К аппаратуре для магнитной записи и воспроизведения изображения и звука относятся видеомагнитофоны (ВМ), видеоплейеры (ВП) и видеокамеры (ВК). Видеоаппаратура получила в последние годы широкое распространение, используется она совместно с другими устройствами (телевизором, видеопроектором и др.).
В основу магнитной видеозаписи положены те же принципы намагничивания носителя, воспроизведения сигнала, что и при магнитной звукозаписи. Однако специфика видеосигнала, несущего гораздо больший объем информации, чем звуковой, обусловила появление ряда дополнительных требований к видеомагнитофонам по сравнению с аппаратурой звукозаписи.
Интервал звуковых частот не превышает 20 кГц, а высококачественная запись полного цветового видеосигнала системы SECAM должна осуществляться в полосе частот до 6 МГц. Очевидно, для записи таких широкополосных сигналов должна быть значительно повышена скорость движения ленты по сравнению со скоростью в звуковых магнитофонах.
Техническая реализация столь высокой скорости при использовании неподвижной головки, как при записи звука, затруднительна и технологически нецелесообразна, так как требует большого расхода магнитной ленты. Поэтому в современных ВМ для записи видеосигнала используется способ наклоннострочной записи вращающимися головками, которые, обеспечивая необходимую высокую скорость ленты относительно головок, в то же время позволяют ограничить абсолютную линейную скорость ленты приемлемой величиной. При наклоннострочной записи абсолютная скорость ленты в ВМ часто даже ниже, чем в магнитофонах.
Каждый ВМ состоит из следующих основных функциональных блоков:
♦ блока сопряжения ВМ с телевизионным приемником. Он состоит из распределителя радиочастотных сигналов с входами для подключения телевизионной антенны и ультракоротковолнового передатчика;
♦ блока лентопротяжного механизма (ЛПМ), с помощью которого осуществляется перемещение магнитной ленты относительно всех магнитных головок ВМ;
♦ блока записи-воспроизведения звука. Канал записи-воспроизведения звукового сопровождения подобен каналу, реализуемому в обычном звуковом магнитофоне;
♦ блока записи-воспроизведения изображения. Изображение записывается синхронно со звуком. В видеоканал входят модулятор, усилитель и демодулятор. Входной сигнал поступает на модулятор, где он модулирует по частоте вырабатываемую генератором несущую частоту. Модулированный сигнал после усиления поступает на видеоголовки, с помощью которых запись фиксируется на магнитной ленте. При воспроизведении частотно-модулированный сигнал снимается с магнитной ленты видеоголовкой и поступает на усилитель, а затем на демодулятор, откуда выделенный видеосигнал подается на телевизор для преобразования в оптическое изображение;
♦ блока САР (система автоматического регулирования), обеспечивающего движение видеоголовок относительно магнитной ленты в соответствии с заданным форматом. Для этого применяются две системы автоматического регулирования, которые синхронизируют движение магнитной ленты в
тракте лентопротяжного механизма и вращение ротора блока видеоголовок (БВГ). В процессе записи первая система САР обеспечивает стабилизацию частоты вращения двигателя ведущего вала, т.е. скорость движения магнитной ленты. Эта САР также вырабатывает и записывает сигнал управления, синхронизирующий движение ленты в режиме воспроизведения.
Вторая САР обеспечивает такое вращение двигателя БВГ, при котором происходит совпадение одной из двух видеоголовок с началом дорожки записи на магнитной ленте.
Блок САР обеспечивает выполнение двух необходимых функций: протяжку магнитной ленты с номинальной и постоянной скоростью и вращение БВГ с постоянной частотой и начальной фазой; блок микропроцессорного управления обеспечивает формирование жестких последовательных команд, управляющих ЛПМ видеомагнитофона, защищающих его от
эксплуатации в непредусмотренных ситуациях, которые определяют по состоянию датчиков, находящихся в блоках ЛПМ и САР: например, включение не должно происходить в условиях повышенной влажности окружающей среды, при неправильно вставленной в ЛПМ кассете или обрыве в цепи питания автостопа.
В процессе работы микро-ЭВМ последовательно опрашивает датчики и обеспечивает защиту магнитной ленты от повреждений и надежность ВМ в целом.
Лентопротяжный механизм (ЛПМ) видеомагнитофонов принципиально отличается от ЛПМ звуковых магнитофонов наличием блока вращающихся видеоголовок (БВГ), в который входит барабан с закрепленными на нем видеоголовками.
Для лучшего разделения звукового и видеосигналов рабочие зазоры головок, которые их записывают, развернуты относительно друг друга на некоторый угол (азимутальный угол).
В ВМ, как и в магнитофоне, магнитная лента сматывается с подающей катушки на приемную (см. рис.), а приводится в движение ведущим валом, к которому она прижимарис... Обобщенная функциональная схема видеомагнитофона формата VHS
ется обрезиненным прижимным роликом. Для создания требуемого натяжения ленты служат рычаги натяжения. Головки стирания, записи и воспроизведения звука располагаются по одну сторону от БВГ, при этом в звуковых каналах ВМ обычно используются универсальные головки записи/воспроизведения. Звуковые сигналы записываются обычно на про-
дольной дорожке по верхнему краю ленты, а по ее нижнему краю на продольной дорожке головкой канала управления записываются специальные управляющие сигналы, предназначенные для управления системой автоматического регулирования скорости движения ленты (САР-СЛ).
На рис. показано расположение дорожек магнитной записи на ленте. Как видно, видеосигнал записывается практически по всей ширине ленты на наклонных дорожках, поэтому способ записи и называется наклоннострочным.
Чтобы наряду со звуковыми сигналами записывать и сигналы изображения, необходимо усложнить не только ЛПМ, но и стуктуру магнитной ленты.
Видеокассета с находящейся в ней магнитной лентой является одним из важнейших функциональных элементов ВМ,
в значительной степени влияющим на качественные, эксплуатационные и экономические показатели видеозаписи. Магнитные ленты для видеозаписи имеют в принципе такое же устройство, как и ленты для звукозаписи, исторически появившиеся первыми, а именно состоят из двух основных слоев: гибкой основы и рабочего слоя (см. рис., а). Чтобы наряду со звуковыми сигналами качественно записывать сигналы изображения, структура магнитной видеоленты усложнена по сравнению с лентой, предназначенной только для звукозаписи, т.е. кроме основных слоев видеолента имеет слои дополнительные (см. рис., б):
♦ защитный слой на поверхности рабочего слоя, служащий для защиты рабочего слоя от механического износа, для улучшения транспортирования ленты и дополнительно для предотвращения статической электризации носителя;
♦ обратный слой на тыльной (противоположной от рабочего) стороне ленты, служащий для улучшения транспортирования ленты в лентопротяжном тракте и качества намотки ленты в рулон; может быть антистатическим;
»♦ промежуточный подслой между основой и обратным слоем служит для улучшения адгезии (сцепления) рабочего и обратного слоев с основой.
Рабочий магнитный слой может состоять из двух слоев, имеющих различные магнитные свойства.
Видеосигналы очень высокой частоты записываются в рабочем магнитном слое у самой его поверхности, поэтому нет смысла делать весь рабочий слой одинаковым, так как только у поверхности он должен содержать самые мелкие частицы, а в глубине могут быть и более крупные, которые обеспечат лучшую передачу относительно низких частот, например, лента фирмы FUJI с маркировкой Dolby coating, где верхний рабочий слой имеет толщину 0,5 мкм, а нижний — 3,5 мкм.
Конструкция современной высококачественной видеокассеты относительно сложна, что обусловлено высокими требованиями, предъявляемыми к равномерности и точности движения магнитной ленты в видеомагнитофоне, и имеет общие для всех форматов узлы. Внутри пластмассового корпуса размещаются катушки для сматывания и наматывания магнитной ленты, а также элементы механизма транспортирования ленты: направляющие элементы (ролики, стойки), элементы, передающие движение (зубчатые шестеренки и др.) Заряжается в ВМ видеокассета одним нажатием руки, что значительно упрощает его обслуживание. Кроме того, видеокассета защищает магнитную ленту от повреждений и загрязнений, способствуя повышению качества записи, облегчает применение очень тонких магнитных лент, позволяет автоматизировать составление и передачу видеопрограмм.
Видеокассеты оцениваются несколькими показателями:
♦ длительностью записи-воспроизведения;
♦ средним числом выпадений сигнала;
♦ относительным по отношению к типовой магнитной ленте уровнем сигнал/шум в каналах яркости и цветности;
♦ наработкой на отказ (подробно об этих показателях см. ГОСТ 29271-91).
По конкретным значениям параметров видеокассеты подразделяются на четыре категории (по степени убывания качества): Супер (SH), Экстра (Н), Прима (Р), Стандарт (ST).
Основные параметры, по которым главным образом оперативно оцениваются видеокассеты, это выпадения сигнала и относительный уровень сигнал/шум.
Выпадением сигнала (drop outs) называется случайное мгновенное уменьшение сигнала с видеоголовки, которое
проявляется в виде мелькающих светлых и темных продольных черточек. Следует отметить, что выпадение сигналов связано как с качеством изготовления носителей, так и с условиями их эксплуатации и хранения.
Если в некоторый момент времени происходит случайный спад амплитуды более чем на 12—20 дБ от среднего значения уровня воспроизводимого сигнала и этот спад наблюдается в течение 5—20 мкс, то он фиксируется как выпадение сигнала. Нормируют выпадения сигнала по количеству выпадений в минуту, которое для формата VHS на высококачественных лентах должно быть не более 20.
Шумами магнитной ленты называют паразитные сигналы, которые в той или иной мере искажают сигналы полезной информации. Модуляционный шум носителя обусловлен неоднородностью внутренней и поверхностной структуры носителя, а также нестабильностью скорости его движения. Модуляционный шум не накладывается на полезный сигнал, а модулирует его, вызывая паразитную амплитудную модуляцию полезного сигнала, которая проявляется в виде перемещающихся по вертикали разноокрашенных, меняющихся по интенсивности полос.
Маркировка видеокассет обычно содержит:
♦ наименование фирмы-изготовителя;
♦ название формата магнитной видеозаписи, для которого она предназначена;
♦ длительность записи-воспроизведения в мин;
♦ характеристику качества, обозначенную буквенным кодом, например: HG (High Grade) — высокий уровень.
На российском рынке сегодня широко представлены видеокассеты ведущих зарубежных фирм. Приведем краткую характеристику нескольких из них.
MAXELL GX180 — по совокупности параметров соответствует категории качества "Прима". Предназначена для записи сюжетов, не требующих архивного хранения. Формат записи: VHS. Время записи-воспроизведения — 180 мин. Очень малое число выпадений и их не очень значительная средняя
длительность позволяют получить вполне чистую, без "прочерков" картинку.
SONY Excellence Hi-Fi Excellence Video Cassete E180VHFF— по совокупности параметров соответствует категории качества "Экстра". Предназначена для записи сюжетов, где может потребоваться архивное хранение. Формат записи: VHS. Время записи-воспроизведения — 180 мин. Имеет малое число выпадений, длительность которых легко компенсируют соответствующие устройства ВМ.
Система САР. Особенностью ВМ по сравнению со звуковыми магнитофонами является не только наличие БВГ, но и обязательное использование специальных систем автоматического регулирования (САР) скоростей ленты и вращения БВГ.
Для того чтобы строго выдерживать фазы записываемых и воспроизводимых видеосигналов относительно строк записи и моментов переключения, частота вращения барабана с закрепленными на нем видеоголовками и их положение по отношению к магнитной ленте должны быть строго определенными как при записи, так и при воспроизведении. Для обеспечения этого служат САР.
