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El formato VHS ? Grabación helicoidal

Enviado por juliococco



Indice
1. Grabación helicoidal
2. Banda de seguridad (zero band guard). Grabación de alta densidad
3. El formato VHS – Tratamiento de las señales
4. Proceso de reproducción de la señal de luminancia (Y)
5. Proceso de grabación de la señal de color
6. Proceso de reproducción de la señal de color
7. Los amplificadores de cabezales y la señal de conmutación
8. Rotación de fase

1. Grabación helicoidal

Este es el sistema utilizado universalmente en los grabadores de video. Este tipo de formato ha sido elegido con un objetivo bien definido, obtener la mayor densidad de información y registrar la mayor cantidad de tiempo en la menor longitud de cinta. Los cabezales de grabación-reproducción se colocan o montan sobre un cilindro porta cabezales que se encuentra inclinado respecto del desplazamiento longitudinal de la cinta. El cilindro se compone de dos tambores concéntricos, uno fijo y otro móvil giratorio, sobre el cual se encuentran los cabezales.
El tiempo que tarda cada cabezal en iniciar y finalizar su contacto con la cinta, determina el contenido de información. En los VCR (videogradores) este tiempo coincide con un campo de la información de video. Ejemplo: en una pista se graba la información del campo impar, esta información es registrada por el cabezal "A", mientras que en la pista vecina, el cabezal "B" imprime el campo par; así sucesivamente se registrará toda la información de un programa. Esto significa que en una rotación completa del cilindro, se grabarán o leerán dos pistas y, cuyo contenido será las 365 líneas de un cuadro de acuerdo con nuestra Norma.
La posibilidad de aplicación de este método reside en la conmutación de cabezas que ocurre una vez por campo. Para que ésta conmutación produzca mínima interferencia, el cambio se efectúa sobre las últimas líneas del campo, antes de los pulsos de sincronismo vertical vale decir que cada inicio de pista comienza con el pulso de sincronismo vertical.
En la figura se puede observar la disposición de los cabezales en el cilindro, estos están montados a la misma altura pero opuestos 180º. Mientras que la cabeza "A" comienza a tomar contacto con la cinta en el borde inferior, el cabezal "B" abandona el contacto en la parte superior.
En la exploración helicoidal, se consigue una velocidad alta cinta-cabezal mientras la cinta avanza lentamente. La cinta avanza con una velocidad cercana a los 2 [cm/s], en cambio el cabezal frente a la cinta se desplazará a la velocidad tangencial del clindro.
El cilindro gira a 1800 rpm en el sistema NTSC Norma "M" y a 1500 rpm en nuestro sistema PAL Norma "N", esto equivale a 30 y 25 vueltas por segundo respectivamente. El cilindro tiene un diámetro de 60 [mm] en consecuencia el perímetro será de:
P =  . D = 3,1416 x 60 = 188,49 [mm] = 0,1885 [m]
El cabezal da un giro completo en 1/25 [s], en el sistema PAL N; por tanto la velocidad tangencial será:
Vt = 0,1885 x 25 = 4,71 [m/s]
Si aplicamos la ecuación que se ha tratado en el capitulo anterior, podemos determinar la respuesta en frecuencia o límite de frecuencia a grabar. Veamos:

Nota: En este ejemplo se ha utilizado una distancia d = 0.5 [µm] para el entrehierro.
En conclusión, este método de grabación helicoidal permite obtener una elevada respuesta en frecuencia, que combinada con la grabación en FM, permiten obtener la respuesta necesaria para la señal de luminancia.

2. Banda de seguridad (zero band guard). Grabación de alta densidad

Con el fin de evitar las interferencias entre las pistas contiguas grabadas se deja un espacio libre entre ellas, espacio conocido como banda de seguridad. Obviamente la banda de protección representa una ventaja desde el punto de vista de la calidad de imagen, pero presenta como desventaja un desperdicio de cinta por la falta de aprovechamiento del total de la superficie del material magnético depositado.
En los grabadores de video no profesionales, se tiende a la eliminación de la mencionada banda de protección, llegándose finalmente al sistema conocido como grabación de alta densidad.

