Устройство для записи на магнитную ленту и воспроизведения телевизионного сигнала

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

А1

ÄÄSUÄÄ 14ll20

<>4 Н 04 N 5/78

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ!

1 с»

К А BTOPCHLDMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 2650893/18-09 (22) 31,07,78 (46) 23 ° 07.88. Бюл. 9 27 .(71) Тамбовский институт.химического машиностроения (72) А.АЛомар (53) 621.397(088.8) (56) 1.Патент США N - 3737568, кл. 178-6.6А, опублик. 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 212337, кл. Н 04 N 5/02, 1966. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПИСИ НА

МАГНИТНУЮ ЛЕНТУ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ТЕЛЕВИЗИОННОГО СИГНАЛА, содержащее первый, второй и третий графеконы, при ,этом отклоняющие системы секций запаса и считывания первого и второго . графеконов соединены соответственно с первыми и вторыми блоками горизонтальной и вертикальной развертки, а отклоняющие системы секций записи и считывания третьего графекона соединены соответственно с .третьими и четвертыми блоками горизонтальной и вертикальной развертки, головки за1 писи видеосигнала, вспомогательного и масштабного сигналов,.головки вос- .произведения видеосигнала, вспомога-. тельного и.масштабного сигналов, ли нию задержки, выход которой через последовательно соединенные блок формирования сигнала опознавания и первый усилитель соединен с входом пер- вого графекона, выход которого через второй усилитель соединен с головкой записи видеосигнала, синхроселектор, вход которого соединен с выходом ли-. нии задержки, третий усилитель, выход которого соединен с входом второго графекона, выход которого через четвертый усилитель соединен с ronosкой записи масштабного сигнала, первый и второй двигатели лентопротяжки, соединенные, например, через блоки автоматического регулирования соответственно с головками записи и воспроизведения вспомогательного сигнала, пятый усилитель, вход которого соединен с головкой воспроизведения видеосигнала, а выход — с вхо дом третьего графекона, выход которого соединен с входом шестого усилителя, седьмой усилитель, вход которого соединен с головкой воспроизведения масштабного сигнала, а вы-ход — с первым входом третьего блока горизонтальной развертки, второй вход которого соединен с головкой воспроизведения вспомогательного сигна-. ла, причем выход .каждого блока гори-. зонтальной развертки соединен с первым входом соответствующего блока вертикальной развертки, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, .с целью умень шения скорости движения носителя записи, введены фазовый дискриминатор, 4 " первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами пер- Ю вого и второго блоков вертикальной развертки, блоки управления четкостью ф } по горизонтали и по вертикали, входы фф которых соединены с выходом фазового дискриминатора, блок формирования масштабного. сигнала, первый вход ко-. торого соединен с входом устройства, второй вход — Ь выходом блока управления четкостью по горизонтали, а выход — с входом третьего усилителя и вторым входом первого блока горизонтальной развертки, синхронный генератор, первый вход которого соединен с выходом блока управления четкостью

l 412002 по вертикали, второй вход — с выходом синхроселектора, первый выход — с вторым входом блока формирования сигнала опознавания, а второй выход— с вторыми входами первых блоков горизонтальной и вертикальной развертки, Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в телевизионных системах.

Известен видеомагнитофон с неподвижными головками, в котором видео-. 5 сигнал записывается с высокочастотHblN смещением. Частота высокочастотного смещения затем селектируется для исключения возникновения биений с видеосигналом, звуковой сигнал мо- 0 жет быть записан поперек на соседних дорожках или с видеосигналом как фазомодулированный сигнал в интервале строчных гасящих импульсов (1), Основным недостатком этого устройства является высокая скорость движения носителя записи.

