ГЛАВА 8. СИСТЕМЫ ВИДЕОЗАПИСИ

§ 8.1. Принципы магнитной записи сигналов изображения

Как в вещательной, так и в прикладных ТВС существует необходимость разделения во времени съемки событий передающей камерой и просмотра изображения на экранах приемников. Поэтому аппараты магнитной записи — видеомагнитофоны получили широкое распространение.

Особенности техники видеомагнитной записи обуслоелены широким спектром телевизионного сигнала. Для записи высоких частот записывающая головка должна с большой скоростью перемениться относительно ленты. Поэтому головку устанавливают на лиске или барабане и вращают в плоскости, перпендикулярной или наклоненной на некоторый угол к направлению протяжки ленты.

Траектории головок на магнитной ленте (дорожки записи) занимают определенное положение. Расположение дорожек записи на магнитной ленте и связанное с ним размещение телевизионного сигнала на дорожках записи определяют формат записи. В дальнейшем

для обозначения отрезка траектории, прочерченной головкой на ленте, используется принятый в технике магнитной записи термин «строчка» (название «строка» сохраняется за соответствующим элементом растра и интервалом телевизионного сигнала). На одной строчке ленты в зависимости от формата записи регистрируется различное число строк телевизионного сигнала.

Для совмещения с диапазоном частот, который может быть передан с помощью головки и записан на ленте, спектр телевизионного сигнала смещают в область более высоких частот путем частотной модуляции несущей. Частотная модуляция позволяет исключить влияние амплитудных изменений несущей, возникающих при поочередной работе нескольких головок и изменении плотности контакта головки с лентой, на размах воспроизводимого телевизионного сигнала.

В стационарных комплексах аппаратуры вещательной ТВС используют четырехголовочные видеомагнитофоны, в которых лента шириной 50,8 мм изгибается направляющей с вакуумным присосом, охватывая диск с четырьмя видеоголовками так, что длина строчки записи несколько превышает траекторию, прочерчиваемую головкой при повороте диска на 90°. Направляющая имеет желоб, в который лента вдавливается при контакте с головкой. Лента протягивается в направлении, перпендикулярном плоскости вращения диска. Так как в режиме записи частотно-модулированный (ЧМ) сигнал подается на все четыре головки, в начале и конце каждой строчки видеосигнал записывается на ленту двумя головками При выбранной частоте вращения головок за время поворота головки на 90° на строчке магнитной записи записывается 15,625 строки телевизионного сигнала. За время передачи одного поля на ленте записывается 20 строчек (312,5 строк телевизионного сигнала). Таким образом, число строчек записи составляет одну тысячу в секунду, скорость вращения диска с головками За время записи одного поля диск делает пять оборотов. Строчки записи располагаются примерно под углом 90° к краю ленты, так как скорость вращения диска с головками намного больше скорости протяжки ленты. Ширина строчки определяется рабочим зазором головки, близким 250 мкм, шаг строчек 397 мкм. Скорость перемещения головки относительно ленты скорость протяжки ленты 39,7 см/с (19].

При воспроизведении сигнал снимается с головок поочередно. Переключение производится во время считывания с ленты строчного гасящего импульса последней из полных строк, записанных на строчке магнитной ленты.

Кроме строчек записи 2 на ленте размещается ряд продольных дорожек со стиранием некоторой части строчек, записанных в режиме перекрытия при контакте с лентой двух головок. На дорожке 1 (рис. 8.1) (19] регистрируется сигнал звукового сопровождения В звуковом канале видеомагнитофона неравномерность амплитудно-частотной характеристики в полосе составляет

. Отношение сигнал-шум 55 дБ. Дорожка служит для затеи сигналов, используемых режиссером. К таким сигналам относятся текст режиссерских пояснений и код для автоматизации поиска фрагментов записанной передачи к автоматизации монтажа по заданной программе (отсчеты времени, номер кадра, номер фрагмента и т. п.). Дорожка 4 используется для сигнала управления частоты 250 Гц. Этот сигнал служит для управления скоростью движения ленты и в режиме воспроизведения обеспечивает совмещение траектории головки, считывающей телевизионный сигнал, со строчкой магнитной записи. Сигнал управления содержит импульсы частоты 12,5 Гц, отмечающие начало каждого цветового кадра системы SECAM и используемые для того, чтобы при монтаже сохранить непрерывную последовательность цветовой информации.

