СПОСОБ МАГНИТНОЙ ВИДЕОЗАПИСИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 1994 года по МПК H04N5/76 

Изобретение относится к телевидению и может быть использовано в аппаратуре магнитной видеозаписи.

Известен способ магнитной видеозаписи, при котором для получения точной информации о временных искажениях воспроизводимого телевизионного сигнала используют пилот-сигнал, представляющий собой гармоническое колебание, при этом при записи телевизионного сигнала формируют гармоническое колебание, частоту которого выбирают выше верхней граничной частоты спектра телевизионного сигнала, но так, чтобы не выйти за полосу пропускания видеоканала, и суммируют его с телевизионным сигналом, после чего полученный сигнал преобразуют в частотно-модулированный сигнал и записывают на магнитный носитель, а при воспроизведении сигнал, воспроизводимый с магнитного носителя, частотно демодулируют, после чего отделяют пилот-сигнал, содержащий информацию о временных искажениях воспроизводимого сигнала, от телевизионного сигнала методом частотной селекции, определяют величину временной ошибки и корректируют временные искажнения известными методами. Непрерывная запись пилот-сигнала на магнитный носитель одновременно с записью телевизионного сигнала позволяет при воспроизведении иметь постоянную информацию о возникающих в процессе записи-воспроизведения временных искажениях и точно их корректировать. Недостатком этого способа являются перекрестные искажения, неизбежно возникающие, в частности, между компонентами полного цветового телевизионного сигнала и пилот-сигналом и вызывающие появления муаров на воспроизводимом изображении. Для уменьшения указанного явления повышают несущую частоту ЧМ-сигнала, что требует увеличения пропускной способности канала записи-воспроизведения и, как следствие, уменьшает отношение сигнал/шум в воспроизводимом сигнале.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ магнитной видеозаписи, в котором в качестве пилот-сигнала используют радиоимпульсы, вводимые в телевизионный сигнал методом временного уплотнения, при этом при записи радиоимпульсы размещают в интервалах строчных гасящих импульсов после стандартных строчных синхроимпульсов, после чего полученный сигнал преобразуют в частотно-модулированный сигнал и записывают на магнитный носитель, а при воспроизведении сигнал, воспроизводимый с магнитного носителя, частотно демодулируют, отделяют от телевизионного сигнала методом амплитудной селекции стандартные синхроимпульсы, с помощью которых формируют стробирующие импульсы, охватывающие моменты появления радиоимпульсов в воспроизводимом телевизионном сигнале, выделяют радиоимпульсы методами временной селекции, после чего определяют величину временной ошибки и корректируют временные искажения известными методами. Наличие радиоимпульсов обеспечивает необходимую точность коррекции временных искажений. Недостатком указанного способа магнитной видеозаписи является необходимость использования стандартных синхроимпульсов, амплитуда которых составляет 30% от амплитуды полного цветового телевизионного сигнала и, как следствие, занимает 30% динамического диапазона канала передачи, что снижает отношение сигнал/шум в воспроизводимом сигнале. Кроме того, метод амплитудной селекции стандартных синхроимпульсов обладает сравнительно низкой помехоустойчивостью и может нарушаться при воздействии импульсных помех, например, при возникновении выпадений воспроизводимого телевизионного сигнала.

Известно, наконец, устройство магнитной видеозаписи, реализующее известный способ магнитной видеозаписи и содержащее для осуществления записи первый блок фиксации уровня гасящих импульсов и синхроселектор, входы которых соединяются между собой и подключаются ко входу телевизионного сигнала, частотный модулятор, выход которого подключается к первой головке записи, а вход - к выходу первого блока фиксации, формирователь сигнала управления, вход которого подключается к выходу кадровых синхроимпульсов синхроселектора, а выход - ко второй головке записи, первый формирователь фиксирующих импульсов, выходы котоpого подключаются к управляющим входам первого блока фиксации, а вход соединяется с выходом строчных синхроимпульсов синхроселектора, а для осуществления воспроизведения - первый усилитель канала воспроизведения, вход которого соединяется с первой головкой воспроизведения, а выход - через корректор амплитудно-частотной характеристики, частотный демодулятор, блок автоматической регулировки усиления, фильтр нижних частот и второй блок фиксации уровня гасящих импульсов подключается с информационному входу цифрового корректора временных искажений, синхрогенератор, тактовый, строчный и полевой опорные выходы которого соединяются с соответствующими входами цифрового корректора, второй формирователь фиксирующих импульсов, выходы которого подключаются к управляющим входам второго блока фиксации, первый ключевой каскад, информационный вход которого соединяется с выходом блока автоматической регулировки усиления и одновременно со входами формирователя строчных синхроимпульсов и селектора-интегратора полевых синхроимпульсов, второй ключевой каскад, выход которого подключает к управляющему входу первого ключевого каскада, управляющий вход через формирователь строба радиоимпульсов - к выходу формирователя строчных синхроимпульсов, а информационный вход - к выходу схемы индикации захвата, фазовый детектор, вход которого подключается к выходу первого ключевого каскада и одновременно к первому входу схемы индикации захвата, вход обратной связи - ко второму входу схемы индикации захвата и одновременно к выходу генератора тактовой частоты, управляемому напряжением и тактовым воспроизводимым входом цифрового корректора, а выход - ко входу генератора, формирователь полевых синхроимпульсов, вход которого подключается к выходу селектора - интегратора, а выход - к полевому воспроизводимому входу цифрового корректора, второй усилитель канала воспроизведения, вход которого соединяется со второй головкой воспроизведения а выход подключается к управляющему выходу устройства, при этом выход формирователя строчных синхроимпульсов подключается ко входу второго формирователя фиксирующих импульсов и к строчному воспроизводимому входу цифрового корректора, информационный вход которого подключается к выходу телевизионного сигнала. Включение в состав устройства формирователя строчных синхроимпульсов и формирователя строба радиоимпульсов позволяет путем последовательного использования методов амплитудной и временной селекции выделять из воспроизводимого телевизионного сигнала радиоимпульсы. При подаче их на вход схемы фазовой автоподстройки частоты, выполненной на фазовом детекторе и генераторе тактовой частоты, управляемом напряжением, обеспечивается необходимая точность формирования импульсов воспроизводимой тактовой частоты. Недостатком известного устройства является сравнительно низкая его помехоустойчивость за счет использования амплитудной селекции стандартных синхроимпульсов, которая может нарушаться при воздействии импульсных помех, например, при возникновении выпадений воспроизводимого телевизионного сигнала.