Видеомагнитофон с неподвижными головками, подключенный к преобразователю телевизионного стандарта, также представляет собой известное устройст. во для записи на магнитную ленту и воспроизведения телевизионного сигнала, содержащее первый, второй и

25 третий графеконы, при этом отклоняющие системы секций записи и считывания первого и второго графеконов соединены соответственно с первыми и вторыми блоками горизонтальной и вертикальной развертки, а отклоняющие системы секций записи и считывания третьего графекона соединены соответственно с третьими и четвертыми блоками горизонтальной и вертикальной развертки, головки записи видеоснгна- 35 ла, вспомогательного и масштабного сигналов, головки воспроизведения видеосигнала, вспомогательного и масштабного сигналов, линию задержки, выход которой через последовательно 4О соединенные блок формирования сигнала опознавания и первый усилитель соединен с входом первого графекона, и блок опознавания кадров, вход которого соединен с выходом шестого усилителя, а выход — с входом введенного блока повторения, выход которого соединен с вторым входом четвертого блока вертикальной развертки..2 выход которого через второй усилитель соединен.с головкой записи видеосигнала, синхроселектор, вход ко, торого соединен с выходом линии задержки, третий усилитель, выход которого соединен с входом второго графекона, выход которого через четвертый усилитель соединен с головкой записи масштабного сигнала, первый и второй двигатели лентопротяжки, соединенные, например, через блоки автоматического регулирования соответственно с головками записи и воспроизведения вспомогательного сигнала„ пятый усилитель, вход которого соединен с головкой воспроизведения видеосигнала, а выход — с входом третьего графекона, выход которого соединен с входом шестого усилителя, седьмой усилитель, вход которого соединен с головкой воспроизведения масштабного сигнала, а выход — с первым входом третьего блока горизонтальной развертки, второй вход которого соединен с головкой воспроизведения вспомогательного сигнала, причем выход каждого блока горизонтальной развертки соединен с первым входом соответствующего блока вертикальной развертки )2j.

Однако известное устройство не позволяет в видеомагнитофонах с неподвижными головками снизить скорость движения магнитного носителя и уменьшить его расход.

Цель изобретения — уменьшение скорости движения носителя записи.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для записи на магнитную ленту и воспроизведения телевизионного сигнала, содержащее первый, второй.и третий графеконы,при этом. отклоняющие системы секций за141 2002 писи и считывания первого и второго графеконов соединены соответственно

I с первыми и вторыми блоками горизонтальной и вертикальной развертки, а

5 отклоняющие системы секций записи и считывания третьего графекона соединены соответственно с третьими и. чет-. вертыми блоками горизонтальной и вертикальной развертки, головки записи видеосигнала, вспомогательного и масштабного сигналов, головки воспроизведения видеосигнала, вспомогатель1 ного и масштабного сигналов, линию задержки, выход которой через последовательно соединенные блок формирования сигнала опознавания и первый усилитель. соединен с входом первого графекона, выход которого через второй усилитель соединен с головкой за- 20 писи видеосигнала, синхроселектор, вход которого соединен с выходом линии задержки, третий усилитель, выход которого соединен с входом второго графекона,.выход которого через 25 четвертый. усилитель соединен с головкой записи масштабного сигнала,.первый и второй двигатели лентопротяжки, соединенные, например, через блоки автоматического регулирования соответственно с головками записи и воспроизведения вспомогательного сигнала, пятый усилитель, вход которого соединен с головкой воспроизведения видеосигнала, а выход — с входом третьего графекона, выход которого соединен с входом. шестого усилителя, седьмой усилитель, вход которого соединен с головкой воспроизведения масштабного сигнала, а выход — с пер- 4О вым входом. третьего блока горизонтальной развертки, второй вход которого соедннен с головкой воспроизведения вспомогательного сигнала, причем выход каждого блока горизонталь- 45 ной развертки соединен с первым входом соответствующего блока вертикальной развертки, введены фазовый дискриминатор,,первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами первого и второго блоков вер.тикальной развертки, блоки управления четкостью по горизонтали и по вертикали, входы которых соединены с выходом фазового дискриминатора, блок формирования масштабного сигнала, первый вход которого соединен с входом устройства, второй вход — с выходом блока управления четкостью по горизонтали, а выход — с входом третьего усилителя и вторым входом первого блока горизонтальной развертки, синхронный генератор, первый вход которого соединен с выходом блока управления четкостью по вертикали, второй вход — с выходом синхроселектора, первый выход — с вторым входом блока формирования сигнала опознанания, а второй выход — с вторыми входами первых блоков горизонтальной и вертикальной развертки, и блок опознавания кадров, вход которого соединен с выходом шестого усилителя, а выход — с входом введенного блока повторения, выход которого соединен с вторым входом четвертого блока вертикальной развертки, 1

На фиг.1 приведена структурная схема устройства; на фиг.2 — графики, поясняющие масштабный способ записи телевизионного сигнала, при этом рассматривается десятикратное изменение временного масштаба.

