Глава 15. Видеомагнитофоны, формат dvd

15.1. Видеомагнитофоны

Общие сведения. Специфика видеосигнала и различные искажения видеосигнала и звука обусловили ряд допол­нительных требований к магнитной записи изображения, отличающихся от требований к магнитной записи звука. Характер спектра видеосигнала (0...6 МГц) требует широ­кополосного тракта записи и воспроизведения, что реали­зовать практически невозможно. В связи с этим требуется преобразование частотного диапазона видеосигнала. Это производится с использованием ЧМ с малым индексом модуляции, что дает возможность получить необходимый частотный спектр.

При использовании принципов аудиозаписи для полу­чения хорошего качества записи необходимы высокая ско­рость протяжки ленты и малое время записи. Учитывая та­кие факторы, как широкая полоса частот при видеозаписи, специфический характер влияния шумов на воспроизведе­ние видеозаписи (НЧ компоненты шума вызывают мерца­ние картинки, ВЧ помехи ухудшают разрешающую способ­ность), можно сделать вывод о невозможности реализации структуры записи звука для записи видеосигналов.

Применение других принципов записи изображения, таких как поперечно-строчная и наклонно-строчная, по­могло устранить ряд противоречий изложенного выше. В этих случаях магнитная лента протягивается мимо вра­щающегося барабана с закрепленными на нем магнитны­ми головками, траектория перемещения головки по ленте определяется вращением головки и поступательным дви­жением ленты, поэтому направление записи образует не­который угол с направлением движения ленты. Дорожка записи оказывается разделенной на строчки, причем ин­формация, содержащаяся в них, является продолжением информации предыдущей строчки. Если строчки записи,практически перпендикулярные к направлению движения ленты, имели поперечно-строчную запись, то при наклон­но-строчной записи они располагаются под некоторым уг­лом к направлению движения ленты.

В видеомагнитофонах (ВМ) применяют метод наклонно- строчной записи. Использование такого метода привело к увеличению плотности записи и уменьшению объема лен­ты, понизились требования к лентопротяжному механиз­му ВМ. При этом абсолютная скорость движения ленты в ВМ даже ниже, чем в магнитофонах.

Лентопротяжный механизм ВМ отличается от ЛПМ маг­нитофонов наличием блока видеоголовок (БВГ), размещен­ных на вращающемся барабане. Схема размещения основ­ных узлов лентопротяжного тракта показана на рис. 15.1.

Рис. 15.1. Схема расположения основных узлов лен­топротяжного тракта видеомагнитофона

1 - катушки с лентой; 2 - направляющие ролики и стой­ки; 3 - головки стирания; 4 - рычаги заправки ленты; 5 - видеоголовки; 6 - барабан видеоголовок; 7 - головки уп­равления и звука; 8 - тонвал; 9 - прижимной ролик

Стирающая головка звука и универсальная головка записи-воспроизведения звука и управляющих сигналов расположены по одну сторону от БВГ. Звуковые сигналы записываются на продольные дорожки по верхнему краю ленты, а сигналы управления - по нижнему краю. Сигналы управления нужны для работы схемы автоматического ре­гулирования скорости движения (CAP-CJI).

Для записи и воспроизведения видеосигналов использу­ются вращающиеся, видеоголовки. Они устанавливаются на барабане диаметрально противоположно. Барабан враща­ется с частотой 1500 об/мин (для ТВ-стандарта 25 кадров, 625 строк). Благодаря этому линейная скорость движения видеоголовок по ленте гораздо выше абсолютной скорости движения ленты.

Все современные бытовые видеомагнитофоны кас­сетные, и почти во всех используется лента шириной 12,65 мм.

В соответствии с выбранным форматом записи в быто­вых видеомагнитофонах каждый кадр ТВ-изображения записывается за один оборот барабана с видеоголовками, то есть на двух соседних дорожках видеозаписи. Чтобы получить наглядное представление о процессе записи ТВ- изображения, достаточно вспомнить принцип строчного разложения изображения в телевидении и передачи изоб­ражения с чересстрочной разверткой. При записи одного кадра двумя вращающимися головками одна из головок за­писывает только нечетные поля, а вторая - только четные. Закрепленные на вращающемся барабане, видеоголовки производят как запись, так и воспроизведение видеосиг­нала. Во время воспроизведения головка, которая записы­вала только нечетные поля, начинает их воспроизводить, а другая головка воспроизводит только четные поля. При воспроизведении изображения нечетные и четные поля суммируются.

Каждая из видеоголовок подключена через вращаю­щийся трансформатор к соответствующему усилителю воспроизведения. Очевидно, что на выходе усилителей воспроизводится только часть полного видеосигнала (на одном сигналы нечетных полей, а на другом - четных). На выходе коммутатора, поочередно подключаемого то к од­ному, то к другому каналу, получается полный ТВ-сигнал, который до этого был записан на магнитную ленту. Чтобы в моменты коммутации видеосигнала и при периодическом прекращении контакта одной из головок с лентой не воз­никали помехи на изображении, запись каждой из головок осуществляется с перекрытием. Для этого угол охвата ба­рабана лентой принимается немного больше 180°.

Подводя итог, можно отметить, что очень важным мо­ментом является правильная запись и считывание запи­санной информации. Это относится к тому, чтобы фазы за­писываемых и воспроизводимых видеосигналов совпадали со строчками записи и моментами переключения. Для обес­печения этого и применяются различные системы САР.

Несмотря на то, что во всех бытовых видеомагнитофо­нах используется практически один и тот же принцип за­писи, имеются различные форматы записи изображения и звука. Форматы могут отличаться друг от друга, например, способом переноса спектра, размерами барабана с видеого­ловками, линейной скоростью ленты и т. п.

