S-VHS Super-high band VHS 超级家用视频系统
S-VHS录像机为Super-VHS录像机的简称，又称高带录像。它是日本JVC公司继其公司在开发出VHS家用录像机的基础上进而开发出来的新机种，新机种具有高清晰度（水平清晰度达到400线以上），参见表1，高保真（Hi-Fi）度，带宽从20Hz-20KHz，动态达90dB，信噪比也达90dB，参见表2。它的图象可与LD比美，声音可以与CD比美，是Hi-Vi爱好者手头不可或缺的音视设备。S-VHS录像机的图象质量比DVD略差，但从表中可以看出，用目前的高档电视机也很难达到500线的水平分辨力，所以用S-VHS或DVD或LD播放出来的图象用肉眼也是分别不大的。另外就是S-VHS录像机，对VHS带子保持向上兼容的特性，即所有VHS带子都可以在S-VHS机里播放。相反，从S-VHS机里录出来的带子则不能在VHS录像机里播放。既然S-VHS录像机有如此优异的性能，下面将就其特点及技术性能作一介绍。
一、S-VHS录像机的新技术
S-VHS录像机是在VHS的基础上发展起来的，从表3可以看出，除少量参数相同外，S-VHS的性能指标比VHS提高了一大截，这主要是S-VHS除保留必要的与VHS兼容的功能外，在电路设计、使用的磁头、磁带上都进行了脱胎换骨式的改进，具体有如下的七个方面。
1、在图象方面。其视频的亮度信号向高端延伸到7MHz段，频偏从VHS的1.0MHz增大到1.6MHz，这样一来，使VHS的亮度有效带宽从3.2MHz提高到5MHz，它们的频谱参见图1、图2。一般按每1MHz的带宽对应80线的清晰度计算，VHS的清晰度约250线，而S-VHS达400线以上。这是最有效提高图像清晰度的办法。 2、采用非晶体薄片叠层式磁头。带宽提高以后，VHS的晶状体磁头对高频产生的杂波干扰以及涡流损耗都不能再适应，故而JVC公司重新开发出一种采用多块薄片叠起来的非晶体磁头，叠片之间绝缘加大，涡流减少。它直接提高低频的特性，故而使S-VHS频谱低端的色度降频信号（参见图2）得到改善，使人感到色饱和度明显提高。
3、对亮度/色度（Y/C）信号分别处理及传输。为减少亮度和色度信号在电路处理过程及传输过程的互相串扰，从图9、10中可以看出S-VHS录像机不论是记录或重放自始至终都采用亮色分离的方式进行处理的。这种电路设计使亮/色信号都处于最佳工作状态。
4、采用新型录像带。为适应新型磁头宽带高灵敏度的需要，采用新型的铬及三氧化二铁材料制成高磁饱和涂层，且厚度只有0.5μm。新型磁带构造参见图3，从表3也可以看出它的剩磁及矫顽力大大提高，从而使录制的信号大大提高。
5、在信号处理过程中采用可变时间常数进行限幅和加重，使图象的边缘噪声大大降低，原理参见图6、图7；采用可变时间常数时的所谓非线性预加重（在S-VHS中使用）即加重的时间常数随输入信号电平的大小而改变。从而使得非线性区域下的噪声被压制下来。
6、在旋转磁鼓中加入Hi-Fi伴音专用磁头。VHS的音频频响只有12KHz，要想录制高保真节目这是远远不够的。VHS的带速（参见表3）只有33.35mm/s，比盒式磁带的47.6mm/s还低，要想提高频响，只能提高带速。在高速旋转的磁鼓中加Hi-Fi 伴音专用磁头，使它的磁头相对磁带的速度达到5.8m/S（参见表3），比静止的伴音磁头相对于磁带的速度提高170多倍，从而使旋转磁头录出的频响达20KHz，即使采用EP方式（慢速，1/3正常带速）录制，频响仍达20KHz，从而真正实现了Hi-Fi的伴音水平。这样一来S-VHS便可记录四个声道的伴音：普通声道12KHz（正常速SP模式）2路及Hi-Fi 声道2路（注意在EP模式下普通声道的频响只有5KHz左右）。原理可参见图4及图5。
7、采用深层方位记录方式。由于增加了旋转伴音磁头，势必带来额外的磁带开销。根据S-VHS录像机伴音调频及亮度调频频率不同的特点，使用深层方位记录方式，见示意图8。让伴音磁头先在空白的磁带上面记录伴音信号，然后在其表层再记录图像信号，这种方式有效地节约了磁带，又使伴音达到高水平。
二、S-VHS录像机的图像工作原理
S-VHS录像机的图象工作原理可分为重放和记录，其中为了与VHS兼容，还保留有VHS的电路。