На графике строки телевизионного сигнала (фиг.2а) выделены два участка:

А — высокочастотный участок; ВС— участок с медленным изменением сигнала. Сигнал (фиг.2Ь), величина которого зависит от частотной характеристики видеосигнала — участок ВС, выделяется большим амплитудным значением. Этот сигнал в дальнейшем именуется сигналом временного масштаба или масштабным сигналом. При обычной магнитной записи сигнала единица длины на дорожке записи соответствует определенному отрезку времени, и эта величина, называемая временным масштабом, является постоянной (фиг.2а).

Если при записи указанной строки (фиг.2а) уменьшить временной масштаб на участке .ВС, то расход носителя уменьшается на величину S, При этом на другой дорожке носителя можно записать масштабный сигнал (фиг.2i) который при воспроизведении позволяет восстановить первоначальный видеосигнал.

Телевизионный сигнал содержит частоты от 50 до 6 МГц. При этом, если на участке ВС (фиг.2а) высокочастотные составляющие видеосигнала не превышают 600 кГц, то в результате десятикратного сжатия этого участка полоса частот сжатого видеосигнала

1412002 (фиг.2b) не превышает стандартную величину. Таким образом, информация в сжатом видеосигнале не теряется.

Для получения масштабного сигнала используется устройство — блок формирования масштабного сигнала, содер-, жащий частотный анализатор, основным элементом которого является дифференциатор, связанный с пороговым элемен- fp том. Частотный анализатор имеет заданное частотное пороговое значение (частотный параметр), для данного примера 600 кГц, в результате чего вырабатывается масштабный сигнал, вы- f5 деляющий участки с частотой менее

600 кГц.

На малых участках видеосигнала уменьшать временной масштаб не рационально, так как это, не создавая зна- 20 чительного положительного эффекта, увеличивает число переходных процессов, что усложняет масштабный сигнал и усложняет восстановление первоначальной формы видеосигнала. Поэтому 25 блок формирования масштабного сигнала работает так, что выделяет только значительные низкочастотные участки, которые по длительности превышают определенную заданную величину. Та- 30 ким образом, масштабный сигнал содержит ненасыщенную информацию и может передаваться в узкой полосе частот.

Блок формирования масштабного сиг- 35 нала имеет цепь управления, при помощи которой можно менять частотный параметр (изменяя заданную величину для порогового элемента). При этом„ если увеличить частотный параметр, то в 40 результате десятикратного сжатия выделенных участков полоса частот сжатого видеосигнала превышает стандартную величину. Это превышение сокращается в видеоканале, поэтому в восста- 45 новленном при воспроизведении видеосигнале имеет место сокращение полосы частот, что соответствует уменьшению четкости по горизонтали.

Таким образом, изменение частотного параметра блока формирования масштабного сигнала позволяет менять степень сжатия видеосигнала за счет изменения четкости изображений.

Изменение временного масштаба 55 обеспечивает сжатие видеосигнала,что позволяет при записи уменьшить скорость движения магнитного носителя и сократить его расход. Для этого в предлагаемом устройстве применяются промежуточные быстродействующие запоминающие устройства, например графеконы. Запоминающая электронно-лучевая трубка — графекон состоит из секции записи и секции считывания и имеет две отклоняющие системы, при помощи которых один электронный луч непрерывно записывает поступающую информацию, а другой считывает. Ви" деосигнал и масштабный сигнал вначале записывают в графеконах с переменной скоростью движения записывающих лучей, которая определяется масштабным сигналом. Участки АВ видеосигнала и масштабного сигнала записывают при одной скорости движения электронных лучей, а участки ВС при уменьшенной скорости движения этих лучей (например, в десять раз, фиг.26 иъ). Через некоторый момент времени оба сигнала считывают при пониженной постоянной скорости движения считывающих лучей (фиг.2 и е ) и окончательно записывают на магнитный носитель, который движется с пониженной постоянной скоростью.

