TRANSMISSION SYSTEM FOR A FREQUENCY-MODULATED AUDIO CARRIER, ESPECIALLY A VIDEO RECORDER

Abstract: 1. System for the transmission of a frequency modulated sound carrier (T1 - T4), espacially a video recorder, in which the low frequency sound signal (L, R) is conveyed, before and after the transmission or recording, by way of an amplitude compressor (1, 4) or amplitude expander (23, 25) which can be switched selectively into or out of out of operation, characterized in that the frequency of the sound carrier (T1 - T4) has different values upon transmission with and without amplitude compression and upon the reproduction a control magnitude (28) is derived from the frequency of the sound carrier for the purpose of switching in or out the amplitude expander (23, 25).

Description: System zur Übertragung eines frequenzmodulierten Tonträgers, insbesondere Videorecorder Beim Hörrundfunk- und Fernsehrundfunk ist es bekannt, einen oder für Zweisprachenbetrieb oder Stereoton mehrere mit Tonsignalen frequenzmodulierte Tonträger zu übertragen. Es ist auch bekannt (DE-OS 31 13 862), bei einem Videorecorder ein oder mehrere Tonsignale durch Frequenzmodulation von Tonträgern zusammen mit dem Bildträger mit den Videoköpfen auf den Schrägspuren des Magnetbandes aufzuzeichnen. Dadurch wird eine wesentlich höhere Tonqualität erreicht als bei der Aufzeichnung des NF-Tonsignals auf einer parallel zur Bandkante verlaufenden Längsspur. Zur Erhöhung des Störabstandes bei der Tonwiedergabe ist es bekannt, das NF-Tonsignal vor der Übertragung oder Aufzeichnung mit einem Amplitudenkompressor in der Amplitude zu komprimieren und nach der Übertragung oder Aufzeichnung mit einem Amplitudenexpander wieder entsprechend zu expandieren. Derartige sogenannte Kompandersysteme sind unter den Warenzeichen "Dolby" und "HIGH COM" bekannt und näher beschrieben in der DE-PS t4 87 276 und der DE-PS 24 o6 258. Für eine einwandfreie Tonwiedergabe ist es dabei im allgemeinen notwendig, dass der Kompressor und der Expander entweder beide ausgeschaltet oder beide eingeschaltet sind. Bei einem wirksamen Kompressor vor der Übertragung ohne Expander bei der Wiedergabe oder bei einem nicht vorhandenen Kompressor vor der Übertragung und einem wirksamen Expander bei der Wiedergabe kann es zu Verfälschungen der Tonwiedergabe kommen. Es ist bekannt, beim Wiedergabegerät einen manuell betätigten Schalter vorzusehen, mit dem der Expander ein- und ausgeschaltet werden kann. Eine derartige manuelle Bedienung ist jedoch für den Bedienenden nachteilig und kann leicht vergessen werden. Ausserdem weiss der Bedienende in vielen Fällen, z.B. beim Vorliegen einer Videokassette, nicht, ob bei der Aufnahme eine Amplitududenkompression vorgenommen wurde. Es ist auch bekannt, derartige Signalvorverzerrungen durch einen zusätzlich übertragenen oder aufgezeichneten Pilotträger zu kennzeichnen, der beider Wiedergabe zur Betätigung einer Umschaltung ausgenutzt wird. Dieses erfordert aber einen zusätzlichen Aufwand. Insbesondere bei einer Aufzeichnung mit einem Videorecorder wird für einen solchen Pilotträger ein zusätzlicher Frequenzbereich benötigt, was wegen der begrenzten Aufzeichnungsbandbreite nachteilig ist. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ohne Übertragung oder Aufzeichnung eines Pilotträgers auf einfache Weise eine selbsttätige Ein- und Ausschaltung des Expanders bei der Wiedergabe zu ermöglichen. Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 beschriebene Erfindung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Die Erfindung beruht auf folgender Erkenntnis. Die Frequenz des Tonträgers, d.h. die Ruhefrequenz beim Wert null des aufmodulierten NF-Tonsignals, ist an sich mit grosser Genauigkeit konstant. Eine geringe Änderung dieser Frequenz stört indessen die Übertragung oder Aufzeichnung durch Frequenzmodulation nicht. Diese Frequenzänderung ist klein gegenüber dem verfügbaren Übertragungsbereich sowohl bei der Rundfunkübertragung als auch bei der Aufzeichnung mit einem Videorecorder. Bei der Wiedergabe wirkt sich die Verschiebung der Trägerlage relativ zur Demodulationskennlinie auch nicht nachteilig aus, weil die Demodulationskennlinie sich in der Praxis über einen grösseren Frequenzbereich als den gesamten Hubbereich des Tonträgers erstreckt. Am Ausgang des FM-Demodulators ändert sich bei Änderung der Frequenz des Tonträgers nur der Gleichspannungswert, der für ein NF-Tonsignal ohne Bedeutung ist und unterdrückt werden kann. Andererseits kann aber diese geringe Frequenzänderung des Tonträgers zur Erzeugung einer Stellgrösse für dz selbsttätige Ein- oder Ausschaltung des Expanders bei der Wiedergabe ausgenutzt werden. Die Frequenz des Tonträgers ist z.B. bei einem Videorecorder mit der Zeilenfrequenz des Fernsehsignals verkoppelt und beträgt ein ganzzahliges Vielfaches der halben Zeilenfrequenz. Dabei reicht eine Frequenzänderung des Tonträgers um die Zeilenfrequenz bereits aus, um bei der Wiedergabe die Stellgrösse für die Ein- und Ausschaltung des Expanders zu gewinnen. Dieses kann z.B. durch Zählen der Tonträgerperioden mit einem von den Zeilensynchronimpulsen gesteuerten Zähler erfolgen. Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung am Beispiel der Aufzeichnung mit einem Videorecorder näher erläutert. Darin zeigen Fig. 1 ein Blockschaltbild für die Aufnahme, Fig. 2 ein Blockschaltbild für die entsprechende Wiedergabe, Fig. 3,4 zwei Schaltungen zur Gewinnung der Stellgrösse und Fig. 5 ein Diagramm zur Erläuterung der Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 4. In Fig. 1 wird das den linken Tonkanal darstellende NF-Tonsignal L über den Amplitudenkompressor 1 dem FM-Modulator 2 zugeführt, der einen frequenzmodulierten Tonträger T1 an die Addierstufe 3 liefert. Das den rechten Tonkanal darstellende NF-Tonsignal R wird über den Amplitudenkompressor 4 dem FM-Modulator 5 zugeführt, der einen frequenzmodulierten Tonträger T2 an die Addierstufe 3 liefert. Die beiden Tonträger T1, T2 unterschiedlicher Frequenz am Ausgang der Addierstufe 3 werden mit dem Videokopf Ki auf Schrägspuren des Magnetbandes 6 aufgezeichnet. Die Aufzeichnung der weiteren Signale wie des modulierten Bildträgers, des modulierten Farbträgers und sonstiger Steuersignale sind zur Vereinfachung nicht dargestellt. Die beiden Tonträger T1, T2 werden ausserdem der Mischstufe 7 zugeführt und dort in Tonträger T3, T4 in der Frequenz umgesetzt. Die Tonträger T3, T4 werden in der Addierstufe 8 addiert und mit dem Videokopf K2 ebenfalls auf den Schrägspuren des Magnetbandes 6 aufgezeichnet. Die Videoköpfe Ki, K2 zeichnen die Tonträger von Halbbild zu Halbbild abwechselnd auf den Schrägspuren auf. Die Tonträger T1-T4 haben dabei die folgenden Frequenzen: Halbbild 1: Ohne Kompression und - Ohne KomDresslon und Linker Mit Kompression und Expansion Ajjan5ion Kanal: T1 mit 17,O.fH=265,625 kHz Rechter unverändert Kanal: T2 mit 32,5fH=507,8125 kHz Halbbild 2: Linker Kanal: T3 mit 49,O.fH=765,625 kHz 48.fH = 750 kHz Rechter Kanal: T4 mit 64,5.fH=1007,8125 kHz 63,5tfH = 992,1875 kllz Die Umschaltung der Tonträgerfrequenzen von Halbbild zu Halbbild hat den Zweck, das Übersprechen zwischen den Tonträgern benachbarter Schrägspuren zu verringern. Dieses ist notwendig, weil in dem von den Tonträgern eingenommenen Frequenzbereich die an sich durch die Azimutwinkel der Videoköpfe bewirkte, zur Verringerung des Übersprechens dienenden Azimutverluste nicht mehr wirksam sind. Diese Umschaltung der Tonträgerfrequenzen ist näher beschrieben in der älteren Patentanmeldung P 33 o6 978. Die Schaltung 9 bestimmt, ob bei der Aufnahme eine