S-VHS Super-high band VHS 超級家用視頻系統(tǒng)
S-VHS錄像機(jī)為Super-VHS錄像機(jī)的簡稱，又稱高帶錄像。它是日本JVC公司繼其公司在開發(fā)出VHS家用錄像機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)而開發(fā)出來的新機(jī)種，新機(jī)種具有高清晰度（水平清晰度達(dá)到400線以上），參見表1，高保真（Hi-Fi）度，帶寬從20Hz-20KHz，動態(tài)達(dá)90dB，信噪比也達(dá)90dB，參見表2。它的圖象可與LD比美，聲音可以與CD比美，是Hi-Vi愛好者手頭不可或缺的音視設(shè)備。S-VHS錄像機(jī)的圖象質(zhì)量比DVD略差，但從表中可以看出，用目前的高檔電視機(jī)也很難達(dá)到500線的水平分辨力，所以用S-VHS或DVD或LD播放出來的圖象用肉眼也是分別不大的。另外就是S-VHS錄像機(jī)，對VHS帶子保持向上兼容的特性，即所有VHS帶子都可以在S-VHS機(jī)里播放。相反，從S-VHS機(jī)里錄出來的帶子則不能在VHS錄像機(jī)里播放。既然S-VHS錄像機(jī)有如此優(yōu)異的性能，下面將就其特點及技術(shù)性能作一介紹。
一、S-VHS錄像機(jī)的新技術(shù)
S-VHS錄像機(jī)是在VHS的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，從表3可以看出，除少量參數(shù)相同外，S-VHS的性能指標(biāo)比VHS提高了一大截，這主要是S-VHS除保留必要的與VHS兼容的功能外，在電路設(shè)計、使用的磁頭、磁帶上都進(jìn)行了脫胎換骨式的改進(jìn)，具體有如下的七個方面。
1、在圖象方面。其視頻的亮度信號向高端延伸到7MHz段，頻偏從VHS的1.0MHz增大到1.6MHz，這樣一來，使VHS的亮度有效帶寬從3.2MHz提高到5MHz，它們的頻譜參見圖1、圖2。一般按每1MHz的帶寬對應(yīng)80線的清晰度計算，VHS的清晰度約250線，而S-VHS達(dá)400線以上。這是最有效提高圖像清晰度的辦法。 2、采用非晶體薄片疊層式磁頭。帶寬提高以后，VHS的晶狀體磁頭對高頻產(chǎn)生的雜波干擾以及渦流損耗都不能再適應(yīng)，故而JVC公司重新開發(fā)出一種采用多塊薄片疊起來的非晶體磁頭，疊片之間絕緣加大，渦流減少。它直接提高低頻的特性，故而使S-VHS頻譜低端的色度降頻信號（參見圖2）得到改善，使人感到色飽和度明顯提高。
3、對亮度/色度（Y/C）信號分別處理及傳輸。為減少亮度和色度信號在電路處理過程及傳輸過程的互相串?dāng)_，從圖9、10中可以看出S-VHS錄像機(jī)不論是記錄或重放自始至終都采用亮色分離的方式進(jìn)行處理的。這種電路設(shè)計使亮/色信號都處于最佳工作狀態(tài)。
4、采用新型錄像帶。為適應(yīng)新型磁頭寬帶高靈敏度的需要，采用新型的鉻及三氧化二鐵材料制成高磁飽和涂層，且厚度只有0.5μm。新型磁帶構(gòu)造參見圖3，從表3也可以看出它的剩磁及矯頑力大大提高，從而使錄制的信號大大提高。
5、在信號處理過程中采用可變時間常數(shù)進(jìn)行限幅和加重，使圖象的邊緣噪聲大大降低，原理參見圖6、圖7；采用可變時間常數(shù)時的所謂非線性預(yù)加重（在S-VHS中使用）即加重的時間常數(shù)隨輸入信號電平的大小而改變。從而使得非線性區(qū)域下的噪聲被壓制下來。
