Раздел: Документация
0 ... 5 6 7 8 9 10 11 ... 57 ляется в виде паразитной амплитудной модуляции только при наличии полезного сигнала и его уровень пропорционален амплитуде полезного сигнала. Если же полезный сигнал синусоидальный с волновым числом к0, то волновой энергетический спектр шума можно получить из выражения (19) заменой к на (к — к0) (рис. 12). Отношение сигнал-модуляционный шум характеризует магнитную ленту и в какой-то степени записывающую головку. 1.2. ОСОБЕННОСТИ МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ ТЕЛЕВИЗИОННОГО СИГНАЛА Основные требования Устройства, предназначенные для записи видеосигналов, помимо требований, которым должны удовлетворять устройства для записи звуковых сигналов, должны обладать: большой относительной шириной полосы; большой верхней граничной частотой; большой временной стабильностью. Рассмотрим более подробно данные требования. Ширина полосы Относительная ширина полосы телевизионного сигнала с учетом отношения передаваемых граничных частот, нижней порядка 10 Гц и верхней порядка 4 ... 6 -106 Гц, составляет 4 ■ 10s ... 6 - 10s. Однако относительная ширина полосы канала магнитной записи, как было показано при обсуждении потерь в канале записи-воспроизведения, зависящих от длины волны, составляет 104 и ни в коей мере не более 3-104. Таким образом, требуемая относительная ширина полосы телевизионного сигнала отличается от реализуемой на целый порядок. Решить данную проблему можно, если вместо прямой записи использовать запись модулированных сигналов, а конкретнее — частотно-модулированных сигналов. При этом исключается влияние изменения амплитуды при магнитной записи. Ниже будет достаточно подробно показано (см. разд. 2.1), что относительная ширина полосы канала может быть меньше 104 при использовании узкополосной частотной модуляции с малой девиацией и малым индексом модуляции. Как уже говорилось, процесс перемагничивания магнитной ленты протекает достаточно быстро, поэтому здесь нет смысла принимать во внимание связанные с этим ограничения в области верхних частот, а соответствующие ограничения полосы пропускания головок из-за гистерезисных потерь (потерь в сердечнике) [135, 137] могут быть сняты соответствующим подбором материала головок и их конструкции. Таким образом, данный вопрос также не имеет существенного значения. Самым главным является ограничение снизу по длине волны записи, минимально допустимая величина которой определяется магнитными и механическими свойствами носителя, шириной рабочего зазора головки воспроизведения и параметрами лентопротяжного механизма. Поскольку задана наименьшая длина волны записи и воспроиз- 25 ведения, а также верхняя граничная частота записываемого сигнала, то задана и максимальная относительная скорость головка—лента. При определении относительной скорости головка—носитель (в данном случае головка—лента) необходимо помнить, что верхняя граничная частота записываемого сигнала при модуляционной записи не равна верхней граничной частоте видеосигнала, а больше ее. Необходимо, чтобы для несущей частоты /н независимо от метода модуляции выполнялось соотношение/ > >/мтах, где /мтах— максимальная частота модулирующего сигнала. На практике /н = 1,3 /м тах, . . ., 1,8/м тах- Таким образом, если передаются первые составляющие боковых полос модулированного сигнала, то верхняя граничная частота /гр = 2,3/м тах . . . 2,8/м тах> а при передаче с одной боковой полосой по крайней мере должно выполняться равенство /гр =/н = 1.3/м max • • • 1<8/м max-Поэтому в профессиональных видеомагнитофонах, в которых/м max =4,2 ... .. .6 МГц, верхняя граничная частота /гр = 9,5 ... 17 МГц. В бытовых видеомагнитофонах при необходимости записи преобразованных сигналов цветного изображения с /мтах = 2,5 ... 3 МГц верхняя граничная частота /гр = = 5,8 . . . 8,5 МГц. Если с учетом потерь, описанных в разд. 1.1, принять минимальную длину волны записи X,-min = 1,0.. . 2,5 мкм, то на основании (1) скорость головка—лента для профессиональных видеомагнитофонов будет 20 ... 40 м/с, а для бытовых видеомагнитофонов в предположении записи с двумя боковыми полосами 5,8 .. . 13 м/с. Отношение сигнал-шум Требования, предъявляемые к отношению сигнал-шум в системе видеозаписи, по сравнению с требованиями записи звуковых сигналов достаточно умеренные: 95 % телезрителей считают идеальной передачу черно-белого изображения при отношении сигнал-шум 33 дБ [107]. Здесь и далее под отношением сигнал-шум понимаем отношение размаха сигнала яркости (от уровня гашения до уровня белого) к эффективному значению флуктуацион-ной помехи, измеренному в полосе 10 кГц ... 5 МГц. При измерении отношения сигнал-шум предполагается использование унифицированного взвешивающего фильтра, рекомендованного МККР. Из-за того что частотная модуляция (ЧМ) с малым индексом модуляции не дает выигрыша в отношении сигнал-шум, магнитный носитель для видеозаписи должен иметь лучшие шумовые характеристики. Вместе с тем под действием ЧМ сигнала носитель намагничивается практически до насыщения, и таким образом получается достаточно высокий уровень сигнала. Это означает, что для требуемого отношения сигнал-шум даже на уровне самых высоких профессиональных требований на магнитной ленте достаточно дорожки записи шириной 250 мкм. Поскольку невозможно изготовить ленты такой ширины и обеспечить ее эксплуатацию и точное перемещение и учитывая также, что максимальное использование всей поверхности носителя является важной задачей, необходима такая система записи, которая гарантировала бы запись информации на плотно прилегающих друг к другу строчках на ленте, удобной в эксплуатации. При разработке принципов работы системы видеозаписи можно принять во внимание прерывистый характер телевизионного сигнала: записываемая информация прерывается в строчных и кадровых интервалах гашения. В эти периоды времени необходимо передавать только сигналы синхронизации, но и они могут отсутствовать какое-то короткое время, например в течение нескольких строк, а затем вновь восстанавливаться. Для решения поставленной задачи напрашиваются два решения. Первое — использование системы записи, при которой лента перемещается с желаемой относительной скоростью головка—лента, а головка является неподвижной. После прохождения некоторого расстояния лента меняет направление перемещения, а головка в это время переходит на соседнюю строчку. Данное решение, несмотря на значительные затраты и длительный период разработки [111], пока не дало положительных результатов. Другое решение — периодическое прерывание записи, которое осуществляется специальными способами. При этом намагниченная дорожка (строчка записи) перемещается по направлению движения ленты и ее продольной оси. Перемещение ленты обеспечивает только смещение между строчками, а движение в направлении строчек должна обеспечивать головка. Данная проблема может быть решена с помощью диска, на котором размещается головка (или головки). В зависимости от конструкции диска, а также угла между осью диска и продольной осью ленты возможны различные решения. Наиболее приемлемые для практики решения показаны на рис. 13, а, б.    Рис. 13. Возможные варианты расположения диска с головками относительно ленты и строчек записи на ленте: э — поперечное, б — наклонное, в — дуговое расположение строчек записи по отношению к направлению движения ленты. В магнитной видеозаписи нашли распространение системы с поперечно-строчной и наклонно-строчной записями (типа а и б). Вариант в использовался только для специальных целей [30]. (Поперечное и дуговое расположения были запатентованы итальянцем Л. Марзочи в 1936 году, а наклонное расположение относится к более позднему времени и связывается с именами англичан Д. П. Франклина и Г. Т. Хьюллета.) 0 ... 5 6 7 8 9 10 11 ... 57
|