Именно САР обеспечивает движение видеоголовок точно по дорожкам записи видеосигнала1 и необходимую начальную установку фазы вращения скоростного двигателя. Для этого в САР в качестве информации о движении ленты поступают импульсы, воспроизводимые с дорожки канала управления, а в качестве информации о действительном положении видеоголовок — соответствующие импульсы с тахо-датчика скоростного двигателя.
Все перечисленные выше операции позволяют записывать сигнал таким образом, что полученную видеограмму можно воспроизводить на любом ВМ такого же формата записи. Несмотря на то что во всех бытовых ВМ используется практически один и тот же принцип магнитной записи, в каждом из отдельных форматов используется свой нормированный способ записи.
Форматы видеозаписи. Расположение строчек записи сигнала изображения на магнитной ленте, а также дорожек записи сигналов звукового сопровождения и вспомогательного сигнала управления вместе с описанием способа записи получило название "формата записи", определяющего конкретные особенности данного типа видеомагнитофона.
Betamax — первый стандартизированный бытовой формат аналоговой кассетной видеозаписи. В нем, как и в других форматах, записывается композитный1 ТВ-сигнал, а цветовая поднесущая перенесена по шкале частот ниже полосы ЧМ-сигнала яркости; применяется азимутальная запись.
VHS — Video Home System — наиболее распространенный формат бытовой видеозаписи. Появился вскоре после Betamax. В мире более 80% потребителей пользуются аппаратурой с этим форматом.
К достоинствам этого формата относятся возможность воспроизведения на наиболее распространенных видеомагнитофонах и наибольшая продолжительность записи-воспроизведения — до 480 мин при замедленной скорости. К недостаткам следует отнести невысокую четкость изображения (около 240 телевизионных линий (тал) по горизонтали) и монофонический звук.
Запись сигнала изображения в ВМ формата VHS производится с помощью двух (или четырех) вращающихся видеоголовок, расположенных под углом 180° (или 90° при записи 4 головками) на барабане диаметром 62 мм (41,33 мм при 4-х головках). Скорость вращения барабана — 1500 об/мин (2250 об/мин), скорость движения ленты — 23,39 мм/с. Скорость движения головки относительно ленты — 4,86 м/с. Для защиты от взаимного проникновения сигналов с соседних дорожек запись производится видеоголовками, рабочие зазоры которых ориентированы на угол, составляющий приблизительно 6° от перпендикуляра к направлению движения ленты (азимутальный угол).
В формате VHS используется обычная видеокассета с шириной ленты 12,65 мм.
Видеомагнитофоны VHS имеют еще одну особенность. Модели, имеющие дополнительно к двум основным еще одну или две дополнительные видеоголовки, могут обеспечивать режимы работы SP, LP и ЕР.
Режим SP (Standard Play) — основной режим, характеризующийся номинальной скоростью движения ленты и максимально возможным качеством записи (PAL, SECAM — 23,39 мм/с; NTSC — 33,5 мм/с).
В режиме LP (Long Play) продольная скорость ленты уменьшается (PAL, ME SECAM — 11,7 мм/с; NTSC — 16,67 мм/с), соответственно изменяется скорость записи и ухудшаются качественные показатели.
Самая низкая скорость обеспечивается в режиме ЕР (Elong Play) (NTSC — 11,12 мм/с).
Скоростями определяется и время записи-воспроизведения (SP, LP) кассет с лентой одинаковой длины.
На базе формата VHS был разработан формат VHS-C. В нем применена кассета, имеющая объем в четыре раза меньше объема кассеты VHS и более чем в четыре раза легче. Кассеты формата VHS-C получили название компакт-видеокассет, или видеокассет С.
Применение таких кассет позволило значительно уменьшить размеры и массу видеомагнитофонов, а формат видеофонограммы при этом остался прежним. Благодаря этому записи, сделанные на видеомагнитофонах формата VHS-C, могут воспроизводиться на любом видеомагнитофоне формата VHS, при этом необходимо использовать специальный переходной адаптер, габаритные размеры которого в точности совпадают с габаритными размерами кассеты VHS. В этот адаптер вкладывается кассета VHS-C перед воспроизведением ее на видеомагнитофоне формата VHS, и, находясь внутри адаптера, она вставляется в видеомагнитофон формата VHS.
Дальнейшее развитие бытовой видеотехники было направлено на повышение качественных характеристик воспроизводимого изображения. Предложенный в 1988 г. фирмой PANASONIC формат S-VHS (Super VHS) характеризуется повышением разрешающей способности до 400 твл, высоким отношением сигнал/шум и малыми перекрестными помехами. Преимущества формата S-VHS достигнуты за счет расширения полосы частот сигнала яркости. Звук — стереофонический.
Скорость движения ленты в ВМ формата S-VHS такая же, как в ВМ формата VHS. Запись сигналов звукового сопровождения аналогична записи в формате VHS.
ВМ формата S-VHS, как и аппараты VHS, могут работать в стандартных режимах записи/воспроизведения (SP, LP и ЕР).
Запись в формате S-VHS производится на кассеты, укомплектованные металлопорошковой лентой. Для автоматического определения формата кассеты в последней на донышке выполнено специальное идентификационное отверстие (JD).
Видеофонограммы формата S-VHS могут воспроизводиться только на ВМ формата S-VHS. Видеофонограммы формата VHS можно воспроизводить на ВМ как формата VHS, так и формата S-VHS. На видеокассетах формата VHS могут быть записаны видеофонограммы только формата VHS.
Аналогично портативным видеомагнитофонам формата VHS-C разработан формат S-VHS-C.
"Видео-8 (V-8)". Это формат с малым размером видеокассеты с магнитной лентой 8 мм; (95x63x14 мм), первый, в
котором наряду с металлопорошковой лентой (тип MP) началось широкое практическое применение металлонапыленной магнитной ленты (тип ME). Ленты MP и ME в указанной видеокассете имеют длительность записи-воспроизведения до 2-х часов; лента ME обеспечивает лучшее качество изображения.
Hi-8. Логическим продолжением формата V-8 стал формат Hi-8 фирмы SONY. В результате примененных новых схемотехнических решений в формате Hi-8 разрешающая способность повышена до 400 твл, снижены перекрестные помехи между каналами сигналов яркости и цветности, уменьшены шумы по полю изображения.
Это усовершенствованный вариант предыдущего формата, наиболее качественный среди бытовых форматов.
Дальнейшее развитие бытовых видеомагнитофонов направлено на повышение разрешающей способности по горизонтали до 500 твл.
znaytovar.ru
Структурная схема двухголовочного видеомагнитофона (ВМ) изображена на рис. 4.Основным узлом видеомагнитофона является лентопротяжный механизм ЛПМ. С его помощью осуществляется перемещение ленты относительно всех магнитных головок ВМ, предназначенных для записи и воспроизведения сигнала изображения и сигналов звукового сопровождения телевизионной программы, а также сигналов, необходимых для работы систем автоматического регулирования (САР) видеомагнитофона. В состав ЛПМ входят подающий ПУ, приемный ПрУ и ведущий ВУ узлы. Ведущий узел образован ведущим валом, приводимым в движение двигателем. К ведущему валу лента прижимается обрезиненным роликом. Ведущий двигатель ВД является исполнительным элементом системы автоматического регулирования, стабилизирующей скорость движения ленты (САР-СЛ). Для регулирования скорости движения необходимы информационные сигналы, записанные на дорожке управления видеофонограммы. Благодаря наличию САР-СЛ при воспроизведении обеспечивается совмещение строчек записи с траекторией движения видеоголовок на ленте.
Рис. 4.Структурная схема двухголовочного видеомагнитофона
Кроме того, САР-СЛ обеспечивает неизменность расстояния между строчками записи на видеофонограмме. Элементами ЛПМ являются также различные стойки, направляющие и обводные ролики, обеспечивающие нужное пространственное положение ленты в процессе её движения.
В кассетных ВМ перед началом работы аппарата лента должна быть вытянута из кассеты и соответствующим образом установлена в ЛПМ. Эта операция осуществляется механизмом заправки ленты МЗЛ (см. рис. 4).
Высокая скорость видеоголовок ВГ относительно ленты, необходимая для записи ВЧ сигналов изображения, достигается за счет вращения барабана, на котором они закреплены. Для вращения барабана применяется, как правило, отдельный скоростной двигатель СД, который является исполнительным элементом системы автоматического регулирования частоты вращения диска видеоголовок САР-СД. С помощью САР-СД частота вращения скоростного двигателя изменяется таким образом, чтобы обеспечивалось требуемое фазовое соотношение между опорными импульсами и импульсами датчика оборотов, определяющими положение видеоголовки на строчке записи. Опорными сигналами САР-СД могут являться, например, кадровые гасящие импульсы.
В двухголовочных ВМ необходимо поддерживать постоянным натяжение ленты как во время записи, так и при воспроизведении изображения. Изменение натяжения регистрируется с помощью натяжного ролика, закрепленного на подпружиненном рычаге, который является измерительным элементом системы САР-НЛ. Отсутствие такой системы приводит к тому, что форма строчки записи постоянно меняется и качественные показатели воспроизводимого изображения ухудшаются.
В настоящее время достаточно сложно изготовить видеомагнитофон с наклонно-строчной записью таким образом, чтобы траектории магнитных головок на ленте при записи и воспроизведении идеально совпадали. Идеальное вмещение указанных траекторий оказывается невозможным из-за неизбежных ошибок изготовления узлов тракта протягивания ленты, ограниченной точности работы САР-СЛ и САР-НЛ, износа движущихся частей ЛПМ, изменения температуры и влажности окружающей среды и т.д. В современных видеомагнитофонах широко применяется автоматическая система, обеспечивающая точное следование видеоголовок по строчке записи во время воспроизведения видеофонограмм. Она получила название системы автотрекинга САТ.В САТ воспроизводящие видеоголовки имеют возможность перемещаться перпендикулярно направлению формирования строчки записи. Система автотрекинга работает таким образом, что при сходе видеоголовки со строчки записи в ней вырабатывается сигнал управления, с помощью которого видеоголовка возвращается в исходное положение. Благодаря применению САТ не только снижаются требования к точности изготовления некоторых механических узлов видеомагнитофона, но и обеспечивается возможность воспроизводить относительно простыми средствами ускоренное и замедленное изображения.
Каждый видеомагнитофон располагает каналом записи звукового сопровождения, который подобен каналам, реализуемым в обычных звуковых магнитофонах. Число звуковых дорожек, которые размещаются вдоль магнитной ленты, зависит от назначения ВМ. Обычно их число не меньше двух.
Запись звука и изображения начинается со стирания информации, ранее записанной на ленте. Этот процесс осуществляется с помощью магнитной головки Г1, подключенной к выходу генератора стирания.Сигналы головок Г2, Г3, предназначенных для записи-воспроизведения звука, поступают на вход канала звукового сопровождения, где соответствующим образом обрабатываются. Запись и воспроизведение сигнала управления осуществляются с помощью головки Г4.
Сигнал изображения записывается с помощью ряда функционально связанных блоков, образующих канал записи. Основным элементом канала являются видеоголовки записи ВГ, установленные на вращающемся барабане. Эти головки используются и при воспроизведении записанной информации, тогда они входят в состав канала воспроизведения. Канал изображения включает в себя каналы записи и воспроизведения.
На рис. 5 показана лицевая панель видеомагнитофона, на которой расположены клавиши, позволяющие управлять его функциями. К основным клавишам, имеющимся на всех типах видеомагнитофонов, относятся: POWER ‑ клавиша включения и выключения питания;EJECT ‑ клавиша выброса видеокассеты;PLAY‑ клавиша включения воспроизведения;STOP‑ клавиша остановки воспроизведения;FF ‑ клавиша перемотки магнитной ленты вперед без изображения и звука;REW ‑ клавиша перемотки магнитной ленты назад без изображения и звука;II/STILL ‑ клавиша паузы;REC ‑ клавиша включения записи видеоизображения;PROG ‑ клавиша переключения принимаемых телевизионных каналов.
