1.2. Устройства поперечной видеозаписи

1.2.1. Формат поперечной видеозаписи

Первыми высококачественными студийными видеомагнитофонами были именно устройства поперечной видеозаписи. Это были исключительно профессиональные устройства для телестудий, так как их цена, габариты, масса, стоимость эксплуатации и необходимость обслуживания высокопрофессиональным персоналом практически исключали массовое использование таких аппаратов в домашних условиях.

Фрагмент сигналограммы видеомагнитофона с поперечной записью представлен на рис.1.1. Формат записи, соответствующий рис.1.1., называется формат Q. В качестве магнитной ленты было решено использовать самую широкую из выпускаемых тогда лент – двухдюймовую (В=50,7 мм). На сигналограмме видны три продольных дорожки и множество поперечных. Верхняя продольная дорожка – звуковая. На ней записывался звук традиционным способом, как в обычном аудио магнитофоне. Поскольку скорость протяжки ленты составляла около 40 см в секунду, качество звука было высоким. Нижняя продольная дорожка предназначалась для записи сигналов, синхронизирующих работу всех без исключения систем видеомагнитофона. Над ней расположена так называемая режиссёрская дорожка, которая совершенно необходима при монтаже программ.

Вертикальные строчки на сигналограмме – это и есть видеозапись. Длина их А=46,7 мм, так что более 90 % площади магнитной ленты занимает видеосигнал. Необходимо отметить, что рис.1.1 схематичен, на нём не выдержан масштаб. В частности, ширина звуковой дорожки составляет 1,7 мм, дорожки синхронизации – 1,2 мм, режиссёрской – 0,6 мм. Ширина строчек видеозаписи – 0,25 мм при зазоре между строчками 0,14 мм. Кроме того, строчки видеозаписи расположены не строго вертикально, так как, несмотря на огромную линейную скорость вращающейся головки, магнитная лента всё же движется, хотя и с неизмеримо меньшей скоростью. В действительности строчки записи отклонены от вертикали примерно на 0,5 градуса.

При выборе основных параметров видеозаписи прежде всего встал вопрос о поперечных размерах строчек, их информационной вместимости, количестве видеоголовок на вращающемся диске и скорости вращения этого диска. При этом необходимо было учитывать, что все периодические процессы в телевидении синхронизируются частотой следования телевизионных полей (полукадров), которые, в свою очередь, всегда синхронизируются частотой сети переменного тока, питающего телецентр либо замкнутую телевизионную систему. А частоты эти разные на разных континентах. В дальнейшем это породило весьма сложные проблемы при попытке обмена телевизионными программами и видеофильмами между Евроазиатскими странами (частота питающей сети 50 герц) и странами Американского континента (60 герц). Соответственно, и параметры сигналограммы, приведенной на рис.1.1, оказались разными. В дальнейшем будем рассматривать Европейский вариант, принятый в России (50 герц).

Базовым числом, которое определило все последующие параметры формата видеозаписи, являлось значение верхней частоты в спектре записываемого сигнала. С целью получения качества записи, не уступающего качеству прямой трансляции, оказалось необходимым взять значение верхней частоты спектра, равное 15 МГц. (более подробно объяснение этого числа см. ниже). С другой стороны, при ширине рабочего зазора магнитной головки около 2 микрон (технологические возможности середины 50-х годов), минимальную длину волны на магнитограмме желательно иметь на уровне 3 микрон. Умножив это число на 15 МГц, получаем скорость движения магнитной головки порядка 45 метров в секунду. Поскольку протяженность вертикальной магнитной строчки примерно в 1000 раз меньше, то за секунду на ленте необходимо записать 1000 строчек. Ясно, что одной головкой этого сделать невозможно. Во-первых, для этого её надо вращать со скоростью 1000 оборотов в секунду, что очень сложно, а, во-вторых, при этом ленту пришлось бы сворачивать в трубку, внутри которой вращался бы диск с головкой, что вообще невозможно с точки зрения чисто механической. Поэтому было принято решение использовать 4 головки записи-воспроизведения, разместив их по периферии вращающегося диска под углом 90 друг относительно друга.

Наличие 4 головок позволило снизить скорость вращения диска с головками до 250 1/сек. Диаметр вращающегося диска определяли число головок и длина магнитной строчки на ленте. В результате в качестве окончательного варианта был выбран диаметр диска, равный 52,43 мм. При этом головки выступали за пределы диска на 2 мм. (см. рис.1.2).

Для непрерывного контакта магнитной ленты с вращающейся головкой ленту необходимо было согнуть с закруглением, радиус которого совпадал бы с радиусом диска по углу около 90. Это было сделано с помощью специального лотка необходимого радиуса, причём для плотного прилегания ленты к днищу лотка в нём были сделаны узкие прорези, ведущие в камеру, из которой откачивался воздух.

Ширина строчки 0,25 мм. выбиралась исходя из получения требуемого э.д.с. воспроизведения, при которой обеспечивалось необходимое соотношение сигналшум в канале изображения. Зазор между строчками записи 0,14 мм. выбирался исходя из требования развязки между двумя соседними строчками в режиме воспроизведения. Таким образом, при шаге магнитных строчек 0,39 мм. и 1000 строчках в секунду скорость протяжки ленты составляла всего 39 см./сек. Поэтому на одной боббине появилась возможность записывать довольно длительные телепрограммы.