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Heft 3 • August 1965 • 2. Jahrgang
INDUSTRIE - Nachrichten
Philips "video-recorder" 3400

Auf der Deutschen Industrie-Ausstellung in Berlin stellte die Deutsche Philips GmbH letztes Jahr (also 1964) erstmalig der Öffentlichkeit ein neuentwickeltes Gerät für die magnetische Aufzeichnung von Fernseh-Signalen vor. Das Gerät hat die Bezeichnung „video-recorder 3400" (Bild 7) und ist vor allem für die Anwendung in sehr weiten Bereichen des öffentlichen, industriellen und geschäftlichen Lebens und der Unterhaltung gedacht. Der video-recorder ermöglicht bei Anschluß an einen normalen Fernsehempfänger die Aufnahme und Wiedergabe von Fernsehprogrammen in Bild und Ton sowie bei Verwendung einer Fernsehkamera und eines Mikrofons die Aufzeichnung eigener Programme. Das Gerät ist lieferbar und kostet ca. 7000 DM.

Das Prinzip der Arbeitsweise des video-recorder 3400

Das Problem bei der Aufzeichnung von Fernsehbildern ist die sehr große Bandbreite des Videosignals, deren Informationen mit von herkömmlichen Tonbandgeräten bekannten Verfahren nicht befriedigend auf Magnetband gespeichert werden können. Auch wenn man für Aufzeichnungsgeräte, deren Qualität aus mancherlei Gründen unter der von Studiomaschinen liegen darf, nur eine bei 2,5 MHz liegende obere Frequenzgrenze für das Videosignal zuläßt, so müssen doch vom Konventionellen abweichende Verfahren
hinsichtlich Kopf- und Bandführung verwendet werden.

Der rotierende Magnetkopf

Die obere Frequenzgrenze hängt grundsätzlich von zwei verschiedenen konstruktiven Werten ab: dem Spalt im Magnetkopf und der (absoluten) Bandgeschwindigkeit am Magnetkopf. Da die Verkleinerung des Kopfspaltes unter die bei Tonbandgeräten üblichen Werte von wenigen Tausendstel Millimetern kaum realisierbar ist, muß die Lösung prinzipiell bei einer Erhöhung der Bandgeschwindigkeit gesucht werden.

Eine Vergrößerung der Bandgeschwindigkeit auf mehrere Meter pro Sekunde ist aber für relativ einfache Geräte beim heutigen Stand der Technik kaum möglich, da dies schwierige mechanische Probleme mit sich bringt.

Eine Lösung bietet sich in Form des schnell rotierenden Magnetkopfes, verbunden mit einer verhältnismäßig geringen (absoluten) Bandgeschwindigkeit, an. Es entsteht dabei eine hohe Relativgeschwindigkeit zwischen Band und Kopf, die eine Aufzeichnung auch sehr hoher Frequenzen ermöglicht. Dieses Verfahren wird beim Philips video-recorder 3400 angewendet.

Abmessungen und Geschwindigkeiten

Das breite Magnetband läuft mit einer Geschwindigkeit von 19 cm/s schraubenförmig mit fast 360 Grad Umschlingung um eine Trommel herum, die einen Durchmesser von ca. 16cm hat. Der dabei entstehende Höhenversatz des Magnetbandes entspricht annähernd seiner Breite (1" = 25,4mm). Die Trommel weist in ihrer Mitte einen Schlitz auf, durch den der rotierende Maqnetkopf das Band berührt und dabei leicht geneigte, also diagonal auf dem Band verlaufende Spuren von ca. 50cm Länge beschreibt. Da der Magnetkopf mit 50 U/s rotiert - und in der gleichen Zeiteinheit 50 Halbbilder im Fernsehsignal enthalten sind -, wird auf eine vom Magnetkopf geschriebene Spur ein vollständiges Halbbild gespeichert.

Die Breite der Videospur beim Philips video-recorder 3400 beträgt 150um, der durch die Bandgeschwindigkeit bedingte Abstand von Spurmitte zu Spurmitte 180um. Mit dieser Technik wird eine relative Aufzeichnunqs- bzw. Wiedergabegeschwindigkeit des Magnetkopfes auf dem Langsamen Band von fast 24m/s erreicht.

Durch einen zweiten, auf dem Chassis feststehenden Kopf mit zwei unabhängig voneinander arbeitenden Magnetsystemen werden auf dem oberen Rand des Bandes die Bild-Synchron-Impulse und auf dem unteren Rand das oder die Tonsignale aufgezeichnet. Beide Spuren sind 1mm breit. Ein feststehender Löschkopf löscht bei einer Neuaufnahme das Band in seiner ganzen Breite.

Prinzipverlauf der Signalwege
a) Aufnahme

Die Verbindung des video-recorders mit einem Fernsehempfänger erfolgt bei der Aufnahme von Sendungen durch ein dünnes Koaxialkabel. Die Auskopplunq geschieht kapazitativ an der letzten Bild-ZF-Stufe des Empfängers mit einem über die Röhre geschobenen Auskoppelbecher oder über einen kleinen Kondensator.

Im video-recorder wird das ZF-Signal einstufig verstärkt und danach demoduliert. Das Kamera-Signal gelangt über den Eingangswahlschalter („ZF-Video") und den Aussteuerungsregler an einen zweistufigen Videoverstärker und erreicht dann einerseits die Modulatorstufe, andererseits die Synchron-Trennstufe. Im Modulator erfolgt die Umwandlung des AM-Videosignals in ein FM-Signal im Frequenzbereich 3 bis 4,3 MHz. Nach Durchlaufen des Aufsprechverstärkers erreicht das FM-Signal über die rotierende Sekundärwicklung eines Transformators den Video-Magnetkopf und wird auf das Band aufgezeichnet.