В бытовых видеомагнитофонах могут использоваться форматы: VHS, S-VHS, V-2000, Video-8, Hi-8.При этом бы­вают форматы бытовой 12-мм видеозаписи и форматы 8-мм бытовой видеозаписи. К настоящему времени окончатель­но сформировался парк видеомагнитофонов и видеокассет форматов VHSи S-VHS, поэтому в этой главе и рассматри­ваются принципы построения ВМ этих форматов.

Сравнительные характеристики основных форматов бытовой видеозаписи приведены в табл. 15.1

Табл. 15.1. Сравнительные характеристики основных форматов бытовой видеозаписи. Параметры	VHS	V-2000	Betamax	Video-8
Скорость ленты, мм/с	23,39	24,42	18,73	20,05
Скорость записи, м/с	4,85	5,08	5,83	3,14
Диаметр диска БВГ, мм	62	65	74,5	40
Угол наклона видео- дорожки	5°56'7,4"	2°38'0,5"	5°1,2'	4°53'7,6"
Ширина видеодо­рожки, мкм	49	22,6	32,8	34,4
Ширина поля видео­записи, мм	10,6	2x4,85	10,6	5,6
Эффективная шири­на поля видеозапи­си, мм	10,07	2x4,69	10,2	5,35
Плотность записи, бит/мм	40000	84000	54000	90000
Расход магнитной ленты, м^2/ч	1,07	0,56	0,85	0,58
Размер кассеты, мм	188x104x25	183x111x26	155x94x25	95x63x14

Исходя из вышеизложенного, можно сделать следую­щие общие выводы о принципах магнитной записи изобра­жения для формата VHS.

1. При видеозаписи разделяют спектр ПТЦС на сиг­налы яркости и цветности. Сигналом яркости (выделен­ным в полосе до 3 МГц) модулируется по частоте поднесущая 4,3 МГц. Сигналы цветности (выделенные в полосе 3,9...4,7 МГц) переносятся на 0,3 — 1,1 МГц.

2. Используется принцип наклонно-строчной записи двумя вращающимися головками. При этом одна записы­вает только нечетные поля, другая - четные. Аналогично происходит воспроизведение. При воспроизведении нечет­ные и четные поля суммируются.

Функциональный состав видеомагнитофона. Общая структурная схема видеомагнитофона приведена на рис. 15.2.

Рис. 15.2. Структурная схема бытового видеомагнитофона

471

Для правильной записи и воспроизведения инфор­мации применяются различные системы автомати­ческого регулирования.Можно выделить следующие основные функциональ­ные узлы:

• блок сопряжения видеомагнитофона;

• УКВ-передатчик;

• тюнер;

• устройства АРУ;

• блок записи-воспроизведения телевизионных сигна­лов;

• селекторы синхроимпульсов;

• блок лентопротяжного механизма;

• система автоматического регулирования;

• канал управления;

• система микропроцессорного управления.

Блок сопряжения ВМ с телевизором 1 содержит распре­делитель 2 радиочастотных сигналов с входами для под­ключения телевизионной антенны 3 и УКВ-передатчика4. Выход распределителя соединен с встроенным в ВМ тю­нером 5 и с телевизором. Переключатель 6 предназначен для выбора источника сигнала (внешнего или внутренне­го). Переключатель 7 обеспечивает отображение на мони­торе записываемого или воспроизводимого изображения и звука. Эти сигналы поступают также на модулирующие входы передатчика 4, настроенного на свободный канал те­левизора.

Телевизионные сигналы поступают на блок записи-вос­произведения через устройства АРУ 8 и 9 соответственно для изображения и звука. Ключевая АРУ 8 управляется се­лектором строчных импульсов (ССИ) 10. Запись и воспро­изведение сигналов производится магнитными головками, расположенными в блоке ЛПМ. Для изображения предна­значены головки ВГ А (11) и ВГ Б (12), которые установле­ны на вращающемся диске БВГ 16. Неподвижные головки обеспечивают стирание магнитной ленты (13), дополни­тельное стирание в канале звука (14) и запись-воспроизведение звука (15).Блок ЛПМ содержит кроме перечисленных узлов: ме­ханизм заправки магнитной .тенты 17; электродвигатель ведущего вала (ЭВВ) 18; магнитную головку канала управ­ления 19; датчики состояния ЛПМ и элементы кинемати­ческой схемы.

Система автоматического регулирования (САР) обеспе­чивает соотношение между скоростями движения и поло­жением видеоголовок относительно магнитной ленты. Она состоит из САР скорости диска БВГ (САР-БВГ или САР- СД) 20, САР скорости движения и положения магнитной ленты 22 (САР-ВВ или САР-СЛ). САР-СД питается от элек­тронного коммутатора 21. Составляющими САР-СЛ явля­ются канал записи-воспроизведения сигналов управления 23 с универсальной головкой 19 и регулятор «Трекинг». Данный регулятор обеспечивает возможность подстройки САР-СЛ вручную по качеству воспроизводимого изображе­ния. Селектор кадровых импульсов (СКИ) 24 и делитель частоты 25 используются для формирования опорного сиг­нала САР в режиме записи.

Система микропроцессорного управления состоит из самого микропроцессора, сенсорной станции и таймера с устройством отображения информации. Система обеспечи­вает формирование жестких последовательностей команд, управляющих ЛПМ, и защиту его отэксплуатации в не­предусмотренных ситуациях. Последние определяются по состоянию датчиков, находящихся в блоках ЛПМ и САР. Таймер дает возможность программированного включе­ния и выключения режима «Запись» ВМ и индикации про­граммы устройства отображения.

В зависимости от структуры построения и, соответс­твенно, функциональных возможностей видеомагнитофо­ны можно разделить на: полные; записывающие видеоп­лейеры; простые (не записывающие) видеоплейеры.

