VHS录像机由于其良好的录放画质、长时间记录、小型化和低成本等特点,已成为现代家庭和各行各业进行图像记录、重放的主要工具。由于图像的频带宽度大约是声音频带宽度的200多倍,所以VHS录像机采用了180°包角螺线扫描方式记录和重放图像信息,其视频磁头宽度为49μm(PAL制,SP状态),相对带速4.87m/s,视频磁迹长度102.5mm。要在如此细长的磁迹上实现快速准确地跟踪扫描,这就要求录像机走带系统和伺服系统具有很高的精度,机器和下鼓牢靠地固定,以保证录像机有良好的录放画质和互换性。

随着VHS录像机各种功能的增加,人们已不再仅仅满足于只获得良好的录放画质,对于正、反向变速放像也提出了更高的要求。然而由于正、反向变速,磁带与视频磁头的相对速度发生了变化,致使视频磁头运动方向与磁迹倾角发生偏差,视频磁头在变速放像时,必然跨扫数条磁迹,如图1所示。因为VHS录像机两个视频磁头分别具有±6°的方位角,所以当视频磁头CH1跨扫到视频磁头CH2的磁迹时,拾取的信号就严重衰减,从而出现图2所示信号包络,使画面出现噪声带现象,严重地影响了变速放像效果。尽管目前在磁鼓上增加了视频磁头,在电路上也采用了各种补救措施,使噪声带由滚动变为稳定,由宽变细,但始终未能彻底根除变速放像出现的帧进感跳动和噪声带问题。

去年日本JVC公司打破了固定下磁鼓的传统观念,开发出了“动态磁鼓”这一新技术,从而彻底解决了变速放像出现帧进感跳动和噪声带的问题。“动态磁鼓”的结构如图3a所示。它是由上磁鼓、下磁鼓、引导环、基座、顶杆等组成。下磁鼓坐在引导环和鼓基座的4组8个支点上。其中4个支点来自于引导环,另外4个支点由鼓基座提供。正常带速放像时,8个支点高精度地定位,共同支撑固定,使磁鼓稳定地旋转,不产生抖晃。而当录像机变速放像时,控制电路根据视频磁头运动方向与磁迹倾角的偏差,调整4组顶杆,有的顶起,也有的下沉,使磁鼓即平滑地完成角度调整,还总保持有4组8个支点支撑,如图3b所示,从而保证磁鼓稳定地旋转,不产生任何抖动。“动态磁鼓”基座与机心牢固地固定,通过微米量级地上下调节下鼓,从而达到现频磁头始终准确地扫描磁迹,并通过跳越扫描方式,使其在正、反变速放像机都能产生无帧进感跳动和无噪声的画面。图4所示的是“动态磁鼓”7倍速正、反向放像时的磁头轨迹。


“动态磁鼓”的控制系统如图5所示。它是由FM包络检出、系统控制、鼓伺服、DD电机控制和DD电机组成。即在录像机原有的鼓伺服系统和主导伺服系统的基础上增加了DD电机和DD电机伺服系统。视频磁头拾取下来的信号通过预放器放大后,将FM包络送到FM包络检波电路。系统控制电路根据机心工作状态、FM检波电路检出的FM包络电子信号和“动态磁鼓”传感器送来的检测信号,控制DD电机伺服电路,通过DD伺服电路对DD电机进行伺服控制,从而完成动态跟踪。

由于“动态磁鼓”可以根据视频磁头运动方向与磁迹倾角的偏差进行自动跟踪,所以它不仅可以用来实现正、反向2倍、3倍、5倍、7倍等无噪声放像,还可以用来完成以下功能:
1.自动寻迹。当磁迹由于机械误差或温度、环境等变化而出现弯曲时(见图6a),“动态磁鼓”可以根据磁迹的变化,自动调节磁鼓的角度(见图6b),使视频磁头始终准确地扫描磁迹,得到最大的信号输出,从而保证高质量的放像。

2.由于“动态磁鼓”可以实现跳越跟踪扫描,所以装有“动态磁鼓”的录像机可以以SP或LP速度隔数场记录一场。在重放时做相应的倍速放像,利用“动态磁鼓”的跟踪特性,将隔场的图像连续起来,得到无噪声的正常图像,从而可以延长记录时间,达到长时间记录的目的。这一特点特别适用于闭路安全系统和记录超慢动作过程。如天气变化和花朵开放等,也可用来制作较高密度录像的VHS系统。
3.利用“动态磁鼓”变速放像无噪声的特点,即可以在编辑制作时,快速流览待编辑的内容,还可以编入有趣的正、反向无帧进感跳动的快动作特殊效果,给节目增添乐趣。
4.现代VHS录像机为了实现EP状态录放(NTSC制慢速录放),通常是在SP状态正常录放的一组互成180°的两个标准视频磁头基础上,增加一组互成180°的26μm视频磁头,并用这组磁头与标准58μm(NTSC制使用)视频磁头组合,实现静像和变速放像,以减小噪声。近年来在一些高档VHS录像机上,为了提高EP状态图像质量,又追加了19μmEP专用视频磁头。由于“动态磁鼓”具有无噪声变速放像的特点,所以用一组58μm标准视频磁头和一组19μm视频磁头,就可以实现SP状态和EP状态的高质量录放和变速放像,从而节省了26μm视频磁头,使视频磁头的分配、利用更加合理。
总之,“动态磁鼓”是VHS录像机的又一新技术,由于它具有众多的优点和较低的成本,所以应用前景广泛,也可为VHS录像机开辟新功能和新的应用领域。今年初夏JVC公司将推出带有“动态磁鼓”的高档录像机并投放市场。预计不久的将来,“动态磁鼓”也将应用到中低档的VHS录像机上。(周唯成)