8mm录像机是当今磁带录像技术之精华,它体积小,重量轻,图像质量优异,深受广大用户的欢迎。8mm录像机之所以重放声音比普通家用录像机优美动听,是因为它记录音频信号技术有其特点。众所周知,普通家用录像机音频信号的记录是采用固定磁头记录,由于普通家用录像机的走带速度是普通盒式录音机带速的1/2~1/4,带速低限制了录放信号的频率特性的改善,即记录的音频信号频带较窄,普通家用录像机音频信号的频率响应只达10kHz,而盒式录音机的频响可达15kHz。另外,普通家用录像机磁迹宽度较窄,也只有盒式录音机磁迹宽度的1/2,根据理论计算得知,重放信号的信噪比正比于磁迹宽度的平方根,因此磁迹窄就限制了录放信号信噪比的提高。普通家用录像机音频信噪比只能达到40dB左右,而盒式录音机重放音频信号信噪比已能达70~90dB。由此可见,普通家用录像机重放声音质量较差。为了节省磁带的用量,需进一步提高记录密度,8mm录像机走带速度更慢,磁迹宽度更窄,所以8mm录像机针对家用录像机音质不佳的缺点,对记录音频信号技术进行较大的改进,它采用FM方式及PCM方式记录音频信号。
一、FM音频记录方式
它是将音频信号进行调频后与调频亮度信号及降频色度信号叠加后一齐加到旋转视频磁头记录在同一条视频磁迹上。音频信号与调频亮度信号及降频色度信号按频分原则调制在1.5MHz的载波上。频偏是±100kHz。调频音频信号频谱处在调频亮度信号与降频色度信号之间,如图1所示。音频信号采用调频记录后大大改善了音质,提高了信噪比。为了保证调频亮度信号的带宽不致变窄而影响重放图像清晰度,调频音频记录只能采用单声道,不用双声道,也就是说不能用立体声。调频音频信号的记录电流相对色度信号为-13dB。

由于音频信号与视频信号是重叠在一起记录的,所以不能进行后配音。这种记录方式是8mm录像机规定使用的记录方式。
二、PCM音频记录方式
PCM(脉冲编码调制)记录方式不但可以进行后配音,而且性能更优于前者。

8mm录像机的磁鼓与磁迹格式图如图2所示。磁带包绕磁头鼓的角度不是180°, 而是约220°,180°部分和普通家用录像机相同,是记录视频信号区域,约30°的部分是PCM音频信号记录区域。记录磁迹开始约30°的部分记录PCM音频信号,后面180°的部分记录视频信号。在记录视频信号和PCM音频信号时候,同时要记录TPS(Tracking Pilat Signal)即跟踪导频信号。因8mm录像机没有控制磁迹,而采用新的自动磁迹跟踪方式。

8mm录像机中PCM音频信号处理电路基本组成方框图如图3所示。要记录的音频信号首先经降噪电路,将音频信号的动态范围压缩一半,重放时再进行扩展的互补处理方法,抑制音频信号在录放过程中产生的噪声。经降噪电路输出的音频信号进入A/D变换器,将模拟音频信号变为数字信号。数字信号的取样频率为二倍行频,NTSC制为31.4685kHz,PAL制为31.250kHz。左右声道交替取样,量化比特数为10,取样频响可达到15kHz。A/D变换器输出的数字音频信号送到10→8(bit)非线性压缩变换电路,这是由于PCM音频信号只能记录在视频磁迹的延长段上(30°部分所对应的磁迹段上),它只能记录8bit,动态范围只有48dB左右,所以记录时要进行非线性压缩变换,由10bit变换为8bit,重放时再进行反变换—伸张变换,由8bit变换到10bit。传送速率:NTSC制约5.790Mbit/s,PAL制约5.750Mbit/s。录像机在录放时有时会因出现磁头、磁带的变动而引起信号失落,产生比特误差,这就需要进行校正,所以压缩后的数字信号需要加上误差校正符号,还要加上同步码,信息组地址码,误码检出用的16bit的误差检出码(CRC码)。8mm录像机误码校正方式采用8字符2奇偶码的隔行交错码,此码具有充分的误差校正能力。PCM音频信号是记录在视频磁迹的延长段上,是把相当180°时间的信号记录在30°的部分,就要采用相当时间轴1/6倍的压缩技术,对数字信号在时间轴上进行压缩,而重放时对重放输出的数字信号进行相反的变换,把压缩成30°区域的数字信号进行6倍的扩张(180°)。数字信号时间的压缩/扩张,是利用数字存储器来实现的。压缩后的数字信号再经双相调制后送到旋转视频磁头记录在前述视频磁迹的延长段上。由于视频信号与PCM音频信号记录在视频磁迹的不同区段上,送入视频磁头的信号由控制信号进行转换。
由于数字信号特有的抗干扰性能,所以PCM方式记录的音频信号在重放时声音质量很高。8mm录像机的音频频率响应范围为20Hz~15kHz,动态范围80dB。
PCM音频信号和视频信号在时间上是分开的,所以既可以和视频信号同时记录也可以进行后配音,还可以进行双声道或立体声的记录和重放。这种记录方式在8mm录像机中供选用。(翟宗起)