8mm录像机中的视频技术

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8mm录像机是以旋转两磁头调频记录为基本方式。视频信号的记录基本上与普通家用录像机相同,即亮度信号进行频率调制,色度信号进行降频变换,再把降频色度信号重叠到亮度调频信号上,然后再通过旋转两磁头记录到磁带上。但是在频率上有所不同,亮度FM载频中同步顶频率为4.2MHz,白峰频率为5.4MHz,降频色度副载波频率:NTSC制为47.25f\(_{H}\)(约743kHz),PAL制为46.875fH(约732kHz)。8mm录像机中亮度FM信号的载频比普通家用录像机亮度FM信号的载频高,其目的是为了改善重放图像信号的质量。

8mm录像机采用视频磁迹间无保护带的高密度记录方式,为了防止重放时相邻磁迹间的亮度FM信号串扰,采用倾斜方位记录即两视频磁头方位角±10°的记录方式,同时在相邻的记录磁迹间设置12f\(_{H}\)的载波偏移,在交错效应下,以便进一步从视觉上减弱拍频干扰。为了防止相邻磁迹间色度信号串扰,NTSC制采用CH-1磁迹色度信号相位恒定,CH-2磁迹色度信号相位逐行倒相180°的倒相(PI)处理方式,与β型录像机相同;PAL制采用CH-1磁迹色度信号相位恒定,CH-2磁迹色度信号相位逐行偏移90°的移相(PS)处理方式,与VHS型录像机相同。

视频信号记录电路的基本组成如图1所示,其组成与普通家用录像机大体相似,其不同之处是亮度信号记录通道增设了行间电平差去除电路和半行偏移电路。在色度信号记录通道增设了色度信号加重电路。与家用录像机相同的电路就不再分析了,现在按NTSC制电视信号来分析一下8mm录像机所特有的电路。

图1
图1 🔍原图 (812×531)

1.半行偏移电路

两视频磁头(CH-1、CH-2)方位角±10°,可以 减小相邻磁迹亮度FM信号的串扰,但并没有全部消除串扰。为使相邻磁迹的串扰(特别是相邻磁迹的行同 步信号部分)消除,两相邻磁迹上记录的亮度FM信号的载频要有12f\(_{H}\)的频率差如图2所示。只要CH-1磁迹上的亮度FM信号的载频偏移7.8kHz,则相邻磁迹上来的串扰与主信号在频谱相嵌,两相邻磁迹上信号频谱图如图3所示。

图2
图2 🔍原图 (835×204)
图3
图3 🔍原图 (622×286)

CH-1、CH-2磁迹上的亮度FM信号边频分量均以f\(_{H}\)间隔分布,将CH-l磁迹上的亮度FM信号 载频提高\(\frac{1}{2}\)fH,则两者之间频谱峰与谷的部分相对应, 重放时让重放信号通过梳状滤波器可以消除邻迹串扰成份。

2.行间电平差消除电路

亮度FM信号相对相邻磁迹具有\(\frac{1}{2}\)f\(_{H}\)偏置,使串 扰对主信号频谱交错,重放时用梳状滤波器除去串扰, 但是若输入的亮度信号有行间电平差(即有行扭动) 时,则1;2fH偏置就不可能正确,因而使串扰的除去率下降。有行扭动的亮度信号可看成是无行扭动的亮度 信号上重叠了12f\(_{H}\)矩形波信号如图4所示。有行扭动的亮度信号在调频后,信号的频谱图如图5所示。为消除行扭动在调频器之前可用一个Y梳状滤波器将每一行亮度信号与前一行亮度信号进行平均,取平均值输出,就可以消除行间电平差。从频谱上看梳状滤波器的频率特性曲线如图6所示,由于行扭动的频谱为1;2fH的奇数倍,刚好位于梳状滤波器谷点部分,所以让亮度信号通过一个梳状滤波器就能够消除行扭动。

图4
图4 🔍原图 (874×494)
图5
图5 🔍原图 (848×297)
图6
图6 🔍原图 (706×342)

3.色度加重电路

由于8mm录像机视频磁迹宽度比普通家用录像机的磁迹窄,重放信号的S/N会变坏,为了改善S/N,记录时除亮度信号要进行预加重外,在色度信号中也采用了预加重和把色同步信号加强6dB,在重放时进行去加重。色度信号频谱是以色副载频f\(_{C}\)(3.58MHz)为中心,以fH间隔离散分布,随着距中心载频越远,其振幅越小,如图7所示。由此可见,色度信号的边带成份电平较小,容易受杂波干扰。所以色度信号加重采用非线性预加重电路,当色度信号电平大时不加重,随着色度信号电平的减小,加重量增加。另外,色副载频中心附近加重量小,随着离中心距离的增大,加重量也增大,色度加重特性如图8所示。为实现上述加重,采用如图9所示的色度加重电路,输入的3.58MHz色度信号由3.58MHz陷滤器取出边带成份,经限幅器放大限幅后输出,无论输入色度信号电平大小如何,输出电平总是保持恒定,再经衰减器后与原输入色度信号相加,这样就使色度信号的边带成份加强,而且加重是非线性的。衰减器的作用是决定加重量的大小。

图7
图7 🔍原图 (593×350)
图8
图8 🔍原图 (641×345)
图9
图9 🔍原图 (710×164)

重放时要正确恢复原记录色度信号的能量分布,所以在色度信号重放通道中要设置色度去加重电路,对色度信号进行非线性去加重处理。去加重特性和预加重特性正好相反。色度去加重电路如图10所示。由于输入的3.58MHz色度信号电平低是原来电平的\(\frac{1}{2}\),所以先将色度信号放大6dB后保持原电平,这样可以增加反馈量,提高效果。色度信号经3.58MHz陷波器取出色度信号边带分量,再经限幅器限幅输出,输出电平恒定的边带分量,再经衰减器后与输入的色度信号相减,实现去加重。6dB衰减器是补偿6dB放大器的增加部分,对于色度信号中心频率f\(_{0}\)附近分量,从输入到输出的总增益为1。

图10
图10 🔍原图 (805×253)

视频信号重放电路的基本组成与普通家用录像机大体相同,因此就不再叙述。(翟宗起 张祖安)