При воспроизведении в запоминающее устройство поступает только сжатый видеосигнал, а масштабный сигнал изменяет скорость движения записывающего луча так, что восстанавливается первоначальная форма видеосигнала. Считывающий луч движется с постоянной скоростью и считывает уже восстановленный видеосигнал, который поступает в видеовоспроизводящее устройство.

Устройство для записи на магнитную ленту и воспроизведения телевизионного сигнала содержит первый 1, второй 2 и третий 3 графеконы, при этом отклоняющие системы 4 секций за- писи и считывания первого 1 и второго 2 графеконов соединены соответственно с первыми и вторыми блоками 5, 6 и 7, 8 горизонтальной и вертикальной развертки, а отклоняющие системы

4 секций записи и считывания третьего графекона З.соединены соответственно с третьими и четвертыми блоками 9, 10 и 11, 12 горизонтальной и ,вертикальной развертки, головки 13—

15 записи видеосигнала, вспомогательного и масштабного сигналов, головки 16 — 18 воспроизведения видео1412002 сигнала, вспомогательного и масштабного сигналов, линию 19 задержки, выход которой через последовательно соединенные блок 20 формирования сигS нала опознавания и первый усилитель

21 соединен с входом первого графекона 1, выход которого через второй усилитель 22 соединен с головкой 13 записи видеосигнала, синхроселектор 10

23, вход которого соединен с выходом линии 19:-задержки, третий усилитель 24, выход которого соединен с входом второго графекона 2, выход которого через четвертый усилитель 25 15 соединен с головкой 15 записи масштабного сигнала, первый 26 и второй

27 двигатели лентопротяжки, соединенные, например, через блоки 28 и 29 автоматического регулирования соот- 20 ветственно с головками 14 и 17 записи H воспроизведения вспомогательного сигнала, пятый усилитель 30, вход которого соединен с головкой 16 воспроизведения видеосигнала, а выхрд — 25 с входом. третьего графекона .3, выход которого соединен.с входом. шестого. усилителя 31, седьмой усилитель 32, вход которого соединен с головкой 18 воспроизведения масштабного сигнала, 30 а выход — с первым входом третьего блока 9 горизонтальной развертки, второй вход которого соединен с головкой воспроизведения вспомогательного сигнала, причем выход каждого блока 5, 6, 9 и 10 горизонтальной развертки соединен с первым входом соответствующего блока 7, 8, 11 и 12 вертикальной развертки, фазовый дискриминатор 33, первый и второй входы 40 которого соединены соответственно с выходами первого 7 и второго 8 блоков вертикальной развертки, блоки управления четкостью по горизонтали

34 и вертикали 35, входы которых сое- 45 динены с выходом фазового дискриминатора 33, блок 36 формирования масштабного сигнала, первый вход которого соединен с входом устройства, второй вход — с выходом блока 34 управ- - о ления четкостью по горизонтали, а выход — с входом третьего усилителя 24 и вторым входом первого блока 5 горизонтальной развертки, синхронный генератор 37, первый вход которого соединен с выходом блока 35 управления четкостью по вертикали, второй вход - с выходом синхроселектора 23, первый выход - с вторым входом блока

20 формирования сигнала опознавания, а второй выход — с вторыми входами первых блоков горизонтальной 5 и вертикальной 7 развертки, и блок 38 опознавания кадров, вход которого соединен с выходом шестого усилителя

31, а выход — с входом блока 39 повторения, выход которого соединен с вторым входом четвертого блока 12 вертикальной развертки.

Устройство работает следующим образом.

Видеосигнал от источника подается на вход устройства, проходит линию

19 задержки, блок 20 формирования сигналов бпознавания, усиливается в первом усилителе 21 и поступает в секцию записи первого графекона 1.