Полный ВМ характеризуется наличием: всех трактов записи; тюнера; таймера; индикатора времени; всех про­грамм включения-выключения по командам таймера.

Записывающий видеоплейер характеризуется наличи­ем всех трактов записи.

Простой видеоплейер имеет только тракт воспроизведе­ния. В отличие от записывающего в нем отсутствуют сти­рающие головки с генератором и тракты записи.

В общем случае для ВМ можно выделить следующие основные функциональные узлы: лентопротяжный меха­низм, система управления ЛПМ, системы автоматического регулирования, канал записи, канал воспроизведения.

Лентопротяжный механизм видеомагнитофона служит для транспортировки магнитной ленты мимо бара­бана с видеоголовками и блока стационарных головок. Как и в звуковых магнитофонах, сложность конструкции ЛПМ определяется количеством примененных двигателей. При меньшем числе двигателей усложняется механика, при большем - электронная схема управления. Минимальное количество двигателей в ЛПМ видеомагнитофона - два: дви­гатель привода ведущего вала и двигатель привода видео­головок. Функциональными элементами ЛПМ являются:

• подающий подкатушечник;

• приемный подкатушечник;

• барабан видеоголовок;

• блок головок;

• тонвал;

• стирающая головка;

• направляющие ролики и стойки

• рычаг натяжения;

• механизм натяжения ленты;

• механизм заправки кассеты;

• механизм привода кассетоприемника.

К основным режимам работы ЛПМ относятся: «Запись», «Воспроизведение», «Стоп», «Перемотка впе­ред», «Обратная перемотка», «Замедленное воспроиз­ведение» и «Стоп-кадр». Переключение ЛПМ из одного режима в другой осуществляется электронной системой управления, которая также коммутирует электрические сигналы, поступающие на усилители записи и воспроиз­ведения. Перед подачей соответствующих рабочих команд

система управления ЛПМ получает и обрабатывает инфор­мацию о текущем состоянии и правильности выполнения предыдущих команд управления.

В бытовых ВМ сбор и обработка информации, а также управление, осуществляются с помощью микропроцессор­ной системы управления. Необходимая информация на микропроцессор поступает с различных датчиков, которые входят в состав системы управления. Функциональная схе­ма системы управления приведена на рис. 15.3.

Рис. 15.3. Структурная схема системы управления ви­деомагнитофоном

Системы автоматического регулирования выполня­ют следующие функции:

• поддержание скорости движения ленты и частоты вра­щения видеоголовок с заданной точностью;

• корректировка средней скорости;

• минимизация нестабильности мгновенной частоты вращения видеоголовок и ведущего вала;

• корректировка отклонения текущей скорости ленты.

В ЛПМ бытовых ВМ используются три системы автома­тического регулирования: САР БВГ (или САР-СД) - частоты вращения барабана с ВГ; САР-ВВ (или САР-СЛ) - скорости движения и положения магнитной ленты; САР-НЛ - натя­жения ленты. САР-НЛ используют обычно механические стабилизаторы с пассивными приемными и подающими узлами. В высококачественных ВМ могут применяться ак­тивные САР-НЛ с индивидуальными электродвигателями, управляемыми от датчиков натяжения ленты.

Типовая функциональная схема САР бытового ВМ по­казана на рис. 15.4.

При записи электроприводы ведущего вала и БВГ син­хронизируются КСИ, выделенными из входного видео­сигнала и записанными на магнитную ленту. В режиме воспроизведения система регулирования обеспечивает привязку воспроизводимых с магнитной ленты импульсов к эталонной частоте кварцевого генератора, которая соот­ветствует стандартной частоте КСИ. Использование синх­роимпульсов, записанных на магнитную ленту, позволяет производить коррекцию отклонения средней скорости лен­ты, возникающего в результате ее деформирования и про­скальзывания в узле ведущего вала.

Автоматические системы обеспечивают движение ВГ относительно магнитной ленты в соответствии с заданным форматом сигналограммы в режиме записи телевизионных сигналов и совпадение ВГ со строчками записи в режиме воспроизведения. Каждая из этих систем имеет частотный и фазовый каналы, воспринимающие задающие сигналы и сигналы обратной связи и вырабатывающие соответствую­щие управляющие воздействия

.

Частотный канал САР-СД включает частотный диск­риминатор 1, воспринимающий сигнал перестраиваемого задающего генератора 2, и усилитель мощности 3, регу­лирующий питание электродвигателя БВГ. Информация о скорости вращения диска БВГ формируется частотным датчиком, установленным на его валу, и соответствующий сигнал поступает на второй вход дискриминатора 1. В ка­честве частотного датчика может использоваться датчик положения ротора бесколлекторного электродвигателя постоянного тока БВГ. Частотный канал осуществляет уп­равление электродвигателем БВГ в режиме пуска (разго­на), обеспечивая подачу на него полного питания, и в уста­новившемся режиме с пропорциональным регулированием напряжения питания в зависимости от частоты вращения.

Фазовый канал САР-СД состоит из фазового дискрими­натора 4, формирователя 5 выходного сигнала, преобразу­ющего импульсный сигнал с магнитной головки 6 в стробирующие импульсы, и формирователя 7 опорного сигнала А трапецеидальной формы. Головкой 6 в моменты прохожде­ния мимо ее рабочего зазора вращающегося многополюс­ного магнита генерируется импульсный сигнал. Так как частота вращения барабана БВГ для систем PALи SECAMдолжна быть 1500 об/мин, частота импульсного сигнала в синхронном режиме равна 25 Гц. Трапецеидальный сиг­нал имеет такую же частоту и формируется из выходного сигнала делителя частоты 8 КСИ (в режиме записи) или импульсов (50 Гц) опорного генератора (в режиме воспро­изведения).

