Устройство для записи на магнитную ленту и воспроизведения телевизионного сигнала

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А 1 ЯО, 14120 а) 4 Н 04 И 5/78 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ с,К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(56) 1,Патент США Ф 3737568,кл. 178-6.6 А, опублик. 1973,2, Авторское свидетельство СССРР 212337, кл. Н 04 Ю 502, 1966.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЗАПИСИ НАМАГНИТНУЮ ЛЕНТУ И ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ТЕЛЕВИЗИОННОГО СИГНАЛА, содержащее первый, второй и третий графеконы, при,этом отклоняющие системы секций записи и считывания первого и второго .графеконов соединены соответственнос первыми и вторыми блоками горизонтальной и вертикальной развертки, аотклоняющие системы секций записии считывания третьего графекона соединены соответственно с .третьими ичетвертыми блоками горизонтальной ивертикальной развертки, головки записи видеосигнала, вспомогательного.и масштабного сигналов, головки вос-.произведения видеосигнала, вспомога-.тельного и.масштабного сигналов,линию задержки, выход которой черезпоследовательно соединенные блок формирования сигнала опознавания и первый усилитель соединен с входом пер-вого графекона, выход которого черезвторой усилитель соединен с головкойзаписи видеосигнала, синхроселектор,вход которого соединен с выходом ли"нии задержки, третий усилитель, выход которого соединен с входом второго графекона, выход которого черезчетвертый 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 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 ф" первый и второй входы которого соединены соответственно с выходами пер- Ю вого и второго блоков вертикальной 1 развертки, блоки управления четкостью ф 1 по горизонтали и по вертикали, входы фф которых соединены с выходом фазового дискриминатора, блок формирования масштабного. сигнала, первый вход которого 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 четкостью1412002 по вертикали, второй вход - с выходомсинхроселектора, первый выход - свторым 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-, 5сигнал записывается с высокочастотным смещением. Частота высокочастотного смещения затем селектируетсядля исключения возникновения биенийс видеосигналом, звуковой сигнал может быть записан поперек на соседнихдорожках или с видеосигналом как фазомодулированный сигнал в интервалестрочных гасящих импульсов 11,Основным недостатком этого устройства является высокая скорость движения носителя записи.Видеомагнитофон с неподвижными головками, подключенный к преобразователю телевизионного стандарта, такжепредставляет собой известное устройство для записи на магнитную ленту ивоспроизведения телевизионного сигнала, содержащее первый, второй и25третий графеконы, при этом отклоняющие системы секций записи и считывания первого и второго графеконов соединены соответственно с первыми ивторыми блоками горизонтальной и вертикальной развертки, а отклоняющиесистемы секций записи и считываниятретьего графекона соединены соответ.ственно с третьими и четвертыми блоками горизонтальной и вертикальнойразвертки, головки записи видеоснгнала, вспомогательного и масштабногосигналов, головки воспроизведениявидеосигнала, вспомогательного имасштабного сигналов, линию задержки,выход которой через последовательно 40соединенные 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 которогосоединен с вторым входом четвертогоблока вертикальной развертки..2выход 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 четвер-. тый 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 которогосоединен с головкой воспроизведениявидеосигнала, а выход - с входомтретьего графекона, выход которогосоединен с входом шестого усилителя,седьмой усилитель, вход которого соединен с головкой воспроизведения масштабного сигнала, а выход - с первымвходом третьего блока горизонтальнойразвертки, второй вход которого соединен с головкой воспроизведениявспомогательного сигнала, причем выход каждого блока горизонтальнойразвертки соединен с первым входомсоответствующего блока вертикальнойразвертки 2,Однако известное устройство непозволяет в видеомагнитофонах с неподвижными головками снизить скоростьдвижения 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,приэтом. отклоняющие системы секций записи и считывания первого и второго графеконов соединены соответственно с первыми и вторыми блоками горизонтальной и вертикальной развертки, а5 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, вспомогатель 1 ного и масштабного сигналов, линию задержки, выход которой через последовательно соединенные блок формирования сигнала опознавания и первый усилитель. соединен с входом первогографекона, выход которого через второй усилитель соединен с головкой за 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 О вым входом. третьего блока горизонтальной развертки, второй вход которого соедннен с головкой воспроизведения вспомогательного сигнала, причем выход каждого блока горизонталь ной развертки соединен с первым входом соответствующего блока вертикальной развертки, введены Фазовый дискриминаторпервый