Дисплей видеомагнитофона позволяет визуально определять его состояние: наличие в нём видеокассеты, время работы, принимаемый телевизионный канал и т.д. Расположенное на лицевой панели отверстие кассетного отсека предназначено для помещения в него видеокассеты, которая с помощью лентопротяжного механизма занимает требуемое для воспроизведения изображения и звука положение. Кассетный отсек закрыт защитной планкой, предохраняющей от попадания пыли и посторонних предметов внутрь видеомагнитофона.
На задней панели видеомагнитофона расположены гнезда, позволяющие производить его соединение с различными устройствами: телевизором, видеокамерой, видеопроектором, компьютером.
Главный принцип подключения: если устройство является источникомсигнала, то используется еговыход, еслиприёмником–вход.
studfiles.net
Видеомагнитофонов в настоящее время очень много. Они заполняют полки любого магазина, торгующего бытовой техникой. Естественно, все это множество необходимо классифицировать. Выделяют следующие виды и классификации видеомагнитофонов.
1) по стране изготовителю:
2) по количеству видеоголовок:
3) по устройствам обработки сигнала:
4) по системам цветности:
5) по количеству функций:
Рассмотрим далее структуру, особенности функционирования видеомагнитофона.
Принципы видеозаписи основываются на разделении спектра ПЦТС низкочастотными и полосовыми фильтрами на сигналы яркости и цветности. Сигналом яркости, выделенным в полосе до 3МГц, модулируется по частоте поднесущая 4,3 МГц (для VHS). А сигналы цветности выделенные в полосе 3,9...4,7МГц переносятся на 0,3...1,1МГц (частота гетеродина 5,06МГц). При записи на магнитную ленту высокочастотный яркостный сигнал служит для сигнала цветности напряжением подмагничивания. Поскольку полоса видеосигнала 1МГц соответствует разрешающей способности по горизонтали 78 линий, в формате VHS достигается разрешение только до 240 линий.
Рис. 1. Преобразование спектра сигнала в ВМ VHS
Благодаря такому преобразованию удается значительно сократить частотный спектр сигнала, записываемого на ленту, по сравнению с исходным спектром ПЦТС.
На следующем рисунке представлены более подробно спектры сигналов форматов VHS и S-VHS.
Рис. 2. Спектры сигналов и амплитудно-частотные характеристики каналов обработки сигналов яркости и цветности ВМ форматов VHS и S-VHS
В формате S-VHS, благодаря использованию более высококачественной магнитной ленты, удалось добиться разрешения до 430 линий. При этом полоса сигнала яркости около 5МГц, поднесущая 6,2МГц, девиация частоты увеличена с 3,8..4,8МГц до 5,4...7МГц, что позволило повысить отношение сигнал/шум и улучшить контраст изображения. Сигнал цветности, как и в VHS, выделяется полосовым фильтром с центральной частотой 4.43МГц полосой 1МГц и преобразуется в сигнал с низкочастотной поднесущей PAL 626,95кГц.
Для записи и воспроизведения видеосигналов используются вращающиеся видеоголовки. Пара таких головок установлена диаметрально противоположно на барабане, вращающемся с высокой скоростью (1500об/мин для стандартов B/G и D/K). Благодаря этому относительная скорость движения видеоголовок по ленте гораздо выше абсолютной скорости движения ленты. В бытовых ВМ каждый кадр телевизионного изображения записывается за один оборот барабана с видеоголовками, т. е. на двух соседних дорожках видеозаписи.
Рис. 3. Расположение дорожек (а) и строчек (б) записи на ленте формата VHS для стандарта 625 строк/50 полей
Для уменьшения заметности помех от соседних строчек записи скорость движения ленты, частота вращения и диаметр барабана выбираются такими, чтобы синхронозирующие импульсы строк на смежных строчках записи располагались друг под другом. По этой причине скорость движения ленты в индивидуальных видеомагнитофонах обычно нецелочисленна и неодинакова для разных стандартов разложения изображения.
Угол обхвата барабана видеоголовок лентой едва превышает 180°. Это создает перекрытие во времени сигналов, воспроизводимых видеоголовками, примерно на три телевизионных строки. Видеоголовки коммутируются сигналом датчика оборотов барабана с частотой 25Гц примерно за 5...8 строк до начала синхроимпульса полей.
Особенностью ВМ по сравнению с обычным магнитофоном является не только наличие БВГ, но и обязательное использование специальных систем автоматического регулирования (САР) скоростей ленты и вращения БВГ. Для того чтобы строго выдержать фазы записываемых и воспроизводимых видеосигналов относительно строк записи и моментов переключения, частота вращения барабана с закрепленными на нем видеоголовками и их положение по отношению к ленте должны быть строго определенными как при записи, так и при воспроизведениии. Для обеспечения этого и служат САР (система серворегулирования).
ВМ формата VHS имеют также блок неподвижных головок, содержащий стирающую головку канала звукозаписи и униварсальную головку каналов звукозаписи (верхняя дорожка) и управления (нижняя дорожка). Эта головка иначе называется синхрозвуковой головкой. На дорожке у нижнего края ленты записываются импульсы управления с частотой следования 25Гц, "привязанные" к кадровым синхроимпульсам принимаемого телевизионного сигнала. При воспроизведении эти импульсы управляют работой САР ВВ, обеспечивая совпадение траектории видеоголовок с записанными наклонными видеодорожками. На следующем рисунке показана схема заправки ленты в ВМ формата VHS.
Рис. 4. Лентопротяжный механизм: 1 – подкатушечник подающего узла, 2 – штифт натяжения, 3,11 – направляющий штифт на подающей и приемной сторонах соответственно, 4 – головка общего стирания, 5 – инерционный ролик, 6 – направляющий ролик на подающей и приемной сторонах (заправочный штифт) соответственно, 7 – вращающийся барабан, 8 – наклонная направляющая, 10 – стойка звуковой головки и головки канала управления, 12 – ведущий вал, 13 – прижимной ролик, 14 – подкатушечник приемного узла
Кассета с лентой устанавливается в приемный отсек, а специальный механизм заправки вытягивает ленту из кассеты и заправляет ее в лентопротяжный механизм. Подвижные направляющие стойки вытягивают ленту из кассеты, прижимают ее к барабану видеоголовок и к стационарным головкам. Затем обеспечивается плавное движение ленты в рабочих режимах без рывков и вертикальных перемещений относительно плоскости расположения катушек. Для постоянного натяжения ленты, охватывающей барабан, служит механизм обратного натяжения, который воздействует на тормоз таким образом, чтобы натяжение ленты оставалось неизменным (0,3-0,4Н).
Рис. 5. Механический стабилизатор натяжения магнитной ленты
При движении ленты в ЛПМ видеоголовки последовательно, одна за другой, при записи оставляют на ней наклонные намагниченные строки (видеодорожки).
Все перечисленные выше операции позволяют записывать сигнал таким образом, что полученную видеограмму можно воспроизводить на любом ВМ такого же формата записи. Ниже приведена обобщенная функциональная схема ВМ формата VHS.
Хорошо продуманное взаимодействие электроники и механики ВМ позволяет избегать повреждений магнитной ленты, кассеты и лентопротяжного механизма (ЛПМ). Во избежании обрыва ракорда, деформации ленты и повреждения ЛПМ при полной перемотке кассеты каждый ВМ снабжен световыми или магнитными датчиками конца (начала) ленты. Задание последовательности выполнения операций ВМ по командам таймера или с пульта управления осуществляется специальной интегральной микросхемой (ИМС), которая называется процессором системного контроля (ПСК). ПСК контролирует состояние всех датчиков ЛПМ, оказывающих влияние на процесс управления. Это датчик наличия кассеты в ЛПМ, програмный переключатель, формирующий сигналы состояния ЛПМ, датчик блокировки записи, датчики начала и конца ленты и датчики вращения подкатушечников. Неисправность хотя бы одного из датчиков ведет к блокмровке всех функциональных процессов ВМ. Так например, в случае блокировки барабана видеоголовок во избежание перегрева двигателя БВГ и выхода его из строя ВМ выключается и не реагирует ни на одну клавишу панели управления.
Рис. 6. Обобщенная функциональная схема видеомагнитофона формата VHS и его подключение к телевизору
В видеомагнитофонах (ВМ) применяются два типа двигателей постоянного тока - коллекторные и прямоприводные (бесконтактные). Двигатели первого типа предназначены для приведения в действие механизмов загрузки кассеты, заправки-расправки магнитной ленты в ЛПМ и осуществления переключений ЛПМ в различные режимы работы. Прямоприводные двигатели применяются в качестве приводов ведущего вала (ВВ) и блока вращающихся головок (БВГ). Ротор бесконтактных двигателей изготавливают из магнитотвердых материалов. Фазные катушки имеют бескаркасную намотку и приклеиваются к печатной плате. Управление этими двигателями осуществляется специальными схемами (в интегральном исполнении) – драйверами по командам с процессора системного контроля (ПСК) и системы серворегулирования ВМ.
Управление ВМ и перевод его в тот или иной режим работы осуществляется электронными схемами по командам с панели управления путем нажатия соответствующей клавиши. В ВМ приняты специальные меры по управлению и защите для случаев случайного нажатия более одной кнопки на панели уп- равления одновременно. Таким образом электронная блокировка исключает ошибки при управлении ВМ. Индикация режимов ВМ осуществляется специальным светодиодным или люминесцентным индикатором (дисплеем).
2. Принцип работы системы управления и контроля видеомагнитофона
Видеомагнитофоны имеют следующие основние режимы работы: "Запись", "Воспроизведение", "Стоп", "Ускоренная перемотка вперед", "Обратная перемотка", "Замедленное воспроизведение" и "Стоп-кадр". Переключение ЛПМ из одного режима в другой осуществляется с помощью системы управления, которая в современных ВМ реализована на микропроцессорной базе. Эта система также управляет коммутацией электрических сигналов, поступающих на входы и выходы усилителей записи и воспроизведения, включением генераторов стирания, подмагничивания и т. д. Перед подачей соответствующих рабочих команд система, управляющая ЛПМ, должна получить и обработать информацию о текущем состоянии механизма и правильности выполнения предшествующих команд управления. Протекание этих режимов во времени постоянно контролируется для предотвращения повреждений ВМ или ленты. При отклонении от нормальных значений происходит автоматическое отключение ВМ. Например, включение режимов не должно происходить в условиях повышенной влажности окружающей среды, при неправильно вставленной в ЛПМ кассете или обрыве в цепи питания светодиода автостопа и т. п.
Рис. 7. Функциональная схема системы управления ЛПМ: 1,2 – выводы индикации и управления режимами, 3 – двигатель катушек, 4 – двигатель заправки ленты. 5 – двигатель режима кассетного отсека, 6 – соленоид прижимного ролика, 7 – главный соленоид, 8 – включение дистанционного управления, 9 – оперативные переключатели режимов, 10 – переключатель питания (таймера), 11 – переключатель режима продолжительности записи
Система управления и контроля имеет следующие главные задачи.
Среди датчиков, собирающих информацию для ЦПУ, необходимо в первую очередь отметить два концевых выключателя, определяющих наличие/отсутствие кассеты в кассетоприемнике. Эти выключатели определяют также правильность установки кассеты.
Концевой переключатель, определяющий положение кассеты (верх/низ),дает информацию об окончании загрузки или выброса кассеты. Он определяет, опущен или поднят кассетоприемник.
Датчики начала и конца ленты представляют собой фотодатчики, которые срабатывают при прохождениии прозрачного ракорда и определяют начало или конец ленты.
