编者按：随着人民文化生活水平的提高，录象机已大量进入家庭，大中城市的普及率在逐年增加。大批无线电爱好者和维护人员，迫切要求比较深入地学习录象机的工作原理，以及一些使用和维护知识，来提高自己的技术水平。为此本刊从本期开始，举办家用录象机讲座。特约作者以NV－L15型家用录象机为例，结合其它录象机的一些特点，分别对家用录象机的基本原理，视频信号处理系统、伺服系统、控制系统和机芯等的工作原理，进行比较系统的介绍。在各部分原理介绍过程中，随时插入一些相应的使用和维护知识。对于录象机中电视接收部分、遥控、显示以及电源等，同彩电中相应部分原理基本一样，这里不再介绍。
录象机是记录和重放声音信号和图象信号的磁记录设备。磁带录象技术是从磁带录音技术发展而来的，很多基本原理与磁带录音技术非常相似，但是由于被记录的彩色图象信号的频带宽以及对走带速度稳定性的要求高等特点，所以磁带录象技术要比录音技术复杂的多。
目前，在我国随着电子工业的发展，录象机进一步普及并逐渐进入家庭。新型家用录象机不断出现，各种型号的录象机虽有不同的特点和功能，但基本原理大致相同。随着微处理机在录象机中的应用，录象机已实现了小型化、轻型化、集成化和数字化，磁带录象技术已趋完善。下面我们主要以VHS型家用录象机为主介绍录象机的基本原理。
磁记录原理
录象机是利用磁记录原理来记录图象信号和声音信号的。视频磁带上有一层磁性层能够被磁化或去磁。这样磁头能把电信号转化成磁场去磁化磁带，或将被磁化的磁带的磁场转化成电信号。图1是磁记录的原理示意图。图中磁头缝隙被夸大很多，实际上磁头缝隙很小，用人眼看不出来。将要记录的电信号经一定处理放大之后，加到磁头线圈上使之产生磁场。磁头的铁芯（导磁性材料）又将磁场集中在磁头缝隙处，由于磁头缝隙处磁阻比较大而且磁头与磁带的磁性层接触，磁力线经磁带的磁性层闭合，使磁性层被磁化。当磁带以一定的速度移动时，被磁化的磁性层离开磁头缝隙留下剩磁。磁带不断地移动不断地与磁头接触，磁带上的磁性层被一段段地磁化，并留下一段段的剩磁。剩磁的大小与所加交变信号的大小成比例，这些剩磁依次排列就形成了磁迹。录象磁带的声音磁迹与磁带平行，而视频磁迹则与磁带有5°57′50″的夹角。
在记录新的视频信号和声音信号之前还应将原磁带上的剩磁全部抹去，这个工作由全消磁头来完成，一般家用录象机中采用交流消磁法。在全消磁头线圈内通过70～80kHz的高频消磁信号电流，当磁带与全消磁头接触时，全消磁头线圈产生的交变磁场使磁带上的磁性层多次反复地磁化，并使每次磁化都达到饱和状态。由于磁带的移动，对磁带上的每一点都有磁场逐渐加大然后逐渐减小的过程，使磁带上的剩磁逐渐减小到零而达到消磁的目的。一般全消磁头的圈数为50匝，阻抗为200～300Ω，消磁电流为80～90mA，全消磁头缝隙为4～5μm，由铜或玻璃做磁头缝隙的垫料，消磁率达-60dB。
录象机中音频信号记录时采用交流编磁方法来克服由于剩磁曲线的非线性造成的失真。将70～80kHz的交流编磁信号与音频信号叠加，把音频信号推到剩磁曲线正负段的线性部分。而视频信号的记录不用加偏磁信号，因为视频信号在记录之前首先进行亮度与色度信号分离，然后将亮度信号进行调频处理；色度信号进行降频处理（后面还要详细介绍）后，再将亮度调频信号与色度降频信号混合，然后记录在磁带上，亮度调频信号做色度信号的编磁信号。亮度调频信号将直接记录在磁带上，即使工作到剩磁曲线的非线性部分也不会影响重放图象的质量。
在重放时，当磁头与磁带相接触时，磁带上的剩磁磁场被磁头铁磁性材料桥接而形成闭合磁路。随着磁带的运动，磁带上剩磁磁力线穿过磁头线圈并不断变化，在磁头线圈中产生感应电势。剩磁越多，磁力线也多，产生的感应电势幅度就越大。为了得到良好的重放效果，要确保磁头始终跟踪记录磁迹，使磁带上的剩磁最大限度地转变成电信号。
螺旋扫描方式
在录象机中，录象磁带上要求同时记录视频信号和声音信号，视频信号的频带宽度为4MHz，而音频信号为20kHz，两者相差200倍。这样视频记录的磁带速度要比声音记录的磁带速度大200倍，这是不可能实现的。如果录象机的视频磁头也象音频磁头一样固定不动，只让磁带运动，就不能同时记录声音信号和视频信号。为此让视频磁头也转动，把视频磁头安装在高速旋转的磁鼓上，磁带倾斜地绕在上面并慢慢地移动。录象带走带速度为V\(_{1}\)=23.39mm／s（PAL制），视频磁头与磁带的相对速度为V2=π×磁鼓直径×25／1000。VHS录象机磁鼓直径为62mm，因此V\(_{2}\)=4.8m／s。V2是V\(_{1}\)的208倍。这样就实现了在录象带上同时记录声音信号和视频信号。