El problema de este sistema reside en la probabilidad de que la cabeza se mueva sobre la pista contigua, leyendo así parte de información de otro campo, es decir, información indeseable. Esto se complementa además con un problema de gran exigencia mecánica para el seguimiento de las pistas.
Con el fin de minimizar este inconveniente, hasta el límite de abandonar la necesidad de recurrir a una banda de protección sin grabar se ideó el empleo de cabezales con entrehierro inclinado.
La cabeza "A" se construye con un entrehierro cuyo ángulo respecto de la vertical es +, mientras que el cabezal "B" se construye con un ángulo – respecto de la misma. El resultado es que las pistas consecutivas se graban con un azimut bien definido y opuesto. El ángulo "" es de un valor aproximado a 6º.
Durante la reproducción el cabezal "A" actuará con la máxima eficiencia al recorrer las pistas grabadas por el mismo, de igual manera el cabezal "B" lo hará al recorrer las pistas grabadas por él.
Supongamos ahora que uno de los cabezales avanza por error en el seguimiento y recorre en parte por la pista equivocada. En distintos puntos del entrehierro habrá valores diferentes y hasta opuestos de campo magnético, de manera tal que el promedio inducido por el campo cruzado será mínimo (las inclinaciones que se adoptan son tales que la tensión de salida es casi nula). En la figura observemos el caso donde la cabeza "A" recorre la propia pista y parte de la pista adyacente "B"; la información "A" será reproducida correctamente, mientras que la información suministrada por la pista "B" será ignorada.

Expresado de otra manera, las inclinaciones de los entrehierros equivalen al efecto de un "gap" de mayor ancho que el real. A título de referencia, se puede comparar con la inclinación del cabezal en un grabador de audio y su influencia en la reproducción de las altas frecuencias.
Esta técnica de eliminar interferencias de lectura de pistas adyacentes por inclinación de entrehierro es válida para la señal de luminancia que modula en frecuencia a una portadora. El tratamiento de la señal de croma, es distinto y presenta problemas no solucionables por este método.

Esquema elemental para la grabación de video
En la figura se muestra el esquema básico, del método empleado para grabar las señales de color y luminancia.
La señal de luminancia y de color se obtienen luego de un circuito separador equivalente a los empleados en los televisores. Por tratarse de espectros bien definidos, el filtro no requiere características especiales. Si debemos notar que en la separación se sacrifica algo de respuesta en frecuencia en la señal de luminancia, como ya se ha mencionado. Esta restricción forma parte de las limitaciones admisibles, para una grabación no profesional, de lo contrario se deberían adoptar métodos más complejos. La información de color también es limitada en su respuesta en frecuencia a 500 KHz.
La señal de color se aplica a un conversor o mezclador que a su vez recibe en su otra entrada la tensión de un oscilador de frecuencia constante (oscilador a cristal), con el objeto de efectuar el corrimiento de espectro necesario, a la frecuencia de 629 KHz. En la salida del conversor, encontramos la señal de color con todas sus propiedades, es decir una señal de AM portadora suprimida, doble banda lateral, pero, ahora centrada en la frecuencia antes mencionada. Es importante destacar que se corre todo el espectro y que las bandas laterales conservan su separación y posición ahora respecto de la nueva portadora.
Dado que la señal de croma se graba en forma directa y que sus frecuencias son bajas comparadas con la FM que contiene la señal de luminancia, el azimut opuesto de ambos cabezales, no es suficiente para eliminar la interferencia por campo cruzado, es decir, entre pistas adyacentes. Este problema y su solución lo trataremos más adelante como rotación de fase.

En el caso de la información de FM que registra luminancia, no tiene importancia la linealidad o distorsiones que pueda sufrir esta señal. En el caso de croma, la situación es distinta, este mensaje se graba en forma directa, por lo tanto, debe conservarse buena linealidad entre la grabación y reproducción, de lo contrario se sufrirían alteraciones en cuanto al matiz del color y su saturación.
Tal como ocurre con el audio, para la grabación de color se requiere de una señal de alta frecuencia (RF) que se sume a la señal de color y actúe a manera de pre polarización. En video grabación esta señal es la misma RF portadora modulada en frecuencia con la información de luminancia.
El registro y transcripción de la señal de color exige tolerancias menores que las empleadas para la información blanco y negro. Por ejemplo: desviaciones pequeñas de la subportadora de color, pueden hacer que el televisor no reconozca la señal y solo se vea una imagen blanco y negro.

