Helical video recording ( eng. Helical scan ) är en metod för magnetisk inspelning av en tv-signal , där de resulterande videospåren är placerade i en vinkel mot magnetbandets rörelseriktning [1] . Tekniken med magnetisk inspelning med sned linjer kan användas för att spela in alla högfrekventa signaler på magnetband, till exempel i rulle-till-rulle- eller kassettvideoinspelare, digitalt ljudinspelningsformat Digital Audio Tape , olika datordatalagringsenheter på tejp .
Den korslinjeinspelningsmetod som utvecklades 1956 av Ampex hade ett antal nackdelar, av vilka den viktigaste var omöjligheten att visa en frysbild på skärmen, eftersom varje tv-fält inte spelades in helt utan var uppdelat i flera magnetspår vid inspelning med olika videohuvuden allteftersom bandet avancerat. Varje magnetspår, inspelat av ett separat huvud, innehöll ett TV-fältsegment bestående av 16 avsökningslinjer . När bandrörelsen stannar är därför endast ett sådant segment av fältet tillgängligt för bandspelarens huvuden. Detsamma gäller för videouppspelning i icke-standardiserad hastighet, vilket inte är möjligt i segmenterade format. Med lutande videoinspelning är det möjligt att spela in varje fält och till och med hela bildrutan på ett spår, på grund av vilket en frysbild implementeras med samma framgång som långsam eller snabb uppspelning.
Prototypen av enheten med videoinspelning med lutande linje utvecklades av Norikazu Sawazaki 1953 [2] . Oavsett honom utvecklades metoden för oblique-line inspelning i Tyskland av ingenjören Eduard Schüller. De första videobandspelare som fungerade på denna princip utvecklades av Bosch och använde ett magnetband 1 tum (25,4 mm) brett [3] .
Frånvaron av segmentering vid videoinspelning med sned linjer gjorde det också möjligt att implementera elektronisk videoredigering utan ett ramminnesblock och att överge den fysiska limningen av ett magnetiskt videoband med utveckling av spår med en speciell komposition, som måste gjort av redaktörer i Quadruplex -formatet [4] . Tekniken flyttade snabbt över inspelningssystem från videoinspelningsmarknaden på grund av mindre komplexitet, ökad tillförlitlighet, lägre tillverknings- och underhållskostnader, lättare enheter, minskade energikostnader och mer flexibla alternativ. Kombinationen av dessa fördelar har gjort det möjligt att skapa videobandspelare lämpliga för hemmabruk.
Bredbandsvideosignal [* 1] spelas in av magnethuvuden installerade på en speciell roterande trumma av videohuvuden 3 (FIG. 1) [5] . Sändning och mottagning av en signal från huvudena utförs med hjälp av en inbyggd roterande transformator [6] . Magnetbandet 10 omger en cylindrisk trumma med videohuvuden [* 2] i en spiral, på grund av vilken huvudena spelar in sneda videosignallinjer [7] [8] på bandet när trumman roterar . Denna metod låter dig spela in en högfrekvent signal på grund av videohuvudens höga rörelsehastighet i förhållande till magnetbandet och används i de flesta videoinspelningsformat, inklusive VHS , Betamax , U-matic , Betacam , Hi8 , DV , tumformat "C" , etc. Dessutom används kursiv notation för digital registrering av andra typer av information [* 3] .
Principen för sned notation
α-formad slinga av enhuvudsvideobandspelare
Ω-loop videobandspelare med ett huvud
Ω-loop för videobandspelare med dubbla huvuden
Det finns videobandspelare för sned linjeinspelning med ett eller två videohuvuden på trumman. I detta fall spelas alltid en hel TV-bild in i ett varv av trumman. I tvåhuvudsformat spelar var och en av dem in ett TV-fält per halvvarv. Moderna videobandspelare kan innehålla många fler huvuden på en trumma eftersom vissa videoformat spelar in olika delar av videosignalen med olika huvuden. Principen för tvåhuvudsinspelning bevaras dock, eftersom alla dessa huvuden fortfarande spelar in ett fält. Tvåhuvudskretsen har blivit den mest utbredda på grund av den större enkelheten hos bandbanan med användning av den Ω-formade bandrörelsen.