VHS录象机采用了视频磁头旋转方式即螺旋扫描方式，可以使因走带速度不稳所引起的画面摆动现象显著减小。图2示出了旋转视频磁头在磁带上所记录的视频磁迹图。为了让磁头在磁带上扫出倾斜磁迹，VHS录象机中安装视频磁头的磁头鼓组件与机架的水平面倾斜5°57′50″。记录一幅电视图象由两个视频磁头的工作来完成，当磁鼓转动半周时第一个磁头在磁带上记录了第一条磁迹，即记录了一场信号，第一条磁迹的终点为A′点。在第一个磁头开始离开磁带时，第二个磁头开始与磁带接触，由第二个磁头记录第二条磁迹，当第二个磁头记录了第二条磁迹并达到B点时记录了第2场信号，两条磁迹记录了一幅电视画面。随着磁带的移动和视频磁鼓的转动，两个视频磁头交替工作，不断地将一幅幅电视画面记录在录象磁带上。
视频磁头
视频磁头是电-磁、磁-电转换器件，是录象机的心脏，其性能好坏对录象机的性能有很大影响。视频磁头和音频磁头的工作原理是一样的，但结构形式完全不同，音频磁迹宽度为0.35mm，而视频磁迹定为19～70μm，这样视频磁头就做得很薄，视频磁头的使用频率高达4MHz，磁头与磁带的相对速度为4.8m／s，在这样高频、高速的使用条件下，磁头必须满足如下特殊的要求。
①对磁头材料的要求：导磁率高；饱和磁感应强度（Bm）大；矫顽力（Hc）小；剩磁强度（Br）小；高频损耗小；耐磨性强。
②视频磁头的结构：它是由线圈、铁芯和磁隙组成如图3所示。为了便于绕制线圈，在铁芯的中间开一个小窗口。线圈匝数很少，一般采用平衡绕制方法绕制磁头线圈。D为磁迹宽度，一般为19～70μm，磁头片的厚度为L=0.2mm。在磁头缝隙的周围填充了玻璃填料，磁头缝隙为0.3μm。Q为方位角，VHS录象机中视频磁头的方位角为±6°。在磁头缝隙处的弧面半径R应与视频磁鼓的半经R′相接近。
③视频磁头在磁鼓上的安装要求：将视频磁头安装在视频磁鼓上，一般需要借助于高倍率的显微镜和精密的仪器设备，仅凭经验靠眼睛安装往往不能满足要求。VHS两磁头的录象机中，在磁鼓上视频磁头对称安装，呈180°夹角，安装误差应小于0.1mm。两磁头突出量差为±5μm，两磁头的高度差应在±10μm之内。如果在180°方向上安装误差太大会造成重放图象上或下半部水平抖动，如果两磁头突出量太小或两磁头突量相差太多会造成重放图象噪声大而且颜色失真。
④视频磁头的特性：
a．方位角：广播用录象机和业务用Umatic录象机的磁头没有方位角，为消除相邻磁迹的串扰必须在相邻两条视频磁迹之间加1／2磁迹宽度的保护带，保护带上没有任何信号，这部分磁带被白白地浪费掉了。为了提高磁带利用率，必须增加记录密度，VHS家用录象机采用了方位角记录方式。磁头的缝隙与碰头旋转的垂直方向偏离一个小角度，即CH－1磁头有+6°的方位角，CH－2磁头有-6°方位角，这样相邻磁迹的磁化方向有12°夹角。图4示出了两种录象机磁头方位角与磁迹的比较。在记录时磁带上磁迹磁化的方向与磁头缝隙的方向是一致的。而在重放时，如果由于走带的抖晃造成CH－1磁头拾取了CH－2磁头所记录的磁迹信号，但因CH－1磁头与CH－2磁头缝隙的方向不同，即存在方位角损失（VHS录象机的方位角损失大约为40dB），即使CH－2磁头拾取到CH－1磁头记录的磁迹信号，也会因方位角损失而被抑制掉。因此，可以取消相邻磁迹之间的保护带，提高记录密度。方位角过大会降低录象机录放效率，所以一般方位角选择在12～14°左右。
b．磁头的电感量、缝隙深度和Q值：新的视频磁头电感量在1～3μH范围内，Q值在3～5之内，磁头缝隙深度为100μm。
c．输出电平：输出电平是视频磁头的重要指标。输出电平与视频记录电流有关，录象机视频电路提供最佳记录电流时，自录自放后所得到的输出电平为最大输出电平。不同的视频磁头的最佳记录电流也不同，所以在录象机更换视频磁头之后，一定要重新调整最佳记录电流，否则不能得到最大的输出电平。
d．视频磁头的使用条件：视频磁头应在规定的温度和湿度下工作，潮湿的环境对磁头特别不利，所以录象机一般都设置潮湿传感器（安装在磁头附近），当湿度太大或磁鼓结露时让整机停止工作保护磁头。视频磁头应当在无粉尘的干净的环境下工作，否则在磁头缝隙处有污物存在会造成重放无图象的故障。此时应及时清洗磁头否则会造成磁头永久性损坏，一般视频磁头每500小时清洗一次。录象机的视频磁头应避免在强磁场区域工作，否则视频磁头被强磁场磁化会带有剩磁而影响录放效果，因此录象机在移出强磁场区域后应用专门的消磁器进行消磁。
e．视频磁头的寿命：磁头寿命一般为2000小时。视频磁头是录象机中最易磨损的元件，磁头与磁带相对运动速度高，如使用质量低劣的磁带或使用清洗带时间过长都会造成磁头过多的磨损。磁头的磨损使突出量减小，磁头缝隙深度减小，使磁头线圈电感量下降，最佳记录电流的特性改变，则自录自放时重放输出电平明显地减少。当磁头自录自放图象质量下降时可对最佳记录电流进行调整延长磁头的使用寿命。(葛慧英)