Видеозаписывающая и видеовоспроизводящая аппаратура. Устройство, основные параметры, классификация и ассортимент

2. УСТРОЙСТВО И ОСНОВНЫЕ СВОЙСТВА ВИДЕОЗАПИСЫВАЮЩЕЙ И ВИДЕОВОСПРОИЗВОДЯЩЕЙ АППАРАТУРЫ  

           Рассмотрим подробнее принципы работы аппаратуры для магнитной записи и воспроизведения изображения, основные принципы оптической цифровой записи и воспроизведения изображения и звука, потребительские свойства аппаратуры для цифровой оптической записи и воспроизведения звука и изображения. 

2.1. Принципы работы  аппаратуры для  магнитной записи  и воспроизведения изображения

            В основу магнитной видеозаписи положены те же принципы намагничивания носителя, воспроизведения сигнала, что и при магнитной звукозаписи. Однако специфика видеосигнала, несущего гораздо больший объем информации, чем звуковой, обусловила появление ряда дополнительных требований к видеомагнитофонам по сравнению с аппаратурой звукозаписи.

Интервал  звуковых частот не превышает 20 кГц, а  высококачественная запись полного цветового видеосигнала системы SECAM должна осуществляться в полосе частот до 6 МГц. Очевидно, для записи таких широкополосных сигналов должна быть значительно повышена скорость движения ленты по сравнению со скоростью в звуковых магнитофонах.⁵

Техническая реализация столь высокой скорости при использовании неподвижной головки, как при записи звука, затруднительна и технологически нецелесообразна, так как требует большого расхода магнитной ленты. Поэтому в современных ВМ для записи видеосигнала используется способ наклоннострочной записи вращающимися головками, которые, обеспечивая необходимую высокую скорость ленты относительно головок, в то же время позволяют ограничить абсолютную линейную скорость ленты приемлемой величиной. При наклоннострочной записи абсолютная скорость ленты в ВМ часто даже ниже, чем в магнитофонах.

Каждый  ВМ состоит из следующих основных функциональных блоков:

- блока сопряжения ВМ с телевизионным приемником. Он состоит из распределителя радиочастотных сигналов с входами для подключения телевизионной антенны и ультракоротковолнового передатчика;

- блока лентопротяжного механизма (ЛПМ), с помощью которого осуществляется перемещение магнитной ленты относительно всех магнитных головок ВМ;

-  блока записи-воспроизведения звука. Канал записи-воспроизведения звукового сопровождения подобен каналу, реализуемому в обычном звуковом магнитофоне;

- блока записи-воспроизведения изображения. Изображение записывается синхронно со звуком. В видеоканал входят модулятор, усилитель и демодулятор. Входной сигнал поступает на модулятор, где он модулирует по частоте вырабатываемую генератором несущую частоту. Модулированный сигнал после усиления поступает на видеоголовки, с помощью которых запись фиксируется на магнитной ленте. При воспроизведении частотно-модулированный сигнал снимается с магнитной ленты видеоголовкой и поступает на усилитель, а затем на демодулятор, откуда выделенный видеосигнал подается на телевизор для преобразования в оптическое изображение;

- блока САР (система автоматического регулирования), обеспечивающего движение видеоголовок относительно магнитной ленты в соответствии с заданным форматом. Для этого применяются две системы автоматического регулирования, которые синхронизируют движение магнитной ленты в

тракте  лентопротяжного механизма и  вращение ротора блока видеоголовок (БВГ). В процессе записи первая система САР обеспечивает стабилизацию частоты вращения двигателя ведущего вала, т.е. скорость движения магнитной ленты. Эта САР также вырабатывает и записывает сигнал управления, синхронизирующий движение ленты в режиме воспроизведения.

Вторая САР обеспечивает такое вращение двигателя БВГ, при котором происходит совпадение одной из двух видеоголовок с началом дорожки записи на магнитной ленте.

