Cassettes doen hun intrede : U-matic

Geschreven door Willy De Boeck.

Niet enkel omroepen maken gebruik van videorecorders, er zijn ook de zogenaamde institutionele gebruikers : scholen en universiteiten, wetenschappelijke instellingen, bedrijven….. Voor hen mag de kwaliteit wat minder zijn, maar de apparatuur moet goedkoper, verplaatsbaar, en vooral eenvoudiger en betrouwbaarder zijn. En de gebruikers hebben meestal geen gespecialiseerd personeel beschikbaar voor bediening en onderhoud.

 

ldl1000In de beginjaren had elke fabrikant zijn eigen opnameformaat, niet uitwisselbaar met andere machines; einde jaren 1960 kwamen de Japanse firma’s tot een gezamenlijk zogenaamd EIA-J-formaat, met ½-duimband.

Op de foto : de Philips LDL1000, op de markt gebracht in 1966.

In de jaren 1960 was de succesvolle audiocassette op de markt gekomen, een ontwikkeling van Philips en Sony. De tijd was rijp om een gemakkelijk te bedienen toestel met videocassettes te ontwikkelen. Dat werd de U-MATIC.

In 1970 werden de Japanse bedrijven JVC, SONY en MATSUSHITA samen met een aantal “buitenlandse” het eens over de specificaties.  In 1971 bracht Sony de eerste U-MATIC recorder op de markt. Ze mikten eigenlijk op de consumermarkt, maar daarvoor was het te duur. De institutionele gebruikers daarentegen zagen het wel zitten.

In 1974 kwamen de eerste draagbare toestellen (in NTSC, de Amerikaanse standaard) op de markt. Ze effenden de weg naar de ENG-toepassingen (ENG = electronic news gathering), maar daarover later en elders meer.

 

 DE ORIGINELE U-MATIC ¾ DUIM, of U-MATIC LOW BAND

Het eerste type dat op de markt is gekomen, was wat men later de U-MATIC LOW-BAND is gaan noemen.  Dit slaat op de bandbreedte van het opgenomen/weergegeven spectrum van het videosignaal.

image002

Foto van een U-MATIC

De breedte van de magneetband bedraagt  ¾ duim of 19 mm.

Het is ook een toestel van de helicoïdale soort.  Het heeft twee videokoppen die op een trommel diametraal tegenover elkaar opgesteld staan.

Daar elke kop een volledig TV-raster optekent gedurende de tijd dat hij in contact is met de band, draait de trommel tegen 25 omw/s.  De contacthoek bedraagt iets meer dan 180°, waardoor er een overlapping bestaat tussen de signalen afkomstig van de twee koppen en een preciese omschakeling mogelijk is tussen opeenvolgende rasters.

image004

De bandsnelheid bedraagt 9,53 cm/s waardoor een maximumspeelduur mogelijk is van 1 uur.  De schrijfsnelheid is gedaald tot 8,54 m/s.  De koppen draaien in dezelfde zin als de bandbeweging, wat in het geval van een dergelijke lage schrijfsnelheid voor een beter contact tussen de kop en de band zorgt.

De lengte van de videosporen is 17,3 cm en de breedte bedraagt 85 µm met een tussenruimte van 80 µm.  De sporen maken een hoek van 5° t.o.v. de referentierand van de band.

image006

Spoorformaat van het U-MATIC LOW BAND systeem

Elk audiospoor heeft een vaste wiskop en natuurlijk ook een opneem/weergeefkop.  Dit geldt ook voor het stuurspoor.

In dit systeem bestaan er geen vliegende wiskoppen.  Er is een vaste wiskop aanwezig die de gehele breedte van de band wist, zodat het niet mogelijk is alleen de videosporen uit te wissen.  Enkel de audiosporen en het stuurspoor kunnen afzonderlijk worden uitgeveegd.

