Первыми среди машин с вращающимися головками были аппараты фирмы Sony PCM 1620 и 1630; они и сейчас широко используются, несмотря на то, что подобные устройства вьшускаются и многими другими изготовителями. Кассетные системы используют вращающиеся головки и работают с цифровыми сигналами; они отвечают стандартам на КД. Однако объем продажи кассет сдерживается компаниями, которые предвидят, что записывающие системы, позволяющие делать совершенные копии с КД, подорвут рынок сбыта КД. Динамика продажи средств программного обеспечения для компьютеров, заставляет думать о том, что придется продавать КД по цене, конкурентоспособной с ценой на незаписанные ленты. Возможно, что проблема не так сложна, как кажется. Быстрый переход от долгоиграющих дисков к лентам был в значительной степени обусловлен износом дисков. Поскольку КД имеют действительно неограниченный срок службы, они в этом смысле не уступают лентам, используемым в обычных кассетных устройствах. Интересно, что системы с вращающимися головками (ВГ) разработаны в Европе, а основным поставщиком КД является Япония.

ТЕХНИКА ВРАЩАЮЩИХСЯ ГОЛОВОК

Читатель, не интересующийся видеокассетами, должен иметь в виду, что техника записи с помощью вращающихся головок столь же необычна, как сама цифровая запись. Этот раздел - введение в идеи записи с помощью вращающихся головок, рассчитанное на читателя, чей опыт основан на обычной аналоговой звуковой аппаратуре. Для читателя, имеющего опыт видеозаписи, многое окажется знакомым, хотя использование вращающихся головок в записи цифровых звуковых сигналов в деталях не идентично записи на видеокассеты. Отметим, что обычная кассета содержит ленту ограниченной длины, которой При использовании стационарных головок хватило бы всего на несколько минут работы. В случае использования стационарных записывающих головок скорость записи и воспроизведения должна быть такого же порядка, как для современных высокоскоростных видеокассетных магнитофонов.

Идея использования вращающихся головок заимствована из кассетной видеозаписи и другой ленточной видеоаппаратуры и состоит в том, что скорость головки относительно ленты может быть очень высокой, а собственно лента при этом может двигаться со сравнительно небольшой скоростью - около 1,873 см/с (записывающая аппаратура типа Betamax).

Обычно используются две головки, вращающиеся достаточно быстро, так что скорость головки относительно ленты составляет 5-7 м/с в зависимости от системы (наибольшие скорости используются в системе Betamax). Дорожка на ленте располагается под небольшим углом, так что каждая головка пересекает ленту до диагонали (рис. 5.1). Угол, на который поворачивается лента, составляет примерно 180°. При движении ленты между соседними видеострочками формируется защитная дорожка. Края ленты проходят вдоль стационарных головок, одна из

Головка

движение ленты Звуковая дорожка

Рис. 5.1. Принцип записи с помощью вращающихся головок. Лента протягивается так, что дзе головки, содержащиеся на барабане, проходят ленту под небольшим углом. Таким образом формируются участки дорожки, разделенные защитными полосками. Края ленты могут быть использованы для записи звуковых и управляющих сигналов

Дорожка упрабленк

Видеодорожка

которых записывает управляющие и синхронизирующие сигналы на другом краю ленты. В старых вариантах видеокассет качество звучания было плохим потому, что звук записывался с помощью стационарных головок и скорость протяжки ленты была мала даже по сравнению со стационарными звуковыми кассетами. В более современных системах используются дополнительные вращающиеся головки и запись ведется теми же методами, которые впоследствии развились в системы с вращающимися головками. Видеосигналы разделены на секции и частотно-модулированы, чтобы уменьшить требования к линейности магнитных характеристик ленты.

На первый взгляд может показаться, что хорошо опробованную систему можно непосредственно применять для цифровой звукозаписи, тем более что к качеству цифровых звуковых сигналов предъявляются не слишком жесткие требования. Но дело в том, что звуковой сигнал продолжительный, а видео - нет; видеосигнал состоит из группы колебаний, которые повторяются через 20 мс (длительность чередования полей). Каждому полю соответствует набор строк на экране телевизионного приемника; два поля образуют полный набор - картинку . Развертка - чересстрочная; одному полю соответствуют нечетные строки, другому четные. Временной интервал между полями велик, и луч успевает переместиться в верхний левый угол экрана. Это время - время синхронизации полей; оно соответствует 20 строкам в каждом поле и равно 1,28 мс.

В течение интервала синхронизации передаются только синхронизирующие импульсы, а не видеосигнал. Если вращение головок управляется надлежащим образом и количество намотанной ленты корректно, то точка пересечения одной головки с другой может быть подстроена в течение этого интервала. Одна дорожка записывается одной головкой; содержимое записи соответствует одному полю. Импульсы, синхронизирующие поля, создаются генератором.

При записи телевизионного сигнала нарушение непрерывности видеосигнала облегчает переход с одной головки на другую. В звуковом сигнале таких разрьшов нет и, если мы хотим использовать систему с дву-

1 Такт 2

juumiJULJijiJUJuixnjxjiJ

Huжaяjmaкmupyюш,aя частота Вход

JUJULMJUJLIliJ ПЛМиШЛШ UULULJUL

Высокая тактирующая частота Выход

Группа Мертбве Группа Мертвое данных время данных бремя

Рис. 5.2. Сжатие данных, используемое для формирования искусственного разрьта в данных, необходимого при применении вращающихся го]ювок. Сигналы помещаются в память с одной скоростью, а считываются с другой - большей. Затвор служит для прерьшания. На рисунке показаны импульсы, сгруппированные по 12; в действительности используются группы из большего количества сигналов. В приемном устройстве процесс восстанавливается с первоначальной тактирующей частотой. Каждый импульс представляет группу звуковых сигаалов

мя головками, то такой разрыв нужно создать. Это основа всех систем, в которых используется цифровая запись звука на стандартные видеокассеты, а также для цифровых звуковых кассет - систем с ВГ.

Разрыв создается временньгм сжатием двоичных импульсов, формирующих кадр сигнала. Кадр сигналов - искусственное формирование - это группа сигналов, проходящих за время, в течение которого головка сканирует отрезок ленты. При временном сжатии число импульсов, посылаемых за время одного кадра в записывающую головку, меньше натуральной длительности кадра. При этом создается временной интервал, в течение которого сканирование ленты передается от одной головки к другой, после чего посылается или принимается другой каДр.

Временное сжатие осуществляется с помощью памяти типа компьютерной. Цифровые сигналы, поступающие из цепей обработки, непрерывно загружаются в память, а содержимое считывается только в течение интервала (рис. 5.2). Для этого необходимо более сложное устройство, чем простой регистр сдвига, потому что считывание происходит быстрее записи (на записывающей стороне), так что в памяти должен быть размещен полный кадр сигналов плюс сигналы, поступающие между кадрами. Для этого используется ЗУПВ, и ниже мы покажем, что это не такая простая система.

В отличие от памяти на регистрах сдвига в ЗУПВ используется набор триггеров; доступ к любому из них осуществляется произвольно. В такой памяти выборка осуществляется с помощью двоичного числа, называемого адресом, и каждый элемент памяти имеет свой собственный адрес. Для некоторых типов ЗУПВ, используемых в компьютерах, запись и считывание никогда не производятся одновременно. Для целей Временного сжатия в звуковой технике можно использовать ИС памяти,