Amplitudenkompression mit den Kompressoren 1,4 vorgenommen wird. Diese Schaltung kann manuell betätigt sein oder auch ein sonstiges Kennsignal auswerten. Die Schaltung 9 schaltet bei Amplitudenkompression bei der Aufnahme die Kompressoren 1,4 ein. Die Schaltung 9 schaltet ausserdem die Frequenz des Mischträgeroszillators 10 um, der durch die zeilenfrequenten Impulse fH synchronisiert ist und einen Mischträger mit einem ganzzeiligen Vielfachen der Zeilenfrequenz erzeugt. Bei eingeschalteten Amplitudenkompressoren 1,4 erzeugt der Oszillator 10 einen Mischträger mit der Frequenz 32.fH und bei ausgeschalteten Amplitudenkompressoren 1,4 einen Mischträger mit der Frequenz 31.fH. Die aufgezeichneten Tonträger T3,T4 unterscheiden sich also bei ein- und ausgeschalteten Amplitudenkompressoren 1,4 um die Zeilenfrequenz von 15,625 kHz. Für die Art und die Qualität der Aufzeichnung hat dieses zunächst keine Bedeutung. In Fig. 2 werden die mit den Videoköpfen K1, K2 abgetasteten Tonträger T1 - T4 mit den obigen Frequenzen den auf diese Frequenzen abgestimmten Bandpässen 11,14 und FM-Demodulatoren 1518 zugeführt. Mit den von der Servoschaltung 19 mit einer 25 Hz-Schaltspannung 20 gesteuerten Umschaltern 21,22 erfolgt die notwendige Umschaltung der Tonkanäle zwischen den beiden Videoköpfen K1,K2 jeweils zwischen zwei Halbbildern. Der Ausgang des Umschalters 21 liefert über den dem Amplitudenkompressor 1 angepassten Amplitudenexpander 23 an der Klemme 24 wieder das Tonsignal L. Der Ausgang des Umschalters 22 liefert über den an den Amplitudenkompressor 4 angepassten Amplitudenexpander 25 an der Klemme 26 wieder das Tonsignal R. Die Frequenz der Tonträger T3,T4 ist abhängig davon, ob bei der Aufnahme eine Amplitudenkompression vorgenommen wurde. Die Tonträger T3,T4 werden dem FM-Decoder 27 zugeführt, der die Frequenzen auswertet und die Stellgrösse 28 liefert. Wenn beider Aufnahme eine Amplitudenkompression vorliegt, sind durch die Stellgrösse 28 die den Expandern 23,25 parallel ge schalteten Schalter 29,30 geöffnet, so dass in erwünschter Weise die Expander 23,25 wirksam sind. Die Stellgrösse 28 sperrt ausserdem das mit den Tonträgern T1-T4 gespeiste Tor 31, das über die Misch- und Umschaltstufe 32 die Ton-ZF-Träger mit den genormten ZF-Frequenzen von 5,5 MHz und 5,742 MHz liefert. Diese Sperrung hat folgenden Zweck. Die Ton-ZF-Träger aus den Ausgängen der Schaltung 32 dienen zur Steuerung eines üblichen Farbfernsehempfängers. Ein solcher Empfänger hat im allgemeinen keinen Amplitudenexpander im Tonkanal. Die Zuführung dieser Tnnträger bei vorhandener Kompression wurde also eine verfälschte Tonwiedergabe bewirken. Andererseits ist die an die Kompression angepasste Expansion im Weg der Tonträger nicht möglich, sondern kann nur im Weg der NF-Signale erfolgen. Bei vorhandener Kompression muss also der Farbfernsehempfänger mit den Signalen L,R von den Klemmen 24,26 nach entsprechender Neumodulation gesteuert werden. Bei nicht mrhandener Kompression bei der Aufnahme schliesst die Stellgrösse 28 die Schalter 29,30, damit die Expander 23,25 bei der Wiedergabe in erwünschter Weise auch nicht wirksam sind und die Ausgangssignale der Umschalter 21,22 unverändert auf die Klemmen 24,26 gelangen. Ausserdem steuert die Stellgrösse 28 das Tor 31 durchlässig, so dass an den Ausgängen der Stufe 32 die Ton-ZF-Träger für eine Bildwiedergabe mit einem Farbfernsehempfänger erscheinen. Dieses ist jetzt möglich, weil die NF-Tonsignale bei der Aufzeichnung keiner Amplitudenkompression unterworfen sind. In Fig. 3 wird der Tonträger T3 oder T4 von der Klemme 33 über den Bandpass 34 der Phasenvergleichsstufe 35 zugeführt, die zusammen mit den Tiefpässen 36r37'und dem Oszillator 38 eine PLL-Schaltung bildet. Der Tiefpass 36 liefert an der Klemme 39 das NF-Signal (L oder R) und über den