Система серворегулювання блоку відеоголовок,  швидкості руху стрічки

 

1.  Система серворегулювання блоку відеоголовок

2.  Несправності системи серворегулювання блоку відеоголовок

3. Серворегулювання швидкості руху стрічки в СПМ

4. Несправності системи серворегулювання ведучого валу

 

1 Система серворегулювання блоку відеоголовок

 

  Під час запису зображення повинна бути установлений твердий фазовий зв'язок між сигналом передавача і швидкістю обертання голівки. Цей зв'язок організується за допомогою кадрового синхроімпульсу, що міститься в сигналі передавача. Ці імпульси з частотою 25 Гц, що відповідають частоті обертання блоку відеоголовок (БВГ), записуються також на спеціальну контрольну доріжку на стрічці за допомогою синхроголовки. Якщо запис синхросигналів відбувалася нерівномірно, то наступне відтворення приводить до зсуву рядка або групи рядків, що викликає "тремтіння" зображення. Тому метою серворегулювання БВГ є забезпечення обертання двигуна БВГ із постійною швидкістю і установка положення фази обертання БВГ такою, щоб запис напівкадру починалася завжди точно на одному місці. Для досягнення цієї мети регулювання двигуна повинне здійснюватися постійно, тому що вже малі коливання швидкості, обумовлені, наприклад, коливаннями напруги живлення, виявляються у вигляді перешкоди на зображенні.

У режимі запису частота обертання двигуна БВГ (фактичне значення) порівнюється з частотою 25 Гц, синхронізованою кадровими синхроімпульсами. Якщо між цими значеннями існує розбаланс, то у колі  фазового порівняння утворюється позитивна й негативна напруга регулювання, пропорційна різниці частот і фаз сигналів, що порівнюється, яка змінює частоту обертання двигуна поки фактичне значення не зрівняється з еталонним значенням.

У режимі відтворення частота обертання двигуна БВГ (фактична частота) порівнюється з еталонною частотою, яку забезпечує кварцовий генератор. При неузгодженості між цими частотами утворюється напруга регулювання.

Імпульсний сигнал, що несе інформацію про частоту обертання двигуна, утворюється датчиком частоти обертання. Конструкція таких датчиків може бути різною. Наприклад, датчик Холу, повз зазор якого проходить постійний магніт.

 

Коло регулювання швидкості

 

Якщо коливання швидкості обертання перевищують ±3 см/с, то починає працювати коло регулювання швидкості. Вихідний сигнал для схеми регулювання виробляється двигуном БВГ за допомогою датчика швидкості обертання FG. При номінальній швидкості виробляється гармонійний сигнал постійної частоти. Сигнал цієї частоти підсилюється і за допомогою тригера Шмідта перетвориться в прямокутний сигнал, що подається на перетворювач частота-напруга (рис. 1). Вихідна напруга перетворювача є частотно-залежною і подається на сервопідсилювач і на двигун. При номінальній швидкості обертання двигуна БВГ утворюється сигнал із частотою 1,5 кГц, що далі перетвориться в постійну напругу. Якщо частота підвищується, то відповідно знижується рівень цієї напруги і, навпаки, при зниженні частоти підвищується рівень напруги.

 

Рисунок 1 –  Блок-схема сервокерування БВГ

 

Коло регулювання фази

 

У режимі "запис" із двигуна БВГ знімається імпульсний сигнал, що відповідає частоті його обертання. Цей сигнал, що залежить від числа обертів двигуна, представляє собою короткі позитивні й негативні імпульси (рис. 4). Позитивні імпульси виникають в момент проходження повз зазор датчика обертання полюса, розташованого на барабані БВГ постійного магніту і відносяться до першої відеоголівки. Негативні імпульси виникають в момент проходження скрізь зазор протилежного полюса цього магніту, і відносяться до другої відеоголівки. Далі імпульси підсилюються й подаються як сигнали перемикання на два мультивібратори. Вихідний сигнал мультивібратора запускає тригерну схему, що формує прямокутний сигнал із частотою, що відповідає частоті обертання двигуна БВГ. Далі сигнал подається на формувач трапецеїдального напруги, де сигнал прямокутної форми перетворюється в сигнал трапецеїдальної форми. Після перетворення цей сигнал надходить у схему вибірки й збереження. Одночасно в режимі "запис" кадрові синхроімпульси з частотою 25 Гц проходять схему розподілу і через перемикач (S1) подаються на одновібратор. В імпульсному генераторі сигнал формується й інвертується і далі подається в схему вибірки і збереження (рис. 1).