1、记录原理：参见图9。由S端子来的Y/C分离信号送到讯源选择开关备选。从复合视频信号端子来的复合视频信号首先在Y/C分离器里分解出Y及C信号。此信号也送讯源进行备选。一般当两组端子均有讯号时，没有手动选择功能的录像机会置S端子优先。对于有多组S端子及多组AV端子的机器会增加一个讯源选择开关。由讯源选择开关选出的C讯号会直送低通滤波器，它的中心频率为3.58MHz±0.5MHz，它只让3.58MHz的信号通过。然后送入降频处理电路进行变频得到629KHz的色度降频信号。此处降频标准与VHS是相同的。从而允许VHS录像带能向上兼容。进行频率变换后再进入低通滤波器，得到629KHz±0.5KHz的色度信号,然后送入亮色混合器，得到混合全视频信号，最后送到影像旋转磁头记录。
同时，亮度信号从讯源选择开关选取后，经工作方式开关选择，此开关由S带子上的标志孔控制，一般的VHS录像带是没有这个小孔的。当机器检测到磁带的性质后使工作方式开关置于适应的位置，从而选择S-VHS电路或VHS电路投入工作。其中VHS系统采用细节增强及亮度降噪电路，而S-VHS系统则采用非线性预加重电路，以便更有效地降低亮度噪波。两信号分别处理后再交由共同的加重电路进行线性的加重，然后送入黑白切割电路，切去预加重产生的信号峰值，不同的带子（S子带检测开关控制）会启动不同的参数，切峰的范围一般VHS为白电平200%，黑电平40%，而S-VHS为白电平210%，黑电平为70%。切峰后的信号则送去调频电路。由于VHS及S-VHS对亮度带宽有不同的要求值，故S带子检测开关还控制着此调频电路的频率范围；VHS为3.4—4.4MHz，频偏1MHz；S-VHS为5.4—7MHz，频偏为1.6MHz。被调频后的亮度信号便送到亮/色混合电路与另一路色信号进行混合得到全视频信号，然后送影像旋转磁头进行记录。从而完VHS及S-VHS影像的记录过程。
2、重放过程：见图10。从旋转磁头拾取的全视频信号经过预放大后由低通滤波器滤出629KHz的色度降频信号及由高通滤波器滤出亮度调频信号。
其中色度降频信号直送频率变换电路恢复成原来的3.58MHz的色度信号，经带通滤波、彩色降噪后直接送去S端子中的色度引脚，并同时送去亮/色混合电路混合后得到复合信号由BNC插座输出。
而亮度信号经高通滤波器滤出后送入自动增益控制电路，并通过工作方式开关（S带子检测开关控制）分别送入两个不同要求的均衡放大电路进行放大。后面的限幅是一样的。而解调电路会根据工作方式的不同而选择不同的解调频率。解调后进行共同的线性去加重，其中VHS亮度信号再经去加重电路，S-VHS信号经非线性的去加重电路，恢复到原始记录的亮度信号形状。此外还要进行失落补偿；主要是补偿磁鼓转换开关带来的信号失落，并进行亮度降噪及行相关消噪，便完成亮度重放的过程。此亮度信号分成两路，分别送S端子直接输出及送亮/色混合器与色度信号混合后得到复合视频信号，由RCA插座输出。
以上介绍的是S-VHS的影像录放过程。由原理框图可知，即便使用VHS带子，亦同样使用亮/色分离处理电路分别处理，亮/色的互相串扰减少了，高质的消噪电路使得图象显得干净，特殊的磁头亦大大提高了图象的信噪比及色饱和度，显然用VHS带子在S-VHS机中的录放效果远优于一般VHS机。对拥有S-VHS机的人便可以不再需要VHS机了。
三、S-VHS录像机的伴音工作原理
1、记录原理：见图11。与视频不同，它有两组磁头：固定磁头记录普通伴音；旋转磁头记录Hi-Fi伴音。从BNC插座送来的伴音音频信号分两路，其中一路直送普通伴音电路进行处理后再送去固定的伴音磁头进行记录。其电路与一般VHS录像机大致一样，故不赘述。这一种方式记录的频响直接受带速的影响，一般带速为SP模式时带宽约为12KHz，而用LP方式时，大约只有6KHZ左右。另一路由Hi-Fi电路把音频信号经带通滤波器滤去音频外的杂波后便进入降噪电路，本电路对动态进行压缩，具体来说是把80dB的动态压缩到40dB，它以0dB为基准，+10dB压为+5dB，-70dB压到-35dB，此时的磁带噪声电平约为-25dB左右，故信号（-35dB）掩盖了噪声，实现了降噪的目的。重放时则采用互补的过程恢复到原来的动态范围。