Целью изобретения является обеспечение более точной коррекции временных искажений телевизионного сигнала, воспроизводимого при различных скоростях движения магнитного носителя, включая режимы стоп-кадра, ускорения, замедления и реверса, а также повышение отношения сигнал/шум воспроизводимого телевизионного сигнала.

Для достижения поставленной цели в известный способ магнитной видеозаписи, включающий в себя перед записью фиксацию по уровню гасящих импульсов телевизионного сигнала и преобразование его в частотно модулированный сигнал, а при воспроизведении - усиление воспроизводимого частотно модулированного сигнала, автоматическую коррекцию его амплитудно-частотной характеристики, частотную демодуляцию, автоматическую регулировку по усилению, фиксацию по уровню гасящих импульсов, а также восстановление временного масштаба воспроизводимого телевизионного сигнала с помощью цифровых методов коррекции временных искажений, дополнительно вводятся подавление в предназначенном для записи телевизионном сигнале синхросигналов в интервалах строчных и полевых гасящих импульсов, усиление телевизионного сигнала до достижения им полного динамического диапазона канала изображения и введение в указанные интервалы радиоимпульсов, частоту заполнения которых выбирают между верхней граничной частотой спектра телевизионного сигнала и верхней граничной частотой полосы пропускания видеоканала таким образом, чтобы обеспечить когерентность со строчной частотой, а размах - равным полному динамическому диапазону канала изображения от уровня белого до уровня гасящих импульсов, при этом один или несколько радиоимпульсов, вводимых в интервале полевого гасящего импульса, формируют существенно большей длительности, чем радиоимпульсы в интервалах строчных гасящих импульсов, при той же частоте заполнения и фазе, либо при произвольной длительности этих радиоимпульсов, в том числе и равной длительностям остальных радиоимпульсов, формируют их с начальными фазами частоты заполнения, равными 180 градусам или другой величине, введение в интервалы строчных и полевых гасящих импульсов одновременно с радиоимпульсами униполярных импульсов, которые формируют внутри полного динамического диапазона телевизионного сигнала таким образом, чтобы уровень их вершин был зафиксирован на уровне гасящих импульсов, а при воспроизведении - отделение радиоимпульсов от частотно демодулированного телевизионного сигнала методом перестраиваемой полосовой фильтрации, центральную частоту полосы пропускания которой выбирают между верхней граничной частотой спектра телевизионного сигнала и верхней граничной частотой полосы пропускания видеоканала и изменяют ее пропорционально изменению скорости движения магнитного носителя, превращение выделенных радиоимпульсов в непрерывную последовательность импульсов частоты, кратной частоте заполнения, методом фазовой автоподстройки частоты с постоянной времени автоподстройки, меньшей длительности радиоимпульса, при этом сформированную непрерывную последовательность импульсов используют в дальнейшем в качестве импульсов дискретизации для цифровой коррекции временных искажений воспроизводимого телевизионного сигнала, одновременно выделенные с помощью перестраиваемой полосовой фильтрации радиоимпульсы детектируют для выделения их огибающих, которые используют в качестве строчных и полевых синхроимпульсов для коррекции временных искажений воспроизводимого телевизионного сигнала, синхроимпульсы полей отделяют от строчных синхроимпульсов либо методом селекции по длительности огибающей в выходном сигнале, либо методом селекции по числу периодов высокочастотного заполнения радиоимпульсов после перестраиваемой указанной или дополнительной полосовой фильтрации, либо путем определения начальной фазы частоты заполнения радиоимпульса, для поддержания постоянными уровней и амплитудно-частотных характеристик телевизионного сигнала во всех режимах воспроизведения измеряют размах униполярного импульса и по отклонению от номинального значения регулируют коэффициент передачи канала изображения, после чего измеряют размах радиоимпульса и по отклонению от номинального значения корректируют амплитудно-частотную характеристику канала воспроизведения.

Таким образом, с помощью предлагаемого способа магнитной видеозаписи обеспечивается одновременно как точная коррекция временных искажений телевизионного сигнала, воспроизводимого при различных скоростях движения магнитного носителя, так и повышение отношения сигнал/шум воспроизводимого телевизионного сигнала.

В самом общем виде суть предлагаемого способа может быть сформулирована следующим образом. При его осуществлении в отличие от известных способов магнитной видеозаписи формирование синхросигналов в интервалах строчных и полевых гасящих импульсов производится в полном динамическом диапазоне канала изображения путем введения в указанные интервалы радиоимпульсов, частота заполнения которых выбирается между верхней граничной частотой спектра телевизионного сигнала и верхней граничной частотой полосы пропускания видеоканала. При этом перед записью на 30% увеличивается размах телевизионного сигнала, в результате чего повышается отношение сигнал/шум в воспроизводимом сигнале. Кроме того, амплитудная селекция воспроизводимых синхросигналов заменяется частотной селекцией, что позволяет существенно повысить помехоустойчивость при формировании воспроизводимых сигналов синхронизации, необходимых для качественной цифровой обработки воспроизводимых телевизионных сигналов. Наконец, "заполосное" формирование радиоимпульсов позволяет значительно повысить точность выделения воспроизводимых синхроимпульсов по отношению к известным способам магнитной видеозаписи стандартных телевизионных сигналов. Действительно, именно выбор номинала частоты заполнения определяет потенциальную точность выделения воспроизводимых сигналов синхронизации. Поэтому выбор частоты заполнения ниже верхней граничной частоты спектра телевизионного сигнала, как это сделано при формировании вспышек поднесущих полных цветовых телевизионных сигналов НТСЦ и ПАЛ, приводит к относительному снижению точности выделения воспроизводимых сигналов синхронизации. Наоборот, использование предлагаемого метода формирования радиоимпульсов, особенно при записи телевизионных сигналов с уменьшенной полосой для непрофессиональной или полупрофессиональной видеозаписи, позволяет значительно улучшить качество синхронизации.

