Быков Р.Е. Теоретические основы телевидения (1998) (1142168), страница 50
Текст из файла (страница 50)
Вследствие высокой магнитной проводимости сердечалка видеоголовки магввтвое поле Н(х') ховцеатрируетса в рабочем зазоре Ю (участок с лизкой магввтвой проавцаемостью), здесь х' — коордивата, свлзаааы с цевтром рабочего зазора аидеоголовы. Измеаяющеесл во времени магвитвое поле Н(х') воздевствует аа рабочую среду лепты. Будем считать относительную скорость видеоголовка — лепта чю постолааой. Намагличеваость М(х) рабочей среды лепты олределлетса характером иэмеаевил НИ.
Следовательао, преобразовавы свгаалов при магввтаой видеозаписи имеют вид С(~). Н,(г) М,(х). Длина волны 2„записавных гармонических колебаавй свгвала 1,(г) определаетсл частстойу", свгвала взображевил 1,(г) и скоростью записи ч*,~„.' 2,.= „(У,' (ВЛ) В процессе воспроизведеаы осуществллетсл обратаое преобразование: магнитный поток, возввкающий под действием вамагввчеавости рабочей среды, перемещающейсл со скоростью ч~, отвосигельво воспроизводящей видеоголовки, протекает по ее сердечыку и генерирует а обмотке свгаал Е,(г). Бго юстота Д=ч,н/4 (воспроиз- 235 водящак ввдеоголовка аналогвчна записывающей ввдеоголовке).
Устройства впдеозапвсв н воспровзведеввл, как и всккпе реальные преобразователи, вносят пскаженвк, которые в процессе проектврованнв стрематся мвнвмвзнровать. В рассмотренных устройствах провсходат два преобраюваввк: зхехюромагаивтсе (запвсь) п мааатоэхектричеекое (воспровзведенне). Электромагнитное преобразование, как ввдво, основано на свойствах ферромагнитных матервалов намагнвчвваться н сохранать это состояние. Магнитный носитель (рабочак среда), например оксвд железа, модвфвцпровапный СгОз н др., навосат на прочную основу (лепту).
Свлзукицвм веществом прв взготовленвв рабочей среды вспальзуют спеппакьные лаки. Толщина лент, например полпэтвлептерефталатвых, составлиег 1! ...14 мкм. Магнвтвак головка (рнс. 8. 1) представлкег собой магввтопровод с зазором д н намагввчввающей обмоткой, через которую протекает ток сигнала взобразгевив О(г).
В процессе записи магввтвый поток замыкаетсл через участок рабочей среды (магннтное сопротввлевве этого участка существенно паже, чем зазора д, заполненного вемагвитным материалом). Процесс взавмодействвя магнитного пола с рабочей средой (процесс намагнвчнваввл) длк ндеальной головки можно считать частотно-независнмым 129]. Измерения показывают, что вамагнп*юванве осуществляется в пределах временп менее 1О йс. Это подтверждаетсл зкспервмевтамн по намагннчнванвю рабочей среды с помощью спецвальной головкв короткими вмпульсамп. Изучение заввсвмостн остаточное вамагннчепвасгп от длвтельнастп вмпульсов показывает, что с уменьшением длвтельнаств вмпульсов до !О нс форма крввой намагпнчнеаннк ве взмеплетсв. На лептах с материалом рабочей среды вз у-РезОз даже с импульсами длительностью 1 нс удаетсл достичь уровнк насьпценвл намагннченноств, т. е.
можно считать, что гранвца верхнвх частот процесса вамагннчвваввв выше 100 МГц. Изученве картины магнатного полл в районе рабочей среды показывает, что нарлду с составлающей полл, падравлевной вдоль лепты Нг (рпс. 82), у полюсных наконечнвков возникает составллющав, направленвак поперек ленты, однако, учптывав, что зта составлающал у разных полюсов головки юхсет разлпчные знаки, ее участвем в намагнвчнванвп дввжущейса рабочей среды пренебрегают. Предельные частоты снгнала взображеввл, который может быть записан на магнитном носптеле, определюотск характернствкамв узла вндеоголовка — лента. Механизмы запнсв в значительной степеви аналогичны рассмотренным в 8 7.2 механизмам формпрованвл пзобрикеннк па экране кинескопа разлагающнм элементом с распределеннем вркоств Ь(х', у').