Reproducción de color
La recuperación de la señal original de color, se realiza mediante una conversión inversa a la efectuada en la grabación. Lo impreciso del sistema mecánico y la elasticidad de la cinta, se traduce en la reproducción como variaciones de frecuencia. Si denominamos fsc a la señal que imprime, en la reproducción tendremos (f’sc ± f ) siendo f el error de reproducción (según los valores dados anteriormente resulta (629 KHz ± f )).
Por medio de un conversor al que se le aplica la misma RF que la utilizada en la grabación, se recompone la información de color, en su valor original de subportadora. Para que el error desaparezca, se emplea un circuito comparador, esta dispositivo compara la salida del mezclador con un oscilador patrón, el circuito comparador produce una tensión de control que modifica la frecuencia del oscilador usado para la conversión, de tal manera que, la señal de salida no tenga error.
(4,211 MHz ± f ) - (0,629 MHz ± f ) = 3,582 MHz.
El valor f que se ha introducido sumando a la frecuencia del oscilador de 4,211 MHz es el efecto de la tensión de control. La figura muestra el proceso simplificado utilizado en la reproducción.

3. El formato VHS – Tratamiento de las señales

En los esquemas en bloques que se presentan en las diferentes figuras, podremos apreciar los circuitos que intervienen y, nos permitirán comprender los fundamentos de los procesos de grabación-reproducción en forma mas detallada.
Partimos de una señal compuesta de video de amplitud adecuada; en nuestro caso 1 Vpp que llega desde un sintonizador o una cámara. En el caso de los VCR (videograbadores) se dispone en realidad de un conjunto integrado por un sintonizador similar a los empleados en los televisores color, mas un amplificador de FI con su correspondiente detector. La señal de televisión que se transmite, como sabemos tiene una frecuencia portadora, que cambia de acuerdo al canal seleccionado. Pero, siempre se graba en mismo formato VHS. La misma señal puede provenir de otra VCR en el caso de una copia de casetes o como se ha mencionado antes desde una cámara.
Entendemos también que la señal de sonido en forma de interportadora de sonido (IS) ha sido separada previamente, para ser derivada por otro camino y grabada en la cinta en la forma tradicional de los grabadores de audio en una pista auxiliar.

Proceso de grabación de la señal de luminancia (Y)
La señal compuesta ingresada, es separada de la misma manera que en un televisor en tres partes a saber:

  • Señal de luminancia (Y)
  • Señal de sincronismo
  • Señal subportadora de color.

Estas señales son separadas de la misma forma que en un televisor, a través de un sistema de filtros y trampas, cada una luego es ingresada a distintos circuitos para su proceso.
La señal de luminancia luego de separada es ingresada a un amplificador de ganancia controlada, como es sabido estos amplificadores son utilizados, para controlar y mantener los niveles de la señal (Y). Ver figura.

