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
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.
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.