Датчик БВГ получает, обрабатывает и выдает информацию о вращении верхней вращающейся части барабана. Источником этой информации является магнитная головка, закрепленная на нижней неподвижной части барабана. Перед ней вращается диск с закрепленными на нем постоянными магнитами. Магнитная головка вместе с диском, на котором закреплены магниты, представляет собой таходатчик БВГ.
В состав датчика БВГ входят частотный детектор и формирователь сигнала таходатчика. На выходе частотного детектора во время вращения барабана возникает постоянный сигнал. Наличие этого сигнала - необходимое условие для начала движения ленты в режимах записи и воспроизведения. С формирователя сигнала таходатчика стробирующие импульсы поступают в САР БВГ.
Специальные датчики используются для передачи системе управления ЛПМ информации о завершении заправки ленты в лентопротяжный тракт или, наоборот, о возврате ленты в кассету.
Датчик запрета записи предназначен для определения сохранности флажка защиты записи у вставленной в кассетоприемник кассеты. Поступающий с этого датчика сигнал запрещает включение записи, если на вставленной кассете выломан флажок запрета записи.
Состояние поверхности барабана характеризует датчик "росы". Этот датчик реагирует на изменение температурного режима как верхней, так и нижней частей барабана и обнаруживает конденсацию росы на его поветхности. Это необходимо потому, что к влажной поверхности лента прилипает и перестает двигаться. Обычно датчик "росы" реагирует на конденсацию влаги на барабане, если температурный перепад между барабаном и окружающим воздухом превышает 5°C, и передает соответствующую информацию в ЦПУ системы управления ЛПМ.
Режим работы ВМ выбирается с помощью органов управления, расположенных на его лицевой панели или по цепям дистанционного управления. Для этого ЦПУ постоянно опрашивает состояние соответствующих переключателей и кнопок на панели управления и устройства для ввода команд дистанционного управления. Также постоянно с ЦПУ выводится информация о текущем режиме работы ВМ на соответствующие элементы индикации режимов.
Развитие современных систем автоматизированного управления ВМ имеет тенденцию к децентрализации, т. е. к использованию распределенных сис-тем сбора и обработки данных, которые базируются на функционально-ориентированных микро-ЭВМ. В этих системах на конструктивно автономных микропроцессорах выполняется обработка данных, а центральный процессор решает наиболее сложные и срочные задачи, что позволяет осуществлять операции обработки в нескольких местах, существенно уменьшать потоки информации, делать более рациональным обмен информацией между функциональными устройствами и центральным процессором.
3.Особенности магнитной записи видеосигналов
Чтобы оценить трудности, возникающие при магнитной записи видеосигналов, и понять назначение используемых для этой цели технических средств, необходимо знать характеристики системы магнитной записи-воспроизведения (З-В). Расстояние на ленте, на которое записывается один полный период переменного тока, называется длиной волны записи: L=V/f, где V - скорость движения ленты, f - частота записываемого сигнала.
Для осуществления записи необходимо, чтобы ширина G зазора магнитной головки не превышала половину длины волны G<L/2. Следовательно, должно выполняться неравенство: G<V/(2f). Чем выше частота записываемого сигнала, тем меньше должна быть ширина зазора или тем выше должна быть скорость ленты. Телевизионный сигнал занимает полосу частот от 50Гц до 6МГц, поэтому для записи телевизионного сигнала необходимо иметь тракт примерно в 120 раз более широкополосный, чем при звукозаписи (диапазон звуковых частот 20Гц...20кГц). Оптимальные режимы записи для сигналов, отличающихся по частоте в 10 раз и то существенно различны, поэтому непосредственная запись телевизионного сигнала на магнитную ленту без относительного сжатия его частотного спектра невозможна.
Для преодоления указанных трудностей телевизионный сигнал подвергается при записи преобразованиям.
Рис. 8. Структурная схема канала модуляционной записи-воспроизведения видеосигналов: ПРвх, ПРвых – входной и выходной преобразователи; УЗ, УВ – усилители записи и воспроизведения; ЗГ, ВГ – записывающая и воспроизводящая магнитные головки соответственно; Г – генератор ВЧ подмагничивания
На вход канала поступает входной сигнал Sвх(t). Если параметры тракта З-В не соответствуют параметрам сигнала, то предварительно с помощью модуляции во входном преобразователе ПРвх входной сигнал преобразуется в удобную для записи форму. Запись осуществляется записывающей головкой ЗГ. Как и при звукозаписи для улучшения амплитудной характеристики записи вместе с записываемым сигналом в записывающую головку подается ВЧ подмагничивание, которое само на носитель не записывается, а влияет только на режим намагничивания. При воспроизведении в воспроизводящей головке ВГ наводится ЭДС, значение которой пропорционально скорости изменения магнитного потока во времени. После усиления и коррекции в усилителе УВ воспроизводимый сигнал попадает в преобразователь ПРвых, на выходе которого восстанавливается исходный сигнал. В видеомагнитофонах для преобразования видеосигнала используется ЧМ.
В тракте З-В действуют шумы и помехи, источниками которых являются ленты, головки, усилители, несовершенство транспортирующего механизма.Из-за действия помех и искажений сигнала в преобразователях Sвых(t) отличается от Sвх(t). Степень этого отличия может служить мерой точности записи. Сушествует комплекс показателей характеризующих любую систему передачи. К их числу относятся величины амплитудно-частотных и нелинейных искажений, отношение сигнал/шум, значение и характер искажений временного масштаба сигнала. Эти показатели дают оценку качеству записи любых сигналов. Помехи, действующие при записи и воспроизведении, приводят к заметному ухудшению качества передачи сигнала. Поэтому в аппаратах видеозаписи применяют специальные меры по уменьшению уровня помех и снижению степени их влияния на воспроизводимые видеосигналы. В частности неконтакт магнитной ленты с ЗГ особенно заметно сказывается при записи коротких волн. В системах видеозаписи для его уменьшения рабочие поверхности всех лент и головок тщательно полируются. При воспроизведении сигналов с малой длиной волны иногда наблюдаются кратковременные (3мкс), но значительные (более 20дБ) понижения уровня сигнала. Это явление связано с нарушением контакта между головкой и лентой и называется выпадением. Выпадения при видеозаписи приводят к появлению на изображении черных или белых полос и заметно снижают качество изображения. Продолжительность выпадений различна, но обычно в видеомагнитофонах она не превышает 25мкс. Заметность выпадений уменьшают применением так называемых компенсаторов выпадения. Специфический источник искажений сигналов во всех системах записи на подвижный носитель - колебания скорости перемещения носителя. Это приводит к искажениям временного масштаба сигнала. Изменение временных соотношений в воспроизводимом сигнале вызывает геометрические искажения видеоинформации. Запись телевизионных изображений стала возможной только благодаря значительному усовершенствованию всех элементов тракта З-В и повышению качественных показателей магнитной ленты.
При магнитной видеозаписи на ленту записывается сложный сигнал,содержащий колебания различных частот. Механизм записи такого сигнала сходен с режимом записи с подмагничиванием, поскольку одни составляющие его спектра играют роль подмагничивания для других. Этот режим называется записью с автоподмагничиванием. Так как соотношение между различными составляющими в реальном сигнале непрерывно меняется, амплитудные характеристики тракта также оказываются непостоянными и зависят от конкретного вида записываемого сигнала. При видеозаписи дополнительным преобразованием является узкополосная ЧМ, при которой уровень несущей частоты частотно-модулированного сигнала значительно превышает уровень боковых частот спектра. Поэтому в первом приближении можно считать, что несущая частота играет роль подмагничивания для других составляющих спектра сложного сигнала. Кроме того применение ЧМ приводит к относительному сжатию частотного диапазона записываемого сигнала. Это объясняется тем, что спектр видеосигнала переносится в более высокочастотную область. Этот прием позволяет легче выбрать оптимальный режим намагничивания, а также при этом используется меньшая часть АЧХ тракта З-В. В этом случае АЧХ тракта в пределах полосы пропускания оказывается более равномерной. С другой стороны траспонирование спектра видеосигнала сопровождается ростом максимальной записываемой частоты. Запись высоких частот представляет собой также сложную техническую задачу. Поэтому оказалось целесообразным смещать вверх спектр видеосигнала примерно на 0,5...1,0МГц. При применении ЧМ полезная информация содержится в изменениях частоты, а не амплитуды модулированного сигнала, что дает возможность перед демодуляцией ограничить воспроизводимое колебание по амплитуде и устранить действие модуляционных помех.
Известно, что в первом приближении ширина спектра частотно-модулированного сигнала определяется выражением: ΔFчм = 2Fmax·(m+1), где m=Δf/Fmax — индекс модуляции, Δf — девиация частоты, Fmax — максимальная частота модулирующего сигнала.
В системах видеозаписи принято использовать узкополосную ЧМ (с малым значением индекса модуляции и низким отношением несущей частоты fн к высшей модулирующей частоте). Исходный видеосигнал модулирует по частоте несущее гармоническое колебание, частота которого fн всего на 10...20% выше Fmax. Столь низкое отношение fн/Fmax объясняется стремлением избежать значительного возрастания максимальной частоты в спектре яркостного модулированного сигнала. При используемых значениях m=0,1...0,2 спектр частотно-модулированного сигнала имеет вид, показанный на рис. 9.
Поскольку нижняя и верхняя боковые полосы несут одинаковую информацию о входном сигнале, достаточно передавать по тракту З-В только одну, например нижнюю боковую полосу. Частотное ограничение частотно- модулированного сигнала приводит к глубокой паразитной АМ, которая устраняется при воспроизведениии глубоким ограничением уровня воспроизводимого сигнала. В индивидуальных аппаратах считается допустимым ограничивать спектр записываемого сигнала сверху до значений fн+2-f. В профессиональных видеомагнитофонах верхняя и нижняя боковые полосы частотно-модулированного сигнала передаются полностью.
Рис. 9. Спектральные диаграммы сигналов при видеозаписи с ЧМ: а – исходного; б – частотно-модулированного при малом индексе модуляции без ограничения; в – то же с ограничением спектра
Трудности при записи видеосигналов возникают также из-за наличия в его спектре значительных ВЧ составляющих. Переход к частотам примерно в 500 раз более высоким, чем те, которые встречались при звукозаписи, потребовал разработки и использования для сердечников магнитных головок новых материалов, у которых потери на вихревые токи были бы достаточно малыми. Кроме того, запись высоких частот требует существенного повышения плотности записи.
Только благодаря одновременному использованию двух технических приемов - ЧМ и поперечно-строчной магнитной записи (в последствии наклонно-строчной записи) - появился видеомагнитофон. Эти приемы позволяют решить основные проблемы магнитной видеозаписи:
4.Принципы обработки звуковых сигналов в видеомагнитофонах
Запись сигналов звукового сопровождения осуществляется двумя способами: традиционным (продольная запись) и запись вращающимися головками.
Канал записи-воспроизведения звукового сопровождения неподвижными магнитными головками мало чем отличается от схем современных кассетных аудиомагнитофонов. Он содержит микрофонный и предварительный усилители записи, охваченные глубокой системой АРУ, шумопонижающее устройство, корректирующий и оконечный усилители записи, универсальную магнитную головку, корректирующий, предварительный и оконечный усилители воспроизведения, а также генератор стирания-подмагничивания со стирающими головками.
Рис. 10. Структурная схема канала звукового сопровождения
Качество звукового сопровождения, записываемого на продольной дорожке, поднять было невозможно из-за низкой скорости транспортировки ленты. Существенным шагом в направлении повышения качества звукового сопровождения магнитовидеофильмов явилась разработка метода глубинной звукозаписи двумя вращающимися головками. Это позволило увеличить линейную скорость записи с 2,339см/с до 4,84м/с и применить способ записи звука с частотной модуляцией (ЧМ запись).
