录像机中产生时基误差的原因及校正* (1995年)

时基误差是在录像机播放视频信号时，相对于标准电视信号场周期和行周期发生的时间或相位上的偏差。这种误差会对电视录像的制作和重放质量产生显著影响。时基误差产生的原因是多方面的，包括磁带物理特性的变化、录像机主导轴转速的稳定性、机械部分的非均匀运动、环境因素（如温度、湿度变化）以及录像机本身的电气性能差异等。时基误差会导致视频图像在时间上被拉长或缩短，造成画面质量下降，严重时甚至会出现图像撕裂。 磁带物理特性变化是产生时基误差的重要原因。磁带本身是由弹性物质制成，其带基在录放过程中会受到多种因素的影响，例如机械元件的公差、运带系统间的摩擦系数、温度等，这些都会导致磁带的伸缩，进而影响录放效果的一致性。例如，当磁带通过固定飞导柱时，摩擦会引入机械振动，这种振动会以磁带的振动频率压紧或拉长磁带，从而导致时基误差。湿度的变化会增加磁带的摩擦系数，严重时可能导致图像上出现"皱皮状"。磁带在扫描器处的牵制张力变化也会引起时基误差，这通常是在磁带开始环绕扫描器行程处发生。 时基误差的另一个主要来源是录像机的主导轴和压带轮。主导轴恒定的转速是保证磁带恒定通过磁头的关键，如果主导轴转速不稳定，就会导致重放时的频率发生偏差，进而产生时基误差。导致主导轴转速不稳定或抖晃的因素包括其加工精度、材料质量以及压贴力大小变化等。主导轴系统产生的误差通常集中在信号的低频段附近，直接影响录放时图像的稳定性。 为了减少和校正时基误差，人们做了大量工作来提高信号的录放质量。这包括改善录像机的伺服系统，控制磁鼓和主导轴的速度，并在电路上采取措施，比如使用时基校正器。时基校正器的作用是接收带有时基误差的磁带重放信号，然后去除所有这些误差，输出具有严格同步信号的稳定信号。时基校正器分为模拟式和数字式两种类型，两者的工作原理基本相同，即通过暂时存储电视信号然后延迟输出，从而使得输出信号在时间上与输入信号无关，实现无时基误差的播放。 时基误差还会引起副载波频率和相位的变化，导致图像的几何失真。例如，磁带变形和张力变化会造成图像歪斜失真，场频到行频之间的误差会引起图像的水平抖动，而高于力的误差会导致图像中高频成分发生相移，可能造成相邻行黑白色素抵消，降低图像的水平清晰度。在频率偏差较小的情况下，可能会产生色调失真，而当频率偏差太大，超出了监视器的允许范围时，颜色信息甚至会消失。PAL制彩色信号使用副载波的大小表示颜色的饱和度，用相位表示色调。因此，准确的时基校正对于保证图像质量至关重要。 针对时基误差的校正方法，彩色降频技术被广泛应用于大多数家用录像机。该技术通过降低色度信号的频率，以减少时基误差对图像颜色的影响。在记录时如果没有时基误差，那么在特定时间内，频率为f的信号应该记录A=tf个周期。但在时基误差的影响下，记录和重放时的频率会有所不同，这就需要校正器来补偿这些差异，确保图像质量。 总结而言，时基误差对录像机的视频信号质量有极大的影响，其产生的原因是多方面的，从磁带物理特性的变化到录像机机械和电气性能的不稳定。随着技术的发展，人们通过改进伺服系统和利用时基校正器等技术手段，有效地控制和减少了时基误差，从而提高了电视录像的制作和播放质量。