Guido Stolfi 1 / 59
Gravação Magnética de Vídeo
TV DigitalGuido Stolfi
EPUSP 10/2006
Guido Stolfi 2 / 59
Fita Magnética
Filme Base Revestimento Posterior
Revestimento Magnético
2~15 um
5~40 um
1~2 um
PET - Polietilenotereftalato
Material Magnético CoercividadePartículas de Óxido de Ferro
300~360 OeFeO Dopado com Cobalto
500~1200 OeCrO2 455~650 OePartículas Metálicas 1000~1500 OeFilme Metálico >3000 Oe
Guido Stolfi 3 / 59
Curva de Magnetização do Material Magnético
H
B
Hc
Guido Stolfi 4 / 59
Zona de Gravação na Fita
N S
Prof. de Gravação
H = Hc
Guido Stolfi 5 / 59
Padrão de Magnetização: Baixas Freqüências
N S
Movimento da Fita
Guido Stolfi 6 / 59
Padrão de Magnetização: Altas Freqüências
N S
Movimento da Fita
SNS
Guido Stolfi 7 / 59
Reprodução Magnética
Vo
Guido Stolfi 8 / 59
Resposta em Freqüência da Gravação Magnética
V CdB t
dt
C n vW B p fg
g
v
f
O
r g
( )
'sen( . )
.
111
111
W = Largura da Pistag = Comprimento do "gap"Br = Campo Remanentepg = Profundidade de Gravaçãov = Velocidade da Fitaf = Frequência do Sinal
Guido Stolfi 9 / 59
Perdas Adicionais
Separaç ão Pd
dBs: . ( )54 6 d
Azimute P
W
Wa:sen
tan
tan
N S NS W
("Drop-out“)
Guido Stolfi 10 / 59
Perdas Adicionais
Diafonia G ee
Wd
GG
:
22
12
N S
G
W
Cabeça Reprodutora
Pista Adjacente
RuídoS
R
nW v m
f fc s:
3
8
2
n = Partículas/cm3v = Velocidade da Fitam = Índice de Modulação (FM)fc =Frequência da Portadorafs = Banda Passante do Sinal
Guido Stolfi 11 / 59
Construção de uma Cabeça Magnética
Guido Stolfi 12 / 59
Gravação Analógica de Vídeo
Tambor com Varredura Helicoidal (Alta Velocidade Fita-Cabeça)
Modulação em FM do Sinal de Vídeo Composto (Quadruplex, Formato C)
Modulação em FM da Luminância e AM-DSB da Crominância (Sistemas de “Cor Embaixo”: U-Matic, VHS, 8mm)
Modulação em FM das Componentes Seqüenciais:
(Betacam, M-II)
Guido Stolfi 13 / 59
Gravador de VT Ampex VR-1000 (1956)
Guido Stolfi 14 / 59
Formato “U-Matic” (Sony)
Sinal: Analógico, FM,“Cor embaixo”, 5.4 MHz
Tipo de Varredura: Helicoidal, 2 cabeças
Diâmetro do Tambor: 110.2 mm
Tipo de Fita: Cassette, ¾”, ferro / cobalto
Velocidade da Fita: 95.2 mm/s
Velocidade da Cabeça: 10.4 m/s
Largura das Pistas: 85 m
Passo das Pistas: 136 m
Comprimento das Pistas: 169 mm
Ângulo das Pistas: 4° 57’
Azimute: +/- 7°
Guido Stolfi 15 / 59
Formato VHS – Video Home System
Sinal: Analógico, FM,“Cor embaixo”, 4.4 MHz
Tipo de Varredura: Helicoidal, 2 cabeças
Diâmetro do Tambor: 62 mm
Tipo de Fita: Cassette, ½”, ferro / cobalto
Velocidade da Fita: 33 / 16.7 / 11.1 mm/s
Velocidade da Cabeça: 5.8 m/s
Largura das Pistas: 20 m
Passo das Pistas: 58 / 28 / 19 m
Comprimento das Pistas: 97 mm
Ângulo das Pistas: 6°
Azimute: +/- 6°
Guido Stolfi 16 / 59
Formato S-VHS – “Super VHS”
Sinal: Analógico, FM,“Cor embaixo”, 7.0 MHz
Tipo de Varredura: Helicoidal, 2 cabeças
Diâmetro do Tambor: 62 mm
Tipo de Fita: Cassette, ½”, ferro / cobalto
Velocidade da Fita: 33 / 16.7 / 11.1 mm/s
Velocidade da Cabeça: 5.8 m/s
Largura das Pistas: 20 m
Passo das Pistas: 58 / 28 / 19 m
