasteten Spur durch Vorgabe einer entsprechenden Steuerspannung räumlich versetzt wird 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ges chwindigkeitsänderungs funktion und die Anzahl der Schritte von einer Sollgeschwindigkeit auf eine andere, wie Normalgeschwindigkeit Normalgeschwindigkeit Normalgeschwindigkeit Zeitraffer, Zeitlupe, Standbild und Unterkombinationen, vorgegeben ist, und die Schragvorgabe und der Spurenversatz in einem Rechner ermittelt werden, dessen ausgegebene Größe in einem Sägezahngenerator in eine proportionale Sägezahnspannung umgewandelt wird, der in einem Additionsglied die der Spurabweichung proportionale Regelspannung zuaddiert wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 1 in Verbindung mit Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandvorlaufgeschwindigkeit über die Drehzahländerung des Bandantriebsmotors oder durch Auslesen der auf dem Band auf gezeichneten Synchronimpulse ermittelt wird, und daß aus der jeweiligen Augenblicksgeschwindigkeit die Geschwindigkeitsfunktion# errechnet wird.

   4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schrägvorgabe des einen Magnetkopfes während der jeweiligen Geschwindigkeitsänderung nach folgender Formel ermittelt: n = laufende Spur s =n .a (m) z = Gesamtzahl der Spuren während der Geschwindigkeitsänderung a = Spurabstand 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Spurversatz gegenÜber der Nullage des zweiten Magnetkopfes sich nach folgender Formel ermittelt: V 1 = summierter Spurversatz Spurversatz gegenüber vorhergehender Spur 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß bei Auslenkung der Magnetköpfe um mehr als vier Spuren die Actuatoren die Magnetköpfe um vier Spuren zurücksetzen, und daß die Chroma-Schaltimpulse und die Tracksensing-Frequenz folgen bis zum Erreichen der neuen Sollgeschwindigkeit während der Geschwindigkeitsänderung unverändert bleiben, und daß bei Erreichen der neuen Sollgeschwindigkeit die Tracksensing-Frequenzen und die Chrorna-Schaltimpuise umgeschaltet werden, derart, daß die Tracksensing-Frequenzfolge der der Sollgeschwindigkeit günstigsten entspricht.

   7. Verf ahren#nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Actuatoren bei Auslenkung von mehr als zwei Spuren um zwei Spuren zurückgesetzt werden, und daß mit dem Zurücksetzen die Tracksensing-Frequenzfolge sich wie folgt ändert: und ein zusätzlicher Chroma-Schaltimpuls geliefert wird.

   8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Anpassung der Actuatoren an die jeweiligen Geschwindigkeitsänderungsschritte innerhalb der Geschwindigkeitsänderungsfunktion mittels eines Rechners errechnet und vorgegeben wird, und die Tracksensing-Frequenzfolge und der Chroma-Schaltimpuls angegeben werden.