Видеосигнал также поступает в блок 36 формирования масштабного сигнала, который вырабатывает масштабный сигнал.

Этот сигнал подается на первый вход первого блока 5 горизонтальной развертки и через третий усилитель 24 на вход второго графекона 2. Первый блок 5 горизонтальной развертки, управляя отклоняющими системами 4 секций записи первого 1 и второго 2 графеконов, обеспечивает строчную развертку записывающих электронных лучей. При этом скорость движения этих лучей меняется в соответствии с масштабным сигналом. Следовательно, при загиси строки телевизионного сигнала (фиг.2a) на участке ВС скорость лучей уменьшается в десять раз, и этот участок занимает на экране первого графекона 1 отрезок в десять раз меньший, чем при обычной записи. В данном. случае усилители 21 и 24 должны обеспечивать необходимую коррекцию, связанную с изменением скорости записи. Первый блок 7 вертикальной развертки получает управляющий сиг нал с первого блока 5 горизонтальной развертки и, управляя отклоняющими системами 4 по вертикали, обеспечивает заданную плотность расположения горизонтальных дорожек записи на экранах первого 1 и второго 2 графеконов

Вторые блоки горизонтальной развертки 6 и вертикальной развертки 8 управляют отклоняющими системами секций считывания первого 1 и второго 2 графеконов и обеспечивают считывание при пониженной постоянной скорости сжатого видеосигнала и сжатого мас9 1412002 1п штабного сигнала, которые соответственно усиливаются во втором 22 и четвертом 25 усилителях и записываютсяна магнитную ленту магнитными головками 13 и 15.

Блок 28 автоматического регулиррвания управляет двигателем 26 лентопротяжного механизма и вырабатывает вспомогательный сигнал, содержащий 10 информацию об изменении скорости движения магнитной ленты. Этот сигнал записывается на магнитную ленту магнитной головкой 14 и подается на вход второго блока 6 горизонтальной развертки, в результате чего обеспечивается коррекция скорости движения считывающих электронных лучей в первом 1 и втором 2 графеконах, в зависимости от изменения скорости дви- 20 женин магнитной ленты.

При таком способе записи телевизионного сигнала разные кадры могут занимать на магнитном носителе раз» личные по длине отрезки, однако в 25 среднем на один кадр приходится отрезок определенной длины. Если пос.тупают изображения с большой избыточностью, то каждый кадр занимает на магнитном носителе отрезок мень- 30 ший, чем установленный. В этом случае можно, например, автоматически обеспечивать паузы между кадрами или уменьшать степень сжатия. Но при поступлении изображений с малой избыточностью каждый кадр начинает занимать отрезок больший, чем установленный. При этом необходимо увеличить степень сжатия видеосигнала,что можно получить при уменьшении четкости записываемых изображений, и этот процесс обеспечивается при помощи узла 40 управления четкостью.

Считывающий электронный луч в графеконе движется с некоторым отстава- 45 нием от записывающего луча, и эта задержка, соответствующая объему записанной информации в графеконе, определяется разностью фаз на выходах первого 7 и второго 8 блоков вертикальных разверток, которые соединены соответственно с первым и вторым входами фазового дискриминатора 33, вы" ходной сигнал которого поступает в блок 34 управления четкостью по го« ризонтали. Этот .блок меняет частотный параметр блока 36 формирования масштабного сигнала и, таким образом, меняет четкость по горизонтали. Например, если частотный параметр (частное пороговое значение) изменить с

0,6 МГц на 1,2 МГц, то в результате десятикратного сжатия видеосигнала и ограничения полосы пропускания при записи на многих участках имеют место потери высокочастотных составляющих, что соответствует уменьшению четкости по горизонтали.

