录像机的工作原理

2.1　录像机的工作原理

磁带记录是目前记录电视信号的主要手段，录像机是实现磁带记录的专用设备。在一个节目制作系统中，录像机的技术指标基本决定着整个系统的技术指标。因为受各种条件的限制，特别是模拟录像机的技术指标并不高，经过多版复制，信号质量会下降很多。因此提高录像机的技术指标，也就意味着整个系统的技术指标可以得到提高。

录像机是对图像和声音信号进行记录及重放的一种工具，包括传统的模拟磁带录像机和现代常用的数字磁带、磁盘或光盘录像机。磁带录像机，是利用了带状磁性材料的特性来进行声像录放的。“录”即把电信号转换成磁信号，“放”则是将磁信号转为电信号。数字录像机的工作原理是将传统意义上的视频和音频信号通过压缩码芯片，转换成数字信号（即计算机的0101编码），以一定的格式保存在磁带、磁盘或光盘上，通过解码器进行读取。当然现代录像机还有许多种类，主要区别在数据的处理上，其基本原理相同。类似于电视机，一般模拟的录像机对应不同制式的视频、音频信号，而现代的数字录像机可以随意选择录像制式。（录像机通过电子部件来进行电视信号的变换和处理，通过精密机械部分来控制磁带的运动和读写）目前世界范围内使用的录像机种类繁多，指标各异，分类方法也很多。按载体来分，有硬盘式、盘带式、光盘式录像机。按用途来分主要有以下三种：

（1）家用录像机

家用录像机可处理和记录的视频带宽不够，因此采用将全电视信号中的色度信号降频到1MHz以下进行记录，重放时再将其升至色度副载波的方式。一般备有射频、复合视频以及音频的输入输出端口，可以与电视机的相应端口连接，进行节目的录制和重放。

图2－1　VHS家用录像机

（2）专业用录像机

专业用录像机一般指工业、文教、卫生等方面使用的录像机，其视频信号的水平分解率可达250线以上。除了具有信号的记录和重放功能以外，它还具有编辑等功能，价格是家用录像机的数十倍左右。如图2－2即前面板带有编辑功能的专业录像机。

图2－2　专业录像机（DSR－2000AP）

（3）广播级录像机

广播级录像机是最高质量的录像机，其技术指标是以视频信号的频带宽度和水平分辨率来衡量的，基本上可以无失真记录和重放视频信号。广播级录像机一般都采用数字分量视频信号的记录方式，可以提供最高质量及最精确的色彩重放，如图2－3所示。

图2－3　广播级录像机的对编设备

2.1.1　视频磁带的记录原理

一般编辑用的录像机基本都由四部分构成：

录像机由四部分构成，即视频信号系统、音频信号系统、机械与控制系统、伺服系统。

（1）视频信号系统

主要完成对视频信号的加工处理和放大。记录时，将送入录像机的视频信号经复杂电子电路处理后送往旋转的视频磁头，在通过磁头的磁带上完成电—磁转换；重放时，将视频磁头在磁带上拾取的微弱信号（此时完成的是磁—电转换）进行放大和一系列处理之后，恢复成全电视信号从录像机输出端输出。

（2）音频信号系统

主要完成对音频信号的加工处理和放大。记录时，将送入录像机的声音信号经放大、处理后，送往声音录／放磁头完成电—磁转换；重放时，放大由声音录／放磁头拾取的微弱电信号，经放大、处理后从录像机音频输出端输出。

（3）机械与控制系统

机械与控制系统的功用是建立磁带的正确行走路线，保证磁带与磁鼓有正确的角度和位置关系，驱动磁带盘主导电机，进行搜索、快进、快退、录放等状态的转换与控制，机械部件的到位检测，工作异常检测与自动保护等工作。

（4）伺服系统

本系统的主要作用是控制磁鼓转速和磁鼓的旋转位置，控制走带速度和磁带行走时的张力。录像机的工作过程，实际上是一个电—磁—电的换能过程，其利用铁磁物质剩磁特性，靠磁头在磁带上“扫描”来实现。图2－4所示为录像机AJ－D950内部各系统概况。

图2－4　录像机AJ-D950

在记录时，录像机的磁头绕组中通以信号电流，铁芯中产生磁通，并在磁头缝隙周围产生强度与信号电流成正比的磁场，紧贴磁头工作缝隙运行的涂敷着硬磁性材料（磁粉）的磁带在离开磁头缝隙的瞬间就会形成与磁头缝隙附近磁通成正比的剩磁（Br），留下一条条磁迹。磁迹上各点剩磁的强弱和极性，由磁头缝隙间的磁场强弱和极性决定，实际上也就是由信号电流的大小和方向决定。

如图2－5所示为磁头结构：

图2－5

由于输入到磁头绕组的是随时间变化的信号电流，而在磁带上留下的却是按空间分布的磁迹。这样，电信号的频率便与磁迹的记录波长（被记录信号在一个周期内，在磁带上留下的磁迹长度）有着对应关系。为了获得满意的图像质量，视频系统的上限频率一般均在5MHz以上，不仅具有远大于音频信号（＜20KHz）的高频频率，而且还具有更大的倍频程（音频信号20Hz－20Kz约10个倍频程），因此录像机均采用了有效提高扫描速度的旋转磁头方案（不同于音频记录的固定磁头）和压缩倍频程的调频记录方式（区别于音频的偏磁记录）。