Для реализации предлагаемого способа в устройство магнитной видеозаписи, содержащее для осуществления записи первый блок фиксации уровня гасящих импульсов и синхроселектор, входы которых соединены между собой и подключены ко входу телевизионного сигнала, частотный модулятор, выход которого подключен к первой головке записи, формирователь сигнала управления, вход которого подключен к выходу кадровых синхроимпульсов синхроселектора, а выход - ко второй головке записи, формирователь фиксирующих импульсов, выходы которого подключены к управляющим входам первого блока фиксации уровня гасящих импульсов, а вход соединен с выходом строчных синхроимпульсов синхроселектора, а для осуществления воспроизведения - первый усилитель канала воспроизведения, вход которого соединен с первой головкой воспроизведения, а выход - с корректором амплитудно-частотной характеристики, выход которого через частотный модулятор, блок автоматической регулировки усиления, фильтр нижних частот и второй блок фиксации уровня гасящих импульсов соединен с цифровым корректором временных искажений, информационный выход которого, в свою очередь, подключен к выходу телевизионного сигнала, синхрогенератор, тактовый, строчный и полевой опорные выходы которого соединены с соответствующими входами цифрового корректора временных искажений, формирователь стробирующих и фиксирующих импульсов, выходы которого подключены к управляющим входам второго блока фиксации уровня гасящих импульсов, первый ключевой каскад, информационный вход которого соединен с выходом блока автоматической регулировки усиления, а управляющий вход - с выходом второго ключевого каскада, информационный вход которого, в свою очередь, подключен к выходу схемы индикации захвата, фазовый детектор, вход которого подключен к первому входу схемы индикации захвата, вход обратной связи - ко второму входу схемы индикации захвата, а выход - ко входу генератора тактовой частоты, управляемому напряжением, второй усилитель канала воспроизведения, вход которого соединен со второй головкой воспроизведения, дополнительно введены для осуществления записи формирователи импульсов подавления и радиоимпульсов, входы строчных и полевых синхроимпульсов которых подключены к одноименным выходам синхроселектора, блок подавления синхроимпульсов, вход которого подключен к выходу первого блока фиксации уровня гасящих импульсов, выход - к усилителю канала записи, а управляющий вход - к выходу формирователя импульсов подавления, сумматор, первый вход которого соединен с выходом усилителя канала записи, второй вход - с выходом формирователя радиоимпульсов, а выход - с первым входом дополнительного сумматора, выход которого подключен ко входу частотного модулятора, формирователь униполярных импульсов, вход которого подключен к выходу строчных синхроимпульсов синхроселектора, а выход - ко второму входу дополнительного сумматора, а для осуществления воспроизведения - первый перестраиваемый полосовой фильтр, информационный вход которого подключен к выходу первого ключевого каскада, а выход - ко входу фазового детектора и одновременно к первому входу схемы фазирования, второй перестраиваемый полосовой фильтр, информационный вход которого подключен к выходу блока автоматической регулировки усиления, а выход - ко второму входу схемы фазирования, первый и второй делители частоты, входы которых соединены между собой и подключены к выходу генератора тактовой частоты, управляемому напряжением, а выходы - соответственно ко второму входу схемы индикации захвата и к тактовому воспроизводимому входу цифрового корректора временных искажений, делитель-формирователь строчных воспроизводимых импульсов, вход которого подключен к выходу первого делителя частоты, а выход - к строчному воспроизводимому входу цифрового корректора временных искажений и одновременно к управляющему входу ключевого каскада, ко входу формирователя стробирующих и фиксирующих импульсов, к фазирующему входу схемы фазирования и ко второму входу дополнительной схемы фазовой автоподстройки частоты полей, при этом фазирующие входы первого и второго делителей, а также фазирующий вход делителя-формирователя соединены между собой и подключены к первому выходу схемы фазирования, второй выход которого соединен со входом дополнительной схемы фазовой автоподстройки, а управляющие входы первого и второго перестраиваемых полосовых фильтров соединены между собой и подключены через частотный детектор к выходу второго усилителя канала воспроизведения. В состав схемы фазирования введены детектор огибающей, фильтр нижних частот, ограничитель, счетчик, а также формирователи фазирующих строчных и полевых импульсов, при этом вход детектора огибающей подключен к первому входу схемы фазирования, а выход - через фильтр нижних частот и формирователь фазирующий строчных импульсов соединен с первым выходом схемы фазирования, вход ограничителя подключен ко второму входу схемы фазирования, а выход - через счетчик и формирователь фазирующих полевых импульсов соединен со вторым выходом схемы фазирования, а фазирующий вход счетчика подключен к фазирующему входу схемы фазирования.

За счет такого схемного решения удалось построить устройство магнитной видеозаписи, обладающее новыми по сравнению с известными устройствами магнитной видеозаписи свойствами, а именно более высокой степенью помехоустойчивости и лучшими качественными характеристиками, такими, как точность выделения сигналов синхронизации и отношение сигнал/шум в видеоканале.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого устройства магнитной видеозаписи; на фиг. 2 - эпюры, поясняющие функционирование предлагаемого устройства магнитной видеозаписи для осуществления записи полного цветового телевизионного сигнала; на фиг. 3 - эпюры, поясняющие функционирование предлагаемого устройства магнитной видеозаписи для осуществления воспроизведения полного цветового телевизионного сигнала; на фиг. 4 - часть функциональной схемы предлагаемого устройства; на фиг. 5 - эпюры, поясняющие работу части функциональной схемы предлагаемого устройства.

