Материал: Видеотелевизионные системы. Сенаторов А.К., Скоробогатов В.С
Рис. 28 - Структура записи на видеоленте. 1- сигнал звукового сопровождения; 2- строчки сигналов изображения;
3,4 - сигналы управления режиссера (250 Гц).
12.2 ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА ВИДЕОМАГНИТОФОНА
Видеомагнитофон содержит (рис.29):
Механизм протяжки ленты с двигателями, ведущим валом (В), прижимным роликом (Р), подающей (ПК1) и приемной (ПК2) кассетами, диск или барабан (Б) с видеоголовками, вращаемый отдельным двигателем, стирающую головку (Г1), головку записи и считывания, управляющего сигнала (Г2), головку записи и считывания звука (ГЗ), головку режиссерских сигналов (Г4).
Системы автоматического регулирования (САР) электро-механических узлов видеомагнитофона регулируют скорость вращения двигателя, перемещающего видеоголовки (САР-СД) и скорость протяжки ленты (САР-СЛ). В режиме записи эти системы обеспечивают расположение дорожек, соответствующее принятому формату, а в режиме воспроизведения совмещают траекторию головок со строчками записи. Канал записи-воспроизведения изображения К1 содержит тракт преобразования входного ТВ сигнала в частотно модулированный сигнал, записываемый на магнитную ленту и тракт обратного преобразования считываемого с ленты частотно-модулированного сигнала в ТВ сигнал. К1 содержит так же коммутатор, переключающий видеоголовки воспроизведения / записи и схемы коррекции искажений, возникающих в процессе считывания ТВ сигнала.
К2 — канал записи-воспроизведения сигналов звукового сопровождения. Устройство электронного монтажа (ЭМ) позволяет осуществить запись отдельных частей программы так, чтобы при воспроизведении не было нарушений синхронизации и последовательности цветоразностных сигналов. Корректор временных искажений (КВИ) устраняет искажения ТВ сигнала, возникающие из-за непостоянства скорости движения головок относительно ленты. Блок управления (У) выполняет переключения видеомагнитофона в режимы записи, воспроизведения, прямой и обратной перемотки ленты.
Рис.29 Структурная схема видеомагнитофона
66
12.3 МАГНИТНЫЕ ЛЕНТЫ И ГОЛОВКИ.
МАГНИТНЫЕ ЛЕНТЫ.
Для магнитной видеозаписи применяются ленты 3-4-х слойной конструкции с высокой разрешающей способностью. В бытовых видеомагнитофонах (ВМ) первых поколений использовалась магнитная лента с покрытием из двуокиси хрома, технология изготовления которой позволяет получать достаточно мелкие ферромагнитные частицы игольчатой формы проще, чем для других магнитных лент. Однако, эксплуатация хромдиоксидных лент показала их относительно высокую абразивность, уменьшающую срок службы видеоголовок (ВГ), и критичность к уровню записи, не позволяющую в полной мере реализовать преимущества данных лент, так как оперативная регулировка уровня записи в бытовых ВМ не предусмотрена. В настоящее время предпочтение отдается магнитным лентам с рабочим слоем из окислов железа, легированным различными добавками из феррита кобальта, с ориентацией микрочастиц. Лучшие образцы таких лент при совершенной технологии изготовления позволяют уменьшить размеры элементарных магнитных частиц слоя до 0,2 мкм и получить высокое качество воспроизведения видеозаписи, исключив эксплуатационные недостатки, присущие хромдиоксидным и металлопорошковым лентам.
Для предотвращения электризации магнитной ленты один из ее слоев выполняется с использованием мелкодисперсной сажи, нанесенной на основу магнитной ленты, Основа выполняется из материала, стойкого к колебаниям температуры, влажности и механических нагрузок. Поверхность рабочего слоя полируется, что предотвращает выпадения сигнала и удлиняет срок службы ВГ и магнитной ленты. Последний зависит от условий эксплуатации магнитной ленты и составляет примерно на 500 проигрываний. Износоустойчивость магнитных лент характеризуется также допустимым временем воспроизведения сигналов в режиме стоп-кадра (STILL), которое для высококачественных лент достигает 1 ч.
Интенсивность выпадений является важнейшим показателем качества видеолент, позволяющим производить сравнительную оценку новых лент и степени износа магнитных лент, находящихся в эксплуатации.
В бытовых ВМ (формата VHS) применяются магнитные ленты шириной 12,65 мм, толщиной 15 - 20 мкм, относительным удлинением не более 0,2 %, коэффициентом линейного расширения не более 1,7* 10-5 С-1 и набуханием не более 0.2 %. Нагрузка, соответствующая пределу текучести для таких лент, составляет 20..25 Н.
Видеоголовки.