在重放时，录有磁迹的磁带与磁头以按记录时同样的状态做相对运动。因磁头铁心的磁阻较空气的磁阻小，故磁迹上各处剩磁在磁带外产生的磁力线将集中通过磁头铁心，也就穿过了磁头绕组。由于磁迹上各处剩磁的强度和极性是变化的，因此只要磁头与磁带相对运动，穿过磁头的磁通量便会发生变化，磁头绕组两端就能感应到电动势（e）而得到重放信号。显然，这种相对运动（扫描）的速度越快，或剩磁量变化越快（即记录信号的频率越高），重放电动势就会越大。在一定的频率范围内，重放输出频率是按每倍频程6dB的斜率上升的，但频率过高时，由于各种高频损失（如铁心损失、自去磁损失、方位角损失和间隙损失等）所造成的重放电动势输出下降，当记录波长等于磁头工作间隙宽度时，电动势输出为零。为了提高重放信号的频率上限，应力求减小磁头缝隙宽度和提高磁头—磁带的相对运动速度。

2.1.2　磁带的数字信号记录特点

数字磁带记录是把模拟信号变换成数字信号并记录于磁带之上。模数转换是对输入的分量信号Y／R－Y／B－Y分别进行的，取样频率分别为13.5MHz、6.75MHz、6.75MHz（数字Betacam），采用方形像素、8bit线性量化PCM编码方式。

数字录像机是用0或1两个数值组成的数据将视频和音频信息记录在磁带上。由于脉冲信号的录放特性，磁头－磁带间的空隙成为限制记录密度的重要因素，并且0和1任何一个数据长时间连续时，便成为包括许多近似直流的低频成分的信号，磁记录过程中不可能析出、重放这种信号。为此，要将连续的0或1的数据列置换成某一限度的长度，并且使0和1的发生率均等。在DVW录像机中采用了扰频NRZI（Non Return to Zero Inversion）10位字长的通道编码技术。

相对于模拟记录，数字记录的失真、杂波和复录对图像质量的影响较小，同时可采用多磁头并行录放技术来解决最短记录波长及磁头－磁带相对速度的最高值受限问题。

图2－6

磁头是录像机（包括模拟和数字）最重要的关键部件之一。如图2－6所示为Beta cam和DVCPRO的上下磁鼓组合，磁鼓夹缝黑影处为磁头。按其构成材料不同有铁氧体磁头、Sendust（铁硅铝合金）磁头和非晶体磁头之分。由于现在的数字录像机均采用了矫顽磁力高达1500高斯的金属磁带，要在这种磁带上得到最佳的记录效果，就必须选择饱和磁通密度（Bs）大的磁性材料来制作磁头，以防止磁头尖的饱和效应。通常的铁氧体磁头已无法满足上述要求，因此SONY公司在其数字录像机中采用了Sendust磁头，而松下公司则采用了非晶体磁头。影响磁头性能的几何参数主要是缝隙宽度和缝隙深度。缝隙损耗主要取决于缝隙宽度，减少缝隙宽度可以提高最高工作频率；但缝隙变小，其磁阻也变小，使得重放效率降低，输出变小。缝隙深度影响磁头的寿命和电感量。缝隙深度增大，使缝隙磁阻减小，磁头电感量加大，高频响应不佳，且重放效率低。录像机实际工作时，磁头要记录各种频率的信号。为了使输出最大，必须仔细设计和调整记录放大器的特性，使其对各种频率都能均衡到最佳状态，因此对于磁头来说，存在一个最佳记录电流。然而最佳记录电流并不恒定，新磁头缝隙深度大，磁头磁场溢出小，需要较大的记录电流，而且重放输出小；磁头磨损后，最佳记录电流减小，重放输出增大。在磁头寿命终了前一段时间，最佳记录电流最小，磁头重放效率最高，输出最大，而且频响最好，过了这段时间，磁头特性急剧变坏，以致不能使用。

录像机磁头除了因为磨损会导致其特性急剧下降以外，录像机长期使用而不进行清洁也会影响磁头的功能。录像机长期不清洁，环境中的尘埃及脱落的磁粉就会逐渐聚集，并附着在磁头上（氧化物磁带脱落的磁粉是黏在磁头上，而金属磁带脱落的磁粉是烧结在磁头上的），如图2－7所示，甚至划伤磁头表面，妨碍磁头与磁带之间良好的接触，进而导致磁头的记录和重放功能减弱，降低画质和音质。这是影响使用金属磁带的模拟分量录像机及数字录像机图像质量的主要原因之一。附着在磁头上的杂质之所以会减弱重放时的信号，是因为良好的接触受到阻碍时，拾取的信号会有所衰减。

图2－7

图2－8　磁粉显微放大图

磁带是录像机记录视频信号的载体，由背涂层、带基、磁性层组成。根据其磁性层磁粉材料的不同可分为氧化物磁带和金属磁带。如图2－8所示，金属磁带因磁粉涂布方式的不同又可分为蒸镀型和涂敷型两种。数字录像机的高密度记录和短记录波长（HDCAM、DVCAM、DVCPRO的最短记录波长均为0.49微米）要求磁带材料的饱和磁感应强度大及剩磁大（重放输出大），矫顽磁力大，去磁损耗小（灵敏度高）；磁性材料粉末的颗粒小，如图2－9所示，磁特性一致性好，涂布均匀（磁带噪声小）；抗静电性能好，耐磨损，失落小（图像质量好）；表面光洁度好，对磁头的磨损小（磁头寿命长，维护费用小）。金属磁带所具有的特性很好地满足了这一要求。金属磁带生产中采用的超精细金属粉高密填装及其硅化铝保护层技术、令磁带表面更加平整的最新磁带整烫技术及新型磁带润滑技术可使金属磁带的载噪比大于45分贝，远远超过数字记录所需要的范围，可以为数字记录提供高可靠性和高耐久性的高密度记录介质。