Изменение четкости по вертикали осуществляется благодаря тому, что в графеконе возможно периодически обеспечивать пропуск одного поля разложения телевизионного кадра, а при воспроизведении этот кадр определяется и данное поле считывается в графеконе дважды. Для этого блок 35 управления четкостью по вертикали, получая сигнал от фазового дискриминатора 33, переводит синхронный генератор 37 в режим генерирования кратных частот. Это устройство вырабатывает импульсы фиксированных частот соответствующие частоте кадров, а также соответствующие каждому второму кадру — каждому третьему, и каждому четвертому. Благодаря тому, что обеспечивается синхронизация при помощи синхроселектора 23, синхронный генератор 37, управляя работой блоков горизонтальной 5 и вертикальной 7 развертки, выключает развертку и запись на время одного поля: вначале каждого четвертого кадра, и с уменьшением избыточности изображения каждого третьего, второго и наконец записывается одно поле разложения каждого кадра, что соответствует уменьшению четкости по вертикали в

° ° ва раза. Кадровые синхроимпульсы для таких кадров помечаются специальными опознавательными сигналами блоком 20 формирования сигналов опознавания, который управляется синхронным генератором 37.

Таким образом, узел 40 управления четкостью позволяет довести степень сжатия видеосигнала до необходимой величины для всех видов изображений

sa счет изменения четкости изображений.

При, воспроизведении сжатый видеосигнал считывается магнитной голов» кой 16, усиливается в пятом усилителе 30 и поступает на вход третьего графекона 3. Сжатый масштабный сигнал считывается магнитной головкой

18, усиливается в седьмом усилителе

1412002

32 и подается на вход третьего блока

9 горизонтальной развертки, который, управляя отклоняющей системой секции записи третьего графекона 3, производит изменение скорости движения записывающего электронного луча в соответствии с масштабным сигналом, в результате чего на экране этого графекона восстанавливается первоначаль- 10 ная форма телевизионного сигнала. Третий блок II вертикальной развертки получает сигнал с третьего блока 9 горизонтальной развертки и, управляя отклоняющей системой по вертикали, 15 обеспечивает заданную плотность расположения горизонтальных дорожек записи на экране третьего графекона 3.

Четвертые блоки горизонтальной развертки 10 и вертикальной развертки 12 20 управляют отклоняющими системами секции считывания третьего графекона 3 и обеспечивают считывание восстановленного видеосигнала, который усиливается в шестом усилителе 31 и пос- 25 тупает на выход предлагаемого устройства.

Магнитная головка 17 считывает вспомогательный сигнал, поступающий в систему 29 автоматического регули- 30 рования двигателем 27 лентопротяжного механизма и третий блок 9 горизонтальной развертки, в результате чего обеспечивается коррекция скорости движения записывающего электронного луча в третьем графеконе 3 в зависимости от изменения скорости движения магнитной ленты.

Блок 38 опознавания кадров определяет поступление кадрового синхро- . 40 импульса со специальным опознавательным сигналом и подает управляющий импульс в блок 39 повторения, который управляет работой четвертого блока 12 вертикальной развертки. При этом в секции считывания третьего графекона 3 развертка электронного луча меняется таким образом, что после считывания первого полукадра производится возвратное перемещение считывающего луча на определенный отрезок по вертикали, соответствующий на экране одному полю разложения, и данный полукадр считывается второй раз, в результате получается правильное изображение. Усилитель 31 также получает управляющий импульс блока 39 повторения и обеспечивает необходимое изменение тока считывающего луча графекона 3.

В графеконе 3 при малом токе считывающего луча возможен такой режим работы, когда каждый кадр может считываться многократно (до 5000 раз).

Поэтому блок 39 повторения при помощи ручного управления позволяет также получить режим воспроизведения

"Замедление изображения", "Остановка изображения".

Устройство обеспечивает уменьшение полосы пропускания частот видеоканала (фнг.2 и е ), что позволяет использовать ее для передачи телевизионного сигнала. Если в нем исключигь блоки 28 и 29 автоматического регулирования двигателей 26 и 27 и заменить блок 41 головок 13 — 15 записи на передающий блок, а блок 42 головок Iб — 18 воспроизведения — на приемный блок, то устройство представляет собой устройство для передачи телевизионного сигнала.

)41 2002

1412002

2 A 8 С

Составитель А.Комар

Техред М.Дидик Корректор В.Гирняк

Редактор И.Шулла

Заказ 3675/57 Тираж 660 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно †полиграфическ предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4