Видеомагнитофоны, в которых используется такой способ записи звуковых сигналов обозначают как VHS Hi-Fi (High-Fidelity). Ниже схематично показано расположение вращающихся головок на барабане ВМ формата VHS Hi-Fi.
Рис. 11. Расположение вращающихся головок на барабане ВМ формата VHS Hi-Fi
Звуковые головки установлены на БВГ диаметрально противоположно так, чтобы при вращении они опережали соответствующие видеоголовки (ВГ) на 138°. Как и у ВГ, у вращающихся головок ЧМ записи-воспроизведения звука рабочие зазоры развернуты в разные стороны относительно перпендикуляра к направлению движения головок на угол равный 30°. ЧМ сигнал звука записывается вращающейся головкой в магнитном слое ленты на достаточно большой глубине, а видеосигнал записывается над звуковым сигналом близко к поверхности магнитного слоя ленты. Таким образом, магнитограммы видео и звуковых сигналов разделены в толще рабочего слоя ленты по глубине.
Рис. 12. Принцип глубинной записи звукового ЧМ сигнала
Несущие частоты ЧМ сигналов звука выбраны вблизи границ полос частот спектров сигнала цветности и ЧМ сигнала яркости. ЧМ-сигналы записываются на несущих 1,3 и 1,7МГц соответственно для левого и правого каналов стереофонического сопровождения. Девиация частоты составляет 150кГц. Такой выбор несущих частот обусловлен требованием минимальности помех видеосигналу со стороны ЧМ звуковых сигналов.
Рис. 13. Спектры сигналов изображения и звука в ВМ формата VHS Hi-Fi
magref.ru
Бесконтактные двигатели постоянного тока (БДПТ) широко применяются в самых различных устройствах, а в видеомагнитофонах и видеокамерах их наличие обязательно. Однако техническая информация, касающаяся особенностей конструкций, характеристик и ремонта БДПТ, довольно труднодоступна.
Кроме того, большинство производителей видеотехники встраивают в конструкции БДПТ электронные блоки, надежность которых зачастую ниже, чем у самих двигателей, а в сервисных руководствах, как правило, отсутствуют электрические схемы электронных частей двигателей.
Электрорадиоэлементы для схем управления двигателей обычно выполнены в корпусах для поверхностного монтажа и не имеют маркировки, в результате чего действительно трудно составить инструкцию по ремонту. Поэтому неисправности электропривода сервисные руководства рекомендуют устранять заменой целиком блоков двигателей.
В наших условиях позволить такую роскошь, как замена двигателей, могут специалисты авторизованных сервисных центров в пределах ограниченной номенклатуры типов. Причем проблем обычно не возникает с гарантийной аппаратурой, оплатить же ремонт послегарантийной техники в состоянии не все клиенты. Действительно, стоимость двигателей для некоторых моделей видеомагнитофонов и видеоплееров могут составлять 30...50% стоимости самих аппаратов. И это относится только к относительно доступным типам двигателей, однако в широкой номенклатуре БДПТ имеется множество позиций, приобрести которые проблематично.
Поэтому все же целесообразней заменять при ремонте только вышедшие из строя элементы. Однако здесь возникают две основные проблемы: обеспечение правильной диагностики неисправностей и поиск деталей для замены отказавших. Поскольку в большинстве случаев мастера не располагают схемами и картами режимов двигателей, следует по возможности самостоятельно измерить рабочие режимы и снять осциллограммы на исправном экземпляре нужной модели.
Учитывая, что в распоряжении ремонтника может не оказаться точно такого же видеомагнитофона или видеокамеры, представляется полезным иметь таблицы аналогов по применяемости микросхем управления БДРТ. В таблице приведены такие данные по микросхемам для двигателей БВГ из рабочих записей автора по моделям аппаратуры 1985-2003 г.г. выпуска.
Таблица 1
Тип микросхемы (изготовитель) | Применяемость — видеомагнитофоны, [видеоплееры], [видеокамеры] |
AN3811NK (MATSUSHITA) | Panasonic NV-HD640/SD570/HD670[Panasonic NV-SR80/90/FJ8] |
AN3814K (MATSUSHITA) | Panasonic NV-J30/35/45/L2O/27/SD10/11/20/25/300/350/ 400/450/600/650/HS800/1000/FS88/200 [Panasonic NV-SR30/50/55/60/70] |
AN3890FBS (MATSUSHITA) | {Panasonic NV-M54/MS5} |
AN3893NFHP (MATSUSHITA) | (Panasonic NV-M3000/3500/9000/9500} |
AN6387 (MATSUSHITA) | Panasonic NV-G7/G12 |
AN6671K (MATSUSHITA) | Toshiba V-67G |
BA6415FS(RHOM) | Akai VS^205, 405/411/415/417/418/511; Daewoo DVR-4286; Sony SLV-510/810/821/870; [Fujeta DVR-1181; Daewoo DVR-1181] |
BA6445 (RHOM) | [Hitachi VM-C1E] |
BA6450 (RHOM) | {Orion VMC-103} |
BA6459P (FS) (RHOM) аналог XRA6459FS | Hitachi VT-M161/727/747/F88/90 [Hitachi VT-P75] |
BA6825FS(RHOM) | [Sony SLV-XA130] |
BA6827FS (RHOM) | [Gold Star-P23W/P-R510, Sura SV95R] |
BA6975FS (RHOM) | [LG BH759/762] |
CXA8006M (SONY) | Fisher FVC-P730 |
HA13403 (HITACHI) | (Hitachi VT-P60), Sharp VC-36S, Hitachi VT-100 |
JCM5O39 | JVCHR-D427/627/727/S388/S6900/S7000/DD868/S9600; Orion N688, Philips VR-750/755; [JVC HR-P39] |
KA3084D (SAMSUNG) | [Samsung SVR-131/537/547], Samsung SVR-630/631 |
KA8304 (SAMSUNG) | Condor VCR-8120 |
KA8310 (SAMSUNG) | Samsung SV-300W/VQ-306, Funai VIP-5000LR [Samsung VK-30R] |
KA8328D (SAMSUNG) | [Samsung SVR-11G] |
M51712FP (MITSUBISHI) | Akai VS22/23/26 |
M51721SL (ATL) (MITSUBISHI) | Gold Star GHV-1295, Philips VR-6349; Sharp VC-311N/A103; [Sharp VC-6V3] |
M5458L (MITSUBISHI) | Akai VS-240EO |
M56732AL (MITSUBISHI) | Mitsubishi HS-M-55/58; Akai VS-X400, Sharp VC-MA48; Sony SLV-311/711 [Orion N500 800; Mitsubishi M521, M30] |
M56741L (MITSUBISHI) | [Sharp VC-M11] |
M56747FP (MITSUBISHI) | Sharp VC-MA441 |
M63101FP (MITSUBISHI) | [LG BH759/762] |
MCD001AM | Daewoo DVR-7577/4561 |
TA7736 (TOSHIBA) | Casio VX-4000, Aiwa HV-6900 |
TA8423 (TOSHIBA) | Toshiba V-109/110 |
TA8424 (TOSHIBA) | Sony SLV-X55 |
TA8402 (TOSHIBA) | {National NV-M7} |
TB6518F (TOSHIBA) | {Panasonic NV-VX10/11/21/22} |
TM2602D | Sansui S-V97, Aiwa DK910 |
TPIC1327DF(TI) | {Samsung VP-U12/15) |
UN224 (MITSUBISHI) | {Panasonic NV-VX-10/11/21/22/M3000/3300/3500/9000/ 9500/AG455/DP200} |
VC5032 (JVC) | JVC HR-520/521/1520/S6800 |
Рассмотрение особенностей конструкций, работы и ремонта ДБПТ начнем с привода БВГ. Сразу необходимо отметить, что двигатель БВГ с датчиками положения ротора (ДПР) в виде катушек на статоре в современных видеомагнитофонах практически не применяют. В то же время БВГ такого типа довольно широко используются в видеокамерах, что позволяет минимизировать их геометрические размеры. Для изучения устройства и функционирования таких двигателей можно воспользоваться информацией в [1], где хорошо описана работа двигателей БВГ в видеомагнитофоне Panasonic AG6200, а также электропривода на микросхеме AN6677 (КР1005ХАЗ).
В большинстве выпускаемых в настоящее время БДПТ применяют датчики положения ротора в виде индикаторных преобразователей Холла (ИПХ). Ведущее положение по их выпуску занимают японские фирмы ASAHI KASEI KOGYO К.К., JVC, DENKY ONKYO K.K., NIPPON BIKUTA и другие.
Устройство индикаторного преобразователя Холла фирмы ASAHI KASEI KOGYO К.К. показано на рис. 1. При пропускании через токовые электроды постоянного тока и приложении внешнего магнитного поля, направленного перпендикулярно плоскости пластины, на выходных (холловских) электродах возникает разность потенциалов, используемая в системах электропривода БДПТ для индикации положения ротора.
Рис. 1Устройство индикаторного преобразователя Холла фирмы ASAHI KASEI KOGYO К.К.
Рассмотрим теперь функционирование коммутирующих устройств (КУ) бесконтактных двигателей постоянного тока. КУ формируют импульсы тока, поступающие в соответствующие секции обмоток статора для создания вращающего момента, что и приводит в движение магнит ротора и связанные с ним узлы. Среди множества конструкций БДПТ в видеомагнитофонах и видеокамерах получили распространение три: с осевым рабочим зазором, с радиальным рабочим зазором и гибридные конструкции. Для привода БВГ видеомагнитофонов используются двигатели с радиальным и осевым зазором, в видеокамерах преимущественно с осевым зазором. БЛПТ обеих типов используются и для привода ведущего вала, а также под-катушников в ряде профессиональных видеомагнитофонов.
В конструкциях с радиальным зазором магнит ротора представляет собой кольцо с радиальной намагниченностью. Сам магнит обычно установлен на ярме чашкообразной формы, закрепленном на торце ротора двигателя. Следует иметь в виду, что после операций сборки/разборки двигателей БВГ необходима регулировка точки переключения видеоголовок в фазовом канале системы авторегулирования.
КУ для управления БДПТ видеомагнитофонов обычно выполнены на специализированных микросхемах. Оконечные каскады, непосредственно связанные с обмотками статоров, иногда выполняют на дискретных транзисторах или транзисторных сборках. Из довольно распространенных, это, например, микросборка UN224 фирмы MATSUSHITA, применяемая для КУ двигателей привода БВГ ряда моделей видеокамер PANASONIC.
Конструктивно КУ БДПТ размещается непосредственно на самом двигателе или отдельно, на платах систем управления и авторегулирования. Следует отметить, что с точки зрения удобства диагностики и ремонта второй вариант более предпочтителен, так как в этом случае все элементы имеют маркировку, легко доступны и могут быть без проблем демонтированы. Недостатком совмещенных конструкций с «сервисной» точки зрения является труднодоступность и высокая цена многих типов двигателей. К примеру, по одному из прайс-листов (2003 г.), цена двигателей ведущего вала на микросхеме КМ3509 F составляет около 50 долл. при цене самой микросхемы 7 долл.
Приверженцем разнесенных конструкций долгое время была фирма MATSUSHITA, однако в аппаратах конца 90-х годов и современных с Z-ме-ханизмом она от них отказалась. Разнесенные конструкции использовались и используются во многих моделях видеокамер, так как позволяют реализовать минимальные геометрические размеры двигателей.
Рассмотрим устройство и работу системы управления двигателями привода БВГ на некоторых примерах. На рис. 2 показана принципиальная схема узла привода двигателей SM-250 фирмы AKAI, коммутационное устройство в нем выполнено на микросхеме M51712FP фирмы MITSUBISHI.