6、在旋轉(zhuǎn)磁鼓中加入Hi-Fi伴音專用磁頭。VHS的音頻頻響只有12KHz，要想錄制高保真節(jié)目這是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。VHS的帶速（參見表3）只有33.35mm/s，比盒式磁帶的47.6mm/s還低，要想提高頻響，只能提高帶速。在高速旋轉(zhuǎn)的磁鼓中加Hi-Fi 伴音專用磁頭，使它的磁頭相對磁帶的速度達(dá)到5.8m/S（參見表3），比靜止的伴音磁頭相對于磁帶的速度提高170多倍，從而使旋轉(zhuǎn)磁頭錄出的頻響達(dá)20KHz，即使采用EP方式（慢速，1/3正常帶速）錄制，頻響仍達(dá)20KHz，從而真正實現(xiàn)了Hi-Fi的伴音水平。這樣一來S-VHS便可記錄四個聲道的伴音：普通聲道12KHz（正常速SP模式）2路及Hi-Fi 聲道2路（注意在EP模式下普通聲道的頻響只有5KHz左右）。原理可參見圖4及圖5。
7、采用深層方位記錄方式。由于增加了旋轉(zhuǎn)伴音磁頭，勢必帶來額外的磁帶開銷。根據(jù)S-VHS錄像機(jī)伴音調(diào)頻及亮度調(diào)頻頻率不同的特點，使用深層方位記錄方式，見示意圖8。讓伴音磁頭先在空白的磁帶上面記錄伴音信號，然后在其表層再記錄圖像信號，這種方式有效地節(jié)約了磁帶，又使伴音達(dá)到高水平。
二、S-VHS錄像機(jī)的圖像工作原理
S-VHS錄像機(jī)的圖象工作原理可分為重放和記錄，其中為了與VHS兼容，還保留有VHS的電路。
1、記錄原理：參見圖9。由S端子來的Y/C分離信號送到訊源選擇開關(guān)備選。從復(fù)合視頻信號端子來的復(fù)合視頻信號首先在Y/C分離器里分解出Y及C信號。此信號也送訊源進(jìn)行備選。一般當(dāng)兩組端子均有訊號時，沒有手動選擇功能的錄像機(jī)會置S端子優(yōu)先。對于有多組S端子及多組AV端子的機(jī)器會增加一個訊源選擇開關(guān)。由訊源選擇開關(guān)選出的C訊號會直送低通濾波器，它的中心頻率為3.58MHz±0.5MHz，它只讓3.58MHz的信號通過。然后送入降頻處理電路進(jìn)行變頻得到629KHz的色度降頻信號。此處降頻標(biāo)準(zhǔn)與VHS是相同的。從而允許VHS錄像帶能向上兼容。進(jìn)行頻率變換后再進(jìn)入低通濾波器，得到629KHz±0.5KHz的色度信號,然后送入亮色混合器，得到混合全視頻信號，最后送到影像旋轉(zhuǎn)磁頭記錄。
同時，亮度信號從訊源選擇開關(guān)選取后，經(jīng)工作方式開關(guān)選擇，此開關(guān)由S帶子上的標(biāo)志孔控制，一般的VHS錄像帶是沒有這個小孔的。當(dāng)機(jī)器檢測到磁帶的性質(zhì)后使工作方式開關(guān)置于適應(yīng)的位置，從而選擇S-VHS電路或VHS電路投入工作。其中VHS系統(tǒng)采用細(xì)節(jié)增強(qiáng)及亮度降噪電路，而S-VHS系統(tǒng)則采用非線性預(yù)加重電路，以便更有效地降低亮度噪波。兩信號分別處理后再交由共同的加重電路進(jìn)行線性的加重，然后送入黑白切割電路，切去預(yù)加重產(chǎn)生的信號峰值，不同的帶子（S子帶檢測開關(guān)控制）會啟動不同的參數(shù)，切峰的范圍一般VHS為白電平200%，黑電平40%，而S-VHS為白電平210%，黑電平為70%。切峰后的信號則送去調(diào)頻電路。由于VHS及S-VHS對亮度帶寬有不同的要求值，故S帶子檢測開關(guān)還控制著此調(diào)頻電路的頻率范圍；VHS為3.4—4.4MHz，頻偏1MHz；S-VHS為5.4—7MHz，頻偏為1.6MHz。被調(diào)頻后的亮度信號便送到亮/色混合電路與另一路色信號進(jìn)行混合得到全視頻信號，然后送影像旋轉(zhuǎn)磁頭進(jìn)行記錄。從而完VHS及S-VHS影像的記錄過程。