Comprimento das Pistas: 97 mm
Ângulo das Pistas: 6°
Azimute: +/- 6°
Guido Stolfi 17 / 59
Formato Betacam SP (Sony)
Sinal: Analógico, FM, Y / U/V, 7.7 MHz
Tipo de Varredura: Helicoidal, 1 par de cabeças por campo
Diâmetro do Tambor: 74.49 mm
Tipo de Fita: Cassette, ½”, partículas metálicas
Velocidade da Fita: 118.3 mm/s
Velocidade da Cabeça: 7.07 m/s
Largura das Pistas: 42 m
Passo das Pistas: 84.5 m
Comprimento das Pistas: 115 mm
Ângulo das Pistas: 4.67°
Azimute: +/- 15°
Guido Stolfi 18 / 59
Gravação Digital de Vídeo
Tambor com Varredura Helicoidal216 Mb/s, Componentes, 1 Pista NRZI (D-1)115 Mb/s, Vídeo Composto, 2 Pistas c/ Azimute
Controlado + MFM (D-2)115 Mb/s, Vídeo Composto, 2 Pistas c/Azimute
Controlado + (8,14) (D-3)216 Mb/s, Componentes, 4 Pistas c/ Azimute
Controlado + (8,14) (D-5)1.2 Gb/s, Componentes HDTV, 8 Pistas c/ Azimute
+ (8,12) (D-6)~100Mb/s, Compressão 2:1, 2 Pistas c/ Azimute
+ MFM (Betacam Digital)
Guido Stolfi 19 / 59
Tambor com Varredura Helicoidal
Guido Stolfi 20 / 59
Percurso da Fita no Tambor
Guido Stolfi 21 / 59
Pistas Magnéticas na Gravação Helicoidal
Pista de Controle
Pistas de Áudio
Pista de VídeoRotação do Tambor
Direção da Fita
Trajetória em"Pausa"
Formatos “C”, Betamax, U-Matic, VHS
Guido Stolfi 22 / 59
Pistas Magnéticas na Gravação Helicoidal
Pista de Controle
Pistas de ÁudioRotação do Tambor
Direção da Fita
Y
R-Y
B-Y
Pista de Time-Code
Formatos Componentes (Betacam, M-II)
Guido Stolfi 23 / 59
Correção de Tracking por Deflexão
Elementos
Bimorfos
Cabeça
FitaV
D
~500 Hz
Guido Stolfi 24 / 59
Correção de Tracking por Deflexão
Alinhada
Abaixo
Acima
Sinal de RF da Cabeça
Guido Stolfi 25 / 59
Correção de Tracking em Velocidades de Reprodução Diferentes
+0.5
-0.5
0
Deflexão da Cabeça para Imagem Estacionária ("Pause")
Retraço Vertical
Sinal de R.F.
+0.5
-0.5
0
Deflexão da Cabeça para Retrocesso ("Slow Reverse")
+1
F2 F2
F2 F2
F1
-0.5
0
Deflexão da Cabeça para Avanço Lento ("Slow Motion")
+0.5
F1
F2
F2 F2
F1
-1
Guido Stolfi 26 / 59
Gravação “Cor Embaixo”
Vídeo
Composto
Filtro P.Baixa
2.2 MHz
Filtro P.Banda
3.58 MHz
Modulador F.M
Mixer
Oscilador Local
Filtro P.Banda
0.2~1.1 MHz Amplificador
Tambor
Luminância
Separador
de SincronismoServo 4.206 MHz
Guido Stolfi 27 / 59
Reprodução pelo Processo “Cor Embaixo”
Filtro P.Banda
2.5~6.8 MHz
Filtro P.Baixa
1.2 MHz
Demodulador F.M
Mixer
Oscilador Local
Filtro P.Banda
3.58 MHz
Tambor
Luminância
Separador
de Sincronismo
3.58 MHz
Filtro P.Baixa
2.2 MHz
Multiplicador
x 40
fh = 15.75 kHz40 fh=629 kHz
4.206 MHz
Croma
Vídeo
Composto
Guido Stolfi 28 / 59
Espectro do Sinal Gravado na Fita
Guido Stolfi 29 / 59
Gravação em Material Magnético de Alta Coercividade
Guido Stolfi 30 / 59
Polarização com Alta Freqüência
Guido Stolfi 31 / 59
Circuito de Polarização para Gravação Linear
Sinal de Entrada
Equalizador
Oscilador de Polarização
Amplificador
Cabeças de Gravação
Guido Stolfi 32 / 59
Gravação de Áudio “Hi-Fi”
Áudio A
Áudio B
Vídeo B
Vídeo AF.M.
1.4 MHz
F.M.