Предлагаемое устройство магнитной видеозаписи (см. фиг. 1) содержит для осуществления записи первый блок фиксации уровня гасящих импульсов 1 и синхроселектор 2, входы которых соединены между собой и подключены ко входу телевизионного сигнала, блок подавления синхроимпульсов 3, вход которого подключен к выходу первого блока фиксации 1, а выход - через усилитель канала записи 4, сумматор 5, дополнительный сумматор 6 и частотный модулятор 7 соединен с первой головкой записи, формирователь фиксирующих импульсов 8 и формирователь униполярных импульсов 9, входы которых подключены к выходу строчных синхроимпульсов синхроселектора 2, а выходы - соединены соответственно с управляющим входом первого блока фиксации 1 и вторым входом дополнительного сумматора 6, формирователи импульсов подавления 10 и радиоимпульсов 11, входы строчных и полевых синхроимпульсов которых подключены к одноименным выходам синхроселектора 2, а выходы - соединены соответственно с управляющим входом блока подавления синхросигналов 3 и вторым входом сумматора 5, формирователь сигнала управления 12, вход которого подключен к выходу кадровых синхроимпульсов синхроселектора 2, а выход - соединен со второй головкой записи, а для осуществления воспроизведения - первый усилитель канала воспроизведения 13, вход которого подключен к первой головке воспроизведения, а выход - через корректор амплитудно-частотной характеристики 14, частотный демодулятор 15, блок автоматической регулировки усиления 16, фильтр нижних частот 17 и второй блок фиксации уровня гасящих импульсов 18 соединен с информационным входом цифрового корректора временных искажений 19 и через измеритель уровня униполярных импульсов 20 - с управляющим входом блока 16, синхрогенератор 21, тактовый, строчный и полевой опорные выходы которого соединены с одноименными входами цифрового корректора 19, формирователь стробирующих и фиксирующих импульсов 22, первый и второй выходы которого подключены к управляющим входам второго блока фиксации 18, а стробирующий выход - к одноименному входу измерителя уровня униполярных импульсов 20, первый перестраиваемый полосовой фильтр 23, информационный вход которого через первый ключевой каскад 24 подключен к выходу блока автоматической регулировки усиления 16, а выход - соединен со входом фазового детектора 25 и одновременно с первым входом схемы индикации захвата 26, через детектор амплитуды радиоимпульсов 27 - с управляющим входом корректора амплитудно-частотной характеристики 14, а через детектор огибающей 28 и фильтр нижних частот 29, входящих в состав схемы фазирования 47, - с формирователем фазирующих строчных импульсов 30, также входящим в состав схемы фазирования 47, первый 31 и второй 32 делители частоты, соединенные между собой, входы которых через генератор тактовой частоты, управляемый напряжением 33, подключены к выходу фазового детектора 25, делитель-формирователь строчных воспроизводимых импульсов 34, вход которого, а также на вход обратной связи фазового детектора 25 и второй вход схемы индикации захвата 26 подключены к выходу первого делителя 31, а выход - соединен со строчным воспроизводимым входом цифрового корректора 19 и одновременно со входом формирователя 22 и управляющим входом второго ключевого каскада 35, второй перестраиваемый полосовой фильтр 36, информационный вход которого подключен к выходу блока автоматической регулировки усиления 16, управляющий вход и одновременно управляющий вход первого перестраиваемого полосового фильтра 23 - через частотный детектор 37 и второй усилитель канала воспроизведения 38 сое- динен со второй головкой воспроизведения, а выход - через ограничитель 39, счетчик 40 и формирователь фазирующих полевых импульсов 41, входящих в состав схемы фазирования 47, а также через дополнительную схему фазовой автоподстройки 42 соединен с полевым воспроизводимым входом цифрового корректора 19, при этом соединенные между собой фазирующие входы первого 31 и второго 32 делителей, а также фазирующий вход делителя-формирователя 34 подключен к выходу формирователя 30, тактовый воспроизводимый вход цифрового корректора 19 подключен к выходу второго делителя 32, фазирующий вход счетчика 40 и второй вход дополнительной схемы фазовой автоподстройки 42 соединены с выходом делителя-формирователя 34, а выход телевизионного сигнала соединен с информационным выходом цифрового корректора 19.

Использование в устройстве магнитной видеозаписи формирователя 11 и сумматора 5 позволяет ввести в полном динамическом диапазоне канала изображения в интервалах строчных и полевых гасящих импульсов телевизионного сигнала, предназначенного для видеосигнала, предназначенного для видеозаписи, радиоимпульсы с частотой заполнения, выбираемой между верхней граничной частотой спектра телевизионного сигнала и верхней граничной частотой полосы пропускания видеоканала. Такое "заполосное" формирование сигналов синхронизации позволяет при воспроизведении выделять их методами частотной селекции, для чего и служат входящие в устройство два перестраиваемых полосовых фильтров 23 и 36. В свою очередь, "заполосное" расположение частоты заполнения радиоимпульсов определяет значительное повышение точности выделения сигналов синхронизации по отношению к случаю, если бы частота заполнения радиоимпульса находилась ниже верхней граничной частоты спектра телевизионного сигнала, а также позволяет уменьшить время захвата системы ФАПЧ (блоки 25, 33, 31 и 26), необходимой для выработки инерционных воспроизводимых последовательностей. Далее формирователь 9 и дополнительный сумматор 6 обеспечивают введение в предназначенный для записи телевизионный сигнал униполярных импульсов, служащих для поддержания постоянными уровней телевизионного сигнала. Для реализации такой возможности в состав устройства вводится измеритель уровня униполярных импульсов 20, способный вырабатывать управляющие сигналы, воздействующие на блок автоматической регулировки усиления 16. Наконец, введение частотного детектора 37 позволяет обеспечить управление изменением центральной частоты полосы пропускания полосовых фильтров 23 и 36, перестраиваемых пропорционально изменению скорости движения магнитного носителя.