Суть работы фазового канала САР-СД заключается в сравнении положения стробирующих импульсов относи­тельно наклонных фронтов трапецеидального сигнала и в выработке воздействия, управляющего частотой генерато­ра 2. В результате изменяется частота задающего генерато­ра 2 и напряжение питания электродвигателя БВГ.

Аналогично строится и CAP-CJI, в которой имеется час­тотный канал с частотным дискриминатором 9, задающим генератором 10 и усилителем мощности 11, регулирующим питание ЭВВ. Точный канал CAP-CJIсодержит фазовый дискриминатор 12, воспринимающий задающий сигнал Б формирователя 7. Этот сигнал также имеет трапецеидаль­ную форму, но сдвинут по времени на половину периода от­носительно сигнала А. Сигнал обратной связи образуется на выходе формирователя 13.

Особенностью CAP-CJIявляется формирование сигнала обратной связи по положению (фазе). Для этого в режиме записи сигнал встроенного в электродвигатель таходатчика делят до частоты 25 Гц делителем 14 и преобразуют его фор­мирователем 13 в стробирующие импульсы. Одновременно усилитель записи 15 обеспечивает запись универсальной головкой управления 16 выходного сигнала делителя 8 на специальную продольную дорожку магнитной ленты уп­равляющего импульсного сигнала. Он содержит информа­цию о положении барабана БВГ относительно магнитной ленты в режиме записи.

В режиме воспроизведения управляющий сигнал с маг­нитной ленты и головки 16 поступает на вход усилителя формирователя 17, где преобразуется в сигнал прямоуголь­ной формы, поступающий на вход формирователя 13. При этом с помощью регулятора «Трекинг» можно изменять временную задержку между воспроизводимыми импуль­сами управления и стробирующими импульсами, обеспе­чивая следование ВГ по строчкам записи. В режиме записи этот регулятор отключается.

Описанный принцип построения точного канала CAP- CJIобеспечивает автоматическую подстройку положения магнитной ленты относительно ВГ с учетом возможного ее проскальзывания в узле ведущего вала. Так как положе­ние импульсов управления относительно строчек записи и КСИ на магнитной ленте задано форматом сигналограммы и регулируется при настройке ВМ, всякое проскальзыва­ние в тракте ЛПМ приводит к сдвигу по времени между воспроизводимыми импульсами управления и опорным сигналом 25 Гц трапецеидальной формы. Возникающая фазовая ошибка в режиме воспроизведения отрабатыва­ется CAP-CJI. При этом необходимость в оперативной под­стройке регулятором «Трекинг» может возникнуть лишь в том случае, если воспроизводится запись, выполненная на другом ВМ того же формата.

Использование цифровых САР, которые реализуются на микропроцессорах, значительно улучшает динамичес­кие характеристики и снижает трудоемкость процесса на­стройки систем.

В канале записи видеомагнитофона для высокого ка­чества воспроизводимого изображения необходимо произ­водить преобразование сигналов яркости Yи цветности Сперед их записью.

В бытовых видеомагнитофонах формата VHSсигнал яркости выделяется из полного видеосигнала с помощью фильтра нижних частот с полосой пропускания около 3 МГц и подается в частотный модулятор, где преобразуется в ЧМ-сигнал яркости с частотой от 4 до 5 МГц. Параметры ЧМ в видеомагнитофонах, например, стандарта NTSC, вы­браны так, чтобы полной амплитуде видеосигнала соот­ветствовала полоса частот от 3,4 (уровень синхроимпульсов передавался) до 4,4 МГц. Девиация частоты выбирается в пределах 1 МГц для дополнительного сжатия спектра. При такой ЧМ-записи верхние составляющие спектра (верх­няя боковая полоса) записываются с настолько короткими длинами волн, что практически оказываются за предела­ми воспроизводимых с ленты частот (запись одной боковой полосы ЧМ-сигнала). Однако ограничитель, участвующий в обратном преобразовании ЧМ-сигнала в сигнал яркости, обеспечивает восстановление утраченной верхней боковой полосы. Преобразование сигнала цветности при записи осуществляется с помощью дополнительного генератора.

Структурная схема канала записи сигналов изображе­ния показана на рис. 15.5Для записи сигналов цветности применяют способ пере­носа спектра сигналов цветности в свободную низкочастот­ную область ЧМ-сигнала, то есть до 1,4 МГц. Реализуется это путем выделения сигналов цветности в узкой полосе, обычно не превышающей 1 МГц (например, 3,9...4,7 МГц), применения гетеродина (с частотой около 5 МГц), выделе­ния и записи на магнитную ленту только нижней боковой полосы (например, 0,3...1,1 МГц). При воспроизведении производится обратное преобразование частоты.

Полосовой фильтр 17 выделяет из ПЦТС цветовую (С) составляющую, а ФНЧ 6 - яркостную Y. АЧХ разделения этих сигналов приведены на рис. 15.6.

Рис. 15.6. Амплитудно-частотные характеристики раз­деления сигналов яркости и цветности

Частоты f, f₂, f₃фильтров 6 и 17 зависят от формата ви­деозаписи и системы цветного телевидения.

Усилитель сАРУ 1 стабилизирует амплитуду синхро­импульсов и в пропорциональном к ней отношении раз­мах полного сигнала. Логика работы: выделение синхро­импульсов (блок 2) -» задержка на время их длительности (блок 3) —> суммирование с записываемым видеосигналом (блок 4) -» детектирование (блок 5) —> управление коэффи­циентом усиления усилителя (блок 1).

