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数字摄录像机NV--DX100电路原理与构成
作者:佚名 来源:本站整理 发布时间:2011-06-17 10:53:20
小型数字摄录像机NV--DX100电路原理与构成
DV(DigitalsVideo)新型家用数字摄录像机的技术标准制定于1993年9月。是由日本的索尼,乐松,JVC及欧洲等几大公司为了幸免数字家用录像机重蹈模拟家用录像机的格式之争而统一制定的。所有说:DV是世界范围的新一代家用数字录像机的格式,是数字家用摄录像机的统一标准。近几年来随着数字技术的进展,国内数字家用摄录像机的拥有量迅速增长。本文结合实际机型电路简述数字家用摄录像机的工作原理、电路特点及故障检修。
DV数字摄录像机将摄录的视音频信号完全采纳数字方式记录在1/4英寸(6.35mm)宽磁带上,其视频重量采纳8位,音频采纳16位数字方式进行处理,水平清楚度高达500电视线,彩色频滤带宽3MHz,信噪比S/N为54dB,应用PCM音频调制达到了CD的音质,正是由于采纳了数字格式使整机达到了专业级指标。
基本原理
一,磁带信号分部
我们知道在VHS格式中,其磁带上的信号每记录一帧图像需用2条磁迹(49mm),并将音频和操纵磁迹记录在磁带的上下两边。而DV磁带则需要12条磁迹,每条磁迹宽度10微米。其音频信号是采纳调频PCM方式记录在磁迹上的,寻迹用的操纵信号是采纳与8mm类似的ATF伺服方式记录在视频磁迹区内的。在磁带的视频记录区内,视频数据信号被压缩到原有的1/5并被记录下来。视频区内含有视频数据和视频辅助数据录制格式被记录在辅助数据中。音频数据采纳非压缩方式也具有数据和辅助数据两种信息。其中辅助数据含有录制模式双声道四声道模式。此外还有一个副码区,它饱含了磁迹码时间码快速搜索和编辑索引数据。辅助视频辅助音频及副码被通称为“系统数据”。这些数据可存储在DV盒式录像带盒上的数据存储器上作为检索使用。另外磁迹信息和插入信息被置于ITI区其中磁迹信息主要是反映磁迹宽度以区别SP或LP的走带方式。插入信息是为后面讲的开始同步块(SSA)区使用的它可以辨认出重放时的音频数据视频数据副码数据的位置。在磁带中区与区之间要有一定的安全空间,这个信号被插入在连续信号中。在图1中每个视频音频副码区中都含有同步块,在同步块中含有同步ID数据及奇偶信息。视频区含有149个同步块,音频区含有14个同步块副码区,含有12个同步块。
顾名思义,DV数字录像机也还是录像机。因此也必须具备记录和重放信号两大基本功能,它们与模拟录像机有许多相同之处,基本构成也包括:记录信号处理、重放信号处理、伺服系统、机械系统。不同之处,在于记录的视音频信号不再是随时间变化的连续模拟调制波形,而是随时间变化的由“0”和“1”构成的数字比特流,对这种比特流的记录和重放处理是数字录像机采纳的新技术。二、数字码率压缩处理
DV是数字重量录像机,所谓数字重量录像机是指它们的数字化是对亮度和色差信号分别进行的,因此,它们在数字化处理的共同特点是:
亮度和色差信号的取样都是8bit;亮度和色差信号的取样频率分别是13.5MHz和6.75MHZ;采纳串行重量数字信号格式传输;音频信号取样是16bit线性量化;音频信号取样频率是48KHz,音频信号采纳2声道/4声道记录;每帧信号记录在12条磁迹上;
对于625/50制式的数字电视信号,每帧图像信号的取样点每行正程取样为720个,每帧共576行,因此,每帧取样点共有720×576==414720个。假如每个取样点按8bit量化,则比特流的码率是:
720×576×8×25×(1+0.5)==124MB/S
根据上边得到码率,要将它们全部记录到磁带是根本不可能的,因为,每8MHZ带宽可以容纳的码率大约是15-20MB/S它们已经大大超过了一个频道模拟信号的带宽,而事实上,在模拟录像机中,为了压缩记录带宽,在磁头缝隙,磁带速度和信号调频等等方面作了大量的技术革新之后,才推出了1英寸C格式录像机,在采纳色度降频和压缩带宽处理之后,推出了3/4英寸的U-maticBVU系列和1/2英寸的VHS录像机,这两种机型都是以减少带宽,牺牲图像质量为代价的。在模拟重量录像机中,采纳了色差信号时分复用的技术,才保证了图像质量比BVUVHS有明显提高.因此减小信号所占用带宽是模拟录像机技术进展的主攻方向。
同样地,减少数字信号码率也是数字录像机进展的主要技术,对数字电视信号来讲压缩方法主要有以下两种:
帧内压缩:主要是JPEG、DV等格式的压缩方式,。数字录像机中主要是采纳了这种方式。
帧间压缩:主要是MPEG-1、MPEG-2和H261压缩方式,它们主要用在电视信号的传输分配系统中.在光盘记录中主要用于VCD和DVD。
所谓帧内压缩,就是在一帧画面内进行有效的压缩,在PAL制数字亮度Y信号中1帧画面内含有720*576个像素,在色度R-YB-Y数据中含有360*280像素。为此对于数字信号来说,在PAL制中其采养频率Y=13.35R-Y,B-Y为6.75既Y采样频率使信号的4倍,C采样频率是其2倍。既4:2:2。同时在传送中将R-Y信号在相位在交替线(1H)上翻转180度。使R-Y,B-Y信号实现交替采样。对于PAL制的数字数据是以垂直方向进行采样的。在数字画面中通常将8*8个像素块称为1个DCT块,也就是DCT块:把720×576个取样点分成由水平和垂直的8×8个取样点组成的若干块,所以在一帧画面中亮度Y数据含有72*90=6480DCT块,而R-YB-Y含有60*22。5=1620个DTC块。这些块又合并为宏块,(见图3)既宏块是由同一位置上,一定数量亮度DCT和色差DCT块组成,在DV中1个宏块==4YDCT+(R-Y)DCT+(B-Y)DCT,这些宏块经混合合并又成为超块。对于625/50制式,把一帧图像水平分成5部分,垂直分成12部分后,这样的每一部分叫做超块,一个超块为27个宏块组成。(见图2)
所以在DV格式中一帧画面****有像素:720×576==414720个
亮度DCT块:720/8×576/8==90×72==45×36×4(个)
色差DCT块:(360/8)×(288/8)==45×36(个),宏块:45×36==1620(个),超块:60个。而且,一帧画面用12条磁迹进行记录,因此,我们得出:一条磁迹对应着5个超块或者135个宏块或者810个DCT块1个超块对应着27个宏块或者162个DCT块。
在音频部分数字音频是以PCM方式进行声言记录的其两个声道是以48KHZ,44。1或32KHZ采样频率进行记录的。在磁带分部上一帧周期音频数据也记录12条其中前6条记录左声道,后6条记录右声道。
三:数字视音频记录过程