图2－9　磁带表面粗糙度显微放大图

磁迹是磁头在磁带上形成的磁化轨迹，它将信号由时间分布转换为空间分布。不同的记录格式具有不同的磁迹形式，如图2－10所示。数字录像机的记录密度远高于模拟录像机。相同的磁迹格式是磁带具有互换性的必要条件。视频磁迹的宽窄取决于磁头的缝长。由于重放电动势与视频磁迹宽度成正比，因此视频磁迹宽度越大，重放灵敏度就越高，信杂比就越好。

图2－10　Betacam SP、Digital Betacam、Betacom SX的磁迹放大图

而数字录像机采用数字压缩方式对所记录的信号进行处理，为了保证图像质量，在录像机中加入了特殊的误码校正电路，重放过程通过误码矫正，甚至采用误码隐蔽技术，即使是在读出信号较差的情况下（RF电平低），仍可以保证较高的图像质量。所以即使糊磁头产生了误码，只要在误码校正的阈值范围内，都能保证高质量的重放。但是一旦信道质量超过阈值，画面就重会突然劣化，图像质量迅速下降，出现马赛克，严重时甚至放图黑屏，没有图像输出。Channel Condition指示灯也会从绿像质SP变黄或红。

图2－11　数字与模拟录像机图像劣化之比较

特别要注意的是模拟录像机的图像劣化在任何画面上都可以得到确认，而数字录像机的图像劣化只有在动态画面上方可确认。往往记录彩条时图像良好，看不出任何问题，但记录活动画面时，活动部分的边缘就会产生区域噪波，出现马赛克。长时间使用的录像机，模拟记录的画面质量随着时间渐渐劣化，产生过调制，而数字记录的画面质量在使用一定的时间后则会突然发生劣化，出现马赛克。如图2－11所示。

2.1.3　编辑录像机的主流产品介绍

2.1.3.1　DVW系列录像机

DVW系列录像机采用比较新的数字Betacam格式，它是Betacam／Betacam SP格式的扩展。数字Betacam格式可以最大限度地利用记录区，在实现高品质数字记录的同时还能够兼容模拟Betacam格式磁带的重放，搭建了全新的数字Betacam演播室录像机平台，并且提供了良好的图像质量和可靠性。自从1993年数字Betacam格式推出以来，数字Betacam产品就被许多用户广泛采用，如世界各地的视频制作公司和广播业者。其卓越的画面质量、多代复制能力以及可靠性使数字Betacam格式成为高档视频制作的应用标准。如图2－12所示为DVW系列录像机中的一种，DVW－A500P实物图。

图2－12

DVW系列录像机的特点

（1）完善的数据记录系统；

（2）功能强大的纠错系统；

（3）高质量的精密磁头、磁鼓和带有动态跟踪的磁头。

这些功能使得在Digital Betacam格式下，长达120分钟以上的记录（用L带）成为可能。Digital Betacam格式的磁带尺寸与普通的Betacam和Betacam SP格式磁带尺寸完全一样。磁带将每场的视频和4个声道的音频信号记录在有六个螺旋扫描磁迹的磁带上，采用稍慢的磁带速度和比传统的Betacam和Betacam SP格式快三倍的磁鼓旋转速度。

与传统Betacam和Betacam SP格式一样，数字Betacam格式也有三个纵向磁迹，分别为CTL磁迹、时间码磁迹和音频提示磁迹。数字Betacam格式删除了Betacam和BetacamSP格式中原来的第一音频磁迹，把它作为螺旋扫描磁迹的扩展。其更大的磁鼓直径既保证了最佳的数字记录，又通过专门研制的时基校正电路保证了模拟Betacam重放的兼容性。如图2－13显示了DVW－A500P固定和旋转磁头的排列位置。

图2－13　固定和旋转磁头的分布

先行DT（动态跟踪）磁头比记录磁头提前跟踪几场，用以进行重放和预读；确认磁头比记录磁头滞后一个磁迹，以便对记录进行确认。DVW－A500P具有Y－A、C－A、Y－B和C－D磁头（DT磁头）用于模拟Betacam格式磁带的重放。

DVW系列录像机的数字信号处理概述

数字视频信号处理是基于4∶2∶2分量数字D－1格式和CCIR601量化标准。此外，数据率用数据记录系统压缩。数字重放数据通过自动均衡（EQ）电路得到均衡，利用功能强大的内部和外部纠错码进行纠错。纠错码可以在再现信号时纠正大多数由于杂波和数据丢失造成的影响。此外，还可通过误差隐蔽电路对数据进行补偿。

分量视频数据先转化成串行数据，再与音频数据多路复用，然后，以串行数据接口格式输出。对于模拟输出来说，分量视频数据先要经过D／A（数／模）转换，变成模拟分量信号输出；同时，它们被编码成复合数据，再经D／A转换，变成模拟复合信号输出。对于音频输出来说，则用AES／EBU数字接口经过D／A转换，变成可用的模拟音频信号输出。

DVW系列录像机的编辑功能

把两台DVW－A510P／500P系列设备连接起来，可以以组合或插入方式进行自动或手工编辑。DVW系列录像机具有全套的编辑功能，包括预演、回放、预卷及设置或微调编辑点。

如图2－14是DVW录像机的对编实物样机：放像机DVW－A510P、录像机DVW－A500P。

图2－14　DVW录像机的对编样机

DVW系列录像机的编辑功能如下：

（1）快速访问编辑点

使用搜索盘可在有级变速（SHUTTLE）方式下搜索，速度范围从静止到正常重放速度的±50倍；在无级变速（JOG）方式下可以在正常速度的±1和±3倍范围内选择；在变速搜索（VAR）方式下，可用正常重放速度的－1到＋3倍速进行无杂波彩色图像监看。录在磁带上的数字音频信号也可以监听，而且可以在接近编辑点处用无级变速、有级变速和变速搜索方式进行可辨认监听。