Выделенный ФНЧ (блок 6) сигнал яркости Yпроходит следующий путь: усилитель (блок 7) —> введение нелиней­ныхпредискажений в формирователе 8 для улучшения четкости воспроизводимого изображения —> схема фикса­ции (привязки) уровня сигнала определенным значением

постоянного напряжения (блок 9), управляемое селекто­ром синхроимпульсов (блок 2) -> введение линейных предискажений в формирователе 10 -» амплитудный ограни­читель (блок 11) частотный модулятор, где сигнал ярко­сти с полосой от 0 до 3,3 МГц преобразуется в ЧМ-сигнал с девиацией от 3,3 до 4,8 МГц (блок 12) -> фильтр верхних частот (блок 13), выделяющий составляющие ЧМ-сигнал с частотой свыше 1,2 МГц -» сумматор (блок 14).

Для записи сигналов цветности, как отмечалось выше, применяют способ переноса их спектра в свободную низко­частотную область ЧМ-сигнала, то есть до 1,4 МГц. В сис­темеSECAMзапись-воспроизведение сигналов цветности реализуется наиболее просто. Для системPAL, NTSC,чувс­твительных к фазовым ошибкам, способ реализации запи­си ивоспроизведения сложнее из-за необходимости ком­пенсации перекрестных искажений. Блок преобразования F_s/F_c(cm. рис. 6.11) для сигналов цветностиPALстроится по структуре, показанной на рис. 15.7.

Рис. 15.7. Структурная схема канала записи сигналов цветности PAL

1,6- преобразователи частоты; 2 - селектор ССИ; 3 -

умножитель частоты; 4 - фазовращатель; 5 - коммутатор; 7 - гетеродин; 8 - фильтр верхних частот

Для компенсации фазовых уходов, воспроизводимой поднесущей цветности, в основном используется способ ФАПЧ гетеродина цветности ВМ. На выходе преобразова­теля частоты 1 образуются суммарная и разностная часто­тные составляющие частотF_qhFs. На сумматор для записи сигнала цветности ФНЧ (блок 18, см. рис.15.5) пропускает разностную составляющуюF₀- F_g.

Формирование опорной частоты происходит следую­щим образом (см. рис. 15.7): выделение импульсов строч­ной синхронизации F_H(блок 2) -» умножение частоты F_Hв 40 раз (блок 3) -» прохождение фазовращателя (блок 4) —> коммутация сигнала с дополнительным вращением фазы (блок 5) -> дополнительное преобразование частоты (блок 6) -> выделение опорной частоты F₀= F_r+ 40 F_H(блок 8).

Способ магнитной видеозаписи сигналов цветности SECAMс четырехкратным уменьшением их частоты при записи и таким же увеличением при воспроизведении по­лучил широкое распространение. При этом диапазон деви­ации перенесенных поднесущих цветности ограничивает­ся до частот 0,39...1,48 МГц. Структурная схема рассмат­риваемого варианта записи сигналов цветности приведена на рис. 15.8.

Рис.15.8. Структурная схема варианта записи сигналов цветности SECAM

Особенностями данной схемы является коррекция пос­ле полосового фильтра (блок 1) вещательных ВЧ предискаженийклеш-фильтром (блок 2) с частотой настройки 4,286 МГц и полосой 4,17...4,4 МГц. Вводятся также и НЧ предискажений типа антиклеш с частотой настройки 1,072 МГц и полосой от 1,04 до 2,1 МГц. За счет этого повыша­ется уровень спектральных составляющих, удаленных от перенесенных поднесущих цветности, то есть в большей степени подверженных влиянию помех.

Процессы в канале воспроизведения происходят в обрат­ном порядке, чем рассмотренные при записи. Структурная схема канала воспроизведения ВМ показана на рис. 15.9.

Воспроизводимый БВГ ЧМ-сигнал усиливается двухканальным корректирующим предварительным усилителем (блок 2), выравнивающим АЧХ каналов с учетом разброса параметров видеоголовок. Коммутатор (блок 3) по сигналу 25 Гц обеспечивает поочередное запирание предусилителей при выходах соответствующих ВГ из зоны контакта с магнитной лентой, что улучшает отношение сигнал/шум при воспроизведении. Воспроизводимые сигналы сумми­руются, выравниваются по амплитуде и разделяются с по­мощью фильтров (блоки 5 и 19) на яркостную и цветовую составляющие. Выравниватель фазы (блок 4) выполняет функцию компенсации неравномерности фазово-частотной характеристики, вносимой фильтром 5.

На входе канала воспроизведения работает компенсатор выпадений сигналов. Он выполнен с использованием сум­матора (блок 6), детектора выпадений (блок 16), управляю­щего ключа (блок 17) и линии задержки (блок 18) на одну телевизионную сторону. Компенсатор работает по принци­пу замещения сигналов, пропадающих из-за нарушений механического контакта ВГ с лентой, сигналами, воспро­изводимыми на предыдущем строчном интервале.

Обработка яркостного сигнала аналогична обработ­ке при записи, только производится в обратном порядке. Сигналы яркости и цветности суммируются (блок 14) и ПЦТС подается на телевизор. В фиксаторе уровня (блок 15) восстанавливается постоянная составляющая. С помощью ФНЧ (блок 22) выделяются синхроимпульсы, которые по цепи ОС поступают в канал цветности, где из них селекти­руются вспышки воспроизводимой поднесущей цветности PALи NTSC.

Структурная схема канала воспроизведения сигналов цветности PALпоказана на рис. 15.10.

В этой схеме дополнительно введена система ФАПЧ гетеродина (блок 7). Система ФАПЧ выполнена с исполь­зованием: опорного генератора (блок 9) цветовой поднесу­щей; генератора стробирующих импульсов (блок 10), уп­равляющих ключом (блок 11); фазового дискриминатора (блок 12).

Сущность работы схемы при воспроизведении сигналов цветности заключается в том, что воспроизводимые часто­тные ошибки вводятся в сигнал опорной частоты преобра­зователя (блок 1) и в разностной составляющей выходного сигнала взаимно уничтожаются.

Структура построения канала воспроизведения сигна­лов цветностиSECAMпоказана на рис.15.11.