当输入DV摄录机的信号是模拟信号时,它们首先在模拟/数字转换电路中被转换成数字信号。既以Y=13.5MHz,R-Y和B-Y以6.75MHz进行线****替采样。通过改变采样频率,传输速度变换成162M比特/秒。然后,再去除消隐信号,使162比特/秒的速度变为124比特/秒的数据流。这一过程被称之为改组。完成变换的视频信号被送入压缩(DCT和VLC)电路。在压缩电路中要完成124M比特/秒至25比特/秒的压缩处理。既利用离散余弦变换(DCT)DCT处理是将时间轴成分转换成频率成分,根据运动检测电路的检测结果,来操纵DCT演算的模式,当活动图像少时,进行帧内8-8DCT纵横配置的处理,活动图像多时进行场内2-4-8处理.接着通过"之"字形读取顺序,将DCT块变为串行,然后进行自适应量化,通过对数据的不断计算,改变数据的量化级数。然后进行交错处理,将信息量多和信息量少的图像加以混合,以获得均匀的信息量,具体操作就是从不同的超块中取出5个宏块,作为一个图像数据段一帧画面共有324个图像数据段。其后进行适应性转换把每一个视频片段限制在77*5字节上。适应性转换是可变长编码(VLC)过程的预备工作过程之一,起到增加“0”数据量的作用。最后,进行可变长编码(VLC),采纳霍夫曼编码,对图像信号进行实际压缩,使每个图像数据中的总码量一定,使常用码被给予短码,不常用码则被给予长码,使压缩更为有效。总之,压缩处理就是以图像数据段(5个宏块)为单位进行,按5:1的压缩比,用DCT和可变长编码,将每个宏块的码率从384字节压缩到77字节(6×8×8==384字节/宏块),使比特流总码率从124MB/S压缩到25MB/S.并增加高频区域数据数或零值数据。这样一来DCT数据就变换成了VLC数据。再经过纠错码处理,再加入跟踪操纵引导信号和ATF(自动寻迹)信号,进入记录调制被变为41.8M比特/秒的数据信号经记录放大最后被录制在磁带上。记录时把画面上横向排列的5个超块,经过纠错和记录调制放大之后,记录在一条磁迹上
一:摄像部分
(1)CCD成像系统
NV-DX100为了更好的发挥DV数字格式的性能优势,在摄像部分采纳了专业1/4英寸的3片CCD成像电路,既RGB三基色各用一片CCD。这一技术与专业的广播级摄像机是相同的。在已往的模拟家用摄录机(NV-M3000,M9000,S-990等)均采纳了单片CCD结构系统。而单片CCD呈像的RGB三基色是由Mg,Cy,G,Ye产生的,其中“N线”加上(Mg+Ye)和(G+Cy)产生Y亮度信号,减去(Mg+Ye)和G+Cy)产生C色度信号。而在“N+1线”加上(G+Cy)和(Mg+Cy)产生Y亮度信号,减去(G+Ye)和(Mg+Cy)则产生C色度信号。正是这种加减计算误差,使彩色信号在轮廓线上不能正确的体现。而三片CCD系统其RGB信号分别由个自的CCD产生,因此可正确的再现其彩色信号,所以在NVDX-1摄录像机中采纳的摄像系统,可真实再现彩****像。另外三片CCD输出信号的电位动态远远大于单片CCD系统,可获的更丰富的色彩层次。而且在3CCD摄像系统中,为了提高图像的水平分解力,在安装绿色CCD的位置比红蓝CCD上移了1/2个图像元素,可达到提高1.5倍有效图像元素的同样效果。便与足够的尺寸汲取入射光。在NV-DX1中采纳了无隙安装分色三棱镜技术把入摄光分离并将更反射到CCD晶片上,不但消除了安装误差而且也减小了镜片的尺寸。为了使摄像机在数字变焦,数字图像稳定拍摄中改善垂直解像力。NV-DX1在数字效果方式中进行了垂直像素位移,将绿CCD信号改变的耦联时控位移了1/2线。且使绿CCD的输出在RB之间被交错,使一场信息能够获得象一帧画面的视觉效果,使之在数字效果方式中也获得了清楚的物体的垂直边缘.
在电路中CCD传感电路分别由行场两个驱动电路操纵了3个CCD的输出,其中由IC106脉冲产生器输出行驱动脉冲至IC109,输出场驱动脉冲给IC107和IC108。IC106分别由IC302提供VD场脉冲和HD行脉冲以及11.25基准时钟来产生垂直/水平脉冲(OVOH)重置(OR)和读取(CH)脉冲。而且数字快门模式也是由IC302的系列数据操纵的。在电路中CCD畜积的的电荷是通过混合垂直和读取脉冲后送于V-CCD中所产生的。同时此脉冲还用于移动V-CCD和H-CCD中的电荷信号。IC107为绿CCD的V驱动,IC108则用于红/蓝CCD的V驱动。此后由CCD产生的信号经IC502/503/5063组成的采样保持电路去除噪声成分。然后通过IC504进行AGC伽马修正的预处理由(22)、(24)、(30)输出峰值为1。4VP-P的模拟RGB信号。经IC301(MN673432)进行模拟/数字转换,模拟/数字转换IC将输入的模拟信号先转换成9比特的数字信号。其原理是模拟输入端子于IC内部各比较器并联连接,比较器的另一端与个基准电压连接。这些电压是由分离输入电压512级产生,该电压的范围由0.8至2.8伏。转换后的信号经箝位电路保持送入解码电路,再经缓冲由不得22--40输出。该数/模转换器的采样脉冲为11.25MHz。经转换后的数字二进制代码再进行IC3数字信号处理。由于来自模/数转换器的B信号在棱镜的作用下相对R/G信号反转了180度,其缘由是G信号在棱镜中被折射两次,而R信号没有被折摄,所以RG信号具有相对的时计。而B信号只被折摄了一次,故其相位必须转换180度。IC305完成信号的垂直水平方向的移动,并经过记时调整。在IC301中经DSP预处理的的亮/色信号被送于水平变焦电路以操纵DIS模式中的分段帧水平记时。由于在DV格式中,亮度信号的数据处理速度为13.5MHZ所有采样频率从22.25MHZ转换为13.5MHZ以完成D/D转换。此后经3dB的降噪处理及垂直变焦以补偿数字变焦和DIS模式中的水平线数。再经Y/C处理以较正Y/C信号中的垂直/水平光圈,然后以8比特方式送出。为了检测人为拍摄时的颤抖情况,将8比特的亮度信号和色度信号送于IC304。将前场信号图像数据和现场数据加以比较。在电路中IC305为摄像微处理器,该处理器除操纵水平读出区域和水平变焦电路的变焦放大外,还操纵场存储器IC303/304中的垂直读出区域,其中读出的全帧的90%被送到垂直变焦电路。
(2)自动聚焦电路
NV-DX100自动聚焦系统在10LUX的照度下,2秒内完成聚焦动作。该系统采纳内聚焦方式,可完成望程/广角到完全广角/远程位置的变焦。在电路中由IC301内部AFDPS微处理器完成提取由Y/C处理器输出的8比特的数字信号中亮度信号的高频重量,并将其送于IC701。IC701主要完成AF电机驱动IC702,变焦电机IC703的操纵。并通过检测聚焦和变焦位置的解码数据,光圈数据转换内部数字滤波器。在电路中DSP微处理器IC302的作用主要是提供基准偏压和操纵电压,以操纵光阑,解码器及AF电路的变焦镜头速度。此外IC302还读取存储在EE--PROM中的数据,并将这些数据送至数字/模转换器。将转换后的模拟数据送到AF电路。在聚焦操作中,来自DSPIC301的高频重量经峰值检测形成聚焦电压,聚焦镜头根据电压的变化运动到聚焦位置。在峰值检测后,数据先被储存在数据缓冲器内,然后由微处理器按地址计时将其读出并送往解码电路。当AF数据被送于AF微处理器时,AF微处理器的(61/62/63/64)输出的信号操纵LPFHPF滤波器的切换。并从(65/66/67/68)脚送出操纵信号给聚焦电机驱动IC702。在以往的AF聚焦系统中,其使用的不足是,当被拍摄距离过远或过近时聚焦操纵就越困难,而在该系统中由于使用了垂直方向延伸聚焦,使情况的到了极大的改善。为了使聚焦镜头在变焦工作过程中始终跟踪曲线内运动,微处理机器必须时刻识别聚焦镜头和变焦镜头的正确位置。其中聚焦镜头的位置是通过计量把聚焦镜头转回起动位置后微处理器的驱动脉冲数量来检测的。而变焦镜头的位置是通过变焦解码器的输出电压来检测的。当接通电源AF微处理器从68输出驱动脉冲,67输出方向操纵信号,64输出启动信号,65输出重置(H)信号,使聚焦头返回广角末端位置。接着,微处理器从43输出LED操纵信号通过QR701使摄像二级管进入工作状态。当聚焦镜头返回到末端位置时,摄像传感器便从镜头臂板的孔中接收到光线,当IC306的88脚被加上高电平后,微处理器即完成初始状态,进入开始状态。顺便指出的是内聚焦系统在换掉镜头单元后必须进行变焦解码器的广角/远程参照电压,中间补偿电压,自由地址,变焦速度的调整。其中广角/远程参照电压产生在EEPROM数据(IC307),该数据通过信息交换被送到IC305,然后再送入IC302进行数/模转换。在电路中广角参照电压送于IC302的5脚,远程电压送入5脚。自由地址的初始调整可通过IC307(EEPROM)加于DSP/AF微处理器,假如该调整不当,则自动聚焦操作速度将变慢或不能进行聚焦。非凡是镜头在运动中会产生气械飘移,这时可通过变焦解码器中间补偿数值调整,改变被摄物体在变焦中间的散焦现象。