（2）动态运动控制（DMC）编辑

利用动态跟踪（DT）磁头，可以以正常重放速度的－1到＋3倍的速度重放编辑中的某一部分，并且可以存储速度的变化，以便日后用于自动编辑。

（3）分离编辑

在插入方式下，可以独立设置视频和音频编辑点。

（4）预读编辑

把记录在磁带上的视频或数字音频信号作为插入编辑方式的编辑源可以实现预读编辑。利用这一功能，可以把已经读过的信号送到切换台，然后再返回到原通道。

（5）交叠衰减编辑

音频信号可以采用切入编辑、交叠衰减编辑和淡出／淡入编辑。

（6）编辑时间显示

设置好编辑点后，同时按住编辑点的键，就可以显示在IN、OUT、AUDIOIN和AUDIOOUT任何两个编辑点之间的时间长度。

（7）数字计时器

计时器显示控制磁迹（CTL）、时间码（LTC／VITC1）或者用户比特率以精确设置编辑点。

①CTL（控制磁迹）：以时、分、秒和帧显示磁带运行时间，通过计算当前记录到磁带上的CTL信号或者计算从正在重放的磁带上读取的CTL信号来得到。

②TC（时间码）：当前记录到磁带上的CTL信号或者由内置时间码读取器读出的磁带上的CTL信号，按照系统设置面板上的时间码选择器的设置，可以显示LTC或VITC时间码。

③U-BIT（用户比特）：包含当前记录到磁带上的CTL信号或者从磁带读出的CTL信号内的用户比特。按照系统设置面板上的时间码选取器的不同设置，可以显示包含在LTC或VITC时码内的用户比特。这些指示灯之一亮，显示当前的搜索状态。

（8）高质量数字记录

DVW－A500系列产品采用具有强大的误码纠正和隐蔽能力的分量数字视频和4声道20比特数字音频记录系统，以保证极高的视频和音频质量。同时，兼容模拟Betacam和BetacamSP格式的重放（只适用于DVW－A500／A500P系列），这确保Betacam用户既可以升级到数字环境，同时也能够使用大量的模拟Betacam的存档磁带。

（9）使用DT磁头实现无噪重放

使用DT磁头可以选择包括静态图像重放在内的正常速度的－1到＋3倍范围内的54种速度，实现无噪重放。数字和模拟Betacam格式都支持无杂波重放。

（10）内部时间码发生器和读数器

内部时间码发生器允许将视频、音频信号及LTC／VITC时间码和用户比特录在一起。时间码和用户比特由内部时间码读出器在重放时读取。

（11）计算机伺服系统

由计算机控制的伺服马达直接驱动磁鼓、磁带主导轴和两个带盘，确保快速而精确地录放磁带。

（12）磁带主导轴调节功能

重放速度在±15%的范围内可调，确保两台录像机在重放同一个节目时保持同步。

（13）独立音量控制

可以在监看音频电平表时分别调节四个声道的录、放音量。

（14）视频输入选择（VIDEO INPUT SELECT）键

选择输入录像机的视频信号，按下相应的视频格式键。当没有输入所选择的视频信号时，按键指示灯闪亮。

SIF：选择了串行视频／音频输入（SERIAL V／AINPUT）插座的串行数字视频信号。

COMPONENT（Y－R，B）：选择了分量视频输入（COMPONENT VIDEO INPUT）插座的模拟分量视频信号。

COMPOSITE：选择了复合视频输入（COMPOSITE VIDEO INPUT）插座的模拟复合视频信号。

2.1.3.2　DVW系列录像机的常用按键与操作

DVW录像机的部分常用按键如图2－15所示。

图2－15　DVW－A500P前面板

遥控（REMOTE）键

（9P）按键：连接到REMOTE1－IN（9P）／OUT（9P）插座的外部设备控制录像机，此时按键灯亮。

PLAYER／RECORDER（放像机／录像机）键

当作为录像机时，录像机通过遥控1－IN（9芯）／OUT（9芯）接口和外部放像的录像机相连时，选择本机编辑键和走带键控制该录像机。当按下PLAYER（放像机）键时，按键变亮，表示本录像机的编辑键和走带键控制外部放像的录像机。当按下RECORDER（录像机）键时，按键变亮，表示本录像机的编辑键和走带键控制本录像机。

STANDBY（待机）键

此键按下时变亮，录像机处于待机状态。按下此键将磁带卷到预卷点（出厂预设在入点前5秒钟），使磁鼓以待机状态转动，磁带较之非待机状态更易启动。使用此键在直播或手动编辑时可快速找到磁带的编辑点。在待机状态下再按此键时灯灭，录像机退出待机状态，磁带张力释放，磁鼓停止转动。当录像机处于待机状态超过8分钟（出厂预设值）时，录像机自动退出待机状态以避免磁带磨损和磁头阻塞。

REC（记录）键

与PLAY键同时按下进行记录。在重放、搜索、快进和倒带的情况下按住REC键可以监视E－E视频和音频。当录像机处在停止状态下，按REC键可以监视E－E视频和音频。在监视E－E信号时按下STOP键可以返回到按下REC按键前所监视的视频和音频。

EDlT（编辑）键

同时按下PLAY和此按键进入手动编辑。在录像机处于停止状态下按下EDIT（编辑）键可以监视由ASSEMBLE（组合）键和INSERT（插入）键所选择的E－E信号。在监视输入信号的时候按下STOP（停止）键，可释放编辑E－E状态。在重放、搜索、快进和倒带的情况下按住EDIT键可以监视E－E信号。