Рис. 15.11. Структурная схема варианта воспроизведе­ния сигналов цветности SECAM

Запись-воспроизведение сигналов звукового сопровождения может осуществляться двумя способами: традиционным (продольная запись) и запись вращающимися головками.

Канал записи-воспроизведения звукового сопровожде­ния неподвижными магнитными головками мало чем от­личается от схем кассетных аудиомагнитофонов.

Запись звука вращающимися головками требует услож­нения аппаратуры. Высококачественная Hi-Fiзапись и воспроизведение звука головками, размещенными на БВГ, использует способы цифровой звукозаписи с импульсно - кодовой модуляцией и звукозаписи с частотной модуля­цией. Такие системы содержат предисказители-корректоры, кодеры (модуляторы), усилители, соединенные через вращающийся трансформатор с головками, декодеры (де­модуляторы) и выходной усилитель. Поднесущая ЧМ зву­кового канала на ленте располагается на границе сигналов яркости и цветности. Звуковые головки смещены на БВГ относительно ВГ на 30° и записывают сигнал между стро­ками видеозаписи. Для записи стереосигналов используют поднесущие 1,3 и 1,7 МГц.

Параметры магнитофонов различных форматов приве­дены в табл.15.2.

Табл. 15.2. Параметры видеомагнитофонов различных форматов Характеристика форматов	Hi 8 мм	8 мм Vidio	S-VHS	VHS	Beta-max
1	2	3	4	5	6
Максимальная длитель­ность воспроизведения при минимальной толщине ленты,час	90	90	300	300	215
Скорость движения ленты, мм/с	20,061	20,051	23,4	23,4	18,73
Скорость головка-лента, м/с	3,1	3,1	4,887	4,887	5,848
Диаметр барабана ВГ, мм	26,7	40	62	82	74,487
Способ записи	HSS	HSS	HSS	HSS	HSS
Угол наклона рабочих зазоров ВП град	±10	±10	±6	±6	+7

Продолжение табл. 15.2 1	2	3	4	5	6
Азимутальный угол, град	80+100	80+100	84+96	84+96	83+97
Полоса частот канала изображения(при нерав­номерности АЧХ менее 6дБ), МГц	5,3	3	5	3	3
Разрешающая способ­ность в центре по горизон­тали, ТВ/1	424	240	400	240	250
Отношение сигнал/шум канала изображения, не менее дБ	45	40	46	40	42
Ширина строчки записи, мкм	34,4	34,4	49	49	32,8
Длина строчки записи, мм	41,92	62,8	97,34	97,34	116,95
Ширина межстрочного промежутка, мкм	0	0	0	0	0
Частота преобразованного сигнала цветности, кГц	732,42	732,42	626,953	626,953	685,547 689,453
Коэффициент деления	46 7/8	46 7/8	40 1/8	40 1/8	7/8 1/8
Частота вспомогательного генератора кратная строч­ной частоте, раз	375	375	321	321	351 353
Число каналов нормаль­ной звукозаписи	1	1	1+1	1+1	1 + 1
Коэффициент детонации (при нормальной звукоза­писи), %	±0,5	±0,5	±0,5	±0,5	±0,5
Число каналов Hi-Fiзвуко­записи	1	1	2	2	2
Номинальный диапазон воспроизводимых звуко­вых частот (нормальная звукозапись), Гц...кГц	50...10	50...10	50...10	70...8	50...10 V
Динамический диапазон канала нормальной звуко­записи, дБ	40	40	40	40	40
Коэффициент детонации (при записи-воспроизве­дении Hi-Fiзвуковых сиг­налов), %	±0,005	±0,005	±0,005	±0,005	±0,005

Окончание табл. 15.2 1	2	3	4	5	6
Номинальный диапазон воспроизводимых звуко­вых частот (Hi-Fiзвукоза­пись), Гц...кГц	20...20	20...20	20...15	20...15	20... 20
Динамический диапазон канала Hi-Fiзвукозаписи, ДБ	90	80	90	80	80
Угол наклона рабочих за­зоров Hi-Fiвращающихся головок, град	±30"	±30"	±30"	±30'	±30*
Несущая частота Hi-FiЧМ сигнала, МГц	1,5	1,5	1,4L 1,8R	1,4L 1,8R	1,44L 2,1R
Девиация Hi-FiЧМ сигна­лов, кГц	±2	±2	±1	±1	±1
Импульсно-кодовая моду­ляция, дБ	90	90			90

Особенности настройки и ремонта. Для регулировки и ремонта видеомагнитофонов требуется контрольно-измерительная аппаратура: генератор цветного испытательно­го сигнала, звуковой генератор, осциллограф (желательно двухлучевой либо двухканальный), генератор высокочас­тотного сигнала, частотомер, цветной телевизор в качестве монитора. При регулировке могут потребоваться специа­лизированные приспособления для настройки ЛПМ и оп­ределения натяжения ленты, кассета с тестовой записью.

Поиск дефекта в видеомагнитофоне сложнее, чем в лю­бой другой бытовой радиоаппаратуре. Наиболее трудоемок ремонт канала изображения. Не уступает ему по времен­ным затратам определение дефекта в системах САР и сис­теме управления. Поиск неисправности можно разделить на поиск неисправности в механической части и электрон­ных схемах.

Для проверки ЛПМ необходимо использовать видеокас­сету с тестовой записью либо с записью, качество которой заведомо известно. При относительно новых бытовых ВМ может потребоваться небольшая коррекция настройки уз­лов ЛПМ. Неисправностями ЛПМ ВМ с большим сроком эксплуатации могут быть загрязнения, механическая де­формация и естественный износ механических узлов, не­посредственно контактирующих с магнитной лентой.