Luego se pasa a por otros amplificadores, desde este punto se toma la señal para un separador de sincronismo, sincronismos que son utilizados para los circuitos de servos, grabar los pulsos de control y en los circuitos de procesamiento de la señal de color.
La señal normalizada (estándar) de video tiene 1 Vpp, no obstante, por diversos motivos esta señal puede variar en amplitud; por consiguiente debemos asegurar un nivel constante para el correcto funcionamiento de las etapas posteriores. Esto es, se debe mantener la señal dentro de límites bien definidos, independientemente de las variaciones de la tensión de entrada. Sin embargo no se debe actuar ante variaciones normales de brillo de imagen promedio.
Un sistema que reacciona simplemente con la señal promedio o amplitudes de pico a pico, reduciría la ganancia cuando el brillo promedio fuese alto y la amplificaría durante escenas oscuras. El resultado sería un brillo uniforme, gris, sin tener en cuenta el contenido de la escena. Lo que el sistema debe corregir es un error de amplitud total y no variaciones dependientes de la escena. Consecuentemente a lo dicho, no se puede tomar como referencia el material del programa; lo único que puede tomarse como referencia es el pulso de sincronismo horizontal. Para lo cual se cuenta con un separador de sincronismos.
El detector del AGC funciona como el tipo gatillado del televisor. El AGC gatillado, compara el valor de negro de la señal con el sincronismo.
Luego, en algunas VCR se utiliza o agrega otra trampa de color para eliminar todo vestigio de la señal de croma. El filtro utilizado, tiene una frecuencia de corte de 3,38 MHz, el efecto de este filtro sobre la señal de luminancia es reducir la definición horizontal a unas 240 líneas. En otras palabras aumenta el tamaño del píxel reduciendo la definición o calidad de imagen.
La señal continúa, siendo ingresada a un circuito denominado énfasis, su función es mejorar la relación señal-ruido. Como la señal de luminancia será modulada en frecuencia y, en todos los casos de modulación por frecuencia, se tiende a degradar la respuesta a las frecuencias mas altas, desmejorando la relación señal-ruido. La relación señal-ruido de una señal modulada en frecuencia depende de la relación existente entre la frecuencia de la portadora y la frecuencia de la señal; consecuentemente cuando la información aumenta de frecuencia la relación señal-ruido empeora. Este filtro pasa altos aumenta la ganancia en frecuencias elevadas provocando un efecto de sobre-impulso, denominado habitualmente "overshot". Luego en la reproducción tendremos que efectuar el proceso inverso, para restituir a la información la relación correcta de amplitudes.
A continuación encontramos dos circuitos denominados enclavador y recortador respectivamente, cuyos objetivos son:
Restablecer el nivel de referencia del cero, que se pierde en circuito de pre-énfasis (capacitores de acoplamiento); El nivel de continua cambia con el brillo promedio de la escena y debe transferirse durante los procesos de modulación y de-modulación de frecuencia. En algunas máquinas el enclavamiento se antepone a los circuitos de pre-énfasis, de manera que los picos que en esta etapa se generan no sean determinantes del nivel de continua de enclavamiento.
Recortar los picos blancos y negros. Esto nos permite tener un nivel máximo de blanco y negro, no permitiendo que la señal "Y" sobre module al VCO (oscilador controlado por tensión) de donde se obtiene la señal de FM.
La señal así obtenida se ingresa como se mencionó al VCO, obteniéndose a la salida la correspondiente señal de FM cuya frecuencia central o portadora es de 3,8 MHz, en todos los casos, con un barrido de 1 MHz. Esta señal, pasando por un filtro pasa-banda cuya frecuencia central es de 3,8 MHz es aplicada a los amplificadores de cabezal, para ser grabada en la cinta.

4. Proceso de reproducción de la señal de luminancia (Y)

En el diagrama en bloques de la figura, podemos apreciar los procesos a los que es sometida la señal de luminancia (Y).
La señal que sale del amplificador de cabezales, está compuesta por dos frecuencias:

  • La señal de color con una frecuencia central de 629 KHz o, 627 MHz, según la norma y,
  • La señal de FM conteniendo la información de luminancia con un barrido de frecuencia desde 3,4 a 4,4 MHz, entre los extremos de sincronismo y blanco de la escena.

Para los distintos procesos, es necesario previamente separar las informaciones; de la tensión obtenida en la salida de los amplificadores de cabezal, se derivan dos caminos, el primero un filtro cerámico pasa-alto para lograr la señal de luminancia (FM) y el segundo un filtro pasa banda para obtener la tensión de color.

La señal "Y" separada ingresa a un amplificador de ganancia controlada para adecuar los niveles. La salida del amplificador se ingresa a un circuito llamado "DOC" o "DROP OUT", cuya función es eliminar los ruidos que se manifiestan en la reproducción. Estos ruidos pueden ser debidos a: interferencias mecánicas, interferencias electrónicas por fuentes conmutadas u osciladores de las etapas de servocontrol, al desgaste propio de la cinta; todo estos ruidos se manifiestan como pequeños puntos blancos en la pantalla en forma de gotas.
Como se sabe, los ruidos son transitorios de muy corta duración. Para lograr un efectivo cumplimiento de la función se utiliza un detector de nivel, una línea de retardo de 64 µs y una llave electrónica de conmutación. El funcionamiento es el siguiente: la señal en los terminales de la llave de conmutación son por una lado la señal directa y por el otro la señal almacenada en la línea de retardo correspondiente al trazo anterior, detectada la falta de información por el circuito correspondiente, durante ese tiempo se conmuta la llave, reproduciendo la información de la línea anterior, terminado el ruido se vuelve a la condición normal. Este proceso es factible debido a la redundancia de información, es decir la gran similitud existente entre dos líneas consecutivas.
La señal corregida es amplificada nuevamente y se procede a la detección de la misma con un circuito similar a los utilizados en los receptores de radio de FM. Luego se procede al des-énfasis y al enclavamiento de la señal para recuperar el nivel de cero; por último se amplifica nuevamente y se envía la señal a un mixer, para sumar la señal de color.
La información así obtenida, se puede usar directamente entrando al TVC por la entrada de video; o es aplicada a un modulador para ser transmitida al TVC, para ingresar por la entrada de RF.