Основную часть видеоголовки занимает металлическая оправа с изоляционным покрытием и контактными площадками для распайки выводов головки и внешних соединительных проводников. Центральное отверстие в оправке предназначено дня крепления ВГ к барабану видеоголовок (БВГ). Собственно головка выполняется из монокристаллического феррита в виде миниатюрной пластины с рабочим зазором шириной 0,3 мкм и отверстием для размещения обмотки. Головка приклеивается к опорной площадке верхней части оправки и устанавливается на БВГ, в сборе с которым и с другой (другими) ВГ проходит юстировка положения рабочего зазора и шлифовка поверхности. Типовые значения индуктивности обмотки ВГ и тока записи на частоте 3,8 МГц составляют 2 мкГн и не более 20 мА соответственно.
Типовые параметры универсальной головки ВМ формата VHS сведены в таблице 3.
Таб. 3 — значение параметров универсальной головки.
Параметры |
Канал звука |
Канал управления |
Индуктивность |
150—240 |
110— 160 |
Ток записи, мА |
0.03 |
2,6 |
ЭДС воспроизведения, мВ |
0,12 (400 Гц) |
1,4 |
|
67 |
|
Ток подмагничивания, мА |
0,3—0,5 |
— |
Относительный уровень помех |
|
|
от внешних магнитных полей, дБ |
-5 |
— |
Спад АЧХ на частоте 8 кГц |
|
|
относительно 1 кГц, дБ |
1—4 |
— |
В настоящее время во всем мире утвердились видео кассетные системы, преимущества которых в бытовой технике очевидны. В современных бытовых ВМ ширина строчек записи на магнитной ленте составляет несколько сотых миллиметра, причем они записываются без промежутков. Для этого потребовалось значительно повысить точность изготовления лентопротяжных механизмов (ЛПМ) и систем автоматического регулирования (САР) ВМ, а также ввести азимутальные развороты рабочих зазоров ВГ в противоположные стороны. Использование специальных способов обработки сигналов обеспечило при этом подавление перекрестных помех с одной дорожки воспроизведения на другую. В результате скорость движения ленты у бытовых ВМ удалось уменьшить до значений, не превосходящих используемые в кассетной звукозаписывающей аппаратуре и довести длительность записываемых на одной видеокассете программ до 4 и более часов.
Рис. 30 - Структурная схема видеомагнитофона.
12.4ВИДЕОМАГНИТОФОНЫ ФОРМАТА VHS
Ввидеомагнитофонах формата VHS используется лента шириной 12,65 мм, помещенная в кассету размером 188 х 102 х 25 мм. В зависимости от количества ленты толщиной около 19 мкм в кассете длительность проигрывания составляет от 30 до 240 минут.
68
Сигнал изображения записывается двумя вращающимися видео-головками, расположенными под углом 180° на барабане диаметром 62
0,01 мм. Частота вращения барабана 1500 об/мин.
Рабочие зазоры видеоголовок развернуты под углом 60 относительно перпендикуляра к направлению движения головок. Каждая видеоголовка записывает одно поле изображения, а угол охвата барабана лентой немного 1800. Это создает перекрытие во времени сигналов, воспроизводимых видеоголовками, примерно на 3 телевизионные строки.
Видеоголовки коммутируются сигналом датчика оборотов барабана с частотой 25 Гц примерно за 5...8 строк до начала синхроимпульса полей.
Табл. 4 - сравнительные характеристики форматов VHS и V8
Характеристика видеомагнитофона |
|
VНS |
V8 |
Ширина ленты, мм |
12.65 |
8±0,01 |
|
Ширина зоны, занимаемой строчками видеозаписи, мм |
10.6 |
|
|
Ширина зоны, занимаемой активной частью строчек, мм |
10,07 |
|
|
Ширина строчек видеозаписи, мм |
0,049 |
|
|
Ширина зон между строчками видеозаписи, мм |
0,049 |
|
|
Ширина дорожки сигнала управления, мм |
0,75±0,01 |
|
|
Ширина звуковой дорожки (моно), мм |
1±0,01 |
0.6±0,0] |
|
Ширина звуковой дорожки (стерео), мм |
0,35 0,05 |
|
|
Угол наклона строчек видеозаписи |
5° 57’ |
|
|
Угол наклона рабочих зазоров видеоголовок |
6°±10' |
10° |
|
Скорость движения ленты (Vл), см/с |
2,339 |
|
|
Скорость движения видеоголовки |
|
|
|
относительно ленты (Vг-л), м/с |
4,84 |
3 |
|
12.5 КАНАЛ ИЗОБРАЖЕНИЯ ВИДЕОМАГНИТОФОНА ФОРМАТА VHS
Сигнал изображения от встроенного в видеомагнитофон ТВ тюнера или от ТВ камеры поступает на регулировочный усилители АРУ, обеспечивающий постоянный уровень сигнала яркости изображения на входе модулятора и постоянное, независимо от уровня входного сигнала, соотношение частотно-модулированного сигнала яркости и сигнала цветности на входе усилителя записи (УЗ).