Электрические и механические регулировки необхо­димо проводить только при наличии технической сервис­ной документации со всеми инструкциями по регулировке данной конкретной модели ВМ. Бесконтрольное вращение и регулировка элементов настройки приводит обычно к значительным потерям времени на восстановление перво­начального состояния аппаратуры.

Поиск дефектов ВМ необходимо начинать с про­верки ЛПМ и далее проверять электрическую часть. Профилактическая и послеремонтная регулировка ВМ производится в следующем порядке:

• регулировка тракта ЛПМ,

• настройка систем авторегулирования,

• регулировка канала воспроизведения и звука,

• регулировка тракта записи и звука.

Правильность работы ЛПМ можно оценить визуально.

Функционирование САР проверяют по форме напряже­ний в контрольных точках. Работу схемы управления и ее сбои оценивают, проверяя прохождение команд от датчика до устройства исполнения через центральный процессор. Информацию о точности функционирования управляюще­го контроллера можно узнать только по диаграммам состо­яний для данного процессора и данного ВМ, входящих в сервисную инструкцию по нему. _А

Каналы яркости и цветности имеют структуру с последо­вательным прохождением сигнала. Их проверка возможна с помощью осциллографа. Определяются осциллограммы в контрольных точках блоков записи и воспроизведения. В современных бытовых ВМ широко применяются БИС (ви­деопроцессоры), и количество контрольных точек и регу­лировок значительно уменьшилось.

Последовательность регулировки ЛПМ следующая: программный механизм и переключатель режимов; поло­жение опоры кассеты; высота подкатушечников; упоры плиты заправки; высота направляющих стоек; положение рычага сервомеханизма; натяжение ленты; момент тормо­жения; усилие прижимного ролика; высота синхрозвуковой головки; взаимозаменяемость ленты.

Настройку систем авторегулирования начинают с регу­лировки САР-СД. Для этого с помощью осциллографа (луч­ше двухлучевого) устанавливают в контрольных точках не­обходимое фазовое соотношение и с помощью вольтметра - напряжение. Настройка производится в режиме «Запись» при поданном на вход ВМ видеосигнале. Настройка CAP- CJIпроизводится аналогично, только используются другие контрольные точки и настроечные элементы.

Далее производится настройка блока видеоканала в ре­жиме воспроизведения и в режиме записи. Настройка про­изводится в соответствии с инструкцией по ремонту данной модели ВМ.

Рассмотрим некоторые типовые неисправности и мето­ды их поиска.

Не загружается и не выгружается кассета.

Возможные причины: неисправен двигатель загрузки или заправки ленты, неисправность схемы управления двигателем, неисправен датчик кассеты.

Методы поиска неисправности. Проверить: датчик кассеты на кассетоприемнике; управляющий микропро­цессор; напряжение питания схемы управления (драйве­ра) двигателя загрузки; наличие сигналов управления на входах и выходах драйвера. Работоспособность двигателя можно проверить с помощью внешнего источника постоян­ного напряжения.

Видеомагнитофон выполняет все функции и через не­сколько секунд возвращается в режим «Стоп».

Возможные причины: не вращается приемный подкатушечник; отсутствуют сигналы датчиков вращения прием­ного подкатушечника либо датчиков начала и конца лен­ты; не вращается двигатель ведущего вала или БВГ.

Методы поиска неисправности. Проверить: вращение подкатушечника; наличие сигналов датчика вращения подкатушечника, начала и конца ленты (осциллографом); цепь прохождения сигналов с датчика на соответствую­щие выводы процессора системного контроля; наличие напряжения питания и сигналов управления двигателем ведущего вала; наличие напряжения питания и сигналов управления двигателем БВГ; наличие сигнала, разрешаю­щего включение двигателей БВГ и ВВ.

Не начинается транспортирование ленты.

Возможные причины: дефекты в ЛПМ; неисправна схе­ма БВГ; неправильно распознается конец ленты; понижено напряжение питания.

Методы поиска неисправности. Проверить: напряжение питания, ЛПМ, вращение БВГ, схему автостопа.

Изображение отсутствует, на экране шумы («снег»).

Возможные причины: тюнер не настроен на принимае­мый канал, не подключена антенна; неисправности селек­тора каналов, УПЧИ и РЧ преобразователя; отсутствуют ЧМ-пакеты на выходе предварительного видеоусилителя; слишком мал или отсутствует ток записи сигнала яркости (в режиме записи).

Методы поиска неисправности. Произвести собствен­ную запись и проверить работу ВМ. С помощью вольтметра и осциллографа проверить напряжение питания и ток за­писи сигнала яркости.

Сильно зашумленное изображение («снег»).

Возможные причины: загрязнение или повреждение видеоголовок, неточная настройка тюнера, неисправности тюнера.

Методы поиска неисправности. Очистить видеоголовки, при их повреждении или износе - заменить. Проверить: напряжение питания и работу блоков тюнера (особое вни­мание уделить работе АРУ УПЧИ); амплитуду и равномер­ность ЧМ-пакетов на выходе предварительного видеоуси­лителя при воспроизведении измерительной ленты (с по­мощью осциллографа).

На изображении быстро перемещающиеся сверху и сни­зу к середине экрана горизонтальные шумовые полосы. Регулировка трекинга не дает заметных результатов.

Возможные причины: расстройка ЛПМ и режимов ра­боты приводов ЛПМ и БВГ; искажение воспроизводимого ЧМ-сигнала и периодическое или полное пропадание синхросмеси в ПЦТС (следовательно, сбои в САР приводов ЛПМ и БВГ).

Методы поиска неисправности. С помощью осциллог­рафа согласно сервисной документации проверить нали­чие сигналов синхронизации и сигналов обратных связей в САР ВВ и БВГ. Проверить равномерность ЧМ-пакетов на выходе предварительноговидеоусилителя и при необходи­мости регулировкой ЛПМ устранить или свести к миниму­му паразитную амплитудную модуляцию в ЧМ-сигнале. Отъюстировать положение синхроголовки.