5. Proceso de grabación de la señal de color

Una vez separada la señal de color por medio de un filtro pasa-banda, cuya frecuencia central es de 3,58 MHz y su ancho de banda 1,2 MHz, la señal se inserta a un amplificador de ganancia controlada (AGC), este amplificador actúa de manera que no permite que la información supere determinados límites, produciendo la saturación y deterioro de la calidad de imagen.
Luego, la señal es nuevamente filtrada, donde se elimina todo vestigio de radiofrecuencia indeseable como ser los 4,5 MHz de la interportadora de sonido (IS). Esta señal se inserta en un primer conversor o CONVERSOR PRINCIPAL, que provoca el corrimiento de frecuencia necesario. El mezclador requiere de otra señal para su funcionamiento de 4,211 MHz, que en este caso proviene desde un segundo conversor cuyo comportamiento explicaremos en breve, permitiendo así el desplazamiento del espectro hacia los 629 KHz. Respecto de estos valores de frecuencia, como aclaración es importante mencionar que, cambian según la norma, por lo tanto en forma genérica seguiremos usando los valores de 629 KHz, 4,21 MHz y 3,58 Mhz, habiendo hecho esta salvedad.
Como todo circuito conversor a la salida se obtienen las frecuencias suma y diferencia, mediante un circuito resonante adoptamos la que deseamos.
El segundo conversor recibe en sus entradas las siguientes tensiones:
La primera, proveniente desde un oscilador a cristal de 3,582 MHz y fase controlada. El control de fase lo efectúa un circuito comparador de fase a donde llegan los pulsos de BURST provenientes del canal o la cámara.
La segunda, su obtención es algo mas compleja. Como punto de partida, esta señal se obtiene multiplicando la frecuencia horizontal, tomando como referencia los pulsos de sincronismo horizontal. La frecuencia obtenida puede ser 320 fH = 5 MHz ó 160 fH = 2,5 MHz. Esta tensión se obtiene desde un VCO y se entrega en forma de salvas o ráfagas cuando está presente el pulso horizontal. A continuación la tensión se ingresa a un circuito divisor de frecuencia, este dividirá la frecuencia por 8 si la señal entrante es de 5 MHz o por 4 si la entrada es de 2,5 MHz. En ambos casos la frecuencia resultante es de 625 KHz. Parte de esta señal se realimenta, hacia un comparador de fase para efectuar el control sobre el VCO y así mantener la frecuencia lo mas estable posible.
Una de las razones de realizar un oscilador de un frecuencia 4 u 8 veces mayor a la necesaria es que, de esta forma se puede obtener una mayor estabilidad de frecuencia; una deriva de frecuencia de 50 Hz en el oscilador aparecerá también dividida a la salida.
Luego de la división se realiza la rotación de fase, este procedimiento es una codificación que es diferente en cada sistema (PAL o NTSC). Este punto será ampliado mas adelante.
Esta forma de tratamiento de la señal hace que cada cabezal sepa cual es la pista que le corresponde leer. Complementado a los pulsos de control que se graban en la parte inferior de la cinta como un señal auxiliar; los pulsos de control no solo sirven para el funcionamiento de los circuitos controladores de la velocidad de cinta sino que, también posicionarán cada cabezal en el track correcto en el instante apropiado. También reduce la interferencia de color entre pistas adyacentes.
Finalmente después de la rotación de fase se ingresa al segundo conversor, también llamado sub-conversor o conversor secundario, de donde a la salida se obtiene la suma de las dos frecuencias [3,582 MHz + 625 KHz = 4,21 MHz] esta tensión resultante es separada mediante filtros generalmente cerámicos para ingresar finalmente al primer conversor (MAIN CONVERSOR) como se había mencionado anteriormente.