Усилители сигналов датчиков скорости и положения ротора двигателя выполнены на сдвоенном операционном усилителе NJM4558 фирмы JRC. В КУ датчики положения ротора HD1-HD3 по токовым электродам включены параллельно, ток через них задан узлом дифференциального управления (15) и зависит от управляющего напряжения DM CONT (Drum Control), подаваемого с системы авторегулирования БВГ через выв. 14 микросхемы IC1 на узел преобразования управляющего сигнала (14). Напряжение Холла от ИПХ, подключенных к дифференциальным усилителям (4-6), ток импульсов (и, следовательно, скорость вращения) от усилителей мощности (7-9), питающих обмотки двигателя, зависят от управляющего напряжения. Для обеспечения равномерного вращения ротора двигателя служат сумматоры положительных и отрицательных импульсов (10,11), блок установки образцового напряжения (12) и сумматоры (13). Для проверки работоспособности коммутационного устройства на его управляющий вход (конт. 4 разъема Р102) необходимо подать внешнее постоянное напряжение. При его изменении от +2 до +5 В скорость вращения БВГ должна меняться от 200 до 2000 об/мин, что соответствует частоте сигнала PG 25 Гц.
Во всех видеомагнитофонах и видеокамерах БДПТ входят в состав систем автоматического регулирования. Задачами этих систем являются поддержание с высокой точностью постаянства скорости вращения двигателей и формирование сигналов переключения видеоголовок в строго определенных (относительно неподвижного основания) положениях ротора (а, следовательно, и верхнего цилиндра БВГ). Для выполнения этих задач системам авторегулирования требуются сигналы обратных связей по частоте (FG-Frequency Generator) и положению (PG-Pulse Generator). Частота сигналов FG жестко связана со скоростью вращения БВГ и частотой кадров и лежит обычно в пределах нескольких сотен герц. Датчики сигналов FG могут быть выполнены в виде печатных катушек индуктивности на плате двигателя в виде пары из специального кольцевого многополюсного магнита и считывающей головки. И, наконец, сигналы FG могут быть сформированы обмотками статора (при вращении магнита ротора в обмотках возникает ЭДС самоиндукции). Датчики положения PG могут быть также выполнены в виде одного-двух витков печатной катушки индуктивности на плате, в виде пары из постоянного магнита и считывающей головки или получены от одного из датчиков Холла коммутационного устройства двигателя.
Уровни сигналов датчиков FG, PG не превышают единиц или десятков милливольт, поэтому для обеспечения работы САР применяются усилители и формирователи импульсов. Конструктивно они могут размещаться на платах систем управления и авторегулирования, на платах самих двигателей в виде отдельных микросхем (IC2 на рис. 2) или в составе микросхем КУ электропривода двигателей. В последнее время в состав коммутационных устройств некоторые фирмы стали включать и некоторые другие узлы, например, в микросхеме привода ведущего вала AN3844SB фирмы MATSUSHITA реализовано устройство управления коллекторным двигателем заправки кассеты и ленты. Эта микросхема применяется во многих моделях видеомагнитофонов и видеоплееров Panasonic с Z-механизмом.
Рис. 2Усилители и формирователи импульсов
На рис. 3 показана схема коммутационного устройства двигателя привода БВГ SDV-0302A фирмы SONY на базе микросхемы ВА6415 FS (AFS) фирмы RHOM со встроенными усилителями-формирователями сигналов датчиков скорости и положения ротора FG, PG. Отличительной особенностью двигателя является использование только двух секций статора и двух индикаторных преобразователей Холла. Скорость вращения двигателя задается напряжением на выв. 18 микросхемы в цепи DM CONT, при номинальной скорости вращения 1500 об/мин оно составляет около 2,4 В. Сигнал DM CONT является продуктом интегрирования выходного сигнала цифровой САР БВГ, в видеомагнитофонах Akai - VS405, 411, 415, 417, 418, 511 - она входит в состав центрального микропроцессора IC401 (рис. 3). Выходной сигнал CAP DM PWM на выв. 128 IC401 представляет собой ШИМ сигнал размахом 5 В, его постоянная составляющая выделяется внешним RC-фильтром нижних частот (R402 R404 С402 С404), с его выхода через неинвертирующий ОУ с единичным коэффициентом передачи (1/2 IC402) подается в цепь DM CONT (выв. 18 ВА6415). Напряжение питания +12 В на выв. 20 микросхемы в рабочем режиме поступает от источника питания +15 В через диоды D412, D413, D416, D417. В режимах ускоренного просмотра и перемоток питающее напряжение увеличивается до 14,5 В путем замыкания диодов D412, D413, D416 ключом на транзисторе TR 413 (в этих режимах увеличивается нагрузка на двигатель со стороны магнитной ленты). Усилители сигналов датчиков скорости FG и положения ротора PG представляют собой дифференциальные ОУ в составе микросхемы КУ ВА6415, их выходы выведены на выв. 10,15. Окончательно сформированные сигналы FG и DM PG с выв. 8,16 поступают на выв. 97, 98 IC401. Размах сигналов DM FG и импульсов PG составляет около 2 В.
Рис. 3Схема коммутационного устройства двигателя привода БВГ SDV-0302A фирмы SONY
Электропривод двигателей БВГ в ряде моделей видеокамер выполнен в виде двух частей: маломощной, на базе микросхем средней степени интеграции и выходных каскадов, нагруженных на обмотки статора, выполненных на микросборках. На рис. 4 показан фрагмент электрической схемы модуля сервопривода полноразмерных видеокамер «Panasonic NV-М3500». Микросборка UN224 (IC2102) применяется для привода двигателей БВГ большого числа моделей видеокамер PANASONIC и фирм, использующих начинку от MATSUSHITA. В некоторых моделях видеокамер она применяется и для электропривода двигателей ведущего вала («Panasonic NX-VX10/11/21/22» и других), аналог микросборки — MDC05. Статор двигателей электропривода видеокамер «Panasonic NV-M3000/3500/9000» выполнен в виде двенадцати печатных катушек индуктивности на плате диаметром 38 мм. Каждая секция М1, М2, МЗ (рис. 4) состоит из четырех печатных катушек по 15 витков. Катушки в секциях соединены последовательно, а секции «звездой». На плате статора расположены датчик скорости и положения ротора, также выполненные в виде печатных проводников. Толщина многополюсного кольцевого магнита ротора - 2 мм, двигателя в сборе -всего 3 мм. Зазор между статором и ротором составляет десятые доли мм, поэтому даже песчинка, попавшая в зазор, может вызвать заклинивание двигателя. Такой случай, например, произошел с видеокамерой «Panasonic AG-455»: двигатель не запускался, а вручную проворачивался с заеданиями. Причиной дефекта стала частичка феррита, отколовшаяся от статора вращающегося трансформатора БВГ и попавшая в зазор между статором и ротором двигателя. В таких ситуациях необходимо сразу разобрать БВГ, не проворачивая его вручную, так как при этом можно повредить очень тонкие проводники (порядка 0,1 мм) печатных катушек, а стоимость таких БВГ в авторизованном сервисе составляет около 250...300 долл.
Рис. 4Фрагмент электрической схемы модуля сервопривода полноразмерных видеокамер Panasonic NV-М3500
Необходимо отметить, что на практике самопроизвольные отказы микросхем КУ электропривода БВГ встречаются довольно редко, что можно объяснить облегченным режимом работы элементов, так как для вращения БВГ требуется небольшая мощность. Поэтому микросхемы КУ, как правило, не требуют теплоотводов. Неисправности в системах электропривода обычно носят нетипичный характер, могут возникать вследствии нештатных и аварийных ситуаций. Например, при подаче внешнего питания обратной полярности на видеокамеру (такие ситуации в практике ремонта встречаются) и при попадании жидкости внутрь аппаратов, падениях и т.п.
Один из необычных случаев из практики автора связан с влиянием работы коммутационного устройства двигателя БВГ на другие узлы видеомагнитофона «Daewoo DVR-4561D». Дефект проявлялся следующим образом: на изображении наблюдались четко выраженные шумовые полосы. Обычно это свидетельствует о неправильной юстировке направляющих стоек, видеоголовок и некоторых других элементов лентопротяжного механизма, т.е. об отклонении траектории движения видеоголовок от сиг-налограммы.
Попытки отъюстировать ЛПМ и замена верхнего цилиндра БВГ положительного эффекта не дали. При проведении более тщательного анализа выяснилось, что шумовые всплески на огибающей ЧМ сигнала яркости синхронизированы с сигналом переключения видеоголовок и в каждом поле наблюдались три таких всплеска с одинаковыми временными интервалами между ними. Их источником был двигатель БВГ. Шумо-подобные помехи появлялись синхронно с фронтами импульсов на обмотках статора. В видеомагнитофоне применен двигатель SDV-0201А и микросхема электропривода MCD001AM фирмы SONY. Оказалось, что конструкция БВГ не обеспечивает надежного электрического контакта верхнего цилиндра с корпусом. Эффективность заземляющего токосъемника оказалась недостаточной. Дефект был полностью устранен после заземления корпусного контакта разъема КУ непосредственно под винт крепления БВГ и установкой фильтрующего конденсатора 47 мк х 16 В в цепи питания на этом же разъеме.
www.radiomaster.net
просмотров - 336
Тема 7.1 Неисправности и регулировка лентопротяжного механизма видеомагнитофона.
Лекция 19 Время - 2ч.
Раздел 7 Ремонт и регулировка видеомагнитофонов.
В основу магнитной видеозаписи положены те же принципы намагничивания носителя, воспроизведения сигнала, что и при магнитной звукозаписи. При этом специфика видеосигнала, несущего гораздо больший объем информации, чем звуковой, обусловила появление ряда дополнительных требований к видеомагнитофонам по сравнению с аппаратурой звукозаписи.
Характерными особенностями видеосигнала являются его широкополосность и компонентный характер (в спектральном представлении), дискретность (во временном представлении), кодированный характер видеосигнала, а также крайне важность передачи специальных сигналов и звука.
Компонентный характер видеосигнала означает разделение информации об изображении на сигнал яркости EY, красный цветоразностный ER-Y (в SECAM корректированный D’R) и синий цветоразностный EB-Y (или D’B) сигналы.
Широкополосность, определяющая разрешающую способность передаваемого изображения, означает, что максимальная ширина спектра видеосигнала яркости, составляющая примерно 6 МГц, намного больше максимальной ширины спектра аудиосигнала, составляющей примерно 20 кГц. Максимальная ширина спектра цветоразностных сигналов также достаточно велика и составляет 0.5¸ 1.5 МГц.
Известно, что для записи таких широкополосных сигналов должна быть значительно повышена скорость движения магнитной ленты по сравнению со скоростью ленты в аудиомагнитофонах. При одинаковых способах записи (одной неподвижной головкой) для записи звука достаточно скорости ленты 4.76 см/с (стандарт в кассетных аудиомагнитофонах), а для записи видеосигналов необходима скорость магнитной ленты не менее 15...20 м/с, что, очевидно, неприемлемо как способ магнитной записи видеосигналов.
Дискретностьсигнала означает, что в реальном времени сигналы видеострок изображения (52 мкс) сменяются гасящими импульсами строк (12 мкс) и полей (1612 мкс). В результате временной ряд видеосигнала принимает сложную форму, включающую различные специальные сигналы: гасящие, синхронизирующие, уравнивающие и синхронизирующие полевые импульсы. Кодированный характер сигнала означает, что, в зависимости от используемой системы цветного телевидения, используются различные способы передачи цветоразностных сигналов внутри спектра яркостного сигнала, включая передачу специальных сигналов синхронизации цветоразностных сигналов. Необходимость передачи звукового сигнала в комментариях не нуждается.
Техническая реализация столь высокой скорости при использовании неподвижной головки, как при записи звука, затруднительна и технологически нецелесообразна, так как требует большого расхода магнитной ленты. По этой причине в современных ВМ для записи видеосигнала используется способ наклоннострочной записи вращающимися головками, которые, обеспечивая необходимую высокую скорость ленты относительно головок, в то же время позволяют ограничить абсолютную линейную скорость ленты приемлемой величиной. При наклоннострочной записи абсолютная скорость ленты в ВМ часто даже ниже, чем в магнитофонах.
