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La modulation pour enregistrer le signal
Modulation
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Modulation de fréquence

Le signal vidéo ne peut pas simplement être enregistré tel quel sur la bande magnétique. La largeur des pistes magnétiques est extrèmement faible (elles sont plus fines qu'un cheveu) et la moindre imperfection se verrait à l'image. Il faut donc moduler le signal pour le rendre plus robuste.
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Le signal électrique comme il est capté aux têtes.

Sans modulation, le signal vidéo serait inutilisable.


Le signal vidéo est modulé en fréquence, et la porteuse couleur est déplacée.

La partie moins utilisée (aux environs de 1 MHz) est utilisée pour enregistrer (éventuellement) un signal audio Hifi.

Les pistes enregistrées sont si fines que l'amplitude du signal récolté varie constamment. C'était déjà le cas avec les magnétoscopes à bande avec défilement relativement rapide (et donc pistes plus larges). Le contact entre la bande et la tête n'est pas toujours parfait. Le signal est plus faible et fortement perturbé à l'endroit du changement de tête.

On ne peut donc pas utiliser le signal tel quel, chaque changement d'amplitude du signal produirait un changement d'amplitude du signal vidéo (et donc des parties d'image trop claires ou trop foncées). La modulation qui résoud ce problème est la modulation de fréquence. En effet, les variations du signal vidéo sont enregistrés comme variation de la fréquence d'enregistrement et l'amplitude du signal ne joue aucun rôle.

Les émissions radio en FM sont de très bonne qualité, et nous voulons atteindre cette qualité en modulant le signal vidéo avant de l'enregistrer. Lors de la lecture, les variations de l'amplitude du signal ne jouent aucun rôle, pour autant que le signal soit suffisamment fort pour être détecté. Si le signal devient trop faible, le magnétoscope utilise momentanément le signal de la ligne précédente (stocké dans une ligne à retard de 64µs).

Nous utilisons en pratique (système VHS) une déviation de fréquence de 1MHz entre les tops de synchronisation (3.4MHz) et le niveau de blanc (4.4MHz). Cela signifie en pratique que la bande vidéo est réduite à 3MHz. Le système Betamax qui avait une meilleure qualité d'image utilise une fréquence de base plus élevée (3.6MHz) et une déviation plus importante (1.2MHz). Le système S-VHS permet une bande passante exédant la norme vidéo (bande passante de 5MHz), mais il faut pour cela que la fréquence de base soit plus élevée: on a pris 5.4MHz et la déviation fait 1.6MHz.

La couleur

Une des conséquences de la modulation en fréquence, c'est que le signal vidéo a maintenant une bande passante bien plus élevée, qui englobe la porteuse couleur (à 4.43MHz). La porteuse couleur doit être déplacée vers un endroit libre, aux environs de 600kHz. C'est un résultat de la modulation en fréquence que cet espace s'est libéré. Le système s'appelle color under dans les pays anglo-saxons.

La porteuse est déplacée à nouveau à sa fréquence normale lors de la reproduction. L'avantage de ce déplacement, c'est que le système peut corriger automatiquement les erreurs induites par la vitesse de défilement qui n'est pas parfaitement constante. La correction peut être effectuée aisément en se basant sur la fréquence-pilote (burst) fixe; il suffit de modifier la fréquence de l'oscillateur local (hétérodyne).

La luminance est modulée en fréquence pour réduire l'effet visible des dropout. Pourquoi le signal de chrominance n'est-il pas également modulé en fréquence? L'intensité des couleurs est en effet déterminée par l'amplitude du signal. La porteuse couleur n'est pas modulée dans les appareils grand-public (uniquement dans les appareils professionnels). Le déplacement vers des fréquences plus basses réduit les pertes de signal, mais il est un fait que la chrominance a un très mauvais rapport signal/bruit.

Un magnétoscope SECAM divise la fréquence par 4 lors de l'enregistrement, pour la multiplier à nouveau par 4 lors de la reproduction. Le système PAL utilise un oscillateur local (hétérodyne). La finalité est la même: il faut que la couleur se retrouve en dessous de la bande utilisée par la luminance.

L'information couleur en SECAM est à l'origine plus robuste (modulation de fréquence) et peut même être enregistrée avec un magnétoscope PAL (mais l'inverse n'est pas possible). Il s'agit du système MESECAM, ME signifiant Middle East, le Moyen Orient est la région où cette pratique est fortement implantée à cause des émetteurs PAL et SECAM. La plupart des enregistreurs multi-normes sont PAL/MESECAM puisqu'il ne faut qu'un seul circuit-couleur qui sert aussi bien en PAL qu'en SECAM. Un enregistrement en MESECAM ne peut pas être lu par un magnétoscope SECAM français, puisque l'enregistrement est différent.

Le laserdisc lancé quelques années après la norme VHS dispose dès l'origine d'une bande passante suffisante et peut ainsi traiter tout le signal vidéo en une fois, sans avoir à séparer la chrominance de la luminance. La chrominance est enregistrée de façon transparante et un lecteur ne tient en principe pas compte de la norme couleur (PAL ou SECAM), se contentant de reproduire le signal enregistré. Pratiquement tous les disques européens ont été enregistrés selon la norme PAL.


Un enregistrement sur bande. Pour éviter la diaphonie des pistes voisines, chaque tête a un azimuth différent.

Bande de garde

Pour réduire la diaphonie entre les pistes vidéo voisines, on a laissé un espace vide entre chaque piste, en faisant défiler la bande plus rapidement que nécessaire. Le Philips VCR N1500 (appareil grand-public lancé en 1972) utilisait ce principe.

Le Philips N1700 utilise les mêmes cassettes, mais l'entrefer des têtes vidéo font un angle l'une par rapport à l'autre (azimuth). Chaque piste consécutive est donc enregistrée sous un angle différent, réduisant automatiquement la diaphonie. La bande de garde peut donc disparaitre et on fait défiler la bande à une vitesse plus faible (avec un doublement du temps d'enregistrement). Les systèmes VCR et VCR-LP (qui utilise les mêmes cassettes) ne sont absolument pas compatibles, puisque le tambour doit être équipé de têtes différentes.

Au chapitre suivant, nous décrivons les différentes têtes: les têtes vidée, audio et de synchronisation.

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