У режимі "запис" зчитується значення напруги бічної грані трапеції і подається на накопичувальний конденсатор. При цьому утвориться постійна напруга, що змінює своє значення, якщо фази сигналів, що порівнюються, не збігаються. Якщо фаза еталонної величини випереджає фазу фактичної, вихідна напруга збільшується. Правильна вихідна напруга виникає тоді, коли імпульс зчитування (вибірки) знаходиться точно на середині бічної сторони трапеції. Діапазон регулювання обмежується бічною стороною трапеції. Це відповідає діапазону регулювання швидкості обертання двигуна ±3 см/с.  

У режимі "відтворення" вимикачі S1 і S2 переключаються за допомогою керуючих сигналів із мікропроцесора. У цьому режимі замість кадрових синхроімпульсів як еталонні на одновібратор подається сигнал кварцового генератора, поділений до частоти 25 Гц. При коливаннях частоти обертання двигуна БВГ напруга керування є результатом порівняння еталонного значення (виробкварцовий генератор) і фактичного значення (сигнал з датчика фази БВГ).

 

 

2 Несправності системи серворегулювання блоку відеоголовок

 

Серворегулювання двигуна впливає на швидкість обертання всього блоку з голівками. Несправності у швидкості обертання двигуна БВГ можна визначити за такою ознакою – звук із звукової доріжки стрічки відтворюється без спотворень; на зображенні з'являються різного роду завади.

При відхиленнях швидкості руху стрічки дефекти на зображенні мають схожу картину. При цьому крім спотворення звуку з’являється спотворення зображення.

Прояв несправностей, обумовлених зменшенням швидкості обертання БВГ, можна умовно розділити на різні ступені. У залежності від того, наскільки сильні відхилення швидкості обертання БВГ від номінальної, на екрані з'являються різні дефекти зображення. При 1 ступені відбувається мале зниження швидкості обертання. При 6 ступені найбільш сильне можливе зменшення швидкості.  Подальше зменшення швидкості обертання двигуна приводить до того, що система контролю відключає двигун. При малих зменшеннях швидкості обертання двигуна БВГ (1 ступінь) несправність виявляється в тому, що відбувається накладення кольорів. При подальшому зниженні швидкості обертання на зображенні додатково з'являється спочатку одна, а потім і дві шумових смуги. Далі з'являються зони сильних перешкод, що переміщаються по кадру. При ще більш значному зменшенні швидкості починають зникати, з часом зображення перекошується вліво і пропадає синхронізація по рядках.

При сильних відхиленнях швидкості обертання двигуна БВГ від номінальної пошук несправності необхідно починати в колі регулювання швидкості. При малих відхиленнях швидкості обертання БВГ від номінальної величини пошук несправності необхідно починати з перевірки кола регулювання фази.

Після короткої роботи відбувається зупинка відеомагнітофону

При вмиканні режимів "відтворення" або "запис" починається рух стрічки в СПМ і обертання двигуна БВГ. На короткий час на екрані телеприймача з'являється зображення, що викривляється убік. Відеомагнітофон (ВМ) перемикається в режим "зупинка". До вимикання ВМ звук відтворюється без спотворень.

Можливі причини несправності

Частота обертання двигуна дуже низька, на мікроконтролер керування не подається сигнал контролю. Мікрконтролер розпізнає несправність, і система контролю переводить ВМ у режим "зупинка".

Перевірка швидкості обертання

У більшості випадків рекомендується такий спосіб перевірки швидкості обертання БВГ. Поруч з барабаном БВГ розміщають лампу накалювання змінного струму. На барабані БВГ нанесені різні позначення, цифри на етикетці. Або на барабан БВГ необхідно нанести яке-небудь маркірування. Частота змінного струму складає 50 Гц, барабан повинний обертатися з номінальною частотою 25 Гц. Унаслідок стробоскопічного ефекту маркірування при обертанні барабана виявляється як би стоїть на місці. Тільки тоді, коли швидкість обертання барабана відхиляється від номінальної, маркірування починає переміщатися вперед чи назад. Таким способом легко проконтролювати швидкість обертання БВГ.

