錄像機

錄像機

磁帶錄像機的簡稱
錄像機:就是供記錄電視圖像及伴音,能存儲電視節目視頻信号,并且過後可把它們重新送到電視發射機或直接送到電視機中的磁帶記錄器。[1]分磁性錄像機、電視屏幕錄像機、電子束錄像機、硬盤式錄像機、閃存式錄像機等類型。利用磁帶記錄、重放圖像和聲音信号的電器。通常是磁帶錄像機的簡稱。
    中文名:錄像機 外文名:Videocorder 所屬品牌:

簡史

1956年美國安派克斯(Ampex)公司制成四磁頭廣播用磁帶錄像機,标志着一種新型的視頻産品問世。錄像機的發展經曆了4個年代。①50年代為四磁頭橫向掃描錄像機出現和發展階段。②60年代為單磁頭螺旋掃描錄像機與四磁頭錄像機競争階段。③70年代為雙磁頭螺旋掃描錄像機大發展時期。初期出現了19.1mm(3/4英寸)磁帶的雙磁頭螺旋掃描錄像機,簡稱U型機。

它的圖像質量較好,使用盒式磁帶,規格統一,操作簡便,成本較低,發展成為主要的中檔專業用錄像機。中期在U型機的基礎上研制成12.7mm(1/2英寸)雙磁頭彩色盒式錄像機,有VHS、Beta、V2000三種格式,都成為受歡迎的普及型家用錄像機。其中,VHS錄像機由于節目磁帶豐富、可靠性高、性能價格比合理而逐漸占主導地位,現占錄像機總産量的85%以上。④80年代初出現了攝錄一體機,它融攝像機和錄像機為一體,很有發展前途。

原理和結構

磁帶錄像機的原理和結構比較複雜,它是在磁帶錄音和電視接收技術的基礎上發展起來的。基本原理與錄音相似,錄像磁頭上有一條窄小的縫隙,錄像帶不停地在隙前走過,當要錄制的圖像信号電流通過磁頭的線圈時,電流産生的磁場便将圖像信号記錄在錄像磁帶上。反之,當錄像機重放圖像信号時,通過磁頭縫隙的錄像磁帶會産生強弱不同的磁通量,使磁頭線圈産生感應電動勢而輸出信号。由于視頻信号的頻率和頻帶大大高于音頻信号,因此,錄像機必須采取以下兩條措施:①使用高速旋轉磁頭,以提高磁帶與磁頭的相對速度;②将視頻信号作調頻處理,以減小倍頻程數。

錄像機由以下6個部分組成如上圖:①磁頭。包括視頻磁頭、伴音磁頭組、消磁頭等。它們大多錄放共用。視頻磁頭是錄像機的重要部件,裝在磁頭鼓上,它的工作頻率很高,磁頭縫隙在1µm以下。需要用電阻率高而導磁性好的高密度鐵氧體或單晶鐵氧體做磁芯,磁芯上繞有數匝線圈,經精細加工制成。

②磁帶。家用錄像機采用盒式磁帶。最早的錄像帶為鐵帶,其磁性層為γ-Fe2O3,後來發展為鉻帶,用CrO2或Cr-γFe2O3作磁性層,用塑料作帶基,有發展前途的錄像帶為金屬膜磁帶和蒸鍍型磁帶。

③信号系統。包括視頻信号錄放系統、音頻信号錄放系統和操作信号系統。

④伺服系統。包括自動控制磁帶速度的主導軸伺服系統、自動控制磁帶張力的張力伺服系統或帶盤伺服系統、磁頭自動掃描跟蹤的伺服系統。

⑤機械部分。包括自動上帶系統和供帶盤、卷帶盤系統。⑥電源和控制部分。

電視屏幕錄像機

錄放的基本原理

在目前的電視技術中,存儲影音信息的方法主要有磁記錄和光記錄。而隻有磁記錄的方法才具有即時記錄、即時重放、随時消去、反複使用的突出優點。因此,各種類型的磁帶錄像機在很多領域得到普遍的應用。

磁帶錄像技術是在磁帶錄音技術和電視技術的基礎上發展起來的,其功能是進行電-磁變換和磁-電變換。它能将随時間分布的電視信号轉變成以空間形式分布的磁信号記錄在視信号;用于重放就成為電視節目源,既可用于傳輸顯示,也可用于複制和編輯錄像,是教育電視系統中十分重要的電視設備。

1.視頻錄放原理

視頻信号的磁記錄原理與音頻信号的磁記錄原理相似,這裡不再重複。

2.視頻信号錄放特點

視頻信号和音頻信号除具有無線電信号所特有的共同特性之外,還具有許多不相同的特點,在進行視頻信号的記錄和重放過程中,我們必須采用如下的特殊方法:

(1)減小磁頭縫隙。根據磁性記錄原理,為了提高記錄與重放的上限頻率,就必須盡量減小磁頭縫隙,提高磁頭與磁帶間的相對速度。但磁頭縫隙的減小受到磁性材料、磁頭材料和制造工藝的限制,縫隙過小時,制造困難,且錄放靈敏度也低,故磁頭縫隙寬度有一定的最小限度。一般VHS家用錄像機的視頻磁頭工作縫隙寬度約為0.3μm。