En la salida del primer conversor tenemos la información de color completa, es decir, un espectro de doble banda lateral y portadora suprimida, centrado en la nueva frecuencia de 629 KHz y con un ancho de banda simétrico de ±500 KHz. Esta señal de salida es alcanzada mediante un filtro pasa-banda, para luego ser amplificada e insertada a un circuito mezclador donde se sumará la señal de luminancia (FM). La información emanada en la salida del mezclador es aplicada a los cabezales a través de los respectivos transformadores rotativos.

6. Proceso de reproducción de la señal de color

Como se ha visto anteriormente la señal de color sufre un proceso heterodino (de Mezcla) tomado una frecuencia portadora de 629 KHz.
La tensión que se obtiene de los cabezales es una señal compuesta, conformada por la señal de FM conteniendo la información de luminancia, mas (mezclada-sumada), la información de color, centrada en 629 KHz. Esta última señal es separada mediante un filtro pasa-banda con un ancho de banda de ±500 KHz y, amplificada por una etapa de ganancia controlada.
Este procesador es el mismo que se utiliza en la grabación, salvo que se invierten los filtros de entrada en el lugar del filtro 3,58 MHz (de grabación) se coloca el de 629 KHz (para reproducción) y se agregan algunas etapas.
Una vez separadas las informaciones la señal de color es aplicada a un amplificador de ganancia controlada para la equiparación de niveles, luego en algunas máquinas mas elaboradas, se suele colocar otro filtro pasa-banda para eliminar cualquier vestigio de la señal de FM. Luego se inserta al primer conversor también llamado conversor general o conversor principal (MAIN CONVERSOR). En este circuito ingresan las dos señales la ya mencionada de 629 KHz y otra de 4,21 MHz. Esta última de obtención compleja o elaborada, como ocurre en el proceso de grabación.
Desde el amplificador de ganancia controlada se extrae el BURST mediando un circuito separador, para el control de fase del oscilador de 3,58 MHz.
La señal de 3,58 MHz puesta en fase, se inserta al segundo conversor o conversor secundario para ser mezclada con la señal de 625 KHz que proviene del circuito de rotación de fase.
La señal de 625 KHz parte de un oscilador controlado que multiplica la frecuencia horizontal, tomando como referencia los pulsos horizontales para la regulación. El oscilador entrega [320 fH ó 160 fH] según la máquina. Esta frecuencia obtenida se divide por 8 (ocho) o por 4 (cuatro) según corresponda. Obteniéndose como resultado los 625 KHz. Este oscilador tiene un circuito que toma parte de la salida para realimentarla a través de un comparador de fase para el control del oscilador. Este procedimiento es igual al efectuado en la grabación.
La salida de este circuito 625 KHz se ingresa a la etapa de rotación de fase, que efectúa el proceso inverso al efectuado en la grabación para lograr recomponer la señal de color con todas sus propiedades originales.

La información lograda, como se ha mencionado se ingresa al conversor secundario, para batirla (mezclarla) con la RF de 3,58 MHz. Como resultado de la mezcla se obtiene la suma y la diferencia, de éstas se adopta la suma, 4,21 MHz, mediante un filtro pasa-banda.
Luego de atravesar el filtro, la tensión es aplicada al conversor principal donde se multiplica a la tensión leída (629 KHz) de color obteniendo en la salida mediante un filtro pasa-banda, la frecuencia diferencia, 3,58 MHz; ya tenemos la señal de color conformada. Con la respectiva modulación en amplitud, portadora suprimida y ancho de banda ±500 KHz; características de la información de croma. Ahora nos resta amplificarla y eliminar las interferencias que se producen.
El killer es un circuito que inhabilita el funcionamiento del amplificador compensado cuando se ha perdido la referencia de fase es decir se ha perdido la señal de identificación, en estas condiciones, se reproduce en blanco y negro.