БВГ обертається занадто швидко

Зображення викривляється. На екрані можна спостерігати тільки чорно-білі смуги. Звук прослухується без спотворень. Якщо зображення на короткий час після включення ВМ залишається нормальним, а потім починає викривлятися, то прискорене обертання барабана БВГ можна визначити за  ознакою, що картинка починає викривлятися праворуч. Напруга, що подається на двигун, дуєе велика.

Можливі причини несправності

Не працює коло регулювання швидкості. Як причину можна припустити несправність мікросхеми перетворювача частота/напруга або відсутність імпульсів з датчика частоти.

БВГ обертається то швидко, то нормально

Зображення відтворюється спочатку без спотворень, потім викривляється і через короткий час знову відтворюється нормально. Цей процес повторюється періодично. При цьому прослуховуються шуми двигуна, що змінює свою інтенсивність. Однак звуковий супровід відтворюється без спотворень.

 

Можливі причини несправності

Кола серворегулювання швидкості обертання двигуна працюють, однак напруга, що прикладена до двигуна має неправильне значення. Швидкість обертання має постійне прагнення до повернення від номінального значення до неправильного значення. Діапазону регулювання швидкості не вистачає для того, щоб утримувати постійну швидкість обертання двигуна. При наявності даної несправності необхідно заново провести настроювання кіл регулювання фази й швидкості обертання двигуна БВГ.

БВГ обертається дуже  повільно

На зображенні з'являються зони завад, кольори на зображенні накладаються один на одного або зникають зовсім і відбувається викривлення рядків. Звук відтворюється бездоганно.

Можливі причини несправності

З появою такої несправності можна виділити три групи елементів, що можуть служити джерелом несправності

Двигун. Він може мати "важкий хід", чи його обмотки має міжвиткові замикання. Легкість ходу двигуна можна перевірити, обертаючи вручну барабан БВГ при виключеному ВМ. При цьому барабан повинний обертатися дуже легко. Для колекторних двигунів спочатку необхідно перевіряти пускову напруга, що не повинна перевищувати 200 мВ. Якщо напруга перевищує 200 мВ, то двигун дефектний (має міжвиткові замикання) і повинний бути замінений.

Система живлення двигуна. Якщо загальна напруга в процесі регулювання на двигуні низька, то може бути міжвіткове замикання у двигуні. У цьому випадку помітно збільшується споживання струму двигуном. Далі необхідно провести вимірювання напруги на виході схеми вибірки й збереження. Ця напруга повинна збільшуватися чи зменшуватися відповідно до зміни швидкості обертання двигуна. Якщо вручну пригальмовувати барабан БВГ, можна імітувати зміну швидкості обертання. Напруга при гальмуванні барабана БВГ повинна підвищуватися.

Коло серворегулювання БВГ. При пошуку несправності в колі регулювання фази найбільш точну відповідь може надати осцилограма в контрольній точці схеми вибірки й збереження. Якщо сильно спотворений або відсутній трапецеїдальний сигнал і на вході схеми вибірки й збереження є тільки опорний імпульс, то генератор не працює і необхідно перевірити справність мікросхеми і кварцового резонатора. При відсутності обох імпульсних сигналів необхідно перевірити напругу живлення мікросхеми. Якщо напруга живлення є на відповідних виводах, то мікросхема несправна і її необхідно замінити. Якщо і трапецеїдальний сигнал і опорний сигнал нормальні, то несправність необхідно шукати в напрямку двигуна БВГ.

Пропадає синхронізація зображення

Зображення через якийсь час після початку роботи ВМ викривляється і потім через короткий час знову відновлюється.

Можливі причини несправності.