1.6 MHz
L
R
Áudio Longitudinal (Mono)
Áudio Hi-Fi
p/ Tambor
Modulação em FM com Azimute ControladoSuperposto à Pista de Vídeo
Guido Stolfi 33 / 59
Gravação de Áudio “Hi-Fi”
Cabeça de Áudio
Azimute +30o
Cabeça de Vídeo
Azimute -6o
Vídeo (+/-6 )o
SobreÁudio (-/+30 )o
Guido Stolfi 34 / 59
Compensação de “Drop-Out”
Detetor de
Envoltória
Demodulador F.M
Tambor
Luminância
Retardo
1 H
Chaveamento
de Drop-Out
Seletor
Guido Stolfi 35 / 59
Compensação de “Tracking” em Modo Pausa
Trajetória daCabeça em "Play"
Trajetória daCabeça em "Pause"
Cabeça deGravação
CabeçaReprodutora
Gravador de 4 cabeças
Guido Stolfi 36 / 59
AST – Automatic Scan Tracking
Vídeo + F1
Vídeo + F2
Vídeo + F4
Vídeo + F3Vídeo + F1
Gravação com
Pilotos Sequenciais
Guido Stolfi 37 / 59
AST – Espectro do Sinal na Fita
PilotosAST
Sub. Cor
Áudio
Hi-Fi
Luminância F.M.
Guido Stolfi 38 / 59
AST – Sinais Piloto Recuperados por Diafonia
F2 F3 F4
Cabeça Alinhada na Pista
F2 F3 F4
Cabeça Desalinhada
Guido Stolfi 39 / 59
Gravação Digital
TamborA/D
A/D
Áudio
Vídeo
Formatador
Compressão
(Opcional)Codificador
Reed-Solomon
Entrelaçamento
Codificador
Reed-Solomon
Codificador
de Canal
Pilotos p/ AST
Guido Stolfi 40 / 59
Codificação EFM (“Eight to Fourteen Modulation)
8 bits 14 bits
256 Símbolos 256 dentre 16384 possíveis
minimo 3
máximo 11
0 3T 4T 5T 14T
Diagrama de
Olho
Guido Stolfi 41 / 59
Formato R-DAT (Digital Audio Tape)
Guido Stolfi 42 / 59
Alguns Formatos de Gravação Digital
• D-1• D-2• HD Digital• HD Digital Sony• M-III
Guido Stolfi 43 / 59
SMPTE / EBU D-1
Sinal: Digital, componentes Y-U-V
Tipo de Varredura: Helicoidal, 6 pistas por campo
Diâmetro do Tambor: 75 ou 96 mm
Tipo de Fita: 19 mm, óxido férrico dopado com Cobalto (13 m, 850 Oe)
Velocidade da Fita: 286.58 mm/s
Velocidade da Cabeça: 35.3 m/s
Largura das Pistas: 35.0 m
Passo das Pistas: 45.0 m
Comprimento das Pistas: 62.6 mm
Ângulo das Pistas: 5.4 °
Azimute: 0 ° (Perpendicular)
Guido Stolfi 44 / 59
Formato D-1
Pista de Controle
Pista de Áudio Auxiliar
Rotação do Tambor
Direção da FitaPista de Time-Code
Áudio
Vídeo
Vídeo
Guido Stolfi 45 / 59
SMPTE / EBU D-2
Sinal: Digital, composto, 14.2 MHz
Tipo de Varredura: Helicoidal, 6 pistas por campo (8 para PAL)
Diâmetro do Tambor: 75 ou 96 mm
Tipo de Fita: 19 mm, partículas metálicas (13 m, 1450 Oe)
Velocidade da Fita: 131.8 mm/s
Velocidade da Cabeça: 27.3 m/s
Largura das Pistas: 39.1 m
Passo das Pistas: 39.1 m
Comprimento das Pistas: 150.78 mm
Ângulo das Pistas: 6.12 °
Azimute: +/- 15 °
Guido Stolfi 46 / 59
Alta Definição Digital (1125 / 60)
Sinal: Digital, componentes, 648 Mb/s
Tipo de Varredura: Helicoidal, 6 pistas por campo
Diâmetro do Tambor: 134.63 mm
Tipo de Fita: 25.4 mm, óxido férrico dopado com Cobalto (19 m, 850 Oe)
Velocidade da Fita: 488.0 mm/s
Velocidade da Cabeça: 52.0 m/s
Largura das Pistas: 27.5 m
Passo das Pistas: 40.0 m
Comprimento das Pistas: 410 mm
Ângulo das Pistas: 2 ° 34’
Azimute: 0 ° (Perpendicular)
Guido Stolfi 47 / 59
Alta Definição Digital, Sony
Sinal: Digital, componentes, 1188 Mb/s
Tipo de Varredura: Helicoidal, 8 pistas por campo
