音频、视频信号的多重录制和重放设备
专利汇可以提供音频、视频信号的多重录制和重放设备专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一用于磁带录像机的记录 电路 可在对应于同步 信号 上升沿到白色峰值电平的频段内，以大致恒定的 电流 录制由 亮度 信号调频的载波信号。普通录制电路对 音频信号 的抹除程度取决于与调频音频信号同一磁道上录制的调频亮度信号的内容，因为对一具有瞬时低频的信号是通过提高录制电流实现录制的。因此已录调频音频信号就会由亮度信号调幅，幅度一改变就使相应的 信噪比 发生变化，从而产生对音频信号的干扰，在本 发明 中却不产生这样的干扰，因为由亮度信号决定的已录音频信号抹除程度总保持基本恒定，与亮度信号内容无关。，下面是音频、视频信号的多重录制和重放设备专利的具体信息内容。
1、一适于将音频信号和视频信号重叠地录制在同一磁道上的磁录放装置，该录放装置其特征为：
含有将以调频信号形式的音频信号通过第一个记录头录制在磁带上的装置，含有将视频信号通过第二个记录头重叠地录制在由第一个记录头录成的磁道上的装置，上述的视频信号由调频亮度信号和频带转换为低于该调频亮度信号频带的载波彩色信号所组成，以及使载波频率对应于同步信号上升沿和白色电平峰值间的该调频亮度信号录制电流的频率特性保持大致恒定的装置。
2、根据权项1所要求的磁录放装置，其特征为其中所说的使记录电流的频率特性保持大致恒定的装置是由一置于上述调频亮度信号电路中的陷波电路构成，陷波电路的陷波频率接近对应于同步信号上升沿的载波频率。
3、根据权项1所要求的磁录放装置，其特征为上述的使记录电流的频率特性保持大致恒定的装置是由一陷波电路构成，陷波电路是置于一个由上述亮度信号对载波进行调频的调制电路和一加法器之间。加法器是用来将转换到相对低于该调频亮度信号频带的上述载波彩色信号与该调频亮度信号相加的，并且陷波频率接近对应于同步信号上升沿的载波频率。
4、根据权项3所要求的磁录放装置，其特征为上述的第一个磁头由一可螺旋扫描的第一个转磁头构成，上述的第二个磁头由一可螺旋扫描的第二个旋转磁头构成，第二个旋转磁头与上述第一个旋转磁头在同一磁道上录制信号。
本发明是关于一种可将音频、视频信号多重录制和重放的设备，更具体一点说是一种使用以磁带录像机为代表的磁录放装置来达到多重录制音频及彩色视频信号的记录装置。
通常的磁带录像机中，视频信号是由一旋转磁头在磁带上沿斜磁道方向录制的，而音频信号则是由一固定磁头沿磁带纵向离开斜磁道录制的（通常在磁带的边缘），这些方法为已知的先有技术。为了提高录制密度，增加磁带的录制时间，家用录像机采用了慢速录放磁带系统。例如一根据美国国家电视系统委员会（NTSC）制作的磁带录像机在标准录制方式中的转速规定为大约每秒33毫米，而在三重录制方式中是大约每秒11毫米。这个转速较一般标准盒式磁带录音机的转速为低，基于此原因，磁带录像机不能提供令人十分满意的音频信号录放频率范围，因为频率范围的大小是影响音质的极为关键的因素，尤其在三重录制方式中。
曾有人提出一种解决上述问题的方法，即在录制音频信号时使用一种与处理视频信号一样的旋转磁头。家用磁带录像机录制彩色电视信号时是用一共用旋转磁头在磁带上录制一相加信号，该信号有滤波-亮度信号对载波进行频率调制的信号和一调制在前述调频载波信号频带范围之下的载波彩色信号。根据上述解决方法，旋转磁头将音频信号与视频信号重叠地录制在磁带的同一磁道上，调频音频频带范围在调频亮度信号频带和变换到亮度信号频带之下的调频载波彩色信号频
带之间。与前述可多重录制音频和视频信号装置一样，也可采用多个均能沿磁带同一磁道前进的旋转磁头分别录制音频和视频信号的方法。在这种情况下，首先录制低频带的调频音频信号，然后再录制高频调频亮度信号。按照这种方法，低频信号磁化于磁带磁层的深层部分，高频信号磁化于磁带磁层的浅层部分，先录制在浅层的低频音频信号（当然以调频信号的形式）将会在录制后续调频亮度信号过程中被抹去，但不会抹去深层的信号，从而能将两种信号重叠录制在同一磁道的磁层深处和靠近表面的浅层部分。