二:录像部分
(一):视频电路
视频电路主要由IC3001(改组、离散余弦变换,可变长度编码)IC3201(纠错编码)IC3006(数字通道编码)IC3010(数/模转换)IC3202(该组存储器)IC3006(模拟通道编码线路输出)等大规模集成电路组成。
在电路中,由CCD摄像系统提供的以13.5MHz的亮度Y和6.75MHz的色度C时钟信号先经IC3001采样改组,IC3002(5M)S-DRAM存储,重新整理数据顺序并将18MHZ时钟整理数据同步给IC3003。经IC3003压缩/扩张,IC300127脚上的27KHz的时钟流经37脚送入数/模转换IC。当IC6201副码微处理器用IC数据传送系统(IC3002的确118/119)操纵IC3001进行重放录制等操作后,直接把操作命令送于IC3003。在录制状态下,IC3001用DCT电路和VLC电路把数据压缩到1/5,然后将其送入IC3004,而在重放状态下,IC3003J将数据量扩充到它的原始状态。IC3001既要把视频数据存入IC3002,由要重新排列数据顺序以便在改组前将数据恢复到原始排列状态。IC3001输出DV数据(管脚75-88)到线性输出的IC3010(数/模转换器)。在16:9/4:3方式的转换中,Y和C信号分别从IC3001的147-154(Y)和160-157(7)送回摄像电路。摄像电路转换方式变为4:3并提供经转换的Y信号和C信号于IC3001的120-128(Y)和131-138(C)。纠错编码主要由IC4501IC3004IC3005IC3006和IC6201组成。其中在录制状态下IC4501将来自IC4001的数字音频信号进行调制,并用8比特并行数据总线将其输出到IC3004和IC4501管角40上的BQUIT信号,管角41上的ENB信号和管角39上的CLK操纵着IC450和IC3004之间的数据传递。IC3004如同一个编码器那样把纠错码加到视频和音频数据上。然后,IC3001再把它送给IC3006。在重放模式中,IC3004如同一个解码器那样,用纠错码纠正播放数据的错误。然后,IC3004再把它供给IC3003和IC4501。IC4005是用于ECC的4M比特D—RAM,在编码和解码时,录制数据和重放数据均被存放在IC3005内。在IC3006中由25--26完成比特转换,将引导信号(F1,F2)加在录制数据上并把录制信号(HSE)输出到IC5001磁头放大器,IC3006为磁头放大器IC5001和伺服IC2001发出(TSR,FPS,PB,REC)操纵信号。副码处理器IC6201用IC数据传送系统直接操纵IC3006。IC3006的53和54脚上的41.85MHz的时钟信号被用作录制方式中的时钟信号,而来至IC5101(ACI)的IC3006的(70)脚上41.85MHz被作为重放方式中的基准时钟。同时来至摄像电路的18MHZ时钟被用于IC4501(50),IC3004(119)和IC3006(9)之间进行数字数据传送的基准时钟。IC3006为伺服作用向IC2001提供由18MHZ产生的FPS和TSR信号并进行FRP分割。
在电路中IC5001完成磁头信号放大,其中IC5001放大录制信号(HSK),包括1比特引导信号的25比特串行数据,并从14和35脚输出而18,19,30,31脚受操纵信号作用完成视频磁头切换。而在重放状态下,重放信号通过Q5002和Q5005组成的切换电路被送于IC5001的21和28脚。在电路中为了象VHS格式一样由HID来转换左右通道,以产生磁鼓的FG和PG信号。此后重放信号被分成两路。一路经AGC被送于47脚上用于重放音视频信号。另一路ATF自动磁迹操纵信号被送于42脚以完成跟踪伺服。同时来自AGC的重放视/音信号被送往IC5001的47脚,然后再被送于IC5101的ACI-1模拟通道,利用IC5101内部的插锁电路和41.85MHzVCO压控振荡器把模拟信号转换为数字信号。
(二):音频电路
在DV格式中,来自话筒的音频信号以PCM脉冲调制方式进行双声道或四声道录制。其中双声道方式以48KHZ进行采样为16比特方式进行编码。四声道方式以32KHZ进行采样,12比特方式进行编码。在PAL方式中,同视频信号一样,音频信号被记录在12条磁迹上,左声道记录头6条磁迹,右声道记录在后6条磁迹。在四声道方式中,L和R声道记录在头6条,而L’和R’声道记录在后6条声道上。
1:录制方式
在电路中,来自话筒的音频信号被直接送到IC4001的(1)和(3)脚上,IC4501为本6比特的模拟/数字转换器,其转换频率受控于数字音频处理IC4501的IC4001(20)(21)D的共同合成。经IC4001转换的数字音频信号送于IC4501,IC4001的(14)音频串行数据与(13)上的串行时钟(48KHZ或32KHZ)被同步传送。其(12)脚的LRCLK被用于识别每帧的起始点。而IC4501离散每帧上的音频数据,以防止在重放方式中由信号失落而引起的信号损失,即交错的过程。在录制方式中,X4502/12。29MHZ(48KHZ*256)或X4501/8。192(32KHZ*256)被作IC4501基准时钟,然后,离散的音频数据随IC4501(42)到(49)的并行8比特数据被传输到IC3004。这个并行传递数据的速律为9M字节。(39)(40)(41)的信号操纵着并行传递数据的计时,(40)脚上的B-QUIET在每一帧的开始位置重置传递。同时IC4501也产生辅助AUX数据,并用并行传递数据将其传送给IC3004AUX数据由音频采样频率和每帧的采样数量组成。IC6201(副码)由(33)(34)上的IC数据操纵IC4501的工作。如16比特/12比特的选择,录/放方式的改变等等。
2:重放方式