7. Los amplificadores de cabezales y la señal de conmutación

El siguiente diagrama nos muestra el sistema de amplificación y conmutación de cabezales. Como ya es sabido hay que considerar dos situaciones distintas en la explicación, Grabación (RECORDER) y Reproducción (PLAYBACK).
Grabación: en el terminal de control que conmuta las llaves electrónicas (REC) aparece una tensión de 12 V, esto cerrará las llaves conectando a masa los terminales inferiores de los cabezales, lo que a su vez conecta a masa la entrada de los amplificadores de reproducción, evitando que se originen ruidos internos en los circuitos integrados que se pueden inducir en otras etapas. En el terminal de control de la llave (PLAY) la tensión se hace cero, manteniendo y asegurando que la llave esté abierta.
La tensión para ser grabada, es la que se obtiene a la salida del MIXER (sumador) de las señales de FM modulada con luminancia y la información de color con la respectiva rotación de fase, centrada en 629 KHz. Esta señal no puede ser incorporada a los cabezales de esta manera, según se ha explicado en la introducción o principios de grabación, la señal que debe incorporarse a los cabezales, debe ser una corriente proporcional a la tensión o información a grabar. Por todo esto, el paso obligado es un circuito conversor tensión-corriente entre el mezclador y los cabezales.

De acuerdo a lo que se observa en la disposición del circuito, ambos cabezales quedan en paralelo, por lo tanto en grabación no existe conmutación alguna y el cabezal que no se encuentra apoyado sobre la cinta a pesar de encontrarse energizado no cumple función alguna y tampoco genera interferencias. El cabezal está magnetizando el aire.
Reproducción: En esta situación aparece la tensión necesaria para excitar o cerrar la llave electrónica (PLAY) y desaparece el potencial (se hace cero) que cierra las llaves (REC). En estas condiciones, el terminal superior de los cabezales queda puesto a masa y los terminales inferiores conectados a los amplificadores de cabezal dispuestos para la reproducción. Al haber abierto las llaves (REC), las entradas de estos amplificadores quedan abiertas, permitiendo el ingreso de la información que se lee de la cinta.
A continuación debemos pasar por una etapa de conmutación de cabezales, una llave electrónica que muta en función de detectar cual es cabezal apoyado sobre la cinta, es decir el cabezal activo. La llave de conmutación de cabezales (HEAD SW) recibe la información directamente del cilindro porta cabezales, a través de una tensión denominada "PG".
Es importante enfatizar que de esta manera se evita que el cabezal inactivo (se encuentra al aire), no inyecte al circuito ruido o interferencias.
No se ha hecho una expresa mención, pero, los cabezales se encuentran unidos al circuito eléctrico a través de un transformador rotativo, donde el arrollamiento estático está conectado al circuito de conmutación y el rotacional conectado al cabezal.

8. Rotación de fase

Recordemos que los campos están formados por una señal leída por el cabezal "A" y otra leída por el cabezal "B", o sea, de pistas vecinas paralelas. Si existe un error de lectura de cualquiera de los cabezales (CROSS TALK), habrá una interferencia, que se traduce en la pantalla como diacromía, que son líneas de colores que pasan de abajo hacia arriba, magnificados los colores que dependen del rojo y del azul. Claro, esto ocurre si no se efectúa la corrección adecuada o el correspondiente tratamiento de la señal de color al grabar y reproducir. Este proceso es el que ya mencionamos y denominamos rotación de fase.
El método empleado parte del principio que la información de color entre líneas consecutivas o próximas de cualquier imagen , es muy similar (la imagen de televisión tiene un alto índice de redundancia). Si trazamos una perpendicular imaginaria en cualquier parte de la pantalla, es fácil observar que entre líneas adyacentes de una trama el color es prácticamente el mismo.
Se ha tomado como primer ejemplo una máquina que trabaja en el sistema NTSC, en este sistema no existe cambio de fase en la información de color, en consecuencia es más sencillo el proceso.
Este razonamiento parte también de tomar como referencia la fase del BURST, respecto de la cual la información de color toma una fase y para simplificar aun mas la explicación consideraremos un campo de color saturado, es decir una imagen o pantalla completa del mismo color distinto del blanco o negro. Por ejemplo rojo.