Опорний імпульс розташовується в схемі вибірки й збереження не на середині бічної сторони трапеції. Якщо він знаходиться далеко внизу, чи далеко вгорі, то діапазон регулювання в одному з напрямків дуже вузький. Уже при малих коливаннях швидкості обертання БВГ може відбуватися так, що перестає працювати коло регулювання фази. Швидкість обертання на короткий час змінюється. Коло регулювання швидкості при такій зміні швидкості обертання БВГ повертає роботу двигуна до номінального. Унаслідок цього регулювання через короткий час зображення знову стає нормальним. Коло регулювання швидкості при такій зміні швидкості обертання БВГ повертає роботу двигуна до номінального. Унаслідок цього регулювання через короткий час зображення знову стає нормальним. При пошуку несправності такого роду необхідно зняти осцилограму в контрольній точці схеми вибірки й збереження й у режимі відтворення установити опорний імпульс на середину бічної грані трапецеїдального імпульсу.

3 Серворегулювання швидкості руху стрічки в СПМ

В основу  серворегулювання транспортування стрічки в СПМ покладений той же принцип, що і при серворегулюванні швидкості обертання БВГ.

У режимі "запис" порівнюються імпульсний сигнал, що залежить від швидкості  обертання двигуна ВВ (фактична величина), і синусоїдальний сигнал (еталонна величина).

У режимі "відтворення" порівнюються частота сигналу, записаного на синхродоріжку магнітної стрічки (фактична величина), і частота кварцового генератора (еталонна величина). Регулювання здійснюється в залежності від сигналу, записаного на магнітну стрічку доти, поки фактична частота не буде відповідати еталонній частоті

Рисунок 2 –  Осцилограма сигналу з синхроголовки

 

На рис. 2 представлений імпульсний сигнал, що знятий з синхроголовки, що при відтворенні служить як сигнал фактичної величини. Цей сигнал підсилюється, і позитивні імпульси, що розташовуються на однаковому друг від друга видаленні (близько 40 мс), подаються на імпульсний генератор (рис. 3). 

Великі відхилення швидкості від номінальної усуває коло регулювання швидкості. Малі відхилення швидкості від номінальної усуває коло регулювання фази. Обидва керуючих кола підтримують постійну швидкість обертання двигуна ведучого валу (ВВ) при коливаннях живлення й зміні навантаження на двигун.

Коло регулювання швидкості

Коло регулювання швидкості перешкоджає відхиленням швидкості транспортування стрічки від номінальної, що перевищують діапазон ±7 мм/с. На рис. 3 представлена схема, по якій легко описати принцип дії кола регулювання швидкості. Сигнал із частотою, що залежить від числа обертів двигуна, після підсилення відгалужується від сигналу, що надходить у фазове коло, і подається через конденсатор на перетворювач частота-напруга. При номінальній швидкості обертання двигуна в перетворювачі утворюється постійна напруга. Ця напруга подається разом із напругою з фазового кола і підтримує номінальну швидкість обертання двигуна ВВ.

При уповільненні швидкості руху стрічки частота сигналу з двигуна ВВ нижче номінальної, вихідна постійна напруга змінюється убік збільшення. У цьому випадку підвищується число оборотів двигуна.

Коло регулювання фази

На рис. 3 представлена блок-схема серворегулювання швидкості руху стрічки в СПМ із колами регулювання фази й швидкості. Сигнал із частотою, що залежить від швидкості обертання двигуна, підсилюється операційним підсилювачем і подається на ІС1. Імпульсний сигнал керує роботою імпульсного генератора, що являє собою одно вібратор. Імпульси з генератора подаються в схему вибірки й збереження, де порівнюється з еталонним сигналом.

У режимі «запис» сигнал еталонної частоти виробляється кварцовим генератором, що також входить до складу IC1. Сигнал з частотою генератора далі проходить процес розподілу і подається на схему формування трапецеїдального сигналу, що подається в схему вибірки й збереження. Фаза фронту трапецеїдального сигналу порівнюється з фазою імпульсу, отриманого із сигналом двигуна ВВ (фактична величина). Якщо фаза імпульсу відстає, то результуюча напруга на виході IC1 стає вище номінальної, що приводить до підвищення напруги на двигуні й збільшенню частоти його обертання. У протилежному випадку порівняння фази фактичної величини з еталонної приводить до зниження напруги на двигуні й зменшенню числа оборотів.  Тривалість фронту трапецеїдального сигналу (бічна сторона трапеції) складає близько 14 мс. При правильній швидкості обертання двигуна ВВ порівняння фаз відбувається посередині фронту, і, таким чином, діапазон регулювання складає лише 7 мс. Великі зміни швидкості обертання повинні відслідковуватися схемою серворегулювання додатково.