Каждый ВМ состоит из следующих базовых функциональных блоков:
♦ блока сопряжения ВМ с телевизионным приемником. Он состоит из распределителя радиочастотных сигналов с входами для подключения телевизионной антенны и ультракоротковолнового передатчика;
♦ блока лентопротяжного механизма (ЛПМ), с помощью которого осуществляется перемещение магнитной ленты относительно всех магнитных головок ВМ;
♦ блока записи-воспроизведения звука. Канал записи-воспроизведения звукового сопровождения подобен каналу, реализуемому в обычном звуковом магнитофоне;
♦ блока записи-воспроизведения изображения. Изображение записывается синхронно со звуком.
♦ блока САР (система автоматического регулирования), обеспечивающего движение видеоголовок относительно магнитной ленты в соответствии с заданным форматом. Для этого применяются две системы автоматического регулирования, которые синхронизируют движение магнитной ленты в тракте лентопротяжного механизма и вращение ротора блока видеоголовок (БВГ). В процессе записи первая система САР обеспечивает стабилизацию частоты вращения двигателя ведущего вала, ᴛ.ᴇ. скорость движения магнитной ленты. Эта САР также вырабатывает и записывает сигнал управления, синхронизирующий движение ленты в режиме воспроизведения.
Вторая САР обеспечивает такое вращение двигателя БВГ, при котором происходит совпадение одной из двух видеоголовок с началом дорожки записи на магнитной ленте.
Блок САР обеспечивает выполнение двух необходимых функций: протяжку магнитной ленты с номинальной и постоянной скоростью и вращение БВГ с постоянной частотой и начальной фазой; блок микропроцессорного управления обеспечивает формирование жестких последовательных команд, управляющих ЛПМ видеомагнитофона, защищающих его от эксплуатации в непредусмотренных ситуациях, которые определяют по состоянию датчиков, находящихся в блоках ЛПМ и САР: к примеру, включение не должно происходить в условиях повышенной влажности окружающей среды, при неправильно вставленной в ЛПМ кассете или обрыве в цепи питания автостопа.
В процессе работы микро-ЭВМ последовательно опрашивает датчики и обеспечивает защиту магнитной ленты от повреждений и надежность ВМ в целом.
Лентопротяжный механизм (ЛПМ) видеомагнитофонов принципиально отличается от ЛПМ звуковых магнитофонов наличием блока вращающихся видеоголовок (БВГ), в который входит барабан с закрепленными на нем видеоголовками.
Рис.1 Упрощенная функциональная схема VHS видеомагнитофона (Г1 - головка стирания; Г2,Г3 - универсальные головки канала звука; Г4 - универсальная головка канала управления; МЗЛ - механизм заправки ленты; САР-ВВ - система автоматического регулирования ведущего вала; САР-БВГ - система автоматического регулирования блока видеоголовок)
В механической части обычно выделяют следующие функциональные части: лентопротяжный механизм со стабилизатором натяжения ленты, механизм загрузки кассеты и заправки ленты, а также иногда устройство автоматической очистки видеоголовок.
Рис.1.2.3 М- образная траектория движения ленты в ЛПМ видеомагнитофонов формата VHS (вид сверху)
Лентопротяжный механизм (ЛПМ), обеспечивающий М- образную траекторию движения ленты, см. рис.1.2.3 включает подкатушечник подающего узла, стабилизатор натяжения ленты, см. рис. 1.2.4, ряд вспомогательных штифтов, направляющих, стоек и роликов, подкатушечник приемного узла, тормоза подкатушечников, а также стирающую магнитную головку, комбинированный блок универсальных магнитных головок каналов звука и управления, блок вращающихся видеоголовок и ведущий вал.
Рис.1.2.4 Стабилизатор натяжения ленты (вид сверху)
Подкатушечник подающего узла в ЛПМ поддерживает катушку с магнитной лентой в кассете и совместно со стабилизатором натяжения ленты механически поддерживает натяжение ленты постоянным при изменении массы и диаметра подающей катушки, что снижает паразитную амплитудную модуляцию воспроизводимого видеосигнала. Назначение направляющих, штифтов, стоек и роликов ЛПМ - исключение перекоса, коробления и смещения ленты во время ее движения. Тормоза подкатушечников предназначены для гашения инерции вращательного движения подающей катушки при переходе в режим остановки движения ленты (стоп или стоп кадр
В ВМ, как и в магнитофоне, магнитная лента сматывается с подающей катушки на приемную (см. рис.), а приводится в движение ведущим валом, к которому она прижимается обрезиненным прижимным роликом. Важно заметить, что для создания требуемого натяжения ленты служат рычаги натяжения. Головки стирания, записи и воспроизведения звука располагаются по одну сторону от БВГ, при этом в звуковых каналах ВМ обычно используются универсальные головки записи/воспроизведения. Звуковые сигналы записываются обычно на продольной дорожке по верхнему краю ленты, а по ее нижнему краю на продольной дорожке головкой канала управления записываются специальные управляющие сигналы, предназначенные для управления системой автоматического регулирования скорости движения ленты (САР-СЛ).
Тема 7.1 Неисправности и регулировка лентопротяжного механизма видеомагнитофона. Лекция 19 Время - 2ч. Раздел 7 Ремонт и регулировка видеомагнитофонов. В основу магнитной видеозаписи положены те же принципы намагничивания носителя, воспроизведения сигнала, что и при... [читать подробенее]
Тема 7.1 Неисправности и регулировка лентопротяжного механизма видеомагнитофона. Лекция 19 Время - 2ч. Раздел 7 Ремонт и регулировка видеомагнитофонов. В основу магнитной видеозаписи положены те же принципы намагничивания носителя, воспроизведения сигнала, что и при... [читать подробенее]
oplib.ru
| ||
Copyright © Russian HamRadio |
qrx.narod.ru
Видеомагнитофон
Источник ВикипедияВидеомагнитофон - устройство для записи видеосигнала и звука на магнитную ленту с целью последующего воспроизведения.
Видеомагнитофоны классифицируются по форматам видеозаписи, стандартам телевещания и видам использования.
Профессиональные видеомагнитофоны
Студийный видеомагнитофонЭти магнитофоны очень надежны и способны вести видеозапись с высоким качеством. Студийные видеомагнитофоны используются в технических и эфирных аппаратных, в передвижных телевизионных станциях (ПТС), в системах архивирования.
Студийные аппараты, как правило, имеют специальные устройства для монтажа с покадровой точностью, регулировку параметра временных искажений, счетчик синхроимпульсов. Высокое качество записи данных видеомагнитофонов обусловлено очень стабильной конструкцией лентопротяжного механизма, сочетанием электроники и точной механики.
Монтажный видеомагнитофон
Данные устройства - это, можно сказать, упрощённая версия студийного магнитофона. Монтажным устройствам не нужен очень дорогой стабильный лентопротяжный механизм, так как с них не будет осуществляться вещание, но, с другой стороны, он должен быть приспособлен для частых перемоток и многократных поисков фрагментов видеосюжетов. Они, как правило, оснащены пультом дистанционного управления, корректором временных искажений, возможностью выполнения видеомонтажа с покадровой точностью. Используются в монтажных и эфирных аппаратных, ПТС.
Компактный видеомагнитофонЭти аппараты имеют малый вес и размеры, предназначены для внестудийной работы, в частности в ПТС, применяются для контрольного просмотра телесюжетов, а иногда для резервной записи. Теоретически на них можно осуществлять монтажные работы, но это приведёт к их преждевременному износу. Устройства этого типа могут работать как от стационарной электрической сети, так и от аккумуляторов.
Портативные устройства имеют ещё меньшие размеры и вес и могут входить в состав телевизионного журналистского комплекта (ТЖК). Запись может производиться как на магнитную ленту, так и на жёсткий диск (для цифровых устройств). Они не предназначены для полноценных монтажных работ, но вполне пригодны для предварительного монтажа в период съемки.
Накамерный видеомагнитофон
Устройства этого типа через специальный адаптер жёстко крепятся к видеокамере, образуя единый блок. В настоящее время в составе ТЖК чаще всего используются именно накамерные видеомагнитофоны. Для работы используются аккумуляторы различной ёмкости, обеспечивающие электрическим питанием видеомагнитофон, видеокамеру и осветительный прибор. "Накамерник" имеет входы для выносных микрофонов, значение временного кода (TC, timecode), возможность осуществлять просмотр отснятого материала.
Бытовые видеомагнитофоны
Данные устройства предназначены для использования дома, в быту. Имеют меньшую надёжность и функциональность, чем профессиональные устройства, и, как следствие, меньшую стоимость.
История
В 1932 году советский изобретатель К. Л. Исупов первым предложил использовать при записи на магнитную ленту блок вращающихся головок.
Первый в мире видеомагнитофон модели "VRX-1000" был представлен фирмой "Ampex" 14 марта 1956 года. Поначалу первые видеомагнитофоны были очень громоздкими и тяжёлыми, их использовали либо в студиях, либо возили к месту событий на специальном автобусе. Они использовали ленту шириной 2 дюйма (50,8 мм) - так называемый формат Q. Этот формат использовал поперечно-строчную запись блоком с четырьмя вращающимися головками.
В мае 1957 года в библиотеку ленинградского завода "Ленкинап" поступил журнал SMPTE, в котором были опубликованы три статьи инженеров фирмы "Ampex", посвящённые магнитной видеозаписи. Заместитель главного инженера завода В. Раковский стал инициатором создания лаборатории видеозаписи.
В 1958 году в Москве встреча вице-президента США Ричарда Никсона с Генеральным секретарём ЦК КПСС Никитой Хрущёвым была записана на видеомагнитофоне, стоявшем в соседней комнате "типовой" американской квартиры. Запись была подарена Хрущёву, которую тот передал в Институт звукозаписи. После этого события ЦК принял решение о начале работ по звукозаписи одновременно в Москве (в институтах ВНАИЗ и НИКФИ) и в Ленинграде (в институте ВНИИТ и на заводе "Ленкинап").
Во ВНАИЗ (ныне ВНИИТР) разработка видеомагнитофона началась в 1958 году под руководством В. И. Пархоменко. Формат Q был скопирован максимально точно, что позволило использовать зарубежные записи и продавать отечественные за границу. 20 февраля 1960 года газета "Советская Россия" в статье "Это вы увидите сегодня" сообщила о передаче по Центральному телевидению экспериментальной программы в записи на ленте. Она велась из помещений ВНАИЗ: телекамеры установили в концертной студии, где состоялся эстрадный концерт. После прямой трансляции он был показан в записи.
На Новосибирском заводе точного машиностроения было организовано серийное производство видеомагнитофонов "Кадр-1". Всего было выпущено 160 аппаратов. Затем ВНИИТР разработал модель "Кадр-3ПМ", который позволял записывать и монтировать цветные телепередачи. Эта модель выпускалась заводом почти 20 лет и стала основой для подготовки телепрограмм в СССР.
За основу был взят метод поперечно-строчной записи вращающимися головками. Однако в Ленинграде под руководством заведующего лабораторией М. Г. Шульманом было принято решение использовать ленту шириной 70 мм, что исключало возможность воспроизведения зарубежных записей. Скорость движения ленты составляла 60 см/с. В декабре 1959 года Госкомиссия приняла на заводе лабораторный образец видеомагнитофона "КМЗИ-6".
Для проведения выездных репортажей был разработан лёгкий одноголовочный видеомагнитофон "Кадр-103".
Несмотря на очевидные недостатки, видеомагнитофоны такого типа находились в использовании до конца 70-х годов, благодаря высокому качеству и хорошей сохранности видеозаписей.