(2)采用調頻技術降低倍頻程。視頻記錄過程是先将視頻信号調制到7~9MHz的載頻上變成調頻信号,再記錄到磁帶上。這樣視頻信号的18個倍頻程,被調制後就隻有4個倍頻程了。而且這種調頻技術還可以消除磁帶磁化特性的非線性所引起的重放失真。

(3)采用螺旋掃描,提高磁頭與磁帶相對速度。視頻信号的頻率範圍是0~6MHz,而音頻信号的頻率範圍是20Hz~20MHz。所以,用傳統的固定磁頭的錄音方法來記錄視頻信号是不行的。為了使錄像機能錄放視頻信号的上限頻率,當視頻錄放磁頭的工作縫隙寬度決定之後,提高磁頭-磁帶間的相對速度就成為提高磁頭錄放頻率的關鍵。

在這種情況下,僅采用加大帶速以提高磁頭-磁帶間的相對速度的方法是不實用的。因為,這将造成單位時間内錄像磁帶消耗量成百倍地增加(與錄音機的磁帶消耗相比),并将造成磁帶盤體積和重量的猛增。所以為了記錄6MHz的視頻信号,除了使錄放磁頭的工作縫隙寬度盡量做得窄以外,最關鍵的是必須采用旋轉磁頭的方法,這樣既保證磁頭與磁帶的相對速度,又保證磁帶走帶速度低,這是錄像機能達到目前實用階段的最根本措施。

(4)采用多種伺服系統。就錄像系統而言,由于視頻信号通過錄像機的記錄和重放,又附加了兩次電-磁和磁-電的轉換過程,因而就不可避免地要引起重現圖像的幾何失真和相位失真。這類相位失真将引起嚴重的色調變化。

錄像機是一種由電路、機械結構和各種磁性材料組合而成的精密設備,各部件之間的動作需要密切配合,而且錄像機記錄和重放磁帶的互換性要求良好。所以,在錄像機中,除了要嚴格地進行設計與安裝之外,還必須采用各種伺服系統和時基誤差校正系統。用電路和機械控制方法,來保證磁帶運行位置的準确性,校正信号錄、放過程中産生的各種失真人和誤差。

嵌入式硬盤錄像機

是最近幾年才逐漸成熟的新一代硬盤錄像機産品,所謂嵌入式硬盤錄像機其原理上的架構與工控式硬盤錄像機沒有本質的差别,可以算上一個專用的計算機。他一般使用專用的嵌入式處理器,使用自己設計的主闆,視頻壓縮芯片集成在主闆上或者也采用插卡架構。從硬件架構上來講各個廠家都基本差不多,主要差别也就體現在視頻壓縮芯片、主處理器等芯片的選擇上,視頻壓縮芯片有ASIC和DSP兩種,主處理器一般式Arm、Mips或者PowerPC等。

嵌入式硬盤錄像機一般采用嵌入式實時操作系統,比如pSos,嵌入式Linux等,以後者局多。主程序短小,精悍,不需要硬盤存儲系統程序,不象普通計算機那樣容易受到計算機病毒的攻擊。從功能上來講嵌入式DVR和工控式DVR基本上不相上下,但界面的操作和美觀性方面還不如工控式DVR,不過一般工控式DVR不支持遙控器操作,所以在這方面各有長短。

嵌入式硬盤錄像機的發展依賴于IC技術的發展,最近幾年以Philips、TI、ADI等為代表的DSP廠家推出了功能強大的數字信号處理芯片,這些芯片是目前嵌入式DVR方案所采取的主要硬件,盡管目前嵌入式DVR所支持的最大視頻路數還是16路,但更高路數的産品也已經開始面世了,嵌入式DVR與工控式DVR相比,軟件維護工作量小,網絡功能和操作簡便性方面也有了很大提高,性能價格比比較突出,在沒有特别要求的場合比工控式硬盤錄像機更受用戶歡迎,畢竟目前很多的工控式DVR不是單一用途很容易受到病毒的攻擊以及用戶的誤操作,所以安防工程商也越來越多的選擇嵌入式DVR。

盡管如此,目前的硬盤錄像機市場,二者所占的份額基本上持平,畢竟工控式硬盤錄像機的各個零部件很容易組合,哪出問題了解決哪塊,一般不需要整機維修,從價格方面來講某些軟壓卡組裝的PCDVR也有一定的優勢。就目前所存在的問題來說,嵌入式DVR最大的問題在于預覽畫面的質量不如工控式DVR,盡管前者支持VGA和模拟視頻輸出,但預覽畫面的質量和清晰度顯然無法和PCDVR相比,PCDVR借助于最新的計算機技術,強大的顯示能力都是嵌入式DVR所無法比及的,而且這方面可能會一直出于下風。還有一個弱點就是錄像回放方面,以硬件壓縮卡為基礎的工控式DVR目前可以進行多達16路視頻的回放甚至更高(一般隻依賴于PC機的硬件配置),而嵌入式DVR一般隻能進行有限路數的回放。

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