Если использовать аналитическое представление функпвв Н(х') (рпс. 8,1), то аналогнчно (7.б), можно получить переходную характервспюу узла ввдеоголовка — липа. На практике чаще используют частотные харахтеристнкн узлов вндеоголовка — лента в лента — вндеоголовка. Рассмотрнм пра- х цесс счвтываввв гармовпческого сигнала М,(х) =М,ч на 2к —, запн- Яд санного со скоростью ч,'ь н воспроизводимою со скоростью чц.. Пад действвем генерируемого магюпиого потока Г,(г)=Г,чяп(2Щ,) ч,'~,г в обмотке ввдеоголоакн восправзведевпв наводвтсл ЭДС Е,(г). С учетом (8.
1) вмеем 6Е, ч' Е,(г) = — )г' — =Г,ч УГ2кЯ вЂ” '~ сох 2пу, г, (8.2) ег ч'. где 1ч' — число витков обмоткн головка воспровзведепвл. Обычно чц„— - ч3,'!следовательно, (82) приобретает ввд Е,Я=ЕДсаа2я3д (8.3) где Е,ю= 2к 1РГ,е — амплвтуда свгвала. Вндно, что прв воспронзведепвв сигнала ЭДС на выходе головки пропорциональна не толька амплитуде Екь но н частотеу,' заппсапного сигнала. Вид частотной характериствкн ч(Г",) узла видеолента — головка для рассмотренного слуюл праведен на рве. 82 сплошной линией. Возввкающне частотные всканпнвл спгнапа изображения устранлют с помощью цепей частотной коррекции с линейно падающей АЧХ в тракте усиления ввдеомагнвтофона прн воспровзведенвв.
В реальной ввдеоголовке с шнрнной зазора Б прн воспроизведении возникают дополнательвые пскажепвл, подобные вносимым апертурой коммутирующего пучка в процессе счвтыванвл потенциального рельефа (см. 3 3.5). Апалогпчво могут быть рассчитаны апертурно-частотные характериствкв узла лепта — ввдеоголовка длл заданных параметров ввдеоголовкн п ленты. Рассмотрвм механизм формнроваввв высокочастотной часпг этой характериствкн качественно 120).
Очевидно, по прв 2,.= д амплитуда сигнала воспронзведеннх Е,ч=0, а прв значеюих 2,„, сокзмервмьп с 8, аьшлвтуда будет меньше, чем это следует нз (8.3). Прп увслнчепви частоты запн- 1 ~ч сапного сигнала Е,ч=О прв всех Л„, кратных д, т. е. Е,ч=О при л2„=Б, (84) д г где в=1, 2, 3,.... Снгнал будет достигать локыьвых максвмумов прв (8.5) С учетом (8Л), (8.4) и (8.5) можно опРеделать частоты, ва которых свгвал воспроюведевыя будет доствгать максвмумов и мввнмумов: лтаа рд+1)т,~ (8.6) б 2б Частотны характериспша узла лента — вндеоголоака с учетом (8.6), а также ряда факторов, влияюцшх на ее формирование (частотные свойства матераалоа сердечника, ленты, условвй ковтыта лента — видеоголовка а др.), имеет авд, приведевыый на рис.
8.2 штриховой ливией. При проектировании видеомагнитофонов рабочий диапазон частот записываемых сигналов выбирают в пределах до первого минимума. Как видно из (8.6), максималью возможные частоты воспроизводимого сигнала нзображеыя определяютса скоростью чпл и шириной зазора д. Для уменьшения расхода ленты стремятся уменышпь шнрвву зазора д. Одвако это ведет к резкому сввжевию зффектввности головки; имеется и технологаческий предел умевьшешш д. Следует также учесть, что действующая ширина зазора определяется протяженностью магнитного поля, создаваемого головкой в районе рабочей среды, и ова несколько превышает значения д (см.
рис. 8. 1). Если максимальны частота записанного сигнала , то на мапппвом носителе ей соответствует, как следует ю (8Л), 3., =чп„//; . Для воспроюведевня этого сигнала с помощью воспроюводящей ввдеоголовки с рабочим зазором д необходимо, чтобы по крайней мере вьшолвялось веравевство 2„. > д. Следовательно, (ч,~,//, )>6, з ч,~„ъ Ц,, например прв 6=1 мкм н/; =6 МГц, ч,дсо 6 м/с.