2、重放過程：見圖10。從旋轉(zhuǎn)磁頭拾取的全視頻信號經(jīng)過預(yù)放大后由低通濾波器濾出629KHz的色度降頻信號及由高通濾波器濾出亮度調(diào)頻信號。
其中色度降頻信號直送頻率變換電路恢復(fù)成原來的3.58MHz的色度信號，經(jīng)帶通濾波、彩色降噪后直接送去S端子中的色度引腳，并同時送去亮/色混合電路混合后得到復(fù)合信號由BNC插座輸出。
而亮度信號經(jīng)高通濾波器濾出后送入自動增益控制電路，并通過工作方式開關(guān)（S帶子檢測開關(guān)控制）分別送入兩個不同要求的均衡放大電路進(jìn)行放大。后面的限幅是一樣的。而解調(diào)電路會根據(jù)工作方式的不同而選擇不同的解調(diào)頻率。解調(diào)后進(jìn)行共同的線性去加重，其中VHS亮度信號再經(jīng)去加重電路，S-VHS信號經(jīng)非線性的去加重電路，恢復(fù)到原始記錄的亮度信號形狀。此外還要進(jìn)行失落補(bǔ)償；主要是補(bǔ)償磁鼓轉(zhuǎn)換開關(guān)帶來的信號失落，并進(jìn)行亮度降噪及行相關(guān)消噪，便完成亮度重放的過程。此亮度信號分成兩路，分別送S端子直接輸出及送亮/色混合器與色度信號混合后得到復(fù)合視頻信號，由RCA插座輸出。
以上介紹的是S-VHS的影像錄放過程。由原理框圖可知，即便使用VHS帶子，亦同樣使用亮/色分離處理電路分別處理，亮/色的互相串?dāng)_減少了，高質(zhì)的消噪電路使得圖象顯得干凈，特殊的磁頭亦大大提高了圖象的信噪比及色飽和度，顯然用VHS帶子在S-VHS機(jī)中的錄放效果遠(yuǎn)優(yōu)于一般VHS機(jī)。對擁有S-VHS機(jī)的人便可以不再需要VHS機(jī)了。
三、S-VHS錄像機(jī)的伴音工作原理
1、記錄原理：見圖11。與視頻不同，它有兩組磁頭：固定磁頭記錄普通伴音；旋轉(zhuǎn)磁頭記錄Hi-Fi伴音。從BNC插座送來的伴音音頻信號分兩路，其中一路直送普通伴音電路進(jìn)行處理后再送去固定的伴音磁頭進(jìn)行記錄。其電路與一般VHS錄像機(jī)大致一樣，故不贅述。這一種方式記錄的頻響直接受帶速的影響，一般帶速為SP模式時帶寬約為12KHz，而用LP方式時，大約只有6KHZ左右。另一路由Hi-Fi電路把音頻信號經(jīng)帶通濾波器濾去音頻外的雜波后便進(jìn)入降噪電路，本電路對動態(tài)進(jìn)行壓縮，具體來說是把80dB的動態(tài)壓縮到40dB，它以0dB為基準(zhǔn)，+10dB壓為+5dB，-70dB壓到-35dB，此時的磁帶噪聲電平約為-25dB左右，故信號（-35dB）掩蓋了噪聲，實現(xiàn)了降噪的目的。重放時則采用互補(bǔ)的過程恢復(fù)到原來的動態(tài)范圍。
預(yù)加重電路處理后的20KHz音頻信號被調(diào)制成中心頻率分別為1.3MHz（左聲道）及1.7MHz(右聲道)的調(diào)頻伴音信號（其頻譜可參考圖2）。然后送旋轉(zhuǎn)磁頭進(jìn)行記錄，這兩種伴音是同時記錄的。一般情況下，磁帶的速度越高，所錄的頻響越寬。一般S-VHS的磁帶速度對固定磁頭為33.35mm/s，而磁帶對旋轉(zhuǎn)磁頭的速度為5.8m/s，約相當(dāng)于靜止磁頭與磁帶的相對速度的170倍，故完全可以錄出頻響更寬的伴音，當(dāng)然受20KHz低通濾波器的限制及人耳聽覺的限制，再寬也是沒有意義的。此時即使使用N制的EP（1/3帶速，11.12mm/s）模式錄音，旋轉(zhuǎn)磁頭與磁帶的相對速度仍達(dá)1.93米/秒，要錄出Hi-Fi要求的20KHz頻響仍綽綽有余。