Mediante oportunas conmutaciones, la fase de la información de color y del BURST, será cambiada, con un incremento de 90º línea a línea, diferenciándose ambos cabezales de manera tal, que el incremento para el cabezal "A" es positivo y el incremento par el cabezal "B" es negativo. Lo expresado se puede apreciar en el siguiente cuadro donde se observan fasores (vectores rotacionales) representativos de la tensión de color en cada línea.
Mientras la fase de la señal que se envía al cabezal "A" se avanza 90º cada línea, la que se envía al cabezal "B" se atrasa 90º. Debemos entender por avance, al giro en sentido opuesto al de las aguas del reloj.
Sabemos que todo esto lo estamos realizando para eliminar las interferencias de campos cruzados. Entonces es importante conoce cual es la lectura de los cabezales; la propia y la de campo cruzado. Ver la figura.
El efecto de corrección se logra procediendo en forma inversa, logrando recomponer la información original, pero ahora con el contenido de interferencia.
El resultado, cada una de las informaciones propias tiene la misma fase que en la grabación, mientras que las interferencias tienen fases opuestas entre líneas consecutivas.
Hasta el momento no se ha podido demostrar que con este procedimiento se logra eliminar o minimizar las interferencias. Pero en realidad es eficiente, porque, suponiendo las interferencias de igual magnitud, pero de sentido opuesto, llegado el momento de la observación del cuadro en la pantalla, el ojo humano resolverá en forma aditiva, efectuando la cancelación de las interferencias. En conclusión, el ojo por efecto de la persistencia en la retina, es el que cancela o minimiza las interferencias. Se dice minimiza, debido a que en una imagen con movimientos (una escena real), no se puede asegurar la igualdad de las interferencias entre líneas consecutivas, pero sí son muy similares (redundancia de información).
En el sistema PAL el proceso de rotación de fase es algo diferente, debido al cambio de fase propio del sistema. Esto nos ocasiona problemas adicionales que trataremos de explicar en forma sencilla. En la figura encontraremos todo lo necesario para el análisis.
Los giros se introducen en uno solo de los cabezales, en este caso el "B" y son los mismos que los efectuados para el sistema NTSC; el primero no sufre cambio alguno. Hasta aquí todo parece mas sencillo, pero la complicación viene a continuación.

En la primer fila de fasores encontramos la señal tal cual se origina, las dos filas a continuación tenemos la señal aplicada a cada cabezal, al "A", no se la incorpora rotación adicional.
Las dos filas siguientes tienen los fasores representativos de la lectura con la respectiva interferencia de campo cruzado.
Por último, en las dos últimas filas, se tiene la rotación inversa y recomposición de la señal. Esto restituye la fase original a la información, mientras que las interferencias vuelven a quedar en oposición de fase; pero con una diferencia, ahora la oposición de fase es cada dos líneas. El resultado es el mismo, por efecto aditivo en la retina del ojo se cancelan las informaciones interferentes.
Todos estos procesos de rotación de fase, no eliminan por completo las interferencias de color por campos cruzados, deben ser complementados con la inclusión de un filtro peine.
El filtro peine, no es limitativo de aplicarse en los procesadores de color, sino que existe un uso mucho mas general.
Este tipo de filtro permite separar espectros de frecuencias que llegan a la entrada en forma entrelazada. Un circuito básico es el que se muestra en la figura y consiste en un sumador y una línea de retardo.

En el sistema NTSC debemos tener en cuenta la rotación de fase introducida a la señal de croma; como consecuencia de esto en las entradas del sumador se tendrá la información de dos líneas consecutivas donde la información de líneas adyacentes se encuentra en oposición de fase. Como resultado, en la salida del sumador se habrán eliminado los vestigios de interferencias y duplicado la información propia del cabezal.

Debemos aclarar que la combinación de dos líneas adyacentes es posible debido a que el contenido de información cambia muy poco de una línea otra.
En el sistema PAL el proceso de eliminación de la diacromía es algo mas complejo, dado que nos encontramos que la información interferente se encuentra en oposición de fase cada dos líneas, lo que implica usar para la cancelación de la misma una línea de retardo de una duración 2 tH.
Resumen: En este documento se tratan, en primer lugar los principios generales de la grabación en formato VHS. En una segunda parte se tratan la secuencia de procesos que se efectúan a las señales para ser registradas en una banda magnética y su posterior reproducción y la compensación de errores. Este trabajo complementa y completa el denominado GRABACIÓN MAGNÉTICA y VIDEOGRABADORAS – LOS SISTEMAS MECÁNICOS.
Rubro: Tecnología, Electrónica, Telecomunicaciones.
Palabras claves: VCR, Videograbación, VHS, Videograbadoras, Grabación.

 

 

Autor:


Ing. Cocco, Julio César
Universidad Tecnológica Nacional – Facultad Regional Rosario
Departamento de Ingeniería Eléctrica
ROSARIO – República Argentina.


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