Med den beskrivna metoden för videoinspelning på magnetband erhålls ett signalogram, visat i FIG. 2, där A är bredden på magnetbandet, B är bredden på videoinspelningsområdet, W är bredden på området för fullständig överlappning av videohuvudena, D är kontrollspåret som spelats in av det fasta magnethuvudet 6 och tjänar till att synkronisera bandets rörelse och rotationen av trumman hos videohuvudena, C är bredden på de två ljudspår på vilka ljud spelas in med fasta magnethuvuden. Slagen på spåren av videoinspelningen representerar linjesläckningspulser som är belägna på intilliggande spår mitt emot varandra på grund av beräkningen av signalogrammets geometri. Detta förhindrar att den horisontella synkroniseringen misslyckas när videohuvudet lutas och den intilliggande spårsignalen läses, vilket visar det intilliggande bildfältet [9] .
Ett sådant arrangemang av spår, i enlighet med "kriteriet för linjekorrelation", ökar stabiliteten för uppspelning med bandhastighetsavvikelser, såväl som i slow-motion- eller fast-motion-lägen [10] [11] . För att synkronisera bandets rörelse och trummans rotation under uppspelning, vilket är nödvändigt för att videohuvudena ska följas exakt längs signalogrammets linjer, är alla videobandspelare utrustade med ett automatiskt spårningssystem [12] .
Till skillnad från tvärlinjevideoinspelning, där videosignalspåren var nästan vinkelräta mot magnetbandets rörelseriktning, tillåter snedlinjevideoinspelning att du kan öka längden på spåren och som ett resultat öka det relativa huvudet /bandhastighet med relativt kompakta mått och liten filmbredd. Samtidigt ställer den stora längden på videospår ökade krav på noggrannheten hos magnetbandsspänningen, vilka förändringar kan leda till tidsfel under uppspelning. Med utvecklingen av digital magnetisk videoinspelning som ersätter analog, används det lutande linjesystemet också i de flesta digitala videobandspelare.
Alla videoinspelningssystem syftar till att lagra så mycket information som möjligt på ett band med en given bredd, medan informationen på varje nästa rad (det vill säga huvudpasset) inte bör bryta mot den tidigare inspelade informationen. Ett sätt att lösa detta problem är att införa skyddsluckor (tomma områden mellan intilliggande rader av en skiva), vilket leder till slöseri med dyrt band. Alla format av rulle till rulle videobandspelare och tidiga kassettbandspelare (som VCR eller U-matic ) använde denna metod.
Senare lutande videobandspelare använde istället den azimutala videoinspelningsmetoden, även känd som symmetrisk fasinspelning. I det här fallet, på en trumma med två huvuden, är ett av dem installerat med en liten lutning av det magnetiska gapet till vänster och det andra till höger. På grund av huvudens olika lutning läses inte information inspelad i "fel" vinkel för detta huvud, så nästa rad kan spelas in utan några skyddsluckor - det ena tv-fältet efter det andra, etc. I praktiken kan situationer där en rad överlappar vissa data är inte på något sätt ovanliga. Azimutal inspelning har använts inte bara i senare videoinspelningsformat (som VHS eller Betamax ), utan även i digitala datalagringsenheter.
Användningen av azimut-videoinspelning gör det möjligt att använda utrymme på bandet som tidigare reserverats för skyddsluckor, och gör därmed att mer information kan spelas in på band av samma längd.
Före massintroduktionen av tekniken måste ett antal relaterade problem lösas. Den höga relativa rörelsehastigheten för ytan på magnethuvudena och tejpen leder till snabb förslitning av båda ytorna. För att undvika detta måste båda ytorna vara väl polerade, och ytorna på huvudena i kontakt med tejpen måste vara gjorda av ett hållbart, slitstarkt material. De flesta snedställda inspelningssystem fungerar med ett luftgap mellan bandet och huvudtrumman. Ett annat problem är signalöverföring från roterande huvuden. Detta problem löses genom att ansluta signalen/signalerna induktivt med hjälp av en roterande transformator . Banddrivningsmekanismen är betydligt mer komplex än med fasta huvuden, eftersom tejpen måste dras längs trumman som innehåller magnethuvudena under laddning. Dessutom, i videobandspelare, måste bandet tas bort från kassetten, sträckt längs trumman, och även mellan kapstan och tryckrullen. Allt detta leder till komplikationen av banddrivmekanismen och en möjlig minskning av tillförlitligheten.