Hinter dem Aufsprechverstärker wird ein Teil des FM-Signals über einen Schwingkreis, dessen obere steile Flanke auf 3 MHz abgestimmt ist, einem Gleichrichter zugeführt. Die entstehende Gleichspannung dient nach Verstärkung zur Nachregelung des Modulators bei Abweichung von der unteren Sollfrequenz 3 MHz. Die Synchron-Trennstufe ist am Videoverstärker angeschlossen und liefert 50-Hz-Bildsynchron-Impulse, die als Bezugswerte dem Servoteil des video-recorders zugeführt werden.

Prinzipverlauf der Signalwege
b) Wiedergabe

Das vom Magnetkopf gelieferte FM-Signal wird im Wiedergabeverstärker entzerrt und verstärkt. Da das FM-Signal einen gewissen Rauschanteil aufweist, muß es begrenzt werden, bevor es im Demodulator wieder in ein AM-Signal zurückgewandelt wird.

Der Begrenzer ist ein symmetrisch angesteuerter und aufgebauter, mitgezogener Oszillator (fo ca. 3,7 MHz), an den sich ein Gegentaktverstärker anschließt. Der folgende FM-Demodulator arbeitet in Zweiweggleichrichtung und liefert wieder das ursprüngliche AM-Signal, das nach Absiebung in einem Tiefpaß mit 3 MHz Grenzfrequenz von der Grundwelle und den Oberwellen des FM-Trägers frei ist. Von hier aus gelangt das AM-Signal zum Video-Ausgang und zum VHF-Modulator, dem gleichfalls das tonmodulierte 5,5 MHz-ZF-Signal zugeführt wird. Der VHF-Oszillator liefert eine Frequenz, die je nach Schalterstellung den Trägerfrequenzen der Kanäle 2, 3 oder 4 im Fernsehband I entspricht. Es werden beide Seitenbänder ausgestrahlt.

Prinzipverlauf der Signalwege
c) Servoteil

Der Servoteil besteht aus dem Kopf- und dem Bandservo. Beiden ist gemeinsam, daß sie als Bezugswerte die Bildimpulse von 50 Hz benutzen, die in der Synchron-Trennstufe aus dem Videosignal gewonnen werden.

Beim Kopfservoteil handelt es sich um einen geschlossenen Regelkreis, wobei als Referenz der Bildimpuls bei Aufnahme und ein vom Lichtnetz abgeleiteter Impuls bei Wiedergabe dient.

Geregelt wird die Position des rotierenden Kopfes, so daß nach Passieren der Lücke (Beginn und Ende der Bandumschlingung an der Trommel) die Schreibspur immer mit dem Bildimpuls beginnt. Es wird ein von einem Lämpchen und einem Fotowiderstand gelieferter 50-Hz-lmpuls mit dem Bildimpuls verglichen, und die Phasenabweichung wird in einer nachfolgenden Schaltung in eine Gleichspannung umgewandelt. Der "Anodenstrom" (sind das noch Röhren ???) eines Gleichspannungsverstärkers durchfließt eine Wirbelstrombremse, deren Bremsmoment die Kopfscheibe auf der richtigen Drehzahl hält. Beide Servoteile sind überwiegend (also doch noch Röhren ??) mit Transistoren ausgestattet. Im Kopfservo ist dies der Fall bei den Multivibrator-, Frequenz- und Phasenvergleichsstufen, im Bandservo kommen zu den genannten Stufen noch die Transistorendstufen und der Polwendungsteil hinzu.

Beim Bandservo ist der Regelkreis zur Beeinflussung von Drehzahl und Phase des Motors ähnlich aufgebaut wie beim Kopfservo. Bei der Aufnahme wird als Referenz der Bildimpuls benutzt und mit einem Impuls verglichen, dessen Gewinnung nachstehend beschrieben ist. Der Gleichstrommotor - er ist transistorgesteuert - läuft mit 375 U/min - 6,25 U pro Sekunde, daher muß die Impulszahl der von Lämpchen und Photowiderstand gebildeten Schaltung bei einer Umdrehung größer sein als beim Kopfservo, wo pro Umdrehung ein Impuls erzeugt wird. Mit 8 Bohrungen in einer auf der Motorwelle sitzenden Scheibe wird dies erreicht (375 U/min = 6,25 U/s • 8 = 50 Hz).

Bei der Wiedergabe werden die aufgezeichneten 50-Hz-Synchron-lmpulse mit der Netzfrequenz als Referenz verglichen, so daß die Drehzahl praktisch vom Band selbst bestimmt und der Schlupf zwischen Band und Antriebswelle eliminiert wird. Bei der Wiedergabe wird die Referenzfrequenz über einen Phasenschieber vom Netz zugeführt. Dies ist erforderlich, damit der Kopf exakt auf die richtige Spur gebracht werden kann. Band und Kopf werden dann von derselben Frequenz gesteuert und können in ihrer Phase zueinander geändert werden.

Die Steuerung der Endstufe zur Polwendung beim Antriebsmotor erfolgt mittels einer Transistorschaltung, die von einem Phototransistor angesteuert wird. Dieser sitzt neben einem Lämpchen, das durch die Schlitze einer auf der Achse des Motors sitzenden Scheibe auf den Phototransistor einwirkt. Abhängig davon, ob der Phototransistor beleuchtet ist oder nicht, werden über die zur Motorsteuerung dienende Schaltung die Motorspulen umgeschaltet. Der Motor wird von Leistungstransistoren gespeist. Eine Reihe von Sicherungen sorgt dafür, daß nicht durch irrtümliche Bedienung Fehler gemacht werden können bzw. Schlaufenbildungen oder Bandrisse auftreten. Die Tastenverriegelungen usw. erfolgen auf mechanischem und elektrischem Wege.

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