第二章 磁带录像机

目前，磁带录像机的发展方向为从模拟到数字、 目前，磁带录像机的发展方向为从模拟到数字、 从复合到分量， 从复合到分量，数字分量录像机已成为未来录像 机发展的主要方向。 机发展的主要方向。
§2.1 磁带录像机的发展
2.1.2 录像机的新发展
1.数字硬盘录像机（DVR） 数字硬盘录像机（ 数字硬盘录像机 ）
2.光盘录像机 光盘录像机
光盘录像机是一种与磁带录像机一样的既可以记录又可 以重放的视频录放设备。它是将有关软件及硬件集成在 一起的一体化设备。 它是先将输入的模拟信号换成数字信号，然后进行压缩 编码，最后再以一定的格式“刻录”在光碟上。
§2.2 录像机的分类
2.2.1按用途分类
1.广播用途录像机： 广播用途录像机： 广播用途录像机
§2.2 录像机的分类
2.2.⒒ 按每条磁迹记录的信息量分类
– 主要有场分段记录方式和场不分段记录方式录像机 两大类。 两大类。
2.2.⒓ 按清晰度等级分类
– 主要有 标准清晰度（250~550线）和HD高清晰 主要有SD标准清晰度 标准清晰度（ 线 高清晰 度录像机两大类。 度录像机两大类。
§2.3 磁记录基本原理
它是一种以计算机硬盘技术为存储介质的新型图像记录 设备。 数字硬盘录像机（DVR）按系统结构的不同分为两大类： PC式DVR和嵌入式DVR。 PC式DVR的硬件系统是以传统的多媒体计算机为基础， 再配备专用的图像采集卡或图像采集压缩卡及声音采集 卡；以Windows操作系统为基础，再加上视频编辑软件 而构成的一套完整的（非线性编辑）系统。
§2.1 磁带录像机的发展
目前， SONY公司相继推出了高级型BVW系列（1986 年）、标准型PVW系列（1991年）、普及型UVW系列 （1993年）和顶级产品─数字分量型DVW系列。 1985年，松下公司开发了M-Ⅱ格式模拟分量录像机。 它采用了金属带和非晶态合金视频磁头，采用了方位角 记录（亮度磁头＋15°，色度磁头－15°），消除重 放时的邻迹亮色干扰。 1987年，SONY公司推出了D-1格式的3/4in数字分量录 像机。1989年的D-2格式录像机。1991年，松下公司推 出了1/2inD-3数字复合格式录像机。1993年，松下公司 推出了1/2inD-5格式数字分量录像机。
§2.3 磁记录基本原理
2.磁头 磁头
磁头是由磁芯（铁芯）和线圈两部分组成。 录像机内部有视频磁头、音频/控制组合磁头和全消 磁头。
§2.3 磁记录基本原理
⑴视频磁头 – 视频磁头工作缝隙宽度非常窄，磁头与磁带的相对 速度为每秒几米到几十米。在这样高频、高速的使 用条件下，磁头材料必须选用具有高导磁率，且导 磁率的高频特性好，饱和磁感应强度大，剩磁强铁淦氧磁头、金 属内磁隙磁头等。 – 为了使视频磁头能以很高的速度扫描磁带，通常将 视频磁头安装在能高速旋转的磁鼓上，称为磁头鼓 组件。记录与重放一般合用一个磁头。 – 磁头的寿命取决于工作缝隙深度的磨损情况，当磨 损到20m以下（一般在1000h以上）磁头已不能 使用。
§2.3 磁记录基本原理
– 铁磁性材料根据剩磁的大小不同，又分为硬磁性材 料和软磁性材料。 硬磁性材料：剩磁和矫顽磁力非常大 ( 如氧化铁、 二氧化铬等 ) ； 软磁性材料：导磁率高，矫顽力小（如矽钢、 铁铅硅、玻莫合金等）。 – 在磁记录中，硬磁性材料用来制作磁带，软磁性材 料用来制作磁头。
第2章 磁带录像机 磁带
学习目标
了解磁带录像机的发展历史 知道磁带录像机的分类方法 理解磁记录的基本原理 掌握录像机的基本组成 掌握磁带录像机的记录格式及其兼容性 了解磁带录像机在电视节目制作系统中的应用
§2.1 磁带录像机的发展
磁带录像机（VTR）是利用电磁感应原理， 将视频信号和音频信号以剩磁的形式记录在 磁带上，并可进行重放的电视节目制作与播 出设备。 它是在磁性录音原理的基础上发展起来的。 目前它不仅是电视台电视节目制作与播出的 重要设备之一，而且被广泛应用于家庭、工 业和科研等各个领域。