Первый бытовой видеомагнитофон продемонстрирован в студии Би-Би-Си в Лондоне 24 июня 1963 года. Возникновение бытовых видеомагнитофонов связано с переходом от поперечно-строчной записи к наклонно-строчной. Теперь видеоголовки, установленные на специальном барабане, двигались почти вдоль магнитной плёнки, что позволяло увеличить длину строчек видеозаписи, и одновременно уменьшить ширину ленты сначала вдвое, затем до 19,05 мм (формат U-matic), а затем и до 12,7 мм. Лента такой ширины получила наибольшее распространение. Некруглые размеры в миллиметрах соответствуют 3/4 и 1/2 дюйма.
В 1965 году "Ampex" изобрела принцип цветной видеозаписи с переносом спектра.
7 июня 1969 года на прилавках магазинов появились первые бытовые кассетные видеомагнитофоны. Это была модель "U-Matic" японской корпорации "Sony".
В 1969 году населению был представлен первый цветной видеомагнитофон, имевший бытовое применение. И уже в 1975 году корпорация приступила к планомерному захвату мирового рынка сбыта путём внедрения стандарта видеозаписи "Betamax".
Впоследствии с усовершенствованием форматов "Betamax" и "VHS", видеомагнитофоны стали доступны миллионам пользователей по всему миру. Оба стандарта используют 12,7-миллиметровую ленту, однако они несовместимы: то есть кассету в стандарте "Betamax" нельзя воспроизвести на видеомагнитофоне формата "VHS".
В 1974 году в СССР начался выпуск видеомагнитофона "Спектр-203", а с 1979 года - видеомагнитофона "Сатурн-505".
После проведения олимпийских игр в Москве в 1980 году специалисты ВНИИТР разработали профессиональный одноголовочный видеомагнитофон "Кадр-103СЦ" формата C (ширина ленты 1 дюйм - 25,4 мм). В аппарате имелся корректор временных искажений (TBC). Новосибирский завод выпустил 600 видеомагнитофонов этой модели, и она стала основной для производства цветных программ в СССР. До 90 % телепередач стало предварительно записываться и монтироваться на видеомагнитофонах.
В 1982 году Sony разработала на основе бытового композитного формата "Betamax" профессиональный компонентный "Betacam".В 1984 году в СССР был начат выпуск видеомагнитофона Электроника ВМ-12.
В настоящее время на телестудиях широко используют цифровые кассетные видеомагнитофоны форматов "Betacam IMX", "DVCAM", "DVC-PRO". Также продолжают эксплуатироваться катушечные видеомагнитофоны "BCN", "VPR" и "Кадр-3ПМ".
Примерно с 2003 - 2005 года бытовые видеомагнитофоны начали быстро вытесняться DVD-проигрывателями.
Видеомагнитофон. Схемы образования и расположение дорожек записи
Источник
Схемы образования и расположение дорожек записи видео- и звуковых сигналов (а - с четырьмя вращающимися головками, б - с двумя): 1 - магнитная лента: 2 - головка, стирающая видеозапись: 3 - вращающийся диск с головками;4 - направляющая вакуумная камера; 5 - барабан; 6 - головка, стирающая звукозапись; 7 - головка для записи и воспроизведения звука; 8 - вал ведущего электродвигателя; 9 - прижимной ролик; 10 - головка для записи и воспроизведения сигналов управления; 11 - дорожка записи звука; 12 - строчка видеозаписи; 13 - дорожка записи сигналов управления.
Устройство видеомагнитофона формата VHS
Источник
В основе процесса магнитной записи/воспроизведения лежит использование явления остаточной намагниченности на движущемся носителе - магнитной ленте (полимерная основа, покрытая тонким слоем магнитотвердого материала). Практическое использование этого явления подразумевает решение следующих задач:
1) преобразования сигнала при записи в сигналограмму (получение следа остаточной намагниченности на носителе),
2) преобразования сигналограммы при воспроизведении в исходный сигнал,
3) обеспечения необходимого перемещения в паре носитель - магнитная головка записи/воспроизведения и управления процессом записи/воспроизведения.
При этом особенности записываемых сигналов оказывают наибольшее влияние на способ решения этих задач.
Характерными особенностями видеосигнала являются его широкополосность и компонентный характер (в спектральном представлении), дискретность (во временном представлении), кодированный характер видеосигнала, а также необходимость передачи специальных сигналов и звука.
Компонентный характер видеосигнала означает разделение информации об изображении на сигнал яркости EY, красный цветоразностный ER-Y (в SECAM корректированный D’R) и синий цветоразностный EB-Y (или D’B) сигналы.
Широкополосность, определяющая разрешающую способность передаваемого изображения, означает, что максимальная ширина спектра видеосигнала яркости, составляющая примерно 6 МГц, намного больше максимальной ширины спектра аудиосигнала, составляющей примерно 20 кГц. Максимальная ширина спектра цветоразностных сигналов также достаточно велика и составляет 0.5 -1.5 МГц. Известно, что для записи таких широкополосных сигналов должна быть значительно повышена скорость движения магнитной ленты по сравнению со скоростью ленты в аудиомагнитофонах. При одинаковых способах записи (одной неподвижной головкой) для записи звука достаточно скорости ленты 4.76 см/с (стандарт в кассетных аудиомагнитофонах), а для записи видеосигналов необходима скорость магнитной ленты не менее 15...20 м/с, что, очевидно, неприемлемо как способ магнитной записи видеосигналов. Кроме того в этом случае допустимое отклонение скорости ленты от среднего значения (коэффициент колебаний скорости) примерно в 100 раз меньше коэффициента детонации лучших аудиомагнитофонов.
Дискретность сигнала означает, что в реальном времени сигналы видеострок изображения (52 мкс) сменяются гасящими импульсами строк (12 мкс) и полей (1612 мкс). В результате временной ряд видеосигнала принимает сложную форму, включающую различные специальные сигналы: гасящие, синхронизирующие, уравнивающие и синхронизирующие полевые импульсы.
Кодированный характер сигнала означает, что, в зависимости от используемой системы цветного телевидения, используются различные способы передачи цветоразностных сигналов внутри спектра яркостного сигнала, включая передачу специальных сигналов синхронизации цветоразностных сигналов. Необходимость передачи звукового сигнала в комментариях не нуждается.
Предложено и реализовано большое количество конструктивных вариантов решения задач записи/воспроизведения видеосигналов. Наиболее популярные из них, ставшие фактическими стандартами, называются форматами видеозаписи. В настоящее время в нашей стране наибольшее распространение получил формат видеозаписи VHS (Video Home System), предложенный и запатентованный в начале 70-х годов фирмой JVC. Он использует наклоннострочный способ записи вращающимися головками. Особенностью способа является получение и чтение сигналограмм в виде отдельных строк, расположенных под небольшим углом a (5°56y - 7,4y) к базовому краю ленты, см. рис.1.1.1. Строки записываются без промежутков блоком вращающихся головок (в простейшем варианте содержащим две видеоголовки). Ширина строк равна ширине рабочего зазора видеоголовок. Одна головка записывает одну строку, соответствующую длительности одного поля. В качестве подмагничивающего используется колебание несущей ЧМ сигнала яркости, значительно превышающее уровень остальных составляющих спектра записываемого сигнала (автоподмагничивание).
Рис.1.1.1 Сигналограмма видеомагнитофона формата VHS (вид со стороны блока вращающихся головок)Рабочие зазоры видеоголовок при этом имеют взаимный перекос, g (± 6° ) называемый азимутальным углом (азимутом) наклона рабочих зазоров видеоголовок, см. рис.1.1.2. Такая конструкция снижает уровень перекрестных помех при воспроизведении сигналов соседних строк. Наклоннострочный способ записи вращающимися головками обеспечивает необходимую приемлемую высокую скорость (4.86 м/с) ленты относительно видеоголовки. Выбор такого номинала скорости ленты стал результатом компромисса между достижением высоких качественных показателей изображения и сложностью конструктивной реализации видеомагнитофона на момент разработки формата VHS. В то же время величина абсолютной скорости ленты составляет 2.339см/с, что даже меньше, чем в кассетных аудиомагнитофонах. Специальные управляющие сигналы и звуковое сопровождение записываются аналогично обычной аудиозаписи комбинированной неподвижной магнитной головкой.
Рис.1.1.2 Конструкция видеоголовки
Основные конструктивные и функциональные узлы видеомагнитофонов формата VHS
Рис.1.2.1 Упрощенная функциональная схема VHS видеомагнитофона (Г1 - головка стирания; Г2,Г3 - универсальные головки канала звука; Г4 - универсальная головка канала управления; МЗЛ - механизм заправки ленты; САР-ВВ - система автоматического регулирования ведущего вала; САР-БВГ - система автоматического регулирования блока видеоголовок)
Рис.1.2.2 Видеокассета (вид снизу) формата VHS
Конструктивно видеомагнитофон обычно содержит две основные части: механическую (DECK) и электронную (MAIN CBA).
В механической части обычно выделяют следующие функциональные части: лентопротяжный механизм со стабилизатором натяжения ленты, механизм загрузки кассеты и заправки ленты, а также иногда устройство автоматической очистки видеоголовок.
Рис.1.2.3 М-образная траектория движения ленты в ЛПМ видеомагнитофонов формата VHS (вид сверху)Лентопротяжный механизм (ЛПМ), обеспечивающий М-образную траекторию движения ленты, см. рис.1.2.3 включает подкатушечник подающего узла, стабилизатор натяжения ленты, см. рис. 1.2.4, ряд вспомогательных штифтов, направляющих, стоек и роликов, подкатушечник приемного узла, тормоза подкатушечников, а также стирающую магнитную головку, комбинированный блок универсальных магнитных головок каналов звука и управления, блок вращающихся видеоголовок и ведущий вал.
Рис.1.2.4 Стабилизатор натяжения ленты (вид сверху)Подкатушечник подающего узла в ЛПМ поддерживает катушку с магнитной лентой в кассете и совместно со стабилизатором натяжения ленты механически поддерживает натяжение ленты постоянным при изменении массы и диаметра подающей катушки, что снижает паразитную амплитудную модуляцию воспроизводимого видеосигнала. Назначение направляющих, штифтов, стоек и роликов ЛПМ - исключение перекоса, коробления и смещения ленты во время ее движения. Тормоза подкатушечников предназначены для гашения инерции вращательного движения подающей катушки при переходе в режим остановки движения ленты (стоп или стоп кадр).Стирающая магнитная головка и комбинированный блок универсальных магнитных головок каналов звука и управления подобны аналогичным головкам аудиомагнитофонов.
Подробнее, если интересно, читайте по ссылке на источник.
_________________________________________________________________________________________
О DVD-плеерах и носителях уже не буду писать, цифровые технологии нужно рассматривать подробно в отдельном разделе, и я не уверена, что это необходимо в этом сообществе по цвету. Принципиальные компоненты, непосредственно участвующие в записи и воспроизведении цвета в электронных устройствах, такие как пиксели и светочувсвтительные матрицы мы рассмотрели, остальное - суть технологии, которые многочисленны и постоянно совершенствуются. Поскольку сообщество в первую очередь по цвету, то цветовоспроизводящая техника рассмотрена очень кратко. И так как я фактически дилетант, углубляться в неизведанные дебри не рискну. Как чайнику, мне вполне достаточно для общего развития знать основные принципы, по которым происходит запись и воспроизведение изображения.
Осталось кратенько разобрать фотографию, и основной интерес будет к плёнке, а не к цифре. Наверное, 2-3 лекции максимум, затем будет обобщающая лекция по цветовым системам и моделям, затем обзор направлений искусства. Тема какая-то необъятная оказалась, пора ставить точку.
natural-colours.livejournal.com