REC lNHlBlT（禁录）指示灯

本指示灯随着副控制面板上的禁录开关的设置和带盒上的禁录状态的不同而或亮或灭。

SERVO（伺服）指示灯

当磁鼓伺服和主导轴伺服锁定的时候，指示灯亮。

CHANNEL CONDlTlON指示灯

用来显示记录、重放通道的优劣。

绿灯—信号良好；

黄灯—信号尚好，但需注意；

红灯—信号很差，需检查、调整。

EJECT（退出）键

退出带盒。当计时器显示CTL码时，可以重置显示。

REW（倒带）键

磁带快退。

PLAY（重放）键

开始重放。同时按下此键和REC或EDIT键开始记录或手动编辑。在记录或手动编辑时按下此键，录像机进入重放模式。

FFWD（快进）键

磁带快进。

STOP（停止）键

磁带停止（停止状态）。当监视器处在PB状态时按下此键输出静止图像。在停止状态下磁带绕在磁鼓上，但磁鼓依然转动。磁带装入时录像机处于停止状态。当输入视频信号和外部基准信号相位不同时，或者在VIDEOINPUT（视频输入）和REF（基准）状态下未提供输入视频信号和外部基准信号时，按键会闪烁。

无级变速（SHUTTLE）键

选择无级变速方式重放磁带。重放数字Betacam格式磁带时速度可以在正常重放速度的±50倍范围内选择；在重放模拟Betacam格式磁带时，带速可以在正常速度的± 42倍的范围内选择。无级变速（SHUTTLE）指示灯亮，搜索盘需在对应正常速度的0、－10和＋10倍的位置时按下。重放速度的快慢和搜索盘的转动角度相对应。

有级变速（JOG）键

选择有级变速方式以正常重放速度0、±1和±3倍的速度（可通过菜单设置选择）重放磁带时，有级变速（JOG）指示灯亮，搜索盘升至高位。重放速度和搜索盘的旋转速度相对应。

变速搜索（VAR）键

选择变速搜索重放，可在－1到＋3倍的正常速度范围内以54种速度无杂波重放。VAR指示灯亮，搜索盘要在静像和正常重放速度时按下。

搜索盘

用以搜索编辑点。顺时针旋转正向重放（“”指示灯亮）；逆时针旋转反向重放（“”指示灯亮）；当录像机处于停止状态的时候“□”指示灯亮。当按下搜索盘时，录像机在无级变速（SHUTTLE）和有级变速（JOG）方式之间变化。SHUTTLE或JOG指示灯变亮，显示当前的方式。

变速搜索（VAR）：当搜索盘逆时针转动时以正常速度的－1倍重放；当搜索盘顺时针转动时以正常速度的＋3倍重放磁带。

主导轴瞬时加速状态：旋转搜索盘的同时按下PLAY键，重放速度变化±15%。

注意：在接通电源后，一定要将搜索盘对正（此时指示灯亮）。

计时器

计时器的开关在不同设置下，显示不同的时间数据。

此外，DVW－M2000录像机是DVW系列录像机的新产品，它秉承了其前代产品DVW－A500P的所有优点，如超强的图像质量和卓越的视频性能；还为索尼1／2英寸标清录像带提供了强大的兼容重放性能，使用户可以持续使用重要的文档素材和以前的采集工具。此外，在高清晰度信号上变换选件使这些录像机可以输出1080／59.94或720／59.94P（DVW－M2000／2000），或1080／50i（DVW－M2000P／2000P）等高清晰度信号。在播放数字Betacam和其他兼容格式的信号，如Betacam TM和MPEG IMX TM时，均可实现该功能。该功能为将来的高清晰电视提供了平稳的过渡。元数据处理能力、灵活的音频处理和紧凑的外观设计等改进都增强了该系列录像机的操作便利性。

新DVW－2000系列数字Betacam录像机会继续提供高质量的标清画面，实现标清素材的使用，并且为未来的高清晰电视运作提供了桥梁。新型DVW－2000仅用于录制和播放数字Betacam带。除数字Betacam以外，标清上变换功能仅适用于DVWM2000型产品。图2－16为DVW－M2000P的前面板。

图2－16　DVW－M2000P前面板

2.1.3.3　DVCPRO系列录像机

DVC（Digital Video Cassette）是松下等50多家公司联合制作的家用DV数字分量录像机。DVCPRO充分挖掘和拓展了家用DV数字录像机格式，其最大的特点是小盒带和长重放时间。它使用1／4英寸（6.35mm）宽、金属粒子磁带（MP），带厚9μm，带长有63分钟、123分钟两种规格。磁鼓直径21.7mm，磁鼓转速为9000转／分钟。磁鼓上安装六个磁头：记录两个、重放两个、抹消两个，磁头方位角为±20度。由于使用1／4英寸的磁带，使得磁带传送机构也相应缩小了。它的压缩方案对所有可能的参数如压缩的损伤、运动码率、图像主观质量、耐用程度、多代复制性等进行了综合考虑，从而产生了一种从普通数字电视到高清晰度电视，包括各种级别的综合系统。DVCPRO对普通电视信号采用4∶2∶2或4∶1∶1或4∶2∶0的数字分量，由于保持了亮度分量的全部样值，分辨率是很高的（与D1、D5一样），4∶2∶2使用的压缩比为3.3∶1，码率为50Mb／s；4∶1∶1 和4∶2∶0使用的压缩比为5∶1，码率为25Mb／s。绝对数码率的减少使DVCPRO的压缩系统在帧内工作，因此可进行帧精度的控制和编辑。压缩方案虽然不一致，但是对机械结构、带盒、记录格式和数据结构进行了精确的描述和定义；并使大部分电路能包装到两片集成电路中（即芯片组相同），使它们之间具有兼容性。