Блок  САР обеспечивает выполнение двух необходимых  функций: протяжку магнитной ленты с номинальной и постоянной скоростью и вращение БВГ с постоянной частотой и начальной фазой; блок микропроцессорного управления обеспечивает формирование жестких последовательных команд, управляющих ЛПМ видеомагнитофона, защищающих его от

эксплуатации  в непредусмотренных ситуациях, которые определяют по состоянию датчиков, находящихся в блоках ЛПМ и САР: например, включение не должно происходить в условиях повышенной влажности окружающей среды, при неправильно вставленной в ЛПМ кассете или обрыве в цепи питания автостопа.

В процессе работы микро-ЭВМ последовательно опрашивает датчики и обеспечивает защиту магнитной ленты от повреждений и надежность ВМ в целом.

Лентопротяжный  механизм (ЛПМ) видеомагнитофонов принципиально  отличается от ЛПМ звуковых магнитофонов наличием блока вращающихся видеоголовок (БВГ), в который входит барабан с закрепленными на нем видеоголовками.

Для лучшего  разделения звукового и видеосигналов  рабочие зазоры головок, которые их записывают, развернуты относительно друг друга на некоторый угол (азимутальный угол).

В ВМ, как  и в магнитофоне, магнитная лента  сматывается с подающей катушки на приемную (см. рис.), а приводится в движение ведущим валом, к которому она прижимается обрезиненным прижимным роликом. Для создания требуемого натяжения ленты служат рычаги натяжения. Головки стирания, записи и воспроизведения звука располагаются по одну сторону от БВГ, при этом в звуковых каналах ВМ обычно используются универсальные головки записи/воспроизведения. Звуковые сигналы записываются обычно на продольной дорожке по верхнему краю ленты, а по ее нижнему краю на продольной дорожке головкой канала управления записываются специальные управляющие сигналы, предназначенные для управления системой автоматического регулирования скорости движения ленты (САР-СЛ).

Чтобы наряду со звуковыми сигналами записывать и сигналы изображения, необходимо усложнить не только ЛПМ, но и стуктуру магнитной ленты.

Видеокассета  с находящейся в ней магнитной  лентой является одним из важнейших  функциональных элементов ВМ, в значительной степени влияющим на качественные, эксплуатационные и экономические показатели видеозаписи. Магнитные ленты для видеозаписи имеют в принципе такое же устройство, как и ленты для звукозаписи, исторически появившиеся первыми, а именно состоят из двух основных слоев: гибкой основы и рабочего слоя. Чтобы наряду со звуковыми сигналами качественно записывать сигналы изображения, структура магнитной видеоленты усложнена по сравнению с лентой, предназначенной только для звукозаписи, т.е. кроме основных слоев видеолента имеет слои дополнительные:⁶

- защитный слой на поверхности рабочего слоя, служащий для защиты рабочего слоя от механического износа, для улучшения транспортирования ленты и дополнительно для предотвращения статической электризации носителя;

- обратный слой на тыльной (противоположной от рабочего) стороне ленты, служащий для улучшения транспортирования ленты в лентопротяжном тракте и качества намотки ленты в рулон; может быть антистатическим;

- промежуточный подслой между основой и обратным слоем служит для улучшения адгезии (сцепления) рабочего и обратного слоев с основой.

Рабочий магнитный слой может состоять из двух слоев, имеющих различные магнитные свойства.

Видеосигналы  очень высокой частоты записываются в рабочем магнитном слое у  самой его поверхности, поэтому нет смысла делать весь рабочий слой одинаковым, так как только у поверхности он должен содержать самые мелкие частицы, а в глубине могут быть и более крупные, которые обеспечат лучшую передачу относительно низких частот, например, лента фирмы FUJI с маркировкой Dolby coating, где верхний рабочий слой имеет толщину 0,5 мкм, а нижний — 3,5 мкм.