在重放方式中,IC3004(ECC)输出的音频数据从(42)-(49)脚以8比特方式并行传出。IC4501整理音频数据使其返回原始数据顺序。同时利用重新排列方法纠正错码,并使错码前后相邻的数据变得平均。在重放音频数据时,IC4501提取辅助AUX数据以调解音频信号,同时还通过(58)-61)向IC3001提供视频AUX辅助信号。重放时,IC4502提供了三种采样时钟:12.29MHz的48KHz时钟,11.29MHz的44.1KHz时钟和8.19MHZ的32KHz时钟。并利用来自视频的帧信号FSPPL回路使采样时钟与视频信号保持同步一致。IC4501利用每帧音频数据的一部分来产生音频帧信号。利用内部的相位比较器比较音频帧信号和视频帧信号产生的相位误差,并利用VCO压控振荡器将误差数据修正振荡频率。同时,IC4501利用串行传递数据把音频数据传输给IC4001,使IC4001用16比特数字/模拟转换器解调音频数据将其输出。
(三):系统操纵电路
在系统操纵电路中IC2001负责录制单元的系统操纵与伺服,并利用IC6201副码处理器完成各微处理器及数字视频处理的要害数据处理。IC6201一方面完成副码和AUX辅助码的编/解码,另一方面完成对IC3004/ECC,IC3006/DIC与IC传递数字的IC3001/改组,IC4501/音频,IMP传递数据的IC2001/系统操纵,IC6501/OSC等一系列操纵。在录制方式中,IC6201以8比特并行传递数据由(8)-(15)脚对副码和AUX码进行编码并把其送往IC3004(ECC)。重放方式中,IC6201对IC3004(ECC)送回的8比特并行传递数据也由(8)-(15)脚对副码和AUX码进行解码。着其中副码包括DV格式的ID,来自磁带开头的磁迹数字,记录开始索引及时间码的副码和AUX码(H,M,S,帧号)。AUX码包括NTSC或PALID(525/625),48KHz32KHz,16比特以及录制方式(原始/复制)。在系统操纵数据传送方式上采纳了IMP处理,该信息为双向数据,时钟和占线信号组成。在占线信号低期间,传递数据被激活。键操作(IC6501),机械状态(IC2001)以传感器输入IC2001与IMP数据一起进行传递。在电路中IC6201用IC数据传递系统操纵数据,IC数据传递由2条线路组成。一条是数据总线,另一条是100KHZ时钟。数据总线与时钟同步运行,数据传递一个循环大约33.34毫秒,并与帧基准脉冲FPP同步进行。串行数据由开始标志,副地址,全部数据字节数量,写/读ID,奇偶数据及停止标志组成,由IC6201以IC中线方式将命令送给录像机各数字处理IC。同时,IC6201还利用8比特地址/数据线和6个计时信号组成的副码总线送出及接收副码与AUX辅助数据码。
(1):电源操纵与检测
在录像机内由主控微处理器IC2001和副码操纵微处理器共同完成电源操纵与相关检测。当接上电传或交流充电器之后,非启动电源直接送到IC6201的(69)和(72)上,使机器处于待命状态,当按动电源开关或起带开关后,IC6201(23)脚接收到低电平信号使晶振X6202以16MHz频率开始振荡,并与(47)脚输出的电源开启高电平指令一起送于QR1001的基极,使其导通。当电源接通后,其低电平使Q1008饱合导通,此时来自电池或交流供电器的非启动3V便加于IC1001和IC1202的(37)脚,也通过Q1204加于IC2001系统操纵/伺服微处理器的(38)(92)(117)等VDD终端上。此后IC6201通过IMP数据传递接通LED命令给IC2001。然后由其(8)脚输出低电平点亮摄像机LED指示灯。当电池电压低于4。5V时,IC6201的(78)BATT和(79)BATTREF基准与IC6002EEPROM内的数据进行比较并执行检测。余下的电池电量可通过寻象器显示出来。15秒钟后即关断电源,使摄像机停止工作。在电路中IC2001通过(76)脚进行磁鼓FG检测,(75)进行主导轴FG检测,通过(72)完成供带盘检测,(73)收带盘检测,(105)(106)执行带头带尾检测。机械状态开关的位置状态通过(1)(2)(3)脚进行检测。同时由IC6201(76)完成结露检测,(78)电池电压检测。当磁头出现堵塞时,通过ADD-ON录制方式中的同步信号由IC6201DE(61)-IC2001的(53)检测,最后在屏幕上闪烁“CLOGGEDHEAD”和“NEEDHEADCLEANING”5秒进行告警。
(2):伺服电路
同模拟录像机一样,DV摄录机的录制单元也要进行磁鼓伺服和主导伺服,伺服过程同样要完成速度和相位操纵,速度操纵是使磁鼓与主导电机保持一定的转数,相位操纵是用以改善磁带上的视频信号与录制磁迹的关系。
鼓伺服的目的是使视频磁头于输入的视频信号。在速度操纵中通过磁鼓电机上的FG信号,经IC2101中的FG放大被送于IC2001,在IC内部由数字速度比较器检测输入的两个不同频率的信号并输出一个误差信号。相位操纵是通过IC2001中的数字相位比较器将HID磁头切换信号与基准TSR信号进行比较,以检测两个输入相位的差别,输出一个误差数据,完成相位误差检测。并用FPS信号作为一个基准信号检测每一帧的开始。最后伺服电路将速度和相位误差混合起来,并将其转换为误差数据电压(EC)输出,操纵IC2101完成鼓电机的驱动。
主导电机伺服的主要目的是稳定磁带运动速度,速度操纵是通过IC2001内部的数字比较器将主导FG信号同存储在的基准数据进行比较。既通过IC2101将FG信号放大送到IC2001,使用数字比较器检测输入的两个不同频率并作为误差数据输出。主导相位操纵是通过记录在磁迹上的引导信号来实现的,既将F0记录在奇数L磁迹上,将f1f2交替记录在偶数R磁迹上。在重放方式时L磁迹的重放信号包括了相邻磁迹的f1f2信号。假如磁迹跟踪不良则L磁迹上的f1f2引导信号就会出现平衡误差,IC5101通过检测重放信号的引导ATF信号,由IC2201将其转换成跟踪偏差TRE信号送于IC2001完成伺服。跟踪偏差TRE信号由3个电压组成,每个电压指示着跟踪位置。3V为f0引导磁迹,1.5V为f1引导磁迹,0V为f2引导磁迹。假如磁迹跟踪不良f0的引导电压就会因f1f2引导信号的漏懈使的1.5V改变。这样一来,主导伺服电路就把TRE信号转换为偏差数据最后将速度偏差和相位偏差混合,并将其转换成EC偏差电压操纵IC2101完成主导电机的伺服驱动。
(三):故障检修要点
在NV-DX-1数字摄录机中,由于微处理器的操纵检测,可通过寻象器内的故障信息显示字符了解设备的故障范围。
显示“F01”:收代侧带盘不能转动
供带盘传感器不良
主导轮转动不良
REV制动不良
IC3006(17)脚开路
IC6201(3)/(4)脚短路
显示“F02”:供带盘转动不良
供带盘传感器不良
FF制动不良
PS3001接触不良
显示“F04”:带盘及磁带损坏
显示“F05”:鼓电机故障
主导电机转动不良:IC2001(10)开路
主导电机霍尔不良
主导电机故障
FP2003接触不良
录像机播放图像出现“马赛克”块状干扰:
视频磁头堵塞
T1杆及磁带通路赃
IC3001或IC3004不良
IC3001(84)--(89)开路,(83)--(84)短路。
IC3001(82)(43)(51)接触不良
重放图像不稳:磁鼓输出电缆接触不良
IC3005及(29)(36)接触不良
字符数据显示不正常:IC2001不良
右半边图像不动:磁鼓不良
重放图像水平条状干扰:磁鼓上一个磁头不良
通电后摄像图像不稳:IC3001(39)接触不良
摄像状态VTR不动作:R6102故障或FP6501接触不良
加电无法开机:IC6201(23)开路,Q1001不良。
连接电缆FP6701,P1001,PS3001与插座接触不良。