Устройство магнитной видеозаписи функционирует следующим образом. Ограниченный предварительно верхней граничной частотой спектр F_т, которая заведомо ниже верхней граничной частоты полосы пропускания видеоканала F_к, телевизионный сигнал после привязки по уровню гасящих импульсов в блоке 1 поступает на вход блока подавления синхроимпульсов 3 (см. эпюру а (фиг. 2). Процесс привязки осуществляется в моменты подачи на управляющий вход блока 3 двух разнополярных последовательностей фиксирующих импульсов, формирование которых производится в блоке 8 по окончании каждого строчного синхроимпульса, поступающего из синхроселектора 2 (см. фиг. 1 и эпюры б), в) фиг. 2).

Блок подавления синхроимпульсов 3 стробируется на время действия импульсов, которые предварительно формируются в блоке подавления 10 под воздействием последовательностей строчных и полевых синхроимпульсов, поступающих из синхроселектора 2. Благодаря действию блока 3 входной телевизионный сигнал полностью "очищается" от строчных и полевых синхроимпульсов, а выстробированные таким образом зоны замещаются уровнем серого (эрюра г) фиг. 2). Длительность импульсов подавления, а следовательно, и выстробированных зон, зависит от вида подаваемого на вход устройства телевизионного сигнала. Для стандартных сигналов SECAM или РAL длительность замещаемой уровнем серого зоны ограничивается соответственно началом немодулированной пачки поднесущей или началом вспышки поднесущей. При подаче на вход устройства компонентных телевизионных сигналов длительность зоны замещения может быть увеличена до длительности гасящих импульсов.

После подавления строчных и полевых синхроимпульсов в блоке 3 общий размах телевизионного сигнала становится равным 0,7 В. Для увеличения размаха телевизионного сигнала до уровня 1 В, обеспечивающего последующее улучшение отношения сигнал/шум на 3 дБ, в состав устройства включается усилитель канала записи 4.

Замешивание нового синхросигнала, представляющего собой смесь радиоимпульсов, производится с помощью сумматора 5. Формирование радиоимпульсов, как строчных, так и полевых, производится в блоке 11 под воздействием последовательностей строчных и полевых синхроимпульсов, поступающих из синхроселектора 2. Радиоимпульсы, размещаемые в строчных гасящих интервалах, имеют вид, показанный на эпюре д) фиг. 2. Их длительность может изменяться в зависимости от необходимости введения дополнительной информации в "очищенные" зоны строчных гасящих импульсов. Выбор частоты заполнения радиоимпульсов f_з должен определяться из соотношения
F_т < f_з < F_к.

Один или несколько радиоимпульсов, вводимых в интервалы полевых гасящих импульсов, формируются в блоке 11 существенно большей длительности, чем радиоимпульсы в интервалах строчных гасящих импульсов, при той же частоте заполнения и фазе (см. , например, эпюру е) фиг. 2, где полевой радиоимпульс показан в смеси с строчными, при этом полевой радиоимпульс расположен на активной части одной из строк интервала полевых гасящих импульсов). Возможен также вариант, когда при формировании радиоимпульсов, вводимых в интервалах полевых гасящих импульсов, изменяются начальные фазы частоты их заполнения на 180 градусов или другую величину.

Для обеспечения дополнительной возможности поддержания постоянными уровней воспроизводимого телевизионного сигнала перед записью в интервалы строчных и полевых гасящих импульсов одновременно с радиоимпульсами с помощью дополнительного сумматора 6 вводятся униполярные импульсы, расположенные внутри полного динамического диапазона телевизионного сигнала (эпюра ж) фиг. 2). Формирование униполярных импульсов в блоке 9 производится так, чтобы уровень их вершин оказался фиксирован на уровне гасящих импульсов, при этом длительность униполярных импульсов Т_u должна быть ограничена снизу соотношением
(T_u)^-1 < F_к.

Далее телевизионный сигнал с введенными в него радиоимпульсами и униполярными импульсами поступает в частотный модулятор 7, демодулируется для обеспечения записи на магнитный носитель через первую головку записи. Одновременно с записью частотно-модулированного телевизионного сигнала на магнитный носитель на его дорожку управления второй головкой записи осуществляется запись сигнала управления, формируемого синхроселектором 2 и имеющего характер импульсной последовательности, следующей, например, с кадровой частотой.

Выделение радиоимпульсов из воспроизводимого телевизионного сигнала осуществляется после прохождения частотно-модулированного телевизионного сигнала через усилитель канала воспроизведения 13, корректор амплитудно-частотной характеристики 14, частотный модулятор 15 и блок автоматической регулировки усиления 16.

Воспроизводимый демодулированный телевизионный сигнал, содержащий в качестве сигналов синхронизации радиоимпульсы (эпюра а) фиг. 3), поступает одновременно через первый ключевой каскад 24 на вход первого перестраиваемого полосового фильтра 23 для выделения строчных синхросигналов и непосредственно на вход второго перестраиваемого полосового фильтра 36 для выделения полевых синхросигналов. Полоса пропускания фильтров выбирается из соображений обязательного пропуска через них радиоимпульсов при воспроизведении на любой (в заданном диапазоне изменений) скорости движения магнитного носителя, то есть в режимах ускорения, замедления, стоп-кадра и реверса.

Как известно, при воспроизведении телевизионной информации на переменной скорости движения магнитного носителя изменяется временной масштаб выводимого на экран изображения из-за изменения времени считывания видеоголовкой строчки записи, что, в свою очередь, вызывается изменением навязываемой видеоголовке относительной скорости "головка-лента" V_отн; n. В общем случае относительная скорость есть результат сложения двух векторов: постоянной линейной скорости вращения барабана видеоголовок V и переменной скорости движения ленты nV_лн, где n - коэффициент, учитывающий кратность текущей скорости относительно номинальной
V_отн = V_г - nV_лн cos δ = V_г(1 - nА);
A = cosδ , где δ - угол наклона вектора V_г к направлению движения ленты,
А = сonst для заданного формата записи.

При неноминальной скорости изменяется длительность воспроизводимой телевизионной строки Н_n:
H_n= H . Аналогично изменяется и длительность радиоимпульсов, а потому их частота заполнения, номинально равная f_з, при переменной скорости движения магнитного носителя будет определяться соотношением
f_з;n= f_з·
В частности, изменение текущей скорости движения магнитного носителя, описываемое изменением коэффициента n в пределах от n₁ = 0 до n₂ = 2, вызывает изменение текущей частоты заполнения радиоимпульсов
от f= f_з·
до f= f_з· .