Het inleggen van de band vindt automatisch plaats en is nogal ingewikkeld door het gebruik van cassettes.  De tekening hierna toont een dergelijke systeem van bandlading.  De twee spoelen in de cassette liggen op dezelfde hoogte.  De schuinheid van de videosporen wordt verkregen door een schuine montage van de koppen.

image008

Het bandtraject binnen een U-MATIC-machine

image010

Zicht op een geopende U-MATIC-machine. 

Door de lage schrijfsnelheid van 8,54 m/s is het niet mogelijk de volledige bandbreedte van het videosignaal (PAL of NTSC) op te nemen.  In de professionele beeldrecorders wordt gewoon het volledige composiet signaal (KBOS) van 5 MHz ongewijzigd geregistreerd.

In het geval van de U-MATIC LOW BAND dient de luminantie van de chrominantie te worden gescheiden.  Hiervoor maakt men gebruik van het “colour under”-principe.

Vóór de opname wordt het chrominantiesignaal op 4,43 MHz (PAL 625 lijnen) van de luminantie gescheiden, terwijl de bandbreedte van de luminantie zelf wordt beperkt tot 3,5 MHz (in plaats van de oorspronkelijke 5 MHz).  Het luminantiesignaal moduleert dan op de gewone manier een draaggolf in frequentie.  Bij de U-MATIC LOW BAND zijn de typische frequenties van het gemoduleerde signaal:

                        bodem van de synchronisatie-impuls: 3,8 MHz

                        maximum witwaarde: 5,4 MHz

Dit FM-signaal wordt op de klassieke manier opgenomen.

De bandbreedte van het chrominantiesignaal omheen de draaggolf op 4,43 MHz wordt beperkt tot 300 kHz (in plaats van de 1,3 MHz).  Dan wordt het d.m.v. amplitudemodulatie omgevormd op een manier dat de centrale frequentie 686 kHz bedraagt plus de twee chrominantiezijbanden van 686 + 300 kHz en 686 – 300 kHz.  Op de hoogste chrominantiefrequenties na is de volledige kleurinformatie aanwezig, zij het met verminderde bandbreedte, zodat de kleurendefinitie gedaald is, net zoals de luminantiedefinitie.  Dit in amplitude gemoduleerde signaal wordt dan bij het in frequentie gemoduleerde signaal van de luminantie gevoegd.

De volgende figuur geeft het frequentiespectrum weer van het opgenomen signaal.

image012

Frequentiespectrum van het opgenomen signaal van de U-MATIC LOW BAND

Het diagram toont duidelijk dat de chrominantie-informatie bij 0,686 MHz zich onder het frequentiespectrum bevindt van het gemoduleerde videosignaal, vanwaar de benaming “colour under” afstamt.

Zoals reeds gezegd, was de definitie van de weergegeven beelden niet optimaal.  Dat neemt niet weg dat het toestel ook door de TV-omroep werd gebruikt, voornamelijk voor nieuwsreportages waarbij men een daling van de kwaliteit voor lief nam voorzover de informatiewaarde groot genoeg was.  Maar niemand was er echt gelukkig mee.  Van de omroepers kwam dan ook de vraag om een gelijkaardige machine te bouwen die een betere beeldkwaliteit garandeerde.  Na enige tijd verscheen dan een U-MATIC “BROADCAST” of “HIGH BAND”

Het is interessant te weten dat de allereerste digitale geluidsopnamen op U-MATIC-machines werden opgenomen.  Hiervoor dienden de audiosignalen te worden opgenomen als videosignalen en moest de audiobemonsteringsfrequentie te worden vergrendeld aan de lijnfrequentie om stabiele resultaten te verkrijgen.  Er werd gekozen voor drie audiomonsters per televisielijn. 

Dit levert het volgende voor de 625-lijnensystemen:

588 actieve televisielijnen/beeld × 25 beelden/seconde × 3 monsters/televisielijn  = 44 100 Hz

In de 525 lijnensystemen ontstaat de volgende formule:

490 actieve televisielijnen/beeld × 30 beelden/seconde × 3 monsters/televisielijn = 44 100 Hz.

Dat is de reden waarom de audiosignalen op de compactplaten een bemonsteringsfrequentie hebben van 44,1 kHz.