У режимі "відтворення" перемикач режимів "відтворення-запис" переключається в потрібне положення сигналом із мікроконтролера керування. Замість сигналу з двигуна ВВ на імпульсний генератор подається сигнал, що зчитується з магнітної стрічки синхроголовкою,  що у цьому випадку виконує роль фактичної величини. Імпульсний сигнал, що відповідає цій фактичній величині, подається в схему вибірки й збереження, де зводиться з трапецеїдальним сигналом. Частота сигналу, що зчитується, зі стрічки залежить від швидкості її проходження в СПМ і так само як у режимі запису на виході IC1 виникає напруга регулювання.

Рисунок 3 – Блок-схема сервокерування транспортування стрічки в СПМ

 

 

4  Несправності системи серворегулювання ведучого валу

Викликати відхилення швидкості транспортування стрічки в СПМ від номінальної можуть такі причини:

-       важкий хід касети

-       прослизання між ведучим валом і притискним роликом

-       несправність системи живлення

-       несправність двигуна ВВ

-       дефектна магнітна стрічка.

При малих відхиленнях на зображенні з'являються зони шумів, однак звуковий супровід ще нормальний.

При сильних коливаннях швидкості на зображенні через визначені інтервали спостерігаються зони шумів. Через якийсь час зображення на короткий термін стає бездоганним. Потім шуми з'являються знову. Цей процес повторюється постійно, і при цьому звук починає "тягнутись". У той момент, коли сигнал із синхродоріжки зчитується правильно, зображення бездоганне. Однак, коли стрічка протягається повільніше або швидше, сигнал із доріжки синхронізації зчитується правильно лише короткочасно. У проміжку часу до зчитування сигналу з доріжки на зображенні видні шуми. Таким чином, уже по тому, як з'являється нормальне зображення, можна судити про те, наскільки велике відхилення швидкості транспортування стрічки від номінальної. Зони шумів виглядають на зображенні аналогічно, як і при несправностях роботи БВГ. Відмінність же полягає в тому, що крім спотворення зображення виникає спотворення звуку.

Якщо швидкість транспортування стрічки стає дуже повільної, то, завдяки системі керування й контролю, відбувається перехід ВМ у режим "зупинка".

Прослизання між ведучим валом і притискним роликом

До такої несправності приводить насамперед сильне забруднення як притискного ролика, так і ведучого вала. Це відбувається через те, що з недоброякісних відеострічок у процесі експлуатації на деталі СПМ переносяться частки магнітного шару й стрічка рухається в забрудненому механізмі. Несправність можна усунути за допомогою очищення механізму від магнітного шару стрічки, що обсипався.

Несправна система живлення

Існує можливість того, що напруги, що надходять із блоку живлення стають нижче номінальних.  При сильних відхиленнях напруги від номінальних необхідно обірвати шину живлення безпосередньо мікросхеми драйвера двигуна ВВ і знову виміряти напруга живлення. При цьому можна установити, чи підвищиться істотно напруга живлення після обриву чи ні. Якщо напруга живлення приймає номінальне значення, то несправність варто шукати в навантаженні (наприклад, коротке замикання в мікросхемі драйвера двигуна ВВ).

Несправний двигун ВВ

Якщо після вимірювання напруги залишаються сумніви, що сам двигун ВВ є причиною несправності, то необхідно від'єднати живлення двигуна. У більшості випадків двигуни ВВ є двигунами постійного струму.. Далі за допомогою осцилографа необхідно зняти осцилограму трапецеїдального імпульсу з імпульсом вибірки. Швидкість обертання двигуна точно встановлена, коли імпульс знаходиться точно на середині фронту трапецеїдального сигналу. Якщо швидкість обертання істотно відрізняється від номінальної, то імпульс уходить з бічної сторони трапеції. При малих відхиленнях швидкості імпульс знаходиться не на середині бічної сторони трапеції.

У випадку колекторного двигуна інформацію про його справність дає вимір змінної складової напруги. Вона у справного двигуна не повинна перевищувати 200 мВ.