На изображении горизонтальные шумовые полосы пе­ремещаются от центра к краям экрана. Регулировка тре­кинга не дает результатов. Возможна детонация звука.

Возможные причины: скорость вращения ВВ не дости­гает своего номинального значения; выход частоты враще­ния ВВ из диапазона захвата САР (в результате скачкооб­разная регулировка скорости движения ленты); колебания или пульсации напряжения питания двигателя ВВ; коле­бания ЧМ-пакетов из-за нарушения последовательности и периодичности коммутации ВГ; расстройка элементов (вы­соты стоек) ЛПМ и режимов работы БВГ и ВВ.

Методы поиска неисправности. Измерить с помощью цифрового частотомера и осциллографа скорости враще­ния двигателей ВВ и БВГ. Проверить: наличие и соответс­твие паспортным данным сигналов датчиков положения и скорости вращения БВГ и ВВ; режимы по постоянному току схем управления приводами ЛПМ и БВГ; наличие пульсаций напряжений управления двигателем БВГ и ВВ;

регулировку ЛПМ и меандр сигнала коммутации ВГ.

На изображении светлые или темные горизонталь­ные полосы (штрихи) с минимальной длиной 1/3 строки (20 мкс).

Возможные причины: плохое качество магнитной лен­ты; наслоение пыли и грязи на ленте и элементах ЛПМ; наведенные статические заряды; неисправность или нару­шение регулировки компенсатора выпадений.

Методы поиска неисправности. Очистить от пыли и гря­зи элементы ЛПМ. Проверить: качество магнитной ленты (воспроизвести другую кассету); сигнал на выходе детекто­ра выпадений (с помощью осциллографа); работу комму­татора компенсатора выпадений и исправность устройства задержки на 1 строку (с помощью осциллографа).

На изображении в средней части экрана помехи белого цвета с выпадением сигнала.

Возможные причины: нарушение юстировки ВГ; неис­правен компенсатор выпадений.

Методы поиска неисправности. При воспроизведении измерительной ленты с помощью осциллографа проверить амплитуду и равномерность ЧМ-пакетов на выходе пред­варительного видеоусилителя. Осуществить собственную запись. Почистить, отъюстировать и (при необходимости) заменить видеоголовки. Проверить прохождение сигналов по цепям компенсатора выпадений.

Затемнение верхней части или углов экрана, возмож­ны шумовые полосы в верхней части изображения при вос­произведении чужой записи. _х

Возможные причины: момент коммутации видеоголо­вок не синхронизирован со скоростью и фазой вращения БВГ; нарушен меандр или частота импульсов переключе­ния ВГ; форма сигнала датчика положения БВГ не соот­ветствует номинальной (нарушается работа цепи регули­рования скорости вращения БВГ).

Методы поиска неисправности. Проверить с помощью двухлучевого осциллографа синхронность моментов ком­мутации в ЧМ-пакетах на выходе предварительного уси­лителя с фронтами коммутации видеоголовок. При вос­произведении собственной записи, как правило, данная неисправность не проявляется.

Изображение воспроизводится с малой яркостью и не­естественной перенасыщенной окраской.

Возможные причины: неисправны цепи обработки сиг­нала яркости в режиме записи или воспроизведения; амп­литуда сигнала ниже номинального значения.

Методы поиска неисправности. Проверить с помощью осциллографа прохождение сигнала по цепям канала яр­кости.

Есть черно-белое изображение, нет цветного. Черно-белое изображение воспроизводится с сильными цветовыми помехами.

Возможные причины: неисправности цепей прохожде­ния сигнала цветности, ключевого каскада вспышки, пре­образователей частот, генератора поднесущей 4,43 МГц; величина тока записи не соответствует номинальному зна­чению; нарушена совместимость (азимутальные углы на­клона ВГ, при этом своя запись воспроизводится с цветом); наложение пульсаций напряжения питания на несущую частоту; неисправны или нарушены схемы опознавания системы кодирования цвета.

Методы поиска неисправности. Проверить: стабиль­ность напряжения питания канала цветности; сигналы ге­нератора поднесущей и вспомогательного генератора, цепи прохождения сигнала цветности (с помощью осциллогра­фа и частотомера); сигналы в контрольных точках схемы опознавания.

Периодически или самопроизвольно пропадает цвет изображения, или в верхней половине цветного изображе­ния горизонтальные цветные полосы.

Возможные причины: неисправна ФАПЧ генератора поднесущей частоты; неисправен кварцевый резонатор; расстройка частоты генератора поднесущей и вспомога­тельного генератора.

Методы поиска неисправности. Проверить работу ФАПЧ генератора поднесущей, проконтролировать осцил­лографом управляющее напряжение на фильтре ФАПЧ. С помощью частотомера измерить и при необходимости подстроить частоты генератора поднесущей и вспомога­тельного генератора, проверить их синхронизацию с часто­той вспышки и частотой строчных синхроимпульсов соот­ветственно. Проверить наличие стробирующего импульса вспышки и строчных синхронизирующих импульсов.

Нарушена общая (либо по строкам) синхронизация изображения, заворот изображения влево (или вправо). Звук воспроизводится с искажениями.

Возможные причины: большие колебания скорости вра­щения БВГ; частота вращения БВГ ниже номинальной и САР не в состоянии удержать ее при повышении; сбита на­стройка среднего значения напряжения питания двигате­ля БВГ.

Методы поиска неисправности. Измерить с помощью частотомера и осциллографа параметры сигнала датчика скорости вращения БВГ на соответствие поминальным зна­чениям и при необходимости подрегулировать. Проверить значения напряжений питания всего ВМ и САР БВГ. Проверить осциллограммы в контрольных точках схемы.