Tiefpass 37 mit einer entsprechend geringeren Grenzfrequenz von z.B. 10 Hz die Re gelsppnnung Ur für den Oszillator 38, die den Oszillator 38 auf die Frequenz des Tonträgers T3 oder T4 regelt. Die Regelspannung Ur enthält nicht mehr die NF-Frequenzen, sondern entspricht der Mittenfrequenz des Tonträgers T3 oder T4. Diese Regespannung wird daher an der Klemme 40 gleichzeitig als Stellgrösse 28 abgenommen und gemäss Fig. 2 verwertet. Es können auch beide Tonträger T3,T4 parallel ausgewertet und zusammen zur Gewinnung der Stellgrösse verwendet werden, um eine grössere Sicherheit zu gewährleisten. In Fig. 4 wird der Tonträger T3 dder T4 über den Bandpass 34 dem FM-Demodulator 41 zugeführt, der über den Tiefpass 36 an der Klemme 39 wieder das NF-Signal liefert. Über den Tiefpass 37 mit der genannten niedrigen Grenzfrequenz wird an der Klemme 40 wieder die Stellgrösse 28 gewonnen. Fig. 5 zeigt die Wirkungsweise der Schaltung nach Fig. 4. Bei nichtvorhandener Kompression hat z.B. der Tonträger die Ruhefrequenz fi, um die herum die Frequenz des Tonträgers entsprechend dem NF-Signal symmetrisch schwankt. Der FM-Demodulator 41 ist auf fl abgestimmt, liefert also bei fl an der Klemme 40 einen Spannungswert 0. Dieser dient dann als Stellgrösse 28 gemäss Fig. 2 zur Umschaltung auf Betrieb ohne Kompression. Bei vorhandener Kompression hat der Tonträger die Ruhefrequenz f2, so dass nunmehrrnch entsprechender Integration eine Stellgrösse Us mit einem endlichen Wert erscheint. Diese wirkt als Stellgrösse 28 gemäss Fig. 2 und bewirkt die Umschaltung auf Wiedergabebetrieb bei vorhandener Kompression.

Claims: Patentansprüche 1. System zur Übertragung eines frequenzmodulierten Tonträgers (T1-T4), insbesondere Videorecorder, bei dem das NF-Tonsig nal (L,R) vor und nach der Übertragung oder Aufzeichnung über einen wahlweise einschaltbaren und ausschaltbaren Ampli tudenkompressor (1,4) bzw. Amplitudenexpander (23,25) ge führt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Frequenz des Ton trägers (T1-T4) bei Übertragung mit uRd ohne Ampsitudenkom- pression unterschiedliche Werte hat und bei der Wiedergabe aus der Frequenz des Tonträgers eine Stellgrösse (28) zur Ein- und Ausschaltung des Amplitudenexpanders (23,25) abge leitet ist. 2. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Fernsehsystem mit einem Tonträger (T1-T4), dessen Frequenz ein ganzzahliges Vielfaches der halben Zeilenfrequenz (fH) ist, der Frequenzunterschied im Tonträger ein ganzzahliges Vielfaches der Zeilenfrequenz ist. 3. System nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Frequenzunterschied gleich der Zeilenfrequenz ist. 4. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Stellgrösse (28) vom Ausgang eines zur Gewinnung des NF-Ton signals dienenden FM-Demodulators (35-38j41) über einen das NF-Signal unterdrückenden Tiefpass (37) abgeleitet ist (Fig. 3,4). 5. System nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der FM-Demodulator einen durch den Tonträger (T3,T4) über eine PLL-Schaltung synchronisierten Oszillator (38) enthält, dessen Phasenvergleichsstufe (35) das NF-Tonsignal und über einen Tiefpass (37) die Regelspannung (Ur) für den Oszillator (38) und die Stellgrösse (28) liefert (Fig. 3). 6. System nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Videorecorder die Stellgrösse (28) bei vorhandener Kompression eine Schaltung (32) zur trägerfrequenten Rückummischung des abgetasteten Tonträgers(T1-T4) auf die genormten Tonträger ZF-Frequenzen (5,5 und 5,642 MHz) abschaltet (Fig. 2).

Inventors: KLUTH, HANS-JURGEN, ING.-GRAD., SCHRODER, ERNST, DIPL.-ING., Kluth, Hans-Jürgen, Ing.-grad., Schröder, Ernst, Dipl.-Ing.
Applicants: TELEFUNKEN FERNSEH UND RUNDFUNK GMBH
Application year: 1984
Main classification: H04N5
IPC codes: H04N7, H04B1, H03G7, G11B20