C1002,L1002,X6201,R6218不良。
DC插头故障,NCSW2短路。
DV(DigitalsVideo)新型家用数字摄录像机的技术标准制定于1993年9月。是由日本的索尼,乐松,JVC及欧洲等几大公司为了幸免数字家用录像机重蹈模拟家用录像机的格式之争而统一制定的。所有说:DV是世界范围的新一代家用数字录像机的格式,是数字家用摄录像机的统一标准。近几年来随着数字技术的进展,国内数字家用摄录像机的拥有量迅速增长。本文结合实际机型电路简述数字家用摄录像机的工作原理、电路特点及故障检修。
DV数字摄录像机将摄录的视音频信号完全采纳数字方式记录在1/4英寸(6.35mm)宽磁带上,其视频重量采纳8位,音频采纳16位数字方式进行处理,水平清楚度高达500电视线,彩色频滤带宽3MHz,信噪比S/N为54dB,应用PCM音频调制达到了CD的音质,正是由于采纳了数字格式使整机达到了专业级指标。
基本原理
一,磁带信号分部
我们知道在VHS格式中,其磁带上的信号每记录一帧图像需用2条磁迹(49mm),并将音频和操纵磁迹记录在磁带的上下两边。而DV磁带则需要12条磁迹,每条磁迹宽度10微米。其音频信号是采纳调频PCM方式记录在磁迹上的,寻迹用的操纵信号是采纳与8mm类似的ATF伺服方式记录在视频磁迹区内的。在磁带的视频记录区内,视频数据信号被压缩到原有的1/5并被记录下来。视频区内含有视频数据和视频辅助数据录制格式被记录在辅助数据中。音频数据采纳非压缩方式也具有数据和辅助数据两种信息。其中辅助数据含有录制模式双声道四声道模式。此外还有一个副码区,它饱含了磁迹码时间码快速搜索和编辑索引数据。辅助视频辅助音频及副码被通称为“系统数据”。这些数据可存储在DV盒式录像带盒上的数据存储器上作为检索使用。另外磁迹信息和插入信息被置于ITI区其中磁迹信息主要是反映磁迹宽度以区别SP或LP的走带方式。插入信息是为后面讲的开始同步块(SSA)区使用的它可以辨认出重放时的音频数据视频数据副码数据的位置。在磁带中区与区之间要有一定的安全空间,这个信号被插入在连续信号中。在图1中每个视频音频副码区中都含有同步块,在同步块中含有同步ID数据及奇偶信息。视频区含有149个同步块,音频区含有14个同步块副码区,含有12个同步块。
顾名思义,DV数字录像机也还是录像机。因此也必须具备记录和重放信号两大基本功能,它们与模拟录像机有许多相同之处,基本构成也包括:记录信号处理、重放信号处理、伺服系统、机械系统。不同之处,在于记录的视音频信号不再是随时间变化的连续模拟调制波形,而是随时间变化的由“0”和“1”构成的数字比特流,对这种比特流的记录和重放处理是数字录像机采纳的新技术。二、数字码率压缩处理
DV是数字重量录像机,所谓数字重量录像机是指它们的数字化是对亮度和色差信号分别进行的,因此,它们在数字化处理的共同特点是:
亮度和色差信号的取样都是8bit;亮度和色差信号的取样频率分别是13.5MHz和6.75MHZ;采纳串行重量数字信号格式传输;音频信号取样是16bit线性量化;音频信号取样频率是48KHz,音频信号采纳2声道/4声道记录;每帧信号记录在12条磁迹上;
对于625/50制式的数字电视信号,每帧图像信号的取样点每行正程取样为720个,每帧共576行,因此,每帧取样点共有720×576==414720个。假如每个取样点按8bit量化,则比特流的码率是:
720×576×8×25×(1+0.5)==124MB/S
根据上边得到码率,要将它们全部记录到磁带是根本不可能的,因为,每8MHZ带宽可以容纳的码率大约是15-20MB/S它们已经大大超过了一个频道模拟信号的带宽,而事实上,在模拟录像机中,为了压缩记录带宽,在磁头缝隙,磁带速度和信号调频等等方面作了大量的技术革新之后,才推出了1英寸C格式录像机,在采纳色度降频和压缩带宽处理之后,推出了3/4英寸的U-maticBVU系列和1/2英寸的VHS录像机,这两种机型都是以减少带宽,牺牲图像质量为代价的。在模拟重量录像机中,采纳了色差信号时分复用的技术,才保证了图像质量比BVUVHS有明显提高.因此减小信号所占用带宽是模拟录像机技术进展的主攻方向。
同样地,减少数字信号码率也是数字录像机进展的主要技术,对数字电视信号来讲压缩方法主要有以下两种:
帧内压缩:主要是JPEG、DV等格式的压缩方式,。数字录像机中主要是采纳了这种方式。
帧间压缩:主要是MPEG-1、MPEG-2和H261压缩方式,它们主要用在电视信号的传输分配系统中.在光盘记录中主要用于VCD和DVD。
所谓帧内压缩,就是在一帧画面内进行有效的压缩,在PAL制数字亮度Y信号中1帧画面内含有720*576个像素,在色度R-YB-Y数据中含有360*280像素。为此对于数字信号来说,在PAL制中其采养频率Y=13.35R-Y,B-Y为6.75既Y采样频率使信号的4倍,C采样频率是其2倍。既4:2:2。同时在传送中将R-Y信号在相位在交替线(1H)上翻转180度。使R-Y,B-Y信号实现交替采样。对于PAL制的数字数据是以垂直方向进行采样的。在数字画面中通常将8*8个像素块称为1个DCT块,也就是DCT块:把720×576个取样点分成由水平和垂直的8×8个取样点组成的若干块,所以在一帧画面中亮度Y数据含有72*90=6480DCT块,而R-YB-Y含有60*22。5=1620个DTC块。这些块又合并为宏块,(见图3)既宏块是由同一位置上,一定数量亮度DCT和色差DCT块组成,在DV中1个宏块==4YDCT+(R-Y)DCT+(B-Y)DCT,这些宏块经混合合并又成为超块。对于625/50制式,把一帧图像水平分成5部分,垂直分成12部分后,这样的每一部分叫做超块,一个超块为27个宏块组成。(见图2)
所以在DV格式中一帧画面****有像素:720×576==414720个
亮度DCT块:720/8×576/8==90×72==45×36×4(个)
色差DCT块:(360/8)×(288/8)==45×36(个),宏块:45×36==1620(个),超块:60个。而且,一帧画面用12条磁迹进行记录,因此,我们得出:一条磁迹对应着5个超块或者135个宏块或者810个DCT块1个超块对应着27个宏块或者162个DCT块。
在音频部分数字音频是以PCM方式进行声言记录的其两个声道是以48KHZ,44。1或32KHZ采样频率进行记录的。在磁带分部上一帧周期音频数据也记录12条其中前6条记录左声道,后6条记录右声道。
三:数字视音频记录过程