и второй входы которого соединены соответственно с вы" ходами 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 входомтретьего усилителя и вторым входомпервого блока горизонтальной развертки, синхронный генератор, первыйвход которого соединен с выходом блока управления четкостью по вертикали,второй вход - с выходом синхроселектора, первый выход - с вторым входомблока формирования сигнала опознанания, а второй выход - с вторыми входами первых блоков горизонтальной ивертикальной развертки, и блок опознавания кадров, вход которого соединен с выходом шестого усилителя, авыход - с входом введенного блокаповторения, выход которого соединенс вторым входом четвертого блокавертикальной развертки,На фиг.1 приведена структурнаясхема устройства; на фиг,2 - графики,поясняющие масштабный способ записителевизионного сигнала, при этом рассматривается десятикратное изменениевременного масштаба,На графике строки телевизионногосигнала фиг.2 ц) выделены два участка;АВ - высокочастотный участок; ВС -участок с медленным изменением сигнала. Сигнал (фиг.2 Ь), величина которого зависит от частотной характеристики видеосигнала - участок ВС,выделяется большим амплитудным значением. Этот сигнал в дальнейшем именуется сигналом временного масштабаили масштабным сигналом, При обычной магнитной записи сигнала единицадлины на дорожке записи соответствует определенному отрезку времени, иэта величина, называемая временныммасштабом, является постоянной(фиг,2 а).Если при записи указанной строки(фиг.2 а) уменьшить временной масштабна участке .ВС, то расход носителяуменьшается на величину Б. При этомна другой дорожке носителя можно записать масштабный сигнал (фиг.2),который при воспроизведении позволяетвосстановить первоначальный видеосигнал.Телевизионный сигнал содержит частоты от 50 до 6 МГц. При этом, еслина участке ВС (фиг,2 а) высокочастотные составляющие видеосигнала не превышают 600 кГц, то в результате десятикратного сжатия этого участка полоса частот сжатого видеосигнала(фиг,2 ь) не превышает стандартную величину. Таким образом, информация всжатом видеосигнале не теряется.Для получения масштабного сигналаиспользуется устройство - блок формирования масштабного сигнала, содер-,жащий частотный анализатор, основнымэлементом которого является дифференциатор, связанный с пороговым элемен Отом, Частотный анализатор имеет заданное частотное пороговое значение(частотный параметр), для данногопримера 600 кГц, в результате чеговырабатывается масштабный сигнал, выделяющий участки с частотой менее600 кГц.На малых участках видеосигналауменьшать временной масштаб не рационально, так как это, не создавая значительного положительного эффекта,увеличивает число переходных процессов, что усложняет масштабный сигнали усложняет восстановление первоначальной формы видеосигнала. Поэтому 25блок формирования масштабного сигналаработает так, что выделяет толькозначительные низкочастотные участки,которые по длительности превышаютопределенную заданную величину. Таким образом, масштабный сигнал содержит ненасыщенную информацию и может передаваться в узкой полосе частот.Блок формирования масштабного сигнала имеет цепь управления, при помощи которой можно менять частотный параметр (изменяя заданную величину дляпорогового элемента). При этом еслиувеличить частотный параметр, то в 40результате десятикратного сжатия выделенных участков полоса частот сжатого видеосигнала превышает стандартную величину. Это превышение сокращается в видеоканале, поэтому в восстановленном при воспроизведении видеосигнале имеет место сокращение полосы частот, что соответствует уменьшению четкости по горизонтали,1Таким образом, изменение частотного параметра блока формированиямасштабного сигнала позволяет менятьстепень сжатия видеосигнала за счетизменения четкости изображений.Изменение временного масштаба 55обеспечивает сжатие видеосигнала,чтопозволяет 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 магнитнщй 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 видео 1412002сигнала, вспомогательного и масштабного сигналов, линию 19 задержки, выход которой через последовательно соединенные блок 20 формирования сиг 5 нала опознавания и первый усилитель 21 соединен с входом первого графе- кона 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 ветственно с головками 14 и 17 записи и воспроизведения вспомогательного сигнала, пятый усилитель 30, вход которого соединен с головкой 16 воспроизведения видеосигнала, а выход - 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 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- .50 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 в .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 вер. тикальной 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.2 а) 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 графе- коновВторые 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 мас 9 1412002 10штабного сигнала, которые соответственно усиливаются во втором 22 и четвертом 25 усилителях и записываются . на магнитную ленту магнитными головками 13 и 15.Блок 28 автоматического регулирования 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 женин магнитной ленты.