錄像機

錄像機 -簡史

錄像機錄像機1956年美國安派克斯 (Ampex)公司制成四磁頭廣播用磁帶錄像機,標志著一種新型的視頻產品問世。錄像機的發展經歷瞭 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爭階段。③70年代為雙磁頭螺旋掃描錄像機大發展時期。初期出現瞭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傢用錄像機。其中,VHS錄像機由於節目磁帶豐富、可靠性高、性能價格比合理而逐漸占主導地位,現占錄像機總產量的85%以上。④80年代初出現瞭攝錄一體機,它融攝像機和錄像機為一體,很有發展前途。

錄像機 -原理和結構

錄像機錄像機磁帶錄像機的原理和結構比較復雜,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,當要錄制的圖像信號電流通過磁頭的線圈時,電流產生的磁場便將圖像信號記錄在錄像磁帶上。反之,當錄像機重放圖像信號時,通過磁頭縫隙的錄像磁帶會產生強弱不同的磁通量,使磁頭線圈產生感應電動勢而輸出信號。由於視頻信號的頻率和頻帶大大高於音頻信號,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將視頻信號作調頻處理,以減小倍頻程數。
錄像機錄像機
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。傢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信號系統。包括視頻信號錄放系統、音頻信號錄放系統和操作信號系統。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。

錄像機 -電視螢幕錄像機

錄像機電視螢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、隨時消去、反復使用的突出優點。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。它能將隨時間分佈的電視信號轉變成以空間形式分佈的磁信號記錄在視信號;用於重放就成為電視節目源,既可用於傳輸顯示,也可用於復制和編輯錄像,是教育電視系統中十分重要的電視設備。
1. 視頻錄放原理
視頻信號的磁記錄原理與音頻信號的磁記錄原理相似,這裏不再重復。
2. 視頻信號錄放特點
視頻信號和音頻信號除具有無線電信號所特有的共同特性之外,還具有許多不相同的特點,在進行視頻信號的記錄和重放過程中,我們必須采用如下的特殊方法:
錄像機電視螢幕錄像機(1)減小磁頭縫隙。根據磁性記錄原理,為瞭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傢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。視頻記錄過程是先將視頻信號調制到7~9MHz的載頻上變成調頻信號,再記錄到磁帶上。這樣視頻信號的18個倍頻程,被調制後就隻有4個倍頻程瞭。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。視頻信號的頻率范圍是0~6 MHz,而音頻信號的頻率范圍是20Hz~ 20MHz。所以,用傳統的固定磁頭的錄音方法來記錄視頻信號是不行的。為瞭使錄像機能錄放視頻信號的上限頻率,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,這將造成單位時間內錄像磁帶消耗量成百倍地增加(與錄音機的磁帶消耗相比),並將造成磁帶盤體積和重量的猛增。所以為瞭記錄6MHz的視頻信號,除瞭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,由於視頻信號通過錄像機的記錄和重放,又附加瞭兩次電-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。這類相位失真將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,除瞭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確性,校正信號錄、放過程中產生的各種失真人和誤差。

錄像機 -嵌入式硬碟錄像機

錄像機嵌入式硬碟錄像機是最近幾年才逐漸成熟的新一代硬碟錄像機產品 ,所謂嵌入式硬碟錄像機其原理上的架構與工控式硬碟錄像機沒有本質的差別,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,使用自己設計的主板,視頻壓縮晶片集成在主板上或者也采用插卡架構。 從硬件架構上來講各個廠傢都基本差不多,主要差別也就體現在視頻壓縮晶片、主處理器等晶片的選擇上,視頻壓縮晶片有ASIC和DSP兩種,主處理器一般式Arm、Mips或者PowerPC等。
嵌入式硬碟錄像機一般采用嵌入式實時作業系統,比如pSos,嵌入式Linux等,以後者局多。主程式短小,精悍,不需要硬碟存儲系統程式,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。
嵌入式硬碟錄像機的發展依賴於IC技術的發展,最近幾年以Philips、TI、ADI等為代表的DSP廠傢推出瞭功能強大的數字信號處理晶片,這些晶片是目前嵌入式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,但更高路數的產品也已經開始面世瞭,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瞭很大提高,性能價格比比較突出,在沒有特別要求的場合比工控式硬碟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,目前的硬碟錄像機市場,二者所占的份額基本上持平,畢竟工控式硬碟錄像機的各個零部件很容易組合,哪出問題瞭解決哪塊,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最大的問題在於預覽畫面的質量不如工控式DVR,盡管前者支持VGA和模擬視頻輸出,但預覽畫面的質量和清晰度顯然無法和PCDVR相比,PCDVR借助於最新的計算機技術,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於下風。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(一般隻依賴於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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錄像機 -參考資料

遼寧大學物理系編譯:《磁帶錄像機》,科學出版社,北京,1978。
張夏陽、趙乃颯編著:《磁帶錄像技術》,人民郵電出版社,北京,1986。
梁雄健、張薦青、毛企道編:《現代錄像技術》,機械工業出版社,北京,1985。
林正豹、王明臣、劉學達編:《傢用錄像機原理與電路解說》,科學技術文獻出版社,北京,1986。