Пропорционально такому изменению для устранения возможных частотных искажений при фильтрации необходимо изменять и центральную частоту полосы пропускания фильтров, что обеспечивается за счет использования информации об изменении текущей скорости воспроизведения, извлекаемой с помощью частотного детектора 37 из импульсной последовательности, например, кадровой частоты, записанной на отдельной дорожке управления. Управляющее напряжение, вырабатываемое частотным детектором 37 и поступающее на управляющие входы перестраиваемых полосовых фильтров 23 и 36, изменяет свое текущее значение пропорционально изменению частоты следования импульсов, воспроизводимых с дорожки управления, вызывая тем самым изменение центральной частоты полосы пропускания указанных фильтров.

Выделенные первым перестраиваемым полосовым фильтром 23 радиоимпульсы (эпюра б) фиг. 3) поступают в схему фазовой автоподстройки частоты (схемы ФАПЧ), включающую в себя фазовый детектор 25 с цепями формирования входного сигнала, генератор тактовой частоты, управляемый напряжением 33, первый делитель частоты 31 и схему индикации захвата 26. Задача схемы ФАПЧ, как и обычно, состоит в формировании непрерывной последовательности импульсов частоты заполнения методом фазовой автоподстройки с постоянной времени, меньшей длительности радиоимпульса. Особенностью описываемой схемы ФАПЧ является ее способность генерировать непрерывную последовательность импульсов на тактовой частоте, кратной частоте заполнения радиоимпульсов. При частоте заполнения, равной f_з, тактовая частота, вырабатываемая схемой ФАПЧ, окажется равной mf_з, то есть в m раз выше. Такое решение позволяет с помощью единого генератора, входящего в состав схемы ФАПЧ, обеспечить выработку всей сетки тактовых частот, необходимых для работы устройства.

Так при частоте заполнения радиоимпульсов f_з = 4 МГц и необходимости вырабатывать тактовую воспроизводимую частоту, подаваемую на соответствующий вход цифрового корректора 19, равной f_т = 10 МГц, целесообразно установить значение тактовой частоты, вырабатываемой генератором 33, равной 4 МГц˙5 = 20 МГц. Тогда с помощью первого делителя 31, коэффициент деления которого в этом случае выбирается равным m = 5, можно обеспечить работу схемы ФАПЧ, подав на вход обратной связи фазового детектора 25 и второй вход схемы индикации захвата 26 непрерывную импульсную последовательность такой же, как и частота заполнения радиоимпульсов, частоты 4 МГц с выхода этого делителя. В то же время введение второго делителя 32 с коэффициентом деления k = 2 позволяет от исходной частоты генератора 20 МГц перейти к тактовой воспроизводимой частоте 10 МГц для подачи ее в цифровой корректор 19.

С выхода первого делителя 31 сигнал поступает также и на вход делителя-формирователя 34 с коэффициентом деления р (для рассматриваемого выше примера р = = 640), в котором производится формирование строчных воспроизводимых импульсов. Использование для их формирования инерционной тактовой последовательности, снимаемой с выхода схемы ФАПЧ, обеспечивает повышенную стабильность формирования последовательности строчных синхроимпульсов, поступающих на строчный воспроизводимый вход цифрового корректора 19. Даже если в силу каких-либо причин, например, вследствие выпадений, один или несколько строчных импульсов не будут выделены с помощью совокупности блоков 28, 29, 30, на выходе делителя-формирователя 34 будет сохраняться непрерывность последовательности инерционных воспроизводимых строчных синхроимпульсов.

Однозначность их формирования, позволяющая избежать возможных фазовых сдвигов из-за случайной предустановки счетчиков, входящих в состав делителей, обеспечивается привязкой какого-либо определенного состояния счетчиков, например, "нулевого", к моментам появления строчных воспроизводимых импульсов, выделяемых непосредственно из входного телевизионного сигнала. Для этого выделенные первым перестраиваемым полосовым фильтром 23 радиоимпульсы вместе с продифференцированными остатками "пъедестала" уровня серого и униполярного импульса (эпюра б) фиг. 3) через детектор огибающей 28 и фильтр нижних частот 29 подаются на вход формирователя фазирующих строчных импульсов 30 (эпюра в) фиг. 3), выходная последовательность которого и обеспечивает фазирование с воспроизводимой строчной частотой как счетчика делителя-формирователя 34, так и счетчиков двух других делителей 31 и 32.

Помехоустойчивость канала выделения строчных радиоимпульсов удается значительно улучшить за счет включения в него первого ключевого каскада 24, который в режиме захвата схемы ФАПЧ замыкается только на время прохождения строчных радиоимпульсов. Такой режим работы обеспечивается тем, что при наступлении момента захвата частоты схема индикации 26 вырабатывает разрешающий потенциал, открывающий второй ключевой каскад 35 на прохождение инерционных воспроизводимых строчных импульсов на управляющий вход первого ключевого каскада 24. До момента захвата схемой индикации 26 поддерживается запрещающий потенциал, который запирает второй ключевой каскад 35, тем самым обеспечивая постоянное прохождение домодулированного телевизионного сигнала через первый ключевой каскад 24.

Алгоритм обработки полевых радиоимпульсов зависит от способа их формирования при записи. Если в качестве полевых в записываемый телевизионный сигнал вводятся один или несколько радиоимпульсов существенно большей длительности, чем радиоимпульсы в интервалах строчных гасящих импульсов, при той же частоте заполнения и фазе, формирование инерционных воспроизводимых полевых синхроимпульсов для подачи их на соответствующий вход цифрового корректора временных искажений 19 должно производиться с помощью блоков 36, 39, 40, 41 и 42, как это показано на фиг. 1. Необходимость введения в этом случае второго перестраиваемого полосового фильтра 36, всегда открытого для прохождения воспроизводимого телевизионного сигнала, становится понятной, если учесть, что перед первым перестраиваемым полосовым фильтром 23 в соответствии с фиг. 1 установлен первый ключевой каскад 24, препятствующий в режиме захвата его прохождению во все время, кроме интервалов строчных синхроимпульсов.