Конструкция современной высококачественной видеокассеты относительно сложна, что обусловлено высокими требованиями, предъявляемыми к равномерности и точности движения магнитной ленты в видеомагнитофоне, и имеет общие для всех форматов узлы. Внутри пластмассового корпуса размещаются катушки для сматывания и наматывания магнитной ленты, а также элементы механизма транспортирования ленты: направляющие элементы (ролики, стойки), элементы, передающие движение (зубчатые шестеренки и др.) Заряжается в ВМ видеокассета одним нажатием руки, что значительно упрощает его обслуживание. Кроме того, видеокассета защищает магнитную ленту от повреждений и загрязнений, способствуя повышению качества записи, облегчает применение очень тонких магнитных лент, позволяет автоматизировать составление и передачу видеопрограмм.

Система САР. Особенностью ВМ по сравнению со звуковыми магнитофонами является не только наличие БВГ, но и обязательное использование специальных систем автоматического регулирования (САР) скоростей ленты и вращения БВГ.

Для того чтобы строго выдерживать фазы записываемых и воспроизводимых видеосигналов относительно строк записи и моментов переключения, частота вращения барабана с закрепленными на нем видеоголовками и их положение по отношению к магнитной ленте должны быть строго определенными как при записи, так и при воспроизведении. Для обеспечения этого служат САР.

Именно  САР обеспечивает движение видеоголовок точно по дорожкам записи видеосигнала и необходимую начальную установку фазы вращения скоростного двигателя. Для этого в САР в качестве информации о движении ленты поступают импульсы, воспроизводимые с дорожки канала управления, а в качестве информации о действительном положении видеоголовок — соответствующие импульсы с тахо-датчика скоростного двигателя.

Все перечисленные  выше операции позволяют записывать сигнал таким образом, что полученную видеограмму можно воспроизводить на любом ВМ такого же формата записи. Несмотря на то, что во всех бытовых ВМ используется практически один и тот же принцип магнитной записи, в каждом из отдельных форматов используется свой нормированный способ записи.

Форматы видеозаписи. Расположение строчек  записи сигнала изображения на магнитной ленте, а также дорожек записи сигналов звукового сопровождения и вспомогательного сигнала управления вместе с описанием способа записи получило название "формата записи", определяющего конкретные особенности данного типа видеомагнитофона. 

2.2. Основные принципы оптической цифровой записи и

воспроизведения изображения и звука

           Оптическая запись — это регистрация данных остро-сфокусированным лучом лазера на светочувствительном носителе. Результат воздействия лазерного луча на носитель, т.е. вид сигналограммы, может быть различным, в подавляющем большинстве случаев сигналограмма приобретает вид последовательности деформированных и недеформированных участков дорожки на рабочем слое диска.

Лазер — основной инструмент оптической записи, генерирующий излучение. Он содержит активное вещество и систему возбуждения и управления излучением. Для генерации излучения активное вещество лазера должно быть возбуждено. При возбуждении в активном веществе происходит рекомбинация носителей электрических зарядов, сопровождающаяся выделением энергии. Последняя выделяется в виде квантов света — возникает вынужденное излучение лазера. Оно имеет ряд особенностей по сравнению с излучением обычных тел накала: излучение лазера когерентно, т.е. определенным образом упорядочено, линейно поляризовано и распространяется в одном или преимущественно в одном направлении, а не во все стороны, как, например, излучение поверхности раскаленного металла.

Кроме того, излучение лазера монохроматично, т.е. лазером генерируется свет с одним значением длины волны. Эти особенности позволяют получать очень острую фокусировку излучения. Фокальное пятно лазера может иметь круглую форму с диаметром порядка десятых долей микрометра и с очень высокой концентрацией энергии.

По применяемому активному веществу и устройству лазеры подразделяются на твердотельные, газовые, жидкостные и полупроводниковые. Прибором массового применения является полупроводниковый лазер, который называют лазерным диодом. Он должен иметь малые размеры, низкую стоимость и длительный срок службы.

Взаимодействие  лазерного луча с носителем записи обеспечивается лазерной головкой. Конструктивные особенности лазерной головки зависят от ее назначения (воспроизведение, воспроизведение и запись, стирание информации), от применяемого носителя.