DVCPRO格式又有DVCPRO25和DVCPRO50规格之分。图2－17是DVCPRO AJ－D255（25M）便携录像机实物图。

图2－17

图2－18　DVCPRO的磁迹位型

从图2－18中可见，DVCPRO25的磁迹起始部分的ITI（Insert and Tracking Information，插入与跟踪信息）码，主要用于插入编码时提供插入和跟踪信息，新数据将记录在ITI码后面，除了重新记录，ITI码不重写。在随后的音频数据段和视频数据段左右都加有编辑间隙共3段：G1、G2、G3，在G3后有子码（subcode）记录纵向时间码或逆程时间码数据，再后面还留有一定的余量。每帧12条磁迹（625／50系统），磁带速度为33.813mm／s，音频是二通道PCM、一通道纵向提示磁迹，抽样频率为48kHz。另外有两路独立的LTC／UITC时间码，可在任意磁带速度时被读出。

图2－19是DVCPRO AJ－D755MC（50M）录像机实物图。

图2－19　DVCPRO AJ－D755MC录像机

在DVCPRO 50系列录像机中AJ－D755MC是面向目前广播和编辑需求的一款高性价比机型。它可以播放DV和DVCAM磁带，配置了多种广播级接口和线性编辑的功能。增添了IEEE1394接口选件后，AJ－D755MC也可以通过PC机进行非线性编辑。该机还可以记录和播放UMID数据。

图2－20　DVCPRO 50M与25M的磁迹记录区别

DVCPRO50格式以50Mb／s的数据率记录，磁带的走带速度和记录磁迹宽度都是DVCPRO25格式的两倍，如图2－20所示。它不仅可以提供高级节目制作所需的卓越图像质量，而且具有高性能价格比和使用1／4英寸磁带所带来的方便性。

DVCPRO不仅体积小，便于携带，更重要的是还有以下特征：

4∶2∶2分量视频

DVCPRO50可以在便携的1／4英寸磁带上使用4∶2∶2分量视频，完成诸如带色键合成的电视广告、多层画面叠加及计算机图形合成等高级节目的制作。由于采用了3.3∶1的压缩比，图像质量的下降在压缩和解压缩中都达到了最小，因此4∶2∶2的图像得以保持其卓越的质量。

四通道数字音频

在四个通道上记录48kHz／16bit数字音频，确保了高级节目制作中所需的完美声音质量。

可兼容DVCPRO25

DVCPRO50可以与DVCPRO25实现无缝连接。

DVCPRO50录像机同样也可以以DVCPRO格式记录，并可重放以DVCPRO格式记录的磁带。用DVCPRO50记录时，可以从图像质量或是从记录时间方面来考虑选择记录格式。记录的结果可以放心地使用而无需担忧格式的兼容性。

2.1.3.4　磁带记录格式

因为各种录像机是由不同的厂家生产的，即使是同一个厂家也生产着不同规格、不同型号的录像机，它们的工作状态不同、信号标准不同，决定着不同的录像机有不同的磁带格式。如图2－21所示为BetecamSP与Digital Betecam录像机不同的磁带格式。

图2－21　BetecamSP与Digital Betecam录像机不同的磁带格式

磁带通常采用高可靠的金属粒子带（MP），磁带总厚度为9μm。因为金属粒子带适于进行纵向记录（与金属涂布带不同），这样可以提供模拟音频提示磁迹（在上边缘）和控制磁迹（在下边缘）。使用控制磁迹可在机器从停止到重放的转换过程中快速锁定伺服系统，这是缩短预卷编辑时间和进行帧精度编辑的关键。DVCPRO录像机采用了21.7mm的直径磁鼓，比通常的1／2英寸Betecam录像机的磁鼓直径小3.5倍（如图2－22所示）。这不仅减小了录像机总的机械体积和重量，而且也减小了录像机的功率损耗和磁鼓旋转的噪声。

图2－22　BetecamSP与DVCPRO磁鼓直径比较

2.1.3.5　不同录像机的视频处理

DVCPRO50录像机可以在4∶2∶2、4∶1∶1和4∶2∶0三种取样格式之间进行切换，压缩率也有所不同并可切换。它们的信号结构之间是兼容的，也可在525行和625行电视制式间转换，可以25Mb／s和50Mb／s两种格式记录和重放素材。通过使用两组DVCPRO芯片组并行可以实现4∶2∶2的记录。在此以4∶1∶1为例说明视频信号的处理过程：

首先4∶2∶2数字信号经过4∶1∶1变换，由216Mb／s变为162Mb／s。经变换后输入到图像压缩编码单元，再从162Mb／s压缩到24.948Mb／s，然后到纠错编码并经扰码输出到记录符号化处理单元，通过旋转磁头记录在磁带上。

总之DVCPRO50不仅在重放和记录上与DVCPRO25兼容，同样在数据流层次上也完全兼容，可实现无缝切换。这使得DVCPRO可以在存储25Mb／s和50Mb／s文件的服务器中切换和创建系列节目。

“格式之战”由来已久，对于用户来讲有喜也有忧：喜的是因众多的格式竞争，使各种机器的性能及价格有了选择的余地；忧的是选型不当会给工作带来很多不便，甚至造成积压和浪费。因此，在选购数字录像机时，应根据具体情况及使用场合选购，要注意资源使用配置的合理性，设备的系统化、开放性、兼容性和运行成本等，并应适当考虑前瞻性，尽量做到物尽其用，以最少的投资，换来最大的效益。