当输入DV摄录机的信号是模拟信号时,它们首先在模拟/数字转换电路中被转换成数字信号。既以Y=13.5MHz,R-Y和B-Y以6.75MHz进行线****替采样。通过改变采样频率,传输速度变换成162M比特/秒。然后,再去除消隐信号,使162比特/秒的速度变为124比特/秒的数据流。这一过程被称之为改组。完成变换的视频信号被送入压缩(DCT和VLC)电路。在压缩电路中要完成124M比特/秒至25比特/秒的压缩处理。既利用离散余弦变换(DCT)DCT处理是将时间轴成分转换成频率成分,根据运动检测电路的检测结果,来操纵DCT演算的模式,当活动图像少时,进行帧内8-8DCT纵横配置的处理,活动图像多时进行场内2-4-8处理.接着通过"之"字形读取顺序,将DCT块变为串行,然后进行自适应量化,通过对数据的不断计算,改变数据的量化级数。然后进行交错处理,将信息量多和信息量少的图像加以混合,以获得均匀的信息量,具体操作就是从不同的超块中取出5个宏块,作为一个图像数据段一帧画面共有324个图像数据段。其后进行适应性转换把每一个视频片段限制在77*5字节上。适应性转换是可变长编码(VLC)过程的预备工作过程之一,起到增加“0”数据量的作用。最后,进行可变长编码(VLC),采纳霍夫曼编码,对图像信号进行实际压缩,使每个图像数据中的总码量一定,使常用码被给予短码,不常用码则被给予长码,使压缩更为有效。总之,压缩处理就是以图像数据段(5个宏块)为单位进行,按5:1的压缩比,用DCT和可变长编码,将每个宏块的码率从384字节压缩到77字节(6×8×8==384字节/宏块),使比特流总码率从124MB/S压缩到25MB/S.并增加高频区域数据数或零值数据。这样一来DCT数据就变换成了VLC数据。再经过纠错码处理,再加入跟踪操纵引导信号和ATF(自动寻迹)信号,进入记录调制被变为41.8M比特/秒的数据信号经记录放大最后被录制在磁带上。记录时把画面上横向排列的5个超块,经过纠错和记录调制放大之后,记录在一条磁迹上
一:摄像部分
(1)CCD成像系统
NV-DX100为了更好的发挥DV数字格式的性能优势,在摄像部分采纳了专业1/4英寸的3片CCD成像电路,既RGB三基色各用一片CCD。这一技术与专业的广播级摄像机是相同的。在已往的模拟家用摄录机(NV-M3000,M9000,S-990等)均采纳了单片CCD结构系统。而单片CCD呈像的RGB三基色是由Mg,Cy,G,Ye产生的,其中“N线”加上(Mg+Ye)和(G+Cy)产生Y亮度信号,减去(Mg+Ye)和G+Cy)产生C色度信号。而在“N+1线”加上(G+Cy)和(Mg+Cy)产生Y亮度信号,减去(G+Ye)和(Mg+Cy)则产生C色度信号。正是这种加减计算误差,使彩色信号在轮廓线上不能正确的体现。而三片CCD系统其RGB信号分别由个自的CCD产生,因此可正确的再现其彩色信号,所以在NVDX-1摄录像机中采纳的摄像系统,可真实再现彩****像。另外三片CCD输出信号的电位动态远远大于单片CCD系统,可获的更丰富的色彩层次。而且在3CCD摄像系统中,为了提高图像的水平分解力,在安装绿色CCD的位置比红蓝CCD上移了1/2个图像元素,可达到提高1.5倍有效图像元素的同样效果。便与足够的尺寸汲取入射光。在NV-DX1中采纳了无隙安装分色三棱镜技术把入摄光分离并将更反射到CCD晶片上,不但消除了安装误差而且也减小了镜片的尺寸。为了使摄像机在数字变焦,数字图像稳定拍摄中改善垂直解像力。NV-DX1在数字效果方式中进行了垂直像素位移,将绿CCD信号改变的耦联时控位移了1/2线。且使绿CCD的输出在RB之间被交错,使一场信息能够获得象一帧画面的视觉效果,使之在数字效果方式中也获得了清楚的物体的垂直边缘.
在电路中CCD传感电路分别由行场两个驱动电路操纵了3个CCD的输出,其中由IC106脉冲产生器输出行驱动脉冲至IC109,输出场驱动脉冲给IC107和IC108。IC106分别由IC302提供VD场脉冲和HD行脉冲以及11.25基准时钟来产生垂直/水平脉冲(OVOH)重置(OR)和读取(CH)脉冲。而且数字快门模式也是由IC302的系列数据操纵的。在电路中CCD畜积的的电荷是通过混合垂直和读取脉冲后送于V-CCD中所产生的。同时此脉冲还用于移动V-CCD和H-CCD中的电荷信号。IC107为绿CCD的V驱动,IC108则用于红/蓝CCD的V驱动。此后由CCD产生的信号经IC502/503/5063组成的采样保持电路去除噪声成分。然后通过IC504进行AGC伽马修正的预处理由(22)、(24)、(30)输出峰值为1。4VP-P的模拟RGB信号。经IC301(MN673432)进行模拟/数字转换,模拟/数字转换IC将输入的模拟信号先转换成9比特的数字信号。其原理是模拟输入端子于IC内部各比较器并联连接,比较器的另一端与个基准电压连接。这些电压是由分离输入电压512级产生,该电压的范围由0.8至2.8伏。转换后的信号经箝位电路保持送入解码电路,再经缓冲由不得22--40输出。该数/模转换器的采样脉冲为11.25MHz。经转换后的数字二进制代码再进行IC3数字信号处理。由于来自模/数转换器的B信号在棱镜的作用下相对R/G信号反转了180度,其缘由是G信号在棱镜中被折射两次,而R信号没有被折摄,所以RG信号具有相对的时计。而B信号只被折摄了一次,故其相位必须转换180度。IC305完成信号的垂直水平方向的移动,并经过记时调整。在IC301中经DSP预处理的的亮/色信号被送于水平变焦电路以操纵DIS模式中的分段帧水平记时。由于在DV格式中,亮度信号的数据处理速度为13.5MHZ所有采样频率从22.25MHZ转换为13.5MHZ以完成D/D转换。此后经3dB的降噪处理及垂直变焦以补偿数字变焦和DIS模式中的水平线数。再经Y/C处理以较正Y/C信号中的垂直/水平光圈,然后以8比特方式送出。为了检测人为拍摄时的颤抖情况,将8比特的亮度信号和色度信号送于IC304。将前场信号图像数据和现场数据加以比较。在电路中IC305为摄像微处理器,该处理器除操纵水平读出区域和水平变焦电路的变焦放大外,还操纵场存储器IC303/304中的垂直读出区域,其中读出的全帧的90%被送到垂直变焦电路。
(2)自动聚焦电路
NV-DX100自动聚焦系统在10LUX的照度下,2秒内完成聚焦动作。该系统采纳内聚焦方式,可完成望程/广角到完全广角/远程位置的变焦。在电路中由IC301内部AFDPS微处理器完成提取由Y/C处理器输出的8比特的数字信号中亮度信号的高频重量,并将其送于IC701。IC701主要完成AF电机驱动IC702,变焦电机IC703的操纵。并通过检测聚焦和变焦位置的解码数据,光圈数据转换内部数字滤波器。在电路中DSP微处理器IC302的作用主要是提供基准偏压和操纵电压,以操纵光阑,解码器及AF电路的变焦镜头速度。此外IC302还读取存储在EE--PROM中的数据,并将这些数据送至数字/模转换器。将转换后的模拟数据送到AF电路。在聚焦操作中,来自DSPIC301的高频重量经峰值检测形成聚焦电压,聚焦镜头根据电压的变化运动到聚焦位置。在峰值检测后,数据先被储存在数据缓冲器内,然后由微处理器按地址计时将其读出并送往解码电路。当AF数据被送于AF微处理器时,AF微处理器的(61/62/63/64)输出的信号操纵LPFHPF滤波器的切换。并从(65/66/67/68)脚送出操纵信号给聚焦电机驱动IC702。在以往的AF聚焦系统中,其使用的不足是,当被拍摄距离过远或过近时聚焦操纵就越困难,而在该系统中由于使用了垂直方向延伸聚焦,使情况的到了极大的改善。为了使聚焦镜头在变焦工作过程中始终跟踪曲线内运动,微处理机器必须时刻识别聚焦镜头和变焦镜头的正确位置。其中聚焦镜头的位置是通过计量把聚焦镜头转回起动位置后微处理器的驱动脉冲数量来检测的。而变焦镜头的位置是通过变焦解码器的输出电压来检测的。当接通电源AF微处理器从68输出驱动脉冲,67输出方向操纵信号,64输出启动信号,65输出重置(H)信号,使聚焦头返回广角末端位置。接着,微处理器从43输出LED操纵信号通过QR701使摄像二级管进入工作状态。当聚焦镜头返回到末端位置时,摄像传感器便从镜头臂板的孔中接收到光线,当IC306的88脚被加上高电平后,微处理器即完成初始状态,进入开始状态。顺便指出的是内聚焦系统在换掉镜头单元后必须进行变焦解码器的广角/远程参照电压,中间补偿电压,自由地址,变焦速度的调整。其中广角/远程参照电压产生在EEPROM数据(IC307),该数据通过信息交换被送到IC305,然后再送入IC302进行数/模转换。在电路中广角参照电压送于IC302的5脚,远程电压送入5脚。自由地址的初始调整可通过IC307(EEPROM)加于DSP/AF微处理器,假如该调整不当,则自动聚焦操作速度将变慢或不能进行聚焦。非凡是镜头在运动中会产生气械飘移,这时可通过变焦解码器中间补偿数值调整,改变被摄物体在变焦中间的散焦现象。