С выхода второго перестраиваемого полосового фильтра 36 сигнал, содержащий строчные и полевые радиоимпульсы вместе с продифференцированными остатками "пъедестала" уровня серого и униполярного импульса (эпюра г) фиг. 3), через ограничитель 39, выполняющий здесь функцию компаратора уровней, в виде пачек импульсов логических уровней поступает на вход счетчика 40 (эпюра д) фиг. 3). В нем производится подсчет числа импульсов, составляющих пачку. При достижении заданного числа импульсов счетчиком 40 вырабатывается импульс сброса, поступающий далее на формирователь фазирующих полевых импульсов 41. В случае, если в записываемый телевизионный сигнал вводится несколько полевых радиоимпульсов, в формирователе 41 устанавливается специальная схема накопления, формирующая выходной сигнал только при выполнении заданного алгоритма, например, при обнаружении хотя бы двух полевых радиоимпульсов из трех введенных в телевизионный сигнал при записи. Так как полевой радиоимпульс располагается на активной части строки, то для предустановки счетчика 40 можно использовать те же инерционные воспроизводимые строчные импульсы, что и для ввода в цифровой корректор 19.

Сформированные в блоке 41 воспроизводимые полевые импульсы (эпюра е) фиг. 3) поступают на первый вход дополнительной схемы фазовой автоподстройки 42. Ввод в состав схемы полевого счетчика, имеющего цепь самосброса, позволяет сохранять непрерывность последовательности инерционных воспроизводимых полевых импульсов даже в том случае, если в силу каких-либо причин, например, при выпадениях, на первый вход схемы 42 не поступит один или несколько воспроизводимых полевых импульсов. Полевой счетчик отсчитывает заданное число инерционных воспроизводимых строчных импульсов, определяемое числом воспроизводимых строк, составляющих поле изображения, и по достижении этого числа вырабатывает собственный полевой импульс сброса. Если к этому моменту на первом входе схемы 42 не появится внешний фазирующий воспроизводимый полевой импульс, пользующийся приоритетом при предустановке полевого счетчика, то выработанный схемой полевой импульс сброса после дополнительного формирования будет выдан схемой 42 в качестве инерционного воспроизводимого, полевого синхроимпульса.

Если же информация, отличающая строчные радиоимпульсы от полевых, закладывается в начальную фазу частоты заполнения, разделение таких радиоимпульсов оказывается невозможным без дополнительного введения в алгоритм обработки операции синхронного детектирования. На фиг. 4, являющейся фрагментом общей функциональной схемы предлагаемого устройства на фиг. 1, показано, что для осуществления селекции таких радиоимпульсов вместо детектора огибающей 28, ограничителя 39 и счетчика 40 в состав схемы фазирования 47 необходимо включить первый 43 и второй 44 синхронные детекторы, дополнительный фильтр нижних частот 45 и компаратор уровня 46. При этом первый вход первого синхронного детектора 43 подключается через первый вход схемы фазирования 47 к выходу первого перестраиваемого полосового фильтра 23, второй вход и одновременно второй вход второго синхронного детектора 44 - через тактовый вход схемы фазирования 47 к выходу первого делителя 31, а выход - через фильтр нижних частот 29 соединяется со входом формирователя фазирующих строчных импульсов 30, первый вход второго синхронного детектора 44 через второй вход схемы фазирования 47 подключается к выходу второго перестраиваемого полосового фильтра 36, а выход - через дополнительный фильтр нижних частот 45 и компаратор уровня 46 соединяется со входом формирователя фазирующих полевых импульсов 41.

С выхода блока автоматической регулировки усиления 16 воспроизводимый телевизионный сигнал (эпюра а) фиг. 5), содержащий строчные радиоимпульсы с начальной фазой частоты заполнения, например, равной нулю градусов, и полевые радиоимпульсы с начальной фазой частоты заполнения, например, равной 180 градусам, поступает через первый ключевой каскад 24 и первый перестраиваемый полосовой фильтp 23 на первый вход первого синхронного детектора 43 и одновременно через второй перестраиваемый полосовой фильтр 36 на первый вход второго синхронного детектора 44 в виде последовательности соответственно строчных (эпюра б) фиг. 5) и смеси строчных и полевых (эпюра в) фиг. 5) радиоимпульсов вместе с продифференцированными остатками "пъедестала" уровня серого и униполярного импульса. На вторые входы синхронных детекторов 43 и 44 поступает формируемая схемой ФАПЧ инерционная тактовая последовательность той же частоты, что и частота заполнения радиоимпульсов. Результатом синхронного детектирования является выделение огибающих радиоимпульсов, соответственно строчных (эпюра г) фиг. 5) - пусть положительной полярности и смеси строчных и полевых (эпюра д) фиг. 5) - соответственно положительной и отрицательной полярности.

После низкочастотной фильтрации в блоке 29 последовательность огибающих строчных радиоимпульсов положительной полярности подается на вход формирователя фазирующих строчных импульсов 30 (эпюра в) фиг. 3). Одновременно через дополнительный фильтр нижних частот 45 разнополярная смесь огибающих радиоимпульсов поступает на вход компаратора уровней 46, в котором производится разделение огибающих строчных и полевых радиоимпульсов, после чего последовательность предварительно сформированных огибающих полевых радиоимпульсов уже положительной полярности подается на вход формирователя фазирующих полевых импульсов 41 (эпюра е) фиг. 5). Дальнейшая обработка сигналов соответствует ранее описанной функциональной схеме, представленной на фиг. 1.