从图像质量来看，数字Betacam格式是4∶2∶2取样，10bit量化，帧内2∶1压缩是当今数字压缩设备中的最高档次。BetacamSX是帧间10∶1压缩，码率18Mb／s是现代几种录像机中码率最低者，因此降低了运行成本。SONY在家用DV格式上开发的DVCAM格式是4∶2∶2取样，8bit量化，帧内5∶1压缩，图像质量接近PVW水平。松下的DVCPRO50是DVCPRO的升级产品，帧内3.3∶1压缩，码率为50Mb／s，图像质量接近DVW；而DVCPRO25的码率为25Mb／s，图像质量可达到PVW水平。JVC公司的DIGITAL－S是帧内3.3∶1压缩，码率为50Mb／s，图像质量接近DVW水平。

总之，目前的几种数字录像机仍处于发展阶段，某些技术问题尚待进一步改进。相信不久的将来这种数字录像设备会越来越完善，价格会越来越便宜，图像质量也会越来越高。

2.1.3.6　高清晰度演播室录像机

松下的高清录像机AJ－HD1700EX（如图2－23所示）记录DVCPROHD格式信号，具有八个数字音频声道的记录能力，很好地对应数字高清晰度电视和数字音频广播。它的另一个特点体现在对标准清晰度电视的兼容上。当选购AJ－UDC150上／下变换板后，以前的DVCPRO25、DVCPRO50甚至DV和DVCAM的节目磁带都可以兼容重放，而DVCPROHD的高清晰度节目磁带也可以重放成标准清晰度电视信号以适应目前的播出状况。

图2－23　Panasonic的高清录像机AJ－HD1700EX

DVCPROHD的记录重放时间过去最长为46分钟，为了适应高清节目制作时间的要求，松下电器推出了高记录密度的高清记录格式DVCPROHDEX。该格式的录像机提高了磁带的记录密度，同时增加了磁带长度（使用XL型DVCPRO磁带），使记录重放时间达到124分钟，方便节目后期制作。这种型号为AJ－HD1700的DVCPROHDEX录像机在设计上具有很多特点，譬如前面板及调整旋钮的设计更具有时代感，特别是内置的LCD监视器可以方便寻找画面，在一些场合省下价格昂贵的高清监视器。

图2－24　SONYHDW－M2000P高清录像机

SONYHDW－M2000P是一款高效率、高质量的HDCAM格式高清录像机，如图2－24所示。它保持了140Mb／s码率，这种格式将一流的图像质量与成熟的Betacam的高可靠性和坚固性相结合，顺利地完成了向HDTV的过渡。它内置下拉变换器，实现了SDI标清信号输出；同时也内置上拉变换器，实现了HDSDI高清信号输出；还兼容多种SONY1／2英寸磁带重放（仅M系列），包括模拟BetacamSP，DVW／SX／IMX，1080／50I 和1080／59.94I／24P的切换等等；它支持隔行／逐行的录制和重放，并支持Tele-File电子文档管理系统。

2.1.3.7　DVCAM-DSR系列录像机

自1996年以来，SONY公司的DVCAM技术带来了许多明显的突出特性：优异的画面和声音质量、高性能的编辑功能、系统的多功能性以及专业技术的可靠性等等。DVCAM格式的录像机和摄录一体机的DSR系列产品，已经从现场采访到编辑、播送，得到了十分广泛的应用。为了避免重演模拟录像机格式之争，世界上一些知名的电器公司共同制定了一个标准。目前，已有55家大公司宣布支持这一格式，使其成为国际通用标准。

DVCAM是在家用DV格式的基础上，开发成功的专业用数字分量录像机。和DVCRRO一样，其目标是高画质、小型、轻量和低价格。它采用4∶2∶0采样格式，8bit量化和DCT帧内压缩方式，压缩比为5∶1，记录码率为25Mb／S，信噪比大于54dB，具有二通道48KHz采样、16bit量化的数字音频。它采用1／4英寸金属微粒带，磁迹宽度15微米，与家用DV格式双向兼容，即DV格式磁带可以在DVCAM录像机上重放，DVCAM录像机也能在DV格式录像机上重放。其图像质量相当于标准型的BetacamSP。SONY公司推出的DVCAM摄录机还可以在磁带盒中装入固态半导体储芯片，在拍摄录像时将每段的编入点图像的静止画面（索引画面）缩小64%面积后自动暂存在芯片中，当每盒录像带摄录结束时，所有的入点画面会自动记录在磁带最后一段素材的末尾。每盒录像带可以记录198幅索引画面。进行编辑时，索引画面都会显示在显示屏上，编辑人员通过这些索引画面可以直观地了解各素材段落的内容，以便迅速地确定编辑方案。因此，DVCAM不仅是一种专业级录像格式，也是一种非线性摄录编系统。

DVCAM录像机还有以下主要特征：

兼容重放包括DVCAM、DV和DVCPRO在内的多种格式的磁带；

解决了音频延迟和系统延迟问题；

可在±0.5倍速之间实现数字慢放和微动声音；

动态运行控制（DMC）功能；

三种尺寸的带仓无需菜单调整和适配器即可直接识别多格式的磁带；

快速响应的机械结构；

零帧编辑；

全面的模拟和数字（选购）接口；

支持16∶9方式；

支持场消隐时间码（VITC）；

具有通道状态监视功能，便于了解录像机状况；

内置信号发生器；

支持ClipLink操作。

数字磁带录像机／放像机是功能强大的专业编辑工作的新伙伴。为适应视频信息交流迅猛增长的需要，视频制作的风格也趋于多样化。在这个飞速发展的环境中，人们迫切需要能够提高专业视频制作效率和创造力的设备。