Двигун ВВ оснащений підшипниками. При недостатньому ковзанні в підшипнику виникає шерех, що часто приводить до несправностей. Крім появи стороннього шуму ця несправність може приводити до коливань рівномірного руху. У цьому випадку двигун необхідно замінити.

Якщо перевірка імпульсних і трапецеїдальних сигналів у сервосхемі вже показує неправильні осцилограми, то несправність треба шукати в напрямку елементів, що утворюють еталонний або фактичний сигнали. Знята осцилограма дозволяє робити подальші висновки. Якщо відсутній еталонний сигнал і в наявності тільки імпульс із двигуна ВВ, то несправність знаходиться в схемі формування еталонного сигналу. При цьому може бути неномінальною відповідна напруга живлення, а також дефектні зовнішній кварцовий резонатор чи сама мікросхема серворегулювання.

Якщо в наявності тільки еталонний сигнал, то несправність знаходиться в колі формування й обробки фактичного сигналу. У режимі запису треба перевірити наявність сигналу FG, який пов’язаний з  частотою обертання двигуна ВВ. У режимі відтворення фактична величина зчитується синхроголовкою і з магнітної стрічки. Тому для висновків про несправність необхідна перевірка в режимі запису, а потім у режимі відтворення.

Несправності сервокерування транспортування стрічки

У випадку несправностей у сервосистемі керування двигуном ВВ необхідно проводити розходження між несправностями в колі регулювання фази й у колі регулювання швидкості.

Несправності в колі регулювання фази. При малих відхиленнях несправність виявляється на зображенні у вигляді шумових зон. Відхилення швидкості від номінальної так малі, що в більшості випадків спотворення звуку непомітні. При пошуку несправності необхідно спочатку зняти осцилограму в контрольній точці схеми вибірки й збереження. Якщо на осцилограмі видно, що імпульс вибірки розташовується на середині бічної сторони еталонного трапецеїдального сигналу, то несправність відсутня у колах проходження сигналів до схеми вибірки й збереження і несправність варто шукати в напрямку двигуна ВВ.

Двигун ВВ можна злегка пригальмовувати. При цьому імпульс вибірки повинний перемішатися по похилій стороні нагору чи вниз. При сильному гальмуванні імпульс цілком "з’їжджає" із бічної сторони трапеції. Одночасно при такій перевірці необхідно вимірювати напругу на двигуні ВВ. Вона повинна при гальмуванні двигуна підвищуватися, тому що система сервокерування прагне підвищити швидкість обертання двигуна.

Якщо під час такої перевірки не відбувається зміни напруги, то несправність варто шукати між схемою вибірки і збереження й двигуном.

Несправності в колі регулювання швидкості. При таких несправностях на зображенні спостерігаються зони сильних шумів. Тим часом, на якийсь час зображення стає нормальним. Крім того, відбувається сильне спотворення звуку. При цьому можна визначити, наскільки велике відхилення швидкості від номінальної. При сильних спотвореннях звуку швидкість руху стрічки в СПМ значно відрізняється від номінальної величини.

При пошуку несправності спочатку необхідно виміряти напругу після перетворювача частота-напруга. Одночасно необхідно злегка загальмувати рух стрічки в СПМ. При цьому напруга, що подається на двигун повинна підвищуватися. Якщо це не так, то необхідно зняти осцилограму на вході схеми перетворювача. У цій точці частота сигналу повинна змінюватися в залежності від швидкості руху стрічки.

 

Відсутня кадрова синхронізація при відтворенні власного запису

 

При відтворенні власного запису відбувається викривлення кадрів або з'являються зони шумів, як при несправностях транспортування стрічки в СПМ. При відтворенні "чужої" касети звук прослухується нормально.

Якщо канал обірваний, то сигнали кадрової синхронізації не записуються на стрічку. При подальшому відтворенні такого запису відсутні сигнали синхронізації і неможлива робота в колі регулювання фази, тому що фактична величина для схеми вибірки й збереження при відтворенні знімається із синхродорожки записаної стрічки.

Такого роду несправність не виявляється при відтворенні чужої касети, тому що в цьому випадку на синхродорожку занесені необхідні синхросигнали. Причиною такої несправності часто служить забруднення синхроголовки. Можливий дефект відповідної мікросхеми, обриви в лініях проходження сигналу кадрової синхронізації до синхроголовки.