2、重放原理，參見圖12。它與記錄過程基本上是一個互逆的過程，解調(diào)與調(diào)制，加重與去加重，壓縮與擴(kuò)張等。所不同的是在重放時給予補(bǔ)償，包括失落補(bǔ)償及磁頭切換噪聲補(bǔ)償。
需要說明的是伴音的普通通道及Hi-Fi通道是互相獨立的，它可以同時工作，故而前面提到的S帶檢測開關(guān)檢測到所用磁帶為S錄像帶時才讓Hi-Fi通道投入工作，這在某些牌子的機(jī)器中如此，但在其它一些機(jī)器中，普通聲道及Hi-Fi聲道均一直工作，同時記錄在磁帶上。而音頻輸出端子的信號可以通過面板上的選擇開關(guān)選擇普通，Hi-Fi立體聲，左、右、或單聲道。有一部分機(jī)器則優(yōu)先輸出Hi-Fi立體聲，這些功能依不同廠家有所不同。
四、使用
通過以上的分析，可以得出如下的結(jié)論：
1、S-VHS的圖象清晰度超過VCD，與LD相當(dāng)，接近DVD的水平，由于這些軟件較貴，如果需要錄制，則最好的選擇就是S-VHS錄像機(jī)。同時，用S-VHS機(jī)錄制VHS帶子其效果也比VHS機(jī)錄的VHS帶的圖象更好。
2、S-VHS的伴音水平與CD、LD無什么區(qū)別，超過一般的模擬錄音機(jī)，且錄出來的聲音耐聽，并且利用EP（1/3帶速）模擬錄出來的聲音仍與CD、LD無什么區(qū)別，故對于Hi-Vi或Hi-Fi愛好者來說，選擇S-VHS的玩法是最省錢的。
3、采用S-VHS的Hi-Fi聲道來代替錄音機(jī)，一盤180分鐘的帶子大約可錄7個半鐘頭的CD節(jié)目，而不必專門選擇S-VHS專用錄像帶，只需要選用一般的VHS帶子改裝即可。一般的VHS帶子約10元/盒，10元即可錄7張CD，平均每張CD只需1.4元，便具有CD的效果。故具有更高的性能價格比。具體改裝辦法：通過比較可以發(fā)現(xiàn)S-VHS帶盒與VHS帶盒是完全一樣的，只是多了一個直徑6mm的S-VHS帶檢測小孔，具體參見圖13，只需在此鉆一個小孔即可。
4、目前廣東一盒高質(zhì)S-VHS錄像帶（180分鐘）的價約80元，可以錄兩張LD或者1張DVD，且可以反復(fù)錄制，可見其性能價格比是相當(dāng)高的。若采用改制的假S-VHS帶子錄出來的圖象雖比不上標(biāo)準(zhǔn)S帶，但比起VHS根本不可并提，故要省錢便可選擇此種玩法。
5、對于攝錄愛好者，VCD制作或CVD制作者，兩臺帶編輯可互錄的S-VHS更是必不可少的工具。
6、S-VHS錄像機(jī)什么時候可以淘汰呢？首先許多人認(rèn)為VCD出現(xiàn)并普及后可以淘汰VHS，LD、DVD出現(xiàn)并普及后便可以被淘汰S-VHS，其實這是極其片面的看法。VCD、LD、DVD都是只讀的，不能記錄。它永遠(yuǎn)不能代替VHS及S-VHS的記錄功能。更何況LD、DVD的昂貴。采用錄像機(jī)轉(zhuǎn)錄下來，可再抹掉重錄，可以節(jié)省許多錢。特別是故事片，不可能天天看同一部電影，即使買得起LD、DVD，但保管存放仍是一個問題。故S-VHS與LD、DVD等是互補(bǔ)的，不存在替代性。而S-VHS倒是可以替代VHS。目前日本正在研制超級數(shù)字錄像機(jī)，是與DVD配套的，稱為SD VCR，只有當(dāng)它出現(xiàn)并普及后，且又能與VHS、S-VHS兼容，才可以讓S-VHS被淘汰。但在SD VCR中加入模擬錄像功能，似乎成本太大。就好像DAT是針對CD錄音的，DAT也無法讓盒式磁帶向上兼容一樣。通過以上分析，可以推斷，在HD-TV普及之前，S-VHS錄像機(jī)是不可替代和被淘汰的（特別是在中國）。
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