С выхода схемы АРУ сигнал изображения поступает через коммутатор записьвоспроизведение (3-В) на фильтр с полосой пропускания 3,3 МГц или фильтр с полосой 4,1 МГц при записи черно-белого сигнала и на полосовой фильтр, выделяющий сигнал цветности СЕКАМ с центральной частотой 4,286 МГц и полосой пропускания около 1,5 МГц. Сигнал яркости через установочные регуляторы девиации (в режиме записи) и уровня воспроизведения сигнала (в режиме воспроизведения) поступает на модулятор и на выходной смеситель сигналов яркости и цветности (Y+С).
Перед модулятором могут быть включены цепи предкоррекции ПУ сигнала яркости, обеспечивающие подъем высокочастотных составляющих сигнала яркости, схема привязки уровня и ограничитель (ОУ), он ограничивает возникающие из-за введения предыскажений выбросы яркостного сигнала.
Сигнал яркости с ограниченными выбросами (в ограничителе 0В 160% для положительных и 40% для отрицательных) поступает на ЧМ модулятор, несущая частота которого (при передаче вершин с/импульсов) устанавливается равной 3,8 МГц, Размах сигнала регулируют так, чтобы при передаче уровня белого частота была равной 4,8 МГц. Далее частотно-модулированный сигнал через фильтр высоких частот (Ф4) поступает на
69
усилитель записи (УЗ). Спад АЧХ этого фильтра при записи цветных программ на частоте 1 МГц составляет 10 дБ,а на частоте 0,626 МГцне менее 17дБ.
1. Цветовой канал (запись).
Выделенный полосовым фильтром ПФ1 с частотой 4,286 МГц и полосой пропускания ±0,8 МГц сигнал поднесущей частоты цветности системы СЕКАМ поступает на цепь коррекции высокочастотных предыскажений сигнала цветности с частотой 4,286 МГц. С помощью этой цепи устраняется амплитудная модуляция ЧМ сигнала цветности системы СЕКАМ. Далее сигнал поступает на ограничитель (ОА) и на делитель частоты (ДЛ). На выходе ДЛ формируется импульсный частотно-модулированный сигнал цветности с постоянной и независящей от уровня входного сигнала амплитудой и поднесущими частотами 1,1015625 МГц с "красных" строках и 1,0625 МГц в "синих" строках. Высшие гармоники сигнала подавляются фильтром низких частот (ФЗ) с полосой пропускания 1,6 МГц, а частотно-модулированный сигнал цветности подвергается предкооррекции, аналогичной вводимой в исходный сигнал кодером СЕКАМ. Она отличается лишь тем, что минимум АЧХ корректирующего фильтра соответствует частоте 4,286: 4 = 1,0715 МГц. Сигнал с введенными высокочастотными предыскажениями через регулятор уровня смешивается с частотно-модулированным сигналом яркости и поступает на усилитель записи и видеоголовки, подключенные к его выходу через вращающийся трансформатор токосъемника.
В интервале отсутствия цветовой поднесущей при передаче гасящие и синхронизирующих импульсов полей и строк канал цветности запирается импульсами, формируемыми из синхронизирующих импульсов входного сигнала, выделяемых селектором синхроимпульсов.
3.Узел коммутации На выходе усилителя записи включен электронный коммутатор, переключающий
первичные обмотки двухканального вращающегося трансформатора в режим записи и воспроизведения. Аналогичные коммутаторы включены на входах усилителей воспроизведения (УВ) . Все коммутаторы управляются командами записи, воспроизведения и загрузки ленты в лентопротяжный механизм (ЛПМ), вырабатываемые в блоке управления видеомагнитофона. Воспроизводимые вращающимися видеоголовками (ВГ) сигналы через усилители воспроизведения (УВ) поступают на регулятор. Регулятор позволяет выровнять сигналы обеих видеоголовок и объединить их в один непрерывный сигнал с помощью коммутаторов, управляемых сигналом датчика оборотов барабана видеоголовок с частотой 25 Гц.
4. АЧХ усилителей воспроизведения.
АЧХ усилителей воспроизведения благодаря резонансу входной цепи плавно нарастает с увеличением частоты и имеет подъем до 8 дБ на частоте резонанса 5 МГц. Частоту и подъем характеристики регулируют подстроечными переменными конденсаторами и резисторами, компенсируя разброс индуктивностей видеоголовок вращающегося трансформатора и входной емкости усилителя.
5.Канал яркости (воспроизведение).
Срегулятора баланса сигналов видеоголовок воспроизводимый частотно-модулированный сигнал через фильтр верхних частот (Ф4) с нижней граничной частотой 1,5 МГц (для подавления сигнала цветности) или в обход этого фильтра (в режиме воспроизведения черно-белых программ) на компенсатор выпадений воспроизводимого с ленты сигнала. Пораженный выпадениями сигнал компенсаторе заменяется сигналом предыдущей строки, задержанным линией задержки (ЛЗ). На время выпадения сигнала канал цветности обычно запирается.
70