随着家用录像的普及,以及电视屏幕的逐渐增大和卫星电视节目的播出,人们对图像和声音质量的要求不断提高,VHS录像机的图像和声音质量已不能满足要求。为了使录像机的图像清晰度、信杂比以及立体声等方面的质量得到进一步提高,1987年日本胜利公司研制了超高带VHS录像机,称S-VHS录像机。
S-VHS录像机特点
S—VHS录像机在保持VHS录像机的基本特点的基础上作了如下改进:
1.采用高矫顽力的磁带:S-VHS磁带是在VHS磁带基础上进行改进后而形成的一种新型磁带,其组成如图1所示。带基上面涂有内涂层(0.3μm),在带基的下面涂有背涂层(0.7μm),在内涂层上面再涂上超小型的钴粉与三氧化二铁混合成的平滑表面层(5μm)。这使它的矫顽力较优质VHS磁带高1.35倍,剩磁也增加1.35倍,磁能提高了80%,如图2所示。这样就提高了S-VHS磁带的灵敏度,使输出的电平较高,并提高了记录的频率,降低了杂波。


2. 提高了亮度调频载波的频率并加大频偏:VHS调频频率是3.4~4.4MHz,S-VHS将调频频率提高到5.4~7MHz,频偏由1MHz增加为1.6MHz,如图3所示。因此,改善了信杂比而减少了由于方位角影响带来的串扰。

3.提高了视频带宽:S-VHS录像机的视频带宽加宽到5MHz,从而使水平清晰度提高到400线以上。
4. 增加了辅助的加重电路:辅助加重电路采用非线性加重,对减少杂波的效果要比线性加重好一些。这是因为线性加重为一固定值,与输入信号无关,而非线性加重与输入信号有关,并使每个电平的加重接近最佳值,如图4所示。这样就提高了亮度信号的信杂比。

5.备有3种输入/输出接口:复合(PAL)信号输入/输出接口,这与VHS相同;亮度和色度(Y/C)分离的输入/输出接口,可减少Y/C之间的串扰,提高图像清晰度;亮度和已降频的色度信号(作复制用)的输入/输出接口。
6. 采用深层复用记录方式,增加两路高质量的调频声:采用的具体办法是用两个音频磁头与视频磁头一同安装在磁鼓上旋转。两个音频磁头的方位角为±30°,并先与视频磁头交替进行深层记录,然后视频磁头在其上面进行表面层记录,如图5所示。凭借磁头倾斜方位角的方法来消除视频信号与音频信号的串扰。

7.为了进一步满足专业领域对图像质量的要求,最新推出的S-VHS录像机作了如下改进:
(1)采用色度增强电路,改善色彩扩散和拖尾。由于S-VHS色通道仍与VHS相似,在629kHz的降频色副载波上加以处理,这样色度带宽窄(约400kHz),经多次录制和重放后其色带宽变得更窄,因而图像中高饱和度色彩的扩散和拖尾现象严重。为了解决这个问题,采用了色度增强电路,它是将亮度信号变化信息加到色度信号中去,其效果相当于展宽了色度带宽3倍,也就是说色度带宽相当于1.2MHz。因此,减少彩色扩散和拖尾以及色度失真,改善了多代复制能力。从而使彩条跳变沿的变化波形得到改善,图6示出了彩条由绿色到紫色处跳变沿改善的情况。

(2)采用自动均衡电路,以改善记录和重放信道的频响。由于各种磁带的特性不同,多次使用后特性亦将产生变化,以及磁头长期使用而受到磨损而导致频响发生变化,均可使用自动均衡电路来自动地进行频率特性补偿。其原理是:视频信号在记录前,在场消隐中加入两个基准信号,一个是3.5MHz,另一个是630kHz,并使基准信号与视频信号同时进行记录。重放时,将两个基准信号重新分离出来并进行比较,取其变化量送到自动均衡电路来自动地补偿频响的变化,其补偿后的效果如图7所示。

(3)用自动电平提升(ALU)电路来改善彩色信杂比。在记录前将色度电平低的信号与色同步一起提升放大,重放时利用自动色度控制ACC电路,再将色同步和色度信号恢复到原来电平上,于是对原信号来说杂波降低了。因此提高了彩色信杂比,其结果如图8所示。

(4)采用三行逻辑相关电路来消除垂直方向的色串扰。它是在三行信号颜色不一致时,选其中两行颜色一致相关的信号,分别延时两行与未延迟信号相加,使串扰成分彼此抵消,达到消除垂直方向色串的目的。
S—VHS与VHS录像机的比较
S-VHS与VHS录像机在性能上比较,S-VHS录像机具有如下显著的优点:
1.提高了黑白清晰度:由VHS机的240线提高到400线以上。
2.提高了信杂比:亮度信杂比由43dB提高至45dB;色度信杂比:AM由35dB提高至38dB;PM由28dB提高至30dB。
3.改善了高饱和度色彩的扩散现象和拖尾。
4.改善了多代复制性能。
5.S-VHS录像机当记录使用Y/C输入,重放用Y/C输出,并在带有Y/C输入的监视器上观看图像时,色度串亮度的干扰小而清晰度高。图像质量优于用复合信号输入到监视器的图像,更优于VHS录像机的图像质量。
6.S-VHS录像机能兼容VHS录像机,但VHS录像机不能兼容S-VHS录像机。具体兼容情况如表所示。

7.S-VHS录像机比VHS录像机多两路高质调频声道和1路线性声道。
8. S-VHS录像机采用高矫顽力的氧化物磁带,记录和重放质量高。
S-VHS机与Umatic低带机比较
Umatic低带机使用3/4英寸磁带,常用于工业、教育及广播等一般业务,它与S-VHS机比较有如下不同之处:
1.S-VHS机的频偏与Umatic低带机相同,但调频频率比Umatic低带机高,高到7MHz,如图9所示。

2.S-VHS的视频频响是缓慢截止到5MHz,故黑白清晰度可达400线,但其调制度较低。而Umatic视频带宽较窄,视频频响为锐截止,清晰度为250线,但调制度深。
3.在Y/C输入和输出的情况下,S-VHS的色度串亮度干扰较Umatic小。但目前多数接收机仍是复合信号输入,因而该优点就不能显示出来。
4.S-VHS机用带量省,是Umatic机的1/6。带盒体积小,是Umatic机的1/2。记录时间长,通常达3小时,Umatic机仅为1小时。价格较便宜。
5.S-VHS机的体积小、重量轻、成本低,宜于和摄像机连成一体,形成摄录一体化机。
6.S-VHS机有两路高质量的调频声道,可作为立体声用,其音质优于Umatic机。但它不能进行后期编辑,只能与图像一起记录。还有两路线性声道与Umatic机相仿。
从以上分析看出,S-VHS机比VHS机的图像质量有较大的改善,其价格比同功能的VHS机只高20%,因而受到家庭用户的欢迎。日本的胜利、东芝、松下以及日立等公司均生产S-VHS录像机。它又与Umatic低带机的功能相仿,其价格较低,且用带量省,这样就大大降低了节目制作成本,在电视节目制作方面显示了很强的竞争能力,受到专业工作者的欢迎。因此,S-VHS机对教育、工业、国防、市县一级电视台以及有线广播电视台,是一种可优选的设备。(李践行)