这种多重录制视频信号和音频信号的方法是富有成效的，因为将调频亮度信号和变换到低频段的载波彩色信号复用为一个频率多路复用信号时，在这两个信号频带范围之间不存在空白区。例如当彩色视频信号录制在甚高灵敏度（VHS）系统的磁带录像机中时，为了获得图1的频率分布曲线，对载波彩色信号的变换是有规定的。当亮度信号为美国电视系统委员会（NTSC）规定信号的情况下，载波信号为调频信号，从而同步信号的上升沿为3.4MHz，白色峰值电平为4.4MHz，参考数字4指示的是信号的频率分布。当信号为载波彩色信号时，载频变为大约629KHz，频率分布在大约1MHz频带范围内，图中由参考数字5所指，因而在亮度信号频率分布4和载波彩色信号之间无频率空白。由于视频录放信号频谱范围如上所述，调频音频信号规定的频率分布由图中参考数字6所指，并由另一旋转磁头录放。
曾有几个提出本发明的发明人早在1984年1月31日美国专利申请№575，665中就提议制作一种可将音频信号重叠录制在与视频信号同一磁道上的装置。该先前的专利申请所提出的每一磁头
安装方法，目的旨在减少来自相邻磁道的串音干扰及视频、音频信号间的干扰。
通常的家用磁带录像机在一特定范围内当信号频率较高时，可获得最大输出功率的最佳录制电流反而变小，因而需予先规定录制放大器的频率特性。例如：在VHS系统中，频率特性是这样规定的，在1MHz时录制电流为6分贝，在3.4MHz时录制电流为0分贝。
因此，对应于同步信号上升沿的载波视频信号录制电流就大于对应于白色峰值电平的载波视频信号录制电流，从而录制于视频信号之前的调频音频信号不会在录制后续调频亮度信号时一律被抹去，音频信号还是要被亮度信号抹去一部分，抹去的程度由视频信号决定，换言之，在同步信号处抹去的程度为最大，在白色峰值电平处为最小。在录制如图2a所示的亮度视频信号时，调频音频信号重放输出的幅度为调幅信号，如图2b所示。图2b画出了调频音频信号重放输出的包络线，信号幅度在对应于同步信号的20处为最低，在对应于白色峰值电平的21处为最大。因而，尽管进行了频率调制，原来的音频信号可通过解调获得，因为从根本上说它是一个调频信号。由录制亮度信号时抹去作用产生的调幅影响并不大到足以造成纬调后信号波形的失真。然而，当重放信号为图2b所示时，对于同步信号20处的载波噪声比C/N要比对应白色峰值电平21处的载波噪声比C/N差（因为该情形下的音频信号是从调频载波获得的，故使用C/N比以与信噪比S/N相区别）。结果当解调该重放信号时，对应20处部分的噪音就比对应21处部分的噪音相对大许多，最终导致20处的信噪比比21处的信噪比差很多。这就意味着解调音频信号时，噪音周期性。伴随视频同步信号的出现同时增加，尤其是噪音的增加，与
垂直同步信号同步出现对听觉的影响最大，尽管噪音的声音不是很大，但也使人耳感到不舒服，因为噪音的基本重复频率只有60Hz那么低，而而且噪音也不是原有的噪音。
本发明的目的就是提供一种解决上述问题的记录装置，并且它可以防止作为视频信号要重叠录制在同一磁道的经调频的音频信号被上述视频信号所调幅。
为了实现上述目的，本发明使用一装置使同步信号处的录制电流与白色峰值处的录制电流相等，并使调频亮度信号录制系统中的电流恒定。该装置可通过在一记录电路中插入一陷波电路来实现，记录电路中包含一放大电路，它将调制载波信号放大并将其加到磁头上去。陷波电路抑去对应于由同步信号调制的载波瞬时频率附近的信号频率。
图1为可将音频信号与彩色视频信号重叠地录制在同一记录磁道上的磁带录象机中每个信号的频率分布图;
图2为由已重叠录制上的视频信号调幅的调频音频信号波形图;
图3为本发明实施实例的记录电路方框图;
图4为图3电路所用陷波电路的电路图;
图5为陷波电路22的频率特性曲线;
图6为根据本发明一个实施实例的调频亮度信号录制电流的频率特性曲线;
图7为根据本发明与视频信号重叠录制的调频音频重放信号的波形图，以及相应视频信号的波形图。
图3为本发明一个实施方案的方框图，该图画出了记录电路的主