二:录像部分
(一):视频电路
视频电路主要由IC3001(改组、离散余弦变换,可变长度编码)IC3201(纠错编码)IC3006(数字通道编码)IC3010(数/模转换)IC3202(该组存储器)IC3006(模拟通道编码线路输出)等大规模集成电路组成。
在电路中,由CCD摄像系统提供的以13.5MHz的亮度Y和6.75MHz的色度C时钟信号先经IC3001采样改组,IC3002(5M)S-DRAM存储,重新整理数据顺序并将18MHZ时钟整理数据同步给IC3003。经IC3003压缩/扩张,IC300127脚上的27KHz的时钟流经37脚送入数/模转换IC。当IC6201副码微处理器用IC数据传送系统(IC3002的确118/119)操纵IC3001进行重放录制等操作后,直接把操作命令送于IC3003。在录制状态下,IC3001用DCT电路和VLC电路把数据压缩到1/5,然后将其送入IC3004,而在重放状态下,IC3003J将数据量扩充到它的原始状态。IC3001既要把视频数据存入IC3002,由要重新排列数据顺序以便在改组前将数据恢复到原始排列状态。IC3001输出DV数据(管脚75-88)到线性输出的IC3010(数/模转换器)。在16:9/4:3方式的转换中,Y和C信号分别从IC3001的147-154(Y)和160-157(7)送回摄像电路。摄像电路转换方式变为4:3并提供经转换的Y信号和C信号于IC3001的120-128(Y)和131-138(C)。纠错编码主要由IC4501IC3004IC3005IC3006和IC6201组成。其中在录制状态下IC4501将来自IC4001的数字音频信号进行调制,并用8比特并行数据总线将其输出到IC3004和IC4501管角40上的BQUIT信号,管角41上的ENB信号和管角39上的CLK操纵着IC450和IC3004之间的数据传递。IC3004如同一个编码器那样把纠错码加到视频和音频数据上。然后,IC3001再把它送给IC3006。在重放模式中,IC3004如同一个解码器那样,用纠错码纠正播放数据的错误。然后,IC3004再把它供给IC3003和IC4501。IC4005是用于ECC的4M比特D—RAM,在编码和解码时,录制数据和重放数据均被存放在IC3005内。在IC3006中由25--26完成比特转换,将引导信号(F1,F2)加在录制数据上并把录制信号(HSE)输出到IC5001磁头放大器,IC3006为磁头放大器IC5001和伺服IC2001发出(TSR,FPS,PB,REC)操纵信号。副码处理器IC6201用IC数据传送系统直接操纵IC3006。IC3006的53和54脚上的41.85MHz的时钟信号被用作录制方式中的时钟信号,而来至IC5101(ACI)的IC3006的(70)脚上41.85MHz被作为重放方式中的基准时钟。同时来至摄像电路的18MHZ时钟被用于IC4501(50),IC3004(119)和IC3006(9)之间进行数字数据传送的基准时钟。IC3006为伺服作用向IC2001提供由18MHZ产生的FPS和TSR信号并进行FRP分割。
在电路中IC5001完成磁头信号放大,其中IC5001放大录制信号(HSK),包括1比特引导信号的25比特串行数据,并从14和35脚输出而18,19,30,31脚受操纵信号作用完成视频磁头切换。而在重放状态下,重放信号通过Q5002和Q5005组成的切换电路被送于IC5001的21和28脚。在电路中为了象VHS格式一样由HID来转换左右通道,以产生磁鼓的FG和PG信号。此后重放信号被分成两路。一路经AGC被送于47脚上用于重放音视频信号。另一路ATF自动磁迹操纵信号被送于42脚以完成跟踪伺服。同时来自AGC的重放视/音信号被送往IC5001的47脚,然后再被送于IC5101的ACI-1模拟通道,利用IC5101内部的插锁电路和41.85MHzVCO压控振荡器把模拟信号转换为数字信号。
(二):音频电路
在DV格式中,来自话筒的音频信号以PCM脉冲调制方式进行双声道或四声道录制。其中双声道方式以48KHZ进行采样为16比特方式进行编码。四声道方式以32KHZ进行采样,12比特方式进行编码。在PAL方式中,同视频信号一样,音频信号被记录在12条磁迹上,左声道记录头6条磁迹,右声道记录在后6条磁迹。在四声道方式中,L和R声道记录在头6条,而L’和R’声道记录在后6条声道上。
1:录制方式
在电路中,来自话筒的音频信号被直接送到IC4001的(1)和(3)脚上,IC4501为本6比特的模拟/数字转换器,其转换频率受控于数字音频处理IC4501的IC4001(20)(21)D的共同合成。经IC4001转换的数字音频信号送于IC4501,IC4001的(14)音频串行数据与(13)上的串行时钟(48KHZ或32KHZ)被同步传送。其(12)脚的LRCLK被用于识别每帧的起始点。而IC4501离散每帧上的音频数据,以防止在重放方式中由信号失落而引起的信号损失,即交错的过程。在录制方式中,X4502/12。29MHZ(48KHZ*256)或X4501/8。192(32KHZ*256)被作IC4501基准时钟,然后,离散的音频数据随IC4501(42)到(49)的并行8比特数据被传输到IC3004。这个并行传递数据的速律为9M字节。(39)(40)(41)的信号操纵着并行传递数据的计时,(40)脚上的B-QUIET在每一帧的开始位置重置传递。同时IC4501也产生辅助AUX数据,并用并行传递数据将其传送给IC3004AUX数据由音频采样频率和每帧的采样数量组成。IC6201(副码)由(33)(34)上的IC数据操纵IC4501的工作。如16比特/12比特的选择,录/放方式的改变等等。
2:重放方式
在重放方式中,IC3004(ECC)输出的音频数据从(42)-(49)脚以8比特方式并行传出。IC4501整理音频数据使其返回原始数据顺序。同时利用重新排列方法纠正错码,并使错码前后相邻的数据变得平均。在重放音频数据时,IC4501提取辅助AUX数据以调解音频信号,同时还通过(58)-61)向IC3001提供视频AUX辅助信号。重放时,IC4502提供了三种采样时钟:12.29MHz的48KHz时钟,11.29MHz的44.1KHz时钟和8.19MHZ的32KHz时钟。并利用来自视频的帧信号FSPPL回路使采样时钟与视频信号保持同步一致。IC4501利用每帧音频数据的一部分来产生音频帧信号。利用内部的相位比较器比较音频帧信号和视频帧信号产生的相位误差,并利用VCO压控振荡器将误差数据修正振荡频率。同时,IC4501利用串行传递数据把音频数据传输给IC4001,使IC4001用16比特数字/模拟转换器解调音频数据将其输出。