预加重电路处理后的20KHz音频信号被调制成中心频率分别为1.3MHz（左声道）及1.7MHz(右声道)的调频伴音信号（其频谱可参考图2）。然后送旋转磁头进行记录，这两种伴音是同时记录的。一般情况下，磁带的速度越高，所录的频响越宽。一般S-VHS的磁带速度对固定磁头为33.35mm/s，而磁带对旋转磁头的速度为5.8m/s，约相当于静止磁头与磁带的相对速度的170倍，故完全可以录出频响更宽的伴音，当然受20KHz低通滤波器的限制及人耳听觉的限制，再宽也是没有意义的。此时即使使用N制的EP（1/3带速，11.12mm/s）模式录音，旋转磁头与磁带的相对速度仍达1.93米/秒，要录出Hi-Fi要求的20KHz频响仍绰绰有余。
2、重放原理，参见图12。它与记录过程基本上是一个互逆的过程，解调与调制，加重与去加重，压缩与扩张等。所不同的是在重放时给予补偿，包括失落补偿及磁头切换噪声补偿。
需要说明的是伴音的普通通道及Hi-Fi通道是互相独立的，它可以同时工作，故而前面提到的S带检测开关检测到所用磁带为S录像带时才让Hi-Fi通道投入工作，这在某些牌子的机器中如此，但在其它一些机器中，普通声道及Hi-Fi声道均一直工作，同时记录在磁带上。而音频输出端子的信号可以通过面板上的选择开关选择普通，Hi-Fi立体声，左、右、或单声道。有一部分机器则优先输出Hi-Fi立体声，这些功能依不同厂家有所不同。
四、使用
通过以上的分析，可以得出如下的结论：
1、S-VHS的图象清晰度超过VCD，与LD相当，接近DVD的水平，由于这些软件较贵，如果需要录制，则最好的选择就是S-VHS录像机。同时，用S-VHS机录制VHS带子其效果也比VHS机录的VHS带的图象更好。
2、S-VHS的伴音水平与CD、LD无什么区别，超过一般的模拟录音机，且录出来的声音耐听，并且利用EP（1/3带速）模拟录出来的声音仍与CD、LD无什么区别，故对于Hi-Vi或Hi-Fi爱好者来说，选择S-VHS的玩法是最省钱的。
3、采用S-VHS的Hi-Fi声道来代替录音机，一盘180分钟的带子大约可录7个半钟头的CD节目，而不必专门选择S-VHS专用录像带，只需要选用一般的VHS带子改装即可。一般的VHS带子约10元/盒，10元即可录7张CD，平均每张CD只需1.4元，便具有CD的效果。故具有更高的性能价格比。具体改装办法：通过比较可以发现S-VHS带盒与VHS带盒是完全一样的，只是多了一个直径6mm的S-VHS带检测小孔，具体参见图13，只需在此钻一个小孔即可。
4、目前广东一盒高质S-VHS录像带（180分钟）的价约80元，可以录两张LD或者1张DVD，且可以反复录制，可见其性能价格比是相当高的。若采用改制的假S-VHS带子录出来的图象虽比不上标准S带，但比起VHS根本不可并提，故要省钱便可选择此种玩法。
5、对于摄录爱好者，VCD制作或CVD制作者，两台带编辑可互录的S-VHS更是必不可少的工具。
6、S-VHS录像机什么时候可以淘汰呢？首先许多人认为VCD出现并普及后可以淘汰VHS，LD、DVD出现并普及后便可以被淘汰S-VHS，其实这是极其片面的看法。VCD、LD、DVD都是只读的，不能记录。它永远不能代替VHS及S-VHS的记录功能。更何况LD、DVD的昂贵。采用录像机转录下来，可再抹掉重录，可以节省许多钱。特别是故事片，不可能天天看同一部电影，即使买得起LD、DVD，但保管存放仍是一个问题。故S-VHS与LD、DVD等是互补的，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级数字录像机，是与DVD配套的，称为SD VCR，只有当它出现并普及后，且又能与VHS、S-VHS兼容，才可以让S-VHS被淘汰。但在SD VCR中加入模拟录像功能，似乎成本太大。就好像DAT是针对CD录音的，DAT也无法让盒式磁带向上兼容一样。通过以上分析，可以推断，在HD-TV普及之前，S-VHS录像机是不可替代和被淘汰的（特别是在中国）。
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