Для поддержания постоянными уровней полного цветового телевизионного сигнала во всех режимах воспроизведения в тракт обработки включается блок автоматической регулировки усиления 16. Управление блоком осуществляется с помощью измерителя уровня униполярных импульсов 20. С помощью строба, вырабатываемого формирователем 22, в измерителе 20 из телевизионного сигнала выделяются униполярные импульсы, после чего методом компарирования оценивается их амплитуда. Результатом такой оценки является формирование потенциала, величина и полярность которого зависит от соотношения между текущим и опорным значениями амплитуд униполярных импульсов. Указанный потенциал и подается в качестве управляющего воздействия на блок 16, обеспечивая регулировку коэффициента передачи канала изображения.

Постоянство амплитудно-частотных характеристик полного цветового телевизионного сигнала обеспечивается за счет управления корректором амплитудно-частотной характеристики 14, входящим в тракт обработки, с помощью детектора амплитуды радиоимпульсов 27. Строчные радиоимпульсы, выделенные первым перестраиваемым полосовым фильтром 23, подаются на вход детектора 27, в котором выделяются их огибающие. Затем с помощью компарирования производится оценка амплитуд огибающих, после чего по отклонению от номинального значения вырабатывается потенциал, поступающий далее на управляющий вход корректора 14.

Таким образом, предлагаемый способ магнитной видеозаписи и функционирующее в соответствии с приведенным описанием предлагаемое устройство магнитной видеозаписи за счет увеличения перед записью на 30% размаха телевизионного сигнала приводит к повышению отношения сигнал/шум в воспроизводимом сигнале. Кроме того, амплитудная селекция воспроизводимых синхросигналов заменяется частотной селекцией, что позволяет существенно повысить помехоустойчивость при формировании воспроизводимых сигналов синхронизации, необходимых для качественной цифровой обработки воспроизводимых телевизионных сигналов. Наконец, наличие униполярных импульсов обеспечивает возможность автоматического регулирования коэффициента передачи канала изображения по их отклонению от номинального размаха.

Следовательно, предложенные способ и устройство реализует поставленную цель, то есть обеспечивает более точную коррекцию временных искажений телевизионного сигнала, воспроизводимого при различных скоростях движения магнитного носителя, включая режимы стоп-кадра, ускорения, замедления и реверса при одновременном повышении отношения сигнал/шум этого сигнала. (56) Техника магнитной видеозаписи. Под ред. В. И. Пархоменко, 2-е изд. , перераб. и доп. , М. : Энергия, 1978, с. 400.

Изобретение относится к телевидению и может быть использовано в аппаратуре магнитной записи. Сущность изобретения: способ магнитной записи и воспроизведения телевизионного сигнала, заключается в том, что перед записью на магнитный носитель телевизионный сигнал фиксируют по уровню гасящих импульсов, преобразуют в частотно-модулированный сигнал одновременно с записью полученного сигнала формируют импульсный сигнал управления и записывают его, а при воспроизведении корректируют частотно-модулированный сигнал и демодулируют, при этом перед преобразованием телевизионного сигнала стробируют сигналы в интервалах гасящих импульсов, формируют радиоимпульсы и униполярные импульсы, которые вводят в указанные интервалы, а при воспроизведении частотно селектируют сигнал, при этом центральную частоту полосы пропускания фильтра определяют в соответствии с неравенством F_т<f_ϕ<F_к и изменяют ее пропорционально изменению скорости движения магнитного носителя, одновременно частотно-селектированные радиоимпульсы детектируют для выделения их огибающих, одновременно измеряют размах униполярных импульсов и по отклонению от номинального значения корректируют амплитудно-частотную характеристику канала воспроизведения. Устройство магнитной записи и воспроизведения содержит для осуществления записи блок фиксации 1, синхроселектор 2, блок подавления синхроимпульсов 3, усилитель канала записи 4, сумматор 5, дополнительный сумматор 6, частотный модулятор 7, формирователь фиксирующих импульсов 8, формирователь униполярных импульсов 9, формирователь импульсов подавления 10, и радиоимпульсов 11, формирователь сигнала управления 12, а для воспроизведения усилитель 13, корректор 14, частотный демодулятор 15. 2 с. п. ф-лы, 5 ил.

1. Способ магнитной видеозаписи и воспроизведения телевизионных сигналов, при котором телевизионный сигнал перед записью на магнитный носитель фиксируют по уровню гасящих импульсов и преобразуют в частотно-модулированный сигнал, одновременно с записью частотно-модулированного телевизионного сигнала формируют импульсный сигнал управления, частотно модулируют его и записывают на отдельную магнитную дорожку магнитного носителя, а при воспроизведении воспроизводимый частотно-модулированный сигнал усиливают, корректируют его амплитудно-частотную характеристику и частотно демодулируют, полученный демодулированный воспроизводимый телевизионный сигнал регулируют по усилению, фиксируют по уровню гасящих импульсов и корректируют все его временные соотношения до номинальных значений, отличающийся тем, что, с целью повышения качества магнитной видеозаписи за счет улучшения отношения сигнал/шум, перед преобразованием телевизионного сигнала в частотно-модулированный сигнал стробируют синхросигналы в интервалах строчных и полевых гасящих импульсов, полученный сигнал размахом от уровня гасящих импульсов U_г до уровня белого U_б усиливают до достижения им уровней соответственно U_к.и.г < U_г и U_к.и.б > U_б, определяющих полный динамический диапазон канала изображения, где U_к.и.г - кадровый импульс гашения, U_к.и.б - кадровый импульс уровня белого в указанном динамическом диапазоне, формируют радиоимпульсы длительностью T_pи < T_с.с.и, где T_с.с.и - длительность строчных синхросигналов, и с когерентной строчной частоте частотой заполнения f_з.ном, для которой f_т < f_з.ном < f_к, где T_с.с.и - длительность строчных синхросигналов, F_г - верхняя граничная частота спектра телевизионного сигнала, F_к - верхняя граничная частота полосы пропускания канала изображения, и униполярные импульсы длительностью T_у.п < T_с.с.и, уровень вершин которых фиксируют на уровне гасящих импульсов, а оснований - на уровне (U_к.и.г+U_к.и.б) / 2, после чего радиоимпульсы и униполярные импульсы последовательно вводят в указанные интервалы телевизионного сигнала, при этом один или несколько радиоимпульсов формируют длительностью T_pип