С учетом искаженна, вносимых а процессе записи, скорость чвь должна быль выше: до 10...12 м/с. Это слишюм высокы скорость для тою, чтобы реализовать способ записи и воспроизведения с линейным перемещением магнитной ленты относительно головок, используемым в магнитофонах для записв н воспроизведения звука, скорость ленты в которых составляет ч,= = 4,53 см/с. Для получеыя требуемой отвосительной скорости (лента — видеоголовка) используют построчную запись (аоспроаэведевие) врзщающвмися видеоголовкамн. При этом они перемещаются в напрзвлевин, поперечном линейному движению левты (рис. 8.3, а).Скорость ленты ч.
не преаьппает скоростей, используемьсх а звуюзаписв, в то время как линейная скорость видеоголоакв ч, устанавливается из приведенных вьппе условий. Нетрудно представать, что а этом случае, подобно построению телепюионвого растра, на магнитном носителе формнруютсп сзсрочдд (рис. 8.3, 6). Строчки записи располагаются поперек или наклонно по отношению к направлению движения ленты. Таким образом, путем выбора соотзег- ь р 1 б а) Рве. З.З.
Прошва поперетвоа авдеоаапвсв (о) п ее формат (З)с 1 — лвта, р — алдеоселоааа, р — свспалп торса. лсавп Š— рсажираал даровав, р — ссресав та сослала, Š— аараоааа даровал ствующего значения чпь решается проблема ззпвсц1воспровзаедевиа верхвах частот сыгвала изображения. Существуют проблемы запасы/воспроизведения нюкочастотыой часты спектра сигнала изображения. Искажения возникают на длинах волн, союмеримых или превьппающих размеры сердечника видеоголовкн в направлеввн дввжешш ленты.
Так, при воспроюведевин сигналов в области длан волн, соизмеримых с размерами сердечника андеоголоакн, магнитный поток в магвитопроводе определяется не только намагниченностью участков, находящихся непосредствевво у рабочего зазора, но и смевспыми участками ленты. Это ввосит определенные искажения при воспроизведении. Если же длины воли свгнала ва магнитном носителе превышают протаженвость сердечника, то значительная часть магнитного потока рассеивается и участия в генерироваввн сигнала на выходе видеоголовки ве прввимает. Эти процессы приводят к искажениям частотной характеристики канала воспроизведения (записи) и ее неравномерности в ввзкочастотной области (см.
рис. 82). Рассмотренные искажения в области высоких н вюквх частот сигвала взобрзжевия относятся к волновым левырям. Овн зависят от магвитвых и физико-механических свойств ленты, консгрукпшных и электрвческих параметров видеоголовок, а также способа записц1воспроизведения. Рассмотренные особенности запасы/воспроюведевия аналогового ап'нала юображевня привели к целесообразвосга преобразования спектра записываемого сигнала а область высоких частот путем использовыиа частотной модуляции сигнала изображения. 1 3.
3. чдстОтная НОдуляция сигнАлои изОБРАжения Дывамический диапазон спектра частот сигнала изображения ф, значительно превьппает ширину полосы частот канала магнитной запаса/воспроизведения, ограничиваемую волновыми (8.8) где 0 и 4! — начальные фазы модулирующего и несущего колебаний. Если не учитывать начальные фазы колебанвй 0 в 4! и также обозначить отношение е!,/!в, через л! (видекс модуляцив), то выражение (8.8) првобре!ег вид г(!) =гесса(с!о!+и! зш е! !) = =,[ ! ( и! Х)-п~~,г ' ( ' Х)[.
Представим вторые сомиожвтели в (8.4) в виде рядов: соз(л!з!оа!Х)=Х (л!)+2,'~ Х,„(в!)соз2лс!!, ° ! ф з!а(л!з!во!,!) =2 ,'» Хм ! (л!) 41а(2л- 1)еьг, а ! где Хь (л!) — фушщия Бессели к-го порядка. потеоями (например, для спщцарта 625/50/2:1 ов составляет 7,3 10а/50=1,46 10~). Кроме того, в этой полосе частот в процессе запвсц1воспроизведенвя не удастся избежать царазитной амплитудной модуляцви сигнала, что приводят к заметным искажеввям изображения.
В связи с этвм вместо прямой записи сигналов изображения используют запись частотно-модулированных (ЧМ) сигналов. При этом удается устранить влияние амплитудных жкажений и согласовать частотные диапазоны записываемого сигнала и канала залиси/воспроизведения. При определении относительной скорости вндеоголовка — лента при записи ЧМ сигналов веобходвмо учесть, что верхняя граничная частота записываемого сигнала выше максимальной частоты сигнала изображения Х; . В устройствах частотной модуляцви приняты соотношеши между этой частотой, несущей /еаи амплитудой отклонения частоты (девиацией) /а! /е»/,»/ „.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