应具有足够屈服强度和拉断强磁性记录与重放的基本原理记录原理记录时当记录信号电流通过磁头线圈时线圈中将产生感应磁通由于磁头线圈绕在高导磁率的铁氧体磁芯上因此磁头线圈产生的感应磁通将要通过磁芯构成闭合回路但由于磁芯留有工作间隙间隙处为空气或玻璃介质其磁阻要比铁氧体磁芯大得多结果使磁力线在磁头工作间隙处外溢而产生漏磁场
§2.1 磁带录像机的发展
早在80年代初，SONY、松下和美国的RCA公司开始分 量录像机的研究。1981年松下公司开发的M格式录像机， 它将亮度信号调频后记录在亮度磁迹上，将两个色差信 号采用频分复用制分别调频后相加记录在色度磁迹上。 1982年，SONY公司推出了Betacam格式录像机。它对 色度信号的两个分量R-Y和B-Y采用时间压缩分割复用 法进行记录。 1986年，SONY公司推出了质量更高的Betacam-SP格 式录像机。它在采用金属微粒型磁带的基础上，将亮度 信号、色度信号调频载波频率提高，同时也大幅度提高 了音频信号的各项指标，使图像和声音质量达到（甚至 超过）1in广播级录像机的水平。
2.2.7 按绕带方式分类
– 主要有 、α、β及M等几种。 等几种。 、 及 等几种
§2.2 录像机的分类
2.2.8 按功能分类
– 主要有放像机、录放像机、编辑录像机等。根据使用环境 主要有放像机、录放像机、编辑录像机等。 不同，分成台式和便携式录像机等。 不同，分成台式和便携式录像机等。
2.2.9 按电视制式分类
§2.2 录像机的分类
2.2.2 按磁带宽度分类
– 主要有 主要有2in、1in、3/4in、1/2in、8mm和1/4in录像 和 录像 机六大类。 机六大类。
2.2.3 按扫描方式分类
– 主要有横向扫描和螺旋扫描录像机两大类。 主要有横向扫描和螺旋扫描录像机两大类。
2.2.4 按对信号的处理方式分类
§2.1 磁带录像机的发展
索尼公司在低带U型录像机的基础上，采取了将磁头缝 隙宽度缩窄为0.5m；亮度信号的预加重提高到4；视频 磁迹宽度提高到125 m；色度信号降频频率提高到 923.804KHZ 等措施，展宽了亮度和色度信号记录频带， 图像水平清晰度、信噪比得到提高，成为U型高带机。 1986年索尼公司推出了SP格式的U型录像机，即超高带 U型录像机。水平清晰度达到300线（PAL彩色）。 我国从1976年开始，使用的是U型机，1982年以前，广 播电视用户中普及的主要是VO和BVU系列的模拟复合 格式录像机。
§2.2 录像机的分类
3.家用录像机： 家用录像机： 家用录像机
主要用于家庭娱乐，它小巧、灵活、价格低廉，图像质 量比广播和专业用录像机差，但能满足一般非专业需要。 目前主要有：DV系列、VHS系列、8mm系列等。
4.特殊用途录像机： 特殊用途录像机： 特殊用途录像机
主要用于航天探测、商业监视、图像通信等领域。
2.3.1磁记录与重放原理
1.铁磁材料及其特性 铁磁材料及其特性
⑴抗磁物质，其相对导磁系数＜1。如水银、铜等； ⑵顺磁物质 ，相对导磁系数＞1。如锰、铬等； ⑶铁磁物质，其远大于1。如铁、钴、镍及其合金等。 – 铁磁性物质的特点是，高导磁率，其》1，具有良 好的导磁性能；在外磁场作用下能产生很强的与外 磁场同向的磁感应强度；当外磁场除去后，仍保留 磁性——剩磁。
§2.3 磁记录基本原理
⑶垂直全消磁头 录像机的磁迹是平面分布的，整个磁带面上录满了 各种信号的磁迹。采用下图所示的垂直全消磁头， 其缝隙长超过磁带宽度。当磁带经过此磁头时，以 垂直于磁带行走的方向去消除磁带上原有记录的所 有信号。
§2.3 磁记录基本原理
3.磁带 磁带
– 主要有 主要有PAL、SECAM、NTSC3.58、NTSC4.43、 1080/60P、1080/24P、1080/50i、1080/50P、1080/30P 等多种制式。 等多种制式。
2.2.⒑ 按磁带盘的形式分类
– 主要有盒式和开盘（2in和1in）式两种。 主要有盒式和开盘（ 和 ）式两种。
– 主要有模拟和数字录像机两大类。 主要有模拟和数字录像机两大类。
§2.2 录像机的分类