要部分，但图中未画出重放部分电路。根据本发明，将彩色视频信号加于10端，经一低通滤波器（LPF）12滤波，提取亮度信号;经带通滤波器（BPF）14提取载波彩色信号。提取出的亮度信号加至调制器13去调制-相应载波的频率。在用于记录和重放NTSC（美国电视系统委员会）信号的VHS（甚高灵敏度）系统中，调制的结果为载波频率在同步信号上升沿处为3.4MHz，在白色峰值电平峰值处为4.4MHz。而在VHS系统中，提取出的载波彩色信号载频由一频率转换电路15将其从3.5MHz向下转换到629KHz，调频亮度信号及向下转换的载波彩色信号具有如图1所示的频率分布曲线。通常的作法是将这两个信号相加并经一录制放大器记录下来，然而，根据本发明的第一种实施方案，这两个信号并非象图3那样直接相加，而是将转换到低频范围的载波彩色信号与经过置于调频亮度信号电路上的陷波电路22处理的调频亮度信号，通过加法器16相加。相加的这两个信号，通过一个录制放大器17将电流幅度放大到规定值，再加至两个旋转磁头8a和8b上，从而将信号记录在磁带3上。以上为应用本发明于双磁头螺旋扫描系统磁带录像机上的一个实例。
将与由上述方式录制的视频信号重叠地录制在同一磁道上的音频信号加至11端，然后至调制器18，调制器18的载频不同于亮度信号调制器13的载频，该调制器18产生一调频音频信号，其频带6在载波彩色信号频带5之上，在调频亮度信号的低频部分，如图1所示。载波彩色信号是已转换到低频的信号。若加至11端的音频信号是立体声信号，则左右声道信号的中心载频分别为1.3MHz和1.7MHz。调频音频信号通过录制放大器19加至两个旋转磁头9a和9b，与视频信号重叠地录制在磁带3上。
图4为陷波电路22的一个具体实例，图5为图4电路实例的频率特性曲线。陷波电路22是由一构成射极跟随器的晶体管和-LC串联谐振回路所组成。陷波电路22也可采用任一种常用的陷波电路。对美国电视系统委员会的甚高灵敏度系统来说，陷波电路的陷波频率范围规定在2.7到3.5MHz时效果最佳，调频亮度信号录制电流在使用陷波电路时的总的频率特性曲线由实线在图6中画出。采用加陷波电路的方法就可使频率范围对应于调频亮度信号的同步信号上升沿（3.4MHz）和白色峰值电平（4.4MHz）范围内的记录信号电流保持恒定。附图中的双点划线表示通常的记录信号电流。由于调频亮度信号的瞬时载频主要分布在3～5MHz频率范围之内，并已预先加强信号，所以在这个频率范围内信号能量也占主要部分。为了防止对重叠录制上的调频音频信号的任何干扰，最好能使上述频率范围内的信号电流尽可能地保持恒定。
如果信号电流在3到5MH频率范围内能以上述方式保持大致恒定，那么频率特性曲线就会稍微偏离通常的最佳录制电流的频率特性（图6中由双点划线表示）。按通常的最佳录制电流录制的信号可获得最高重放输出电平。然而，因录制电流量的变化而使重放输出电平产生的变化不是至关重要的，并且实际电流允许与规定电流的中心值大约有±1到±1.5分贝的误差，这个变化不会产生任何问题。因而，在实施本发明时，不会发生因视频信号重放输出下降而使图像质量变坏的情况。
图7为根据本发明实施方案将视频信号和音频信号重叠录制时的调频音频信号重放输出的包络线和视频信号的波形图。
图7a为视频信号波形图，图7b为调频音频信号包络波形图。
图7的表示方法与图2一样。图7中，重放调频音频信号并不是
由视频信号进行幅度调制的，因为调频视频亮度信号的信号内容与抹除程度无任何关系。因此便可消除音频信号在同步信号处载波噪声比（C/N）周期性地变坏的问题，从而获得极佳的录制和重放音质。
转换到低频范围的载波彩色信号是与调频亮度信号同时录制的，并且其录制电平比调频亮度信号电流低10到12分贝，从而可基本上忽略由载波彩色信号对先前录制上的调频音频信号的幅度调制，也不影响彩色信号的效果。
图3所示的实施方案中，陷波电路22是置于加法器16之前，但这个位置并非绝对的，只要保证需录制的调频亮度信号电流的频率特性最终如图6所示即可。也可通过其它装置代替陷波电路来获得这样的频率特性曲线，比如说加强某一特定频率的装置，只要总的频率特性曲线为图6所示，就可获得与本发明同样的效果。
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