Diâmetro do Tambor: 134.63 mm
Tipo de Fita: 25.4 mm, partículas metálicas (13 m, 1450 Oe)
Velocidade da Fita: 805 mm/s
Velocidade da Cabeça: 52.5 m/s
Largura das Pistas: 34.0 m
Passo das Pistas: 37.0 m
Comprimento das Pistas: 410 mm
Ângulo das Pistas: 2 ° 34’
Azimute: 0 ° (Perpendicular)
Guido Stolfi 48 / 59
M-III, Matsushita
Sinal: Digital, componentes
Tipo de Varredura: Helicoidal, 6 pistas por campo
Diâmetro do Tambor: 134.63 mm
Tipo de Fita: 12.7 mm, partículas metálicas (10 m, 1450 Oe)
Velocidade da Fita: 96.7 mm/s
Velocidade da Cabeça: 21.0 m/s
Largura das Pistas: 20.0 m
Passo das Pistas: 20.0 m
Comprimento das Pistas: 389 mm
Ângulo das Pistas: 4.25 °
Azimute: +/- 15 °
Guido Stolfi 49 / 59
HDTV Componentes, D-6
Sinal: Digital, componentes, 1.2 Gb/s
Tipo de Varredura: Helicoidal, 16 pistas por campo
Diâmetro do Tambor: 96.52 mm
Tipo de Fita: 19 mm, partículas metálicas (13 m, 1450 Oe)
Velocidade da Fita: 525.8 mm/s
Velocidade da Cabeça: 45.0 m/s
Largura das Pistas: 20.0 m
Passo das Pistas: 20.0 m
Azimute: +/- 6 °
Guido Stolfi 50 / 59
HD / Componentes, Mitsubishi (Analógico)
Sinal: Analógico, FM, componentes, 12.5-19.5 MHz
Tipo de Varredura: Helicoidal, 2 pistas, 3 passadas por campo
Diâmetro do Tambor: 62 mm
Tipo de Fita: 12.7 mm, película metálica (10 m, 1450 Oe)
Velocidade da Fita: 100 mm/s
Velocidade da Cabeça: 17.4 m/s
Largura das Pistas: 29.0 m
Passo das Pistas: 29.0 m
Comprimento das Pistas: 97 mm
Ângulo das Pistas: 6 °
Azimute: +/- 6 °
Guido Stolfi 51 / 59
Formatos com Compressão de Vídeo
• DV : Compressão tipo M-JPEG; taxas de 12.5, 25 e 50 Mb/s (SDL, LP/SD, HD)– Fita cassette DVC– Velocidade da fita: 9.4 a 37.6 mm/s– Largura da fita: 6.35 mm– Passo das pistas: 10 m
Guido Stolfi 52 / 59
Formatos com Compressão de Vídeo
• Betacam SX : Compressão MPEG-2 MP@ML; taxa de 18.7 Mb/s– Fita cassette 12.7 mm– Compressão 10:1
• Betacam Digital : Compressão DCT 2:1, 10 bits, 89.5 Mb/s– Fita cassette 12.7 mm– Compatível com Betacam Analógico
Guido Stolfi 53 / 59
Formatos com Compressão de Vídeo
• HDV : Compressão tipo MPEG-2; taxa de 25 Mb/s
• Fita cassette DVCAM / Mini DV– Velocidade da fita: 18.8 mm/s– Largura da fita: 6.35 mm– Passo das pistas: 10 m
Guido Stolfi 54 / 59
Evolução da Densidade de Gravação
1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005
Quadruplex
SMPTE-Formato C
Betacam
M-IID-1
D-2
D-3D-5
1
10
100
1000
Mb/cm2
Digitais
Analógicos
IBM
Guido Stolfi 55 / 59
Servidor de Vídeo – Gravação em HD’s
• Banco de HD’s SCSI / Ultra em paralelo• Taxa de transferência: até 80 MB/s por HD• Múltiplas entradas e saídas simultâneas de
Vídeo Digital• Capacidades: mais de 1000 Gbytes• Ideal para armazenamento de curto prazo,
sujeito a exibições repetidas (ex.: vinhetas, comerciais)
Guido Stolfi 56 / 59
RAID – Redundant Array of Independent Disks
RAID Nível Zero – otimizado para desempenho
Guido Stolfi 57 / 59
RAID Nível 1- Espelhamento
Guido Stolfi 58 / 59
RAID Nível 3 – Correção de Erros
Guido Stolfi 59 / 59
RAID Nível 5 – Paridade Distribuída
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