2.2.5 按处理的信号内容分类
– 主要有复合和分量录像机两大类。 主要有复合和分量录像机两大类。
2.2.6 按视频录放磁头的数目分类
– 主要有单磁头、1.5磁头、双磁头、三磁头、四磁 主要有单磁头、 磁头 双磁头、三磁头、 磁头、 头等几种形式。 头等几种形式。
§2.1 磁带录像机的发展
2.2.1磁带录像机的发展
1.20世纪 年代试验期 世纪40年代试验期 世纪
沿用录音机中的固定磁头方式。因视频信号频率高、频 带宽，采用高速走带方法，由多个磁头分段记录。但存 在磁带消耗量大和难以实现高速稳定走带的缺陷，未能 走出实验室。
2.1956年旋转四磁头广播用录像机诞生 年旋转四磁头广播用录像机诞生
主要用于广播电视系统，它技术指标高、图像质量好、 价格昂贵。主要有：Betacam-SP系列、M-Ⅱ系列、数 字Betacam-SX系列、MPEG IMX、Digital-S系列等。
2.专业用途录像机： 专业用途录像机： 专业用途录像机
主要用于电化教育、工业、医疗、交通等领域。它体积 小、重量较轻、价格便宜，但图像质量不如广播用录像 机。主要有：DVCAM系列、DVCPRO系列、S-VHS系 列、Hi8系列等。
§2.1 磁带录像机的发展
4.众多格式录像机纷纷出笼 众多格式录像机纷纷出笼
家庭用录像机：1975年SONY公司率先推出了Beta格式 的家用录像机（小1/2in）；1976年JVC公司推出VHS 格式家用录像机（大1/2in）。在保证录像机基本性能 不低于电视接收机的情况下，尽量降低成本、缩小体积、 延长录放时间。 为缩小体积，JVC公司于1982年开发出小型轻量化的 VHS-C录像机；1983年SONY公司开发出8㎜录像机。 1987年JVC公司推出了S-VHS录像机，采用Y/C分离输 出接口，避免了多次亮色分离、亮色复合所带来的亮色 串扰，图像水平清晰度达到400线以上。
§2.1 磁带录像机的发展
1995年，JVC公司、SONY公司和松下公司分别推出了 Digital-S、Betacam-SX和DVCPRO三种数字分量格式 录像机。1996年，SONY公司推出了DVCAM格式的数 字分量录像机。2000年，又推出了基于MPEG－2 4:2:2压缩格式的数字分量录像机。近年来，SONY公司 和松下公司还分别推出了HDCAM和DVCPRO HD格式 的高清数字分量录像机。
§2.3 磁记录基本原理
⑵音频／控制（A／C）组合磁头 – A/C组合磁头是具有音频录放与控制信号录 放功能的组合式磁头。它们的磁迹分布在 磁带的上下两边缘互不相干，两个音频磁 头在上部，控制磁头在下部，专门用来录 放控制信号（CTL信号）。 – 音频磁头是固定磁头。为了提高音频信号 的质量，有的录像机除安装固定磁头外， 还配有旋转音频磁头，即把音频磁头安装 在视频旋转磁鼓上，以便提高录音磁头的 记录速度，使音频质量大大提高。
采取了两大措施：一是放慢带速而用磁头高速旋转的办 法取得磁头对磁带的相对高速度；二是设计了一种低载 频、浅调制的调频信号记录方式。如今的录像机都采用 了这两项根本措施。
§2.1 磁带录像机的发展
3.20世纪 年代第二代广播用录像机 世纪70年代第二代广播用录像机 世纪
1in螺旋扫描录像机的三种规格;A、B、C。成为广播界 的流行规格。 1971年日本索尼、JVC、松下等公司联合开发了3/4in盒 式录像机（U型机）。它的头带相对速度比较低，对视 频信号采取了亮度信号调频、色度信号降频的记录方式。 具有性能好、图像清晰稳定、功能全面、使用方便等优 点，成为国际统一的标准型业务用盒式录像机。 1974年索尼公司推出了便携式U型录像机和编辑机（低 带U型录像机）。
§2.1 磁带录像机的发展
嵌入式DVR是将系统的应用软件与硬件融于一体的 一种专门用于图像信号录放的录放像设备。由于嵌 入式DVR脱离了计算机平台，具有操作简单，稳定 性高等优点。因此，这种数字硬盘录像机常常被用 于金融、交通、公安、环境等各种监控场所的信号 记录与重放。
§2.1 磁带录像机的发展