При таком способе записи телевизионного сигнала разные кадры могут занимать на магнитном носителе различные 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 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 вием от записывающего луча, и эта задержка, соответствующая объему записанной информации в графеконе, определяется разностью фаз на выходах первого 7 и второго 8 блоков верти" кальных разверток, которые соединены соответственно с первым и вторым вхо. дами Фазового дискриминатора 33, вы" ходной сигнал которого поступает в блок 34 управления четкостью по го ризонтали. Этот .блок меняет частотный параметр блока 36 Формированиямасштабного сигнала и, таким образом,меняет четкость по горизонтали. Например, если частотный параметр (частное пороговое значение) изменить с0,6 МГц на 1,2 МГц, то в результатедесятикратного сжатия видеосигналаи ограничения полосы пропускания призаписи на многих участках имеют место потери высокочастотных составляющих, что соответствует уменьшениючеткости по горизонтали,Изменение четкости по вертикалиосуществляется благодаря тому, чтов графеконе возможно периодическиобеспечивать пропуск одного поля разложения телевизионного кадра, а привоспроизведении 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 кратнь 1 х частот. Это устройство вырабатывает импульсы фиксированных частотсоответствующие частоте кадров, атакже соответствующие каждому второму кадру - каждому третьему, и каждому четвертому, Благодаря тому,что обеспечивается синхронизация припомощи синхроселектора 23, синхронный генератор 37, управляя работойблоков горизонтальной 5 и вертикальной 7 развертки, выключает разверткуи запись на время одного поля: вначале каждого четвертого кадра, и суменьшением избыточности изображениякаждого третьего, второго и наконецзаписывается одно поле разложениякаждого кадра, что соответствуетуменьшению четкости по вертикали вва раза. Кадровые синхроимпульсы длятаких кадров помечаются специальнымиопознавательными сигналами блоком 20формирования сигналов опознавания,который управляется синхронным генератором 37.Таким образом, узел 40 управлениячеткостью позволяет довести степеньсжатия видеосигнала до необходимойвеличины для всех видов изображенийза счет изменения четкости изображений,При. воспроизведении сжатый видеосигнал считывается магнитной головкой 16, усиливается в пятом усилителе 30 и поступает на вход третьегографекона 3. Сжатый масштабный сигнал считывается магнитной головкой18, усиливается в седьмом усилителе32 и подается на вход третьего блока9 горизонтальной развертки, который,управляя отклоняющей системой секциизаписи третьего графекона 3, производит изменение скорости движения записывающего электронного луча в соответствии с масштабным сигналом, в результате чего на экране этого графе"кона восстанавливается первоначальная форма телевизионного сигнала, Третий блок 11 вертикальной разверткиполучает сигнал с третьего блока 9горизонтальной развертки и, управляяотклоняющей системой по вертикали, 15обеспечивает заданную плотность расположения горизонтальных дорожек записи на экране третьего графекона 3.Четвертые блоки горизонтальной развертки 1 О и вертикальной развертки 12 20управляют отклоняющими системами секции считывания третьего графекона 3и обеспечивают считывание восстановленного видеосигнала, который усиливается в шестом усилителе 31 и поступает на выход предлагаемого устройства,Магнитная головка 17 считываетвспомогательный сигнал, поступающийв систему 29 автоматического регулирования двигателем 27 лентопротяжного механизма и третий блок 9 горизонтальной развертки, в результатечего обеспечивается коррекция скорости движения записывающего электронного луча в третьем графеконе 3в зависимости от изменения скоростидвижения магнитной ленты.Блок 38 опознавания кадров определяет поступление кадрового синхро- . 40импульса со специальным опознавательным сигналом и подает управляющий импульс в блок 39 повторения, который управляет работой четвертого блока 12 вертикальной развертки, Приэтом в секции считывания третьегографекона 3 развертка электронноголуча меняется таким образом, что после считывания первого полукадра производится возвратное перемещение считывающего луча на определенный отрезок по вертикали, соответствующий наэкране одному полю разложения, и данный полукадр считывается второй раз,в результате получается правильноеизображение. Усилитель 31 также получает управляющий импульс блока 39повторения и обеспечивает необходимое изменение тока считывающего лучаграфекона 3.В графеконе 3 при малом токе считывающего луча возможен такой режимработы, когда каждый кадр может считываться многократно до 5000 раз).Поэтому блок 39 повторения при помощи ручного управления позволяет также получить режим воспроизведения"Замедление изображения", "Остановкаизображения",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 1 б - 18 воспроизведения - на приемный блок, то устройство представляет собой устройство для передачи телевизионного сигнала.1412002 Составитель А.КомарТехред 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, Раушская наб., д, 4/5