借鉴了DSR－2000P的优秀设计与特性，SONY在DSR－60P和DSR－80P的基础上又开发出了DSR－1600AP放像机和DSR－1800AP录像机，如图2－25、2－26所示，这款装有搜索轮的新机型采用DVCAM格式，全面兼容重放基于DV（25Mb／s）格式的磁带（DV－LP除外），用户可根据自己的实际需要，选购SDI、SDTI、i.LINK等数字接口，并使用编辑控制器来与其配置，成为没有音频延迟的高质量编辑系统。这是世界通用标准DV格式的专业扩展。

图2－25　DSR－1600AP数字磁带放像机

图2－26　DSR－1800AP数字磁带录像机

DSR－1800AP编辑录像机和DSR－1600AP编辑放像机能够提供优异的编辑性能。它们有完善的模拟和数字接口、快速响应的搜索盘，以及许多强大的功能。这两种录像机的一个共同的特点是全面兼容重放基于DV（25Mb／s）格式的磁带，其中包括家用DV （SP模式）和DVCPRO。

DSR－1800AP／1600AP具有超一流的数字音频性能、很宽的动态范围和可与CD品质相媲美的信噪比，还可以对声道模式进行选择：48kHz／16bit录制的双声道模式，或者32kHz／12bit录制的四声道模式。DVCAM磁带有两种尺寸：标准磁带和小型磁带。标准磁带的记录时间最长为184分钟，而小型盒带则提供最多40分钟的记录时间。

如图2－27所示为DVCAM格式磁迹模式图：

图2－27　DVCAM格式磁迹模式图

借助于新开发的数字处理技术，DSR－1800AP还可以提供出色的四声道音频编辑功能。声音的淡入淡出功能，可以保证音频在编辑点的过渡非常清晰，视频和音频信号之间的音频混合与交换以及配音没有丝毫延迟。此外，四声道的编辑可以彼此独立地进行，这使得DSR－1800AP非常适合创建和编辑有多种语言或各种音频源的视频素材。

DSR－1800AP和DSR－1600AP还具有以下一些功能：

DMC（磁带播放变速控制）

DSR－1800AP和DSR－1600AP配备有DMC功能，可以改变磁带的重放速度，运行范围在标准速度的－0.5至＋0.5倍之间。速度的变化，以及录像带的入点和出点，都可以保存起来用于以后的重放，也可以用于其他基于DV（25Mb／s）格式的录像带，如家用DV（SP模式）和DVCPRO。

精确到帧的编辑功能

通过RS－422A接口，DSR－1800AP和DSR－1600AP可以同SONY录像机和编辑控制器连接。此外，还可以使用i.LINK功能进行控制。这两个接口都可以保证精确到帧的编辑精度。（DSR－1800AP的模拟输入／输出和遥控接口如图2－28所示）

DSR－1800AP和DSR－1600AP配有各种视频和音频的模拟接口，包括复合、分量和S－视频（Y／C）视频接口和专业音频（XLR型）接口，可以同现有的模拟设备连接，以确保向数字系统的顺利过渡。

图2－28　DSR－1800AP录像机后面板

数字接口

DSR－1800AP和DSR－1600AP还有一个i.LINK接口作为标准配置。此外，还可以对两款设备进行升级，只增加一块选购卡，添加SDI数字接口和AES／EBU数字音频接口。数字接口DSBK－1801用于DSR－1800AP，DSBK－1601用于DSR－1600AP。借助于这些数字接口，DSR－1800AP和DSR－1600AP可以同多种多样的数字编辑系统一起工作，其中包括SDI的BetacamSX或数字Betacam录像机线性编辑系统、配备SDI 或i.LINK的非线性编辑系统等等。

通过接收16∶9宽屏幕ID信号，DSR－1800AP和DSR－1600AP可记录（仅限DSR－1800AP）和重放SONYDSR－650WSPL以及DSR－PDX10PDVCAM摄录一体机拍摄的16∶9图像。

VlTC（场消隐时间码）

除了支持EBU（针对PAL）格式的时间码以外，DSR－1800AP和DSR－1600AP还支持VITC。这种时间码记录在视频磁迹上，并插入到场消隐间隔中。VITC时间码还可以在慢速和静像重放中读取。

内置信号发生器

DSR－1800AP配备一个内置信号发生器，可以产生彩条或视频黑场，以及1kHz声音或静音音频信号。

灵活的输入选择

DSR－1800AP可以灵活地组合输入的视频和音频信号，可以同时对视频数字接口和音频的模拟接口进行选择。i.LINK接口不可以与其他信号接口组合。

快速的机械反应

快速的机械反应是专业视频制作的基本要求。DSR－1800AP和DSR－1600AP使用可靠的直流驱动和磁鼓电机结构来保证这一点。从停止模式向播放状态的切换，可以达到极快的响应速度。快进和倒带的速度甚至可以达到播放速度的85倍，而彩色重放过程中的最大搜索速度则为60倍。在专业的编辑过程中，这一机械结构将编辑工作者从缓慢操作的烦恼中解放出来，并加快了编辑过程。如图2－29为DSR－1800AP录像机的内部机械结构。

图2－29

三种带盘尺寸带仓

三种带盘尺寸带仓确保与所有尺寸和类型的DV（25Mb／s）格式磁带兼容，操作者可以使用标准、小型家用DV（SP模式）和DVCAM磁带，以及中型DVCPRO盒带，而无需使用机械适配器。如图2－30所示为DVCAM录像机的三种带盘尺寸带仓。

图2－30