В прикладных телевизионных системах и в аппаратуре телевизионной журналистики масса и габариты видеомагнитофонов уменьшаются благодаря снижению скорости перемещения головок относительно ленты и сокращения числа головок. При этом ограничение сверху спектра воспроизводимого сигнала и снижение отношения сигнал-шум компенсируются ценностью получаемой информации. Необходимо огметнть, что в результате работ по совершенствованию магнитных лент, головок, конструкции магнитофонов и способов передачи сигналов цветности непрерывно сокращается различие качественных характеристик стационарных и портативных аппаратов.

Рис. 8.1. Дорожки на магнитной ленте при поперечно-строчной записи

Варианты расположения ленты относительно барабана 3 с одной и двумя видеоголовками 2 покаааны на рис. 8.2 119]. На одной строчке записи 2, расположенной под небольшим углом к направлению движения ленты, записывается поле изображения (рис. 8.3). Ширина магнитной ленты 25,4 либо 12,7 мм. Невозможность 360°-ного угла охвата барабана лентой приводит к тому, что на участке кадрового гасящего импульса при использовании одной головки в воспроизводимом сигнале возникает разрыв. Так, в варианте рис. 8.2. б длительность этого разрыва при угле составляет примерно 9 строк. В прикладных телевизионных системах с инерционной строчной разверткой просмотровых устройств такой пропуск (выпадание) части сигнала не проявляется на изображении. В портативных установках вещательной системы в состав видеомагнитофона либо работающих совместно с ним устройств вводится схема, восстанавливающая пропущенные строчные синхронизирующие импульсы.

Положение ленты на барабане с двумя головками показано на рис. 8 2, в. На каждой строчке магнитной ленты записывается одно

поле изображения. Частота вращения барабана с головками вдвоа ниже частоты полей. Сигнал считывается с ленты непрерывно. 1 Запись с размещением сигнала поля на одной строчке записи называют наклонно-строчной (рис. 8.3).

Рис. 8 2. Наклонно-строчная запись с одной и двумя головками

Продольные дорожки 1, 3, 4 с сигналами управления и звукового сопровождения при наклонно-строчной записи также размешаются на краях ленты. При наклонно-строчной записи в результате уменьшения скорости движения ленты при сохранении скорости вращения головок может быть получен эффект замедления темпа развития сюжета воспроизводимого изображения. В случае остановки леиты длительное время может воспроизводиться одно поле изображения. Несмотря на повышенный износ ленты и связанное с этим ограничение продолжительности, считывания одной строчки записи, такой режим находит применение в телевизионных системах, требующих фиксаций и детального рассмотрения отдельных кадров изображения.

Рис. 8.3. Расположение дорожек при наклонно-строчной записи

Попытки сочетать достоинства поперечно-строчной и наклоннострочной записи привели к построению двухголовочных видеомагнитофонов с сегментной записью, в которых на одной строчке за лиси размешается часть поля изображения.

Рассмотрим упрощенную функциональную схему видеомагнитофона (рис. 8.4). Магнитофон содержит механизм протяжки ленты с двигателями, ведущим валом прижимным роликом подающей и приемной кассетами, диск или барабан с головками, вращаемый отдельным двигателем, стирающую головку головку записи и считывания управляющего сигнала головки записи и считывания звука и режиссерских сигналов Системы автоматического регулирования электромеханических узлов видеомагнитофона регулируют скорость вращения двигателя, перемещающего головки и скорость протяжки ленты . В режиме записи эти системы обеслечивают

расположение дорожек, соответствующее принятому формату, а в режиме воспроизведения совмещают траекторию головок со строчками записи.

Канал записи — воспроизведения изображения содержит тракт преобразования входного телевизионного сигнала в ЧМ-сигнал. записываемый на магнитную ленту, и тракт обратного преобразования считываемого с ленты ЧМ-сигнала в телевизионный сигнал Эта часть видеомагнитофона содержит также коммутатор, переключающий головки в режиме воспроизведения, и схемы коррекции искажений, возникающих в процессе записи и считывания телевизионного сигнала. Назначение канала записи — воспроизведения звукового сопровождения не требует пояснений. Устройство электронного монтажа ЭМ позволяет осуществлять запись отдельных частей программы так, чтобы при воспроизведении не было нарушений синхронизации и последовательности цветоразностных сигналов. Корректор временных искажений устраняет искажения телевизионного сигнала, возникающие из-за непостоянства скорости движения головок относительно ленты. Блок управления У выполняет переключения, необходимые для установки видеомагнитофона в режимы записи, воспроизведения, прямой и обратной перемотки ленты.

Рис. 8.4. Функциональная схема видеомагнитофона