(三):系统操纵电路
在系统操纵电路中IC2001负责录制单元的系统操纵与伺服,并利用IC6201副码处理器完成各微处理器及数字视频处理的要害数据处理。IC6201一方面完成副码和AUX辅助码的编/解码,另一方面完成对IC3004/ECC,IC3006/DIC与IC传递数字的IC3001/改组,IC4501/音频,IMP传递数据的IC2001/系统操纵,IC6501/OSC等一系列操纵。在录制方式中,IC6201以8比特并行传递数据由(8)-(15)脚对副码和AUX码进行编码并把其送往IC3004(ECC)。重放方式中,IC6201对IC3004(ECC)送回的8比特并行传递数据也由(8)-(15)脚对副码和AUX码进行解码。着其中副码包括DV格式的ID,来自磁带开头的磁迹数字,记录开始索引及时间码的副码和AUX码(H,M,S,帧号)。AUX码包括NTSC或PALID(525/625),48KHz32KHz,16比特以及录制方式(原始/复制)。在系统操纵数据传送方式上采纳了IMP处理,该信息为双向数据,时钟和占线信号组成。在占线信号低期间,传递数据被激活。键操作(IC6501),机械状态(IC2001)以传感器输入IC2001与IMP数据一起进行传递。在电路中IC6201用IC数据传递系统操纵数据,IC数据传递由2条线路组成。一条是数据总线,另一条是100KHZ时钟。数据总线与时钟同步运行,数据传递一个循环大约33.34毫秒,并与帧基准脉冲FPP同步进行。串行数据由开始标志,副地址,全部数据字节数量,写/读ID,奇偶数据及停止标志组成,由IC6201以IC中线方式将命令送给录像机各数字处理IC。同时,IC6201还利用8比特地址/数据线和6个计时信号组成的副码总线送出及接收副码与AUX辅助数据码。
(1):电源操纵与检测
在录像机内由主控微处理器IC2001和副码操纵微处理器共同完成电源操纵与相关检测。当接上电传或交流充电器之后,非启动电源直接送到IC6201的(69)和(72)上,使机器处于待命状态,当按动电源开关或起带开关后,IC6201(23)脚接收到低电平信号使晶振X6202以16MHz频率开始振荡,并与(47)脚输出的电源开启高电平指令一起送于QR1001的基极,使其导通。当电源接通后,其低电平使Q1008饱合导通,此时来自电池或交流供电器的非启动3V便加于IC1001和IC1202的(37)脚,也通过Q1204加于IC2001系统操纵/伺服微处理器的(38)(92)(117)等VDD终端上。此后IC6201通过IMP数据传递接通LED命令给IC2001。然后由其(8)脚输出低电平点亮摄像机LED指示灯。当电池电压低于4。5V时,IC6201的(78)BATT和(79)BATTREF基准与IC6002EEPROM内的数据进行比较并执行检测。余下的电池电量可通过寻象器显示出来。15秒钟后即关断电源,使摄像机停止工作。在电路中IC2001通过(76)脚进行磁鼓FG检测,(75)进行主导轴FG检测,通过(72)完成供带盘检测,(73)收带盘检测,(105)(106)执行带头带尾检测。机械状态开关的位置状态通过(1)(2)(3)脚进行检测。同时由IC6201(76)完成结露检测,(78)电池电压检测。当磁头出现堵塞时,通过ADD-ON录制方式中的同步信号由IC6201DE(61)-IC2001的(53)检测,最后在屏幕上闪烁“CLOGGEDHEAD”和“NEEDHEADCLEANING”5秒进行告警。
(2):伺服电路
同模拟录像机一样,DV摄录机的录制单元也要进行磁鼓伺服和主导伺服,伺服过程同样要完成速度和相位操纵,速度操纵是使磁鼓与主导电机保持一定的转数,相位操纵是用以改善磁带上的视频信号与录制磁迹的关系。
鼓伺服的目的是使视频磁头于输入的视频信号。在速度操纵中通过磁鼓电机上的FG信号,经IC2101中的FG放大被送于IC2001,在IC内部由数字速度比较器检测输入的两个不同频率的信号并输出一个误差信号。相位操纵是通过IC2001中的数字相位比较器将HID磁头切换信号与基准TSR信号进行比较,以检测两个输入相位的差别,输出一个误差数据,完成相位误差检测。并用FPS信号作为一个基准信号检测每一帧的开始。最后伺服电路将速度和相位误差混合起来,并将其转换为误差数据电压(EC)输出,操纵IC2101完成鼓电机的驱动。
主导电机伺服的主要目的是稳定磁带运动速度,速度操纵是通过IC2001内部的数字比较器将主导FG信号同存储在的基准数据进行比较。既通过IC2101将FG信号放大送到IC2001,使用数字比较器检测输入的两个不同频率并作为误差数据输出。主导相位操纵是通过记录在磁迹上的引导信号来实现的,既将F0记录在奇数L磁迹上,将f1f2交替记录在偶数R磁迹上。在重放方式时L磁迹的重放信号包括了相邻磁迹的f1f2信号。假如磁迹跟踪不良则L磁迹上的f1f2引导信号就会出现平衡误差,IC5101通过检测重放信号的引导ATF信号,由IC2201将其转换成跟踪偏差TRE信号送于IC2001完成伺服。跟踪偏差TRE信号由3个电压组成,每个电压指示着跟踪位置。3V为f0引导磁迹,1.5V为f1引导磁迹,0V为f2引导磁迹。假如磁迹跟踪不良f0的引导电压就会因f1f2引导信号的漏懈使的1.5V改变。这样一来,主导伺服电路就把TRE信号转换为偏差数据最后将速度偏差和相位偏差混合,并将其转换成EC偏差电压操纵IC2101完成主导电机的伺服驱动。
(三):故障检修要点
在NV-DX-1数字摄录机中,由于微处理器的操纵检测,可通过寻象器内的故障信息显示字符了解设备的故障范围。
显示“F01”:收代侧带盘不能转动
供带盘传感器不良
主导轮转动不良
REV制动不良
IC3006(17)脚开路
IC6201(3)/(4)脚短路
显示“F02”:供带盘转动不良
供带盘传感器不良
FF制动不良
PS3001接触不良
显示“F04”:带盘及磁带损坏
显示“F05”:鼓电机故障
主导电机转动不良:IC2001(10)开路
主导电机霍尔不良
主导电机故障
FP2003接触不良
录像机播放图像出现“马赛克”块状干扰:
视频磁头堵塞
T1杆及磁带通路赃
IC3001或IC3004不良
IC3001(84)--(89)开路,(83)--(84)短路。
IC3001(82)(43)(51)接触不良
重放图像不稳:磁鼓输出电缆接触不良
IC3005及(29)(36)接触不良
字符数据显示不正常:IC2001不良
右半边图像不动:磁鼓不良
重放图像水平条状干扰:磁鼓上一个磁头不良
通电后摄像图像不稳:IC3001(39)接触不良
摄像状态VTR不动作:R6102故障或FP6501接触不良
加电无法开机:IC6201(23)开路,Q1001不良。
连接电缆FP6701,P1001,PS3001与插座接触不良。
C1002,L1002,X6201,R6218不良。
DC插头故障,NCSW2短路。
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