Комаров Ю.Л., Морозов О.Г., Пикулев А.Н. Основы телевидения и видеотехники - файл n1.doc

Комаров Ю.Л., Морозов О.Г., Пикулев А.Н. Основы телевидения и видеотехники
скачать (1469 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc1469kb.06.11.2012 19:53скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


Министерство образования Российской Федерации
Казанский государственный технический университет

им. А. Н. Туполева


Ю. Л. Комаров, О. Г. Морозов, А. Н. Пикулев




Основы телевидения

И ВИДЕОТЕХНИКИ

(Часть 2)

Учебное пособие



Казань 2002

УДК 621.397



Комаров Ю. Л., Морозов О. Г., Пикулев А. Н. Основы телевидения и видеотехники: Учебное пособие. Казань: Изд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2002. …… с.

ISBN



Учебное пособие разработано на базе классических и современных учебно-методических материалов с целью интенсификации процесса изучения основ записи, хранения и воспроизведения аудио- и видеосигналов и предназначено для студентов специальностей 200700, 201400, 201500 направления 654200 «Радиотехника» очно-заочных форм обучения технических университетов.

Излагаются вопросы теории магнитной и оптической записи аудио- и видеосигналов, принципы построения современных аудио- и видеомагнитофонов, проигрывателей компакт-дисков, рассматриваются основные тенденции их развития. Приведены структурные схемы указанных выше устройств.
Табл.- . Ил. - . Библиогр.: назв.


Рецензенты: канд. техн. наук В. Ф. Гусев;

Д. Л. Овчинников (ЗАО «Татинком-компьютерс»)

Рекомендовано к изданию Учебно-методическим центром
КГТУ им. А. Н. Туполева


ISBN

УИзд-во Казан. гос. техн. ун-та, 2002





У Ю. Л. Комаров, О. Г. Морозов,

А. Н. Пикулев, 2002.



ВВЕДЕНИЕ






К настоящему времени существует обширная учебная и учебно-методическая литература, посвященная изучению как основ магнитной записи аудио- и видеосигналов, так и устройств бытовой радиоэлектронной аппаратуры, предназначенная для студентов радио­технических специальностей. По содержанию и сти­лю изложения лучшие из них [1-5] являются хорошим введением в теорию и практику аудио- и видеотехники и отвечают целям базовой подготовки специалистов в области радиотехники и радиоэлектроники.

Указанные пособия, как правило, содержат различные аспекты теории магнитной и оптической записи и описание устройств аудио- и видеотехники со значительным уклоном в области научных интересов конкретных авторских коллективов. Это требует от студентов значительных затрат времени, для того чтобы выделить из учеб­ного материала, богато дополненного результатами научных исследований, конкретные знания по вопросам учебных программ своих специальностей.

Целью данного пособия является создание компактного инструмента для интенсификации процесса обучения студентов радиотехнических специальностей, изучающих предмет «Основы телевидения и видеотехники» в части основ магнитной и оптической записи сигналов по программам бакалаврской и инженерной подготовки очной и заочной форм обучения.

Курс прошел более чем десятилетнюю апробацию в университете и посто­янно совершенствуется. Для усвоения материала достаточно знаний по матема­тике, оптике, физике твердого тела, теории сигналов и цепей, электродинамике, радиоприемным и радиопередающим, телевизионным устройствам. Для закрепления основных положений теории и практики телевидения, изложенных в пособии, авторами разработан цикл лабораторных и практических работ, методические указания к которым изданы отдельно.

Учебное пособие разделено на три больших раздела: «Аудиомагнитофоны», «Видеомагнитофоны», «Проигрыватели компакт-дисков». Все разделы построены по одной схеме.

В первых главах каждого раздела представлены основы и особенности записи аудио- и видео сигналов на магнитные и оптические носители. Дается классификация рассматриваемых устройств, требования, предъявляемые к ним, как устройствам бытовой радиоэлектронной аппаратуры, рассматриваются их характеристики. Кратко описываются методики измерения характеристик, правила обслуживания и ремонта аппаратуры.

В следующих главах рассматриваются структурные схемы наиболее распространенных представителей того, или иного класса бытовой радиоэлектронной аппаратуры, описываются принципы их работы и функционирования, отмечаются особенности технических решений, используемых в них для достижения требуемых характеристик.

В последующих главах рассматриваются структуры и особенности функционирования базовых узлов бытовой радиоэлектронной аппаратуры, в частности систем автоматического регулирования, форматов записи, принципов кодирования и декодирования информации.

В заключительных главах разделов рассматриваются тенденции развития конкретных классов бытовой радиоэлектронной аппаратуры. В частности обсуждаются методы сжатия информации, принципы записи на немагнитные носители и структуры современных универсальных интегральных и DVD-проигрывателей.

Для облегчения изучения материал пособия максимально приближен к во­просам, поставленным для курса «Основы телевидения и видеотехники» в государственных об­разовательных стандартах для указанных специальностей, и снабжен кратким перечнем используемых понятий и терминов, а также списком рекомендуемой литературы для углубленного изучения.

У с л о в н ы е о б о з н а ч е н и я


АМФ – аудиомагнитофон;

АПЧ  автоматическая подстройка частоты;

АРУ  автоматическая регулировка усиления;

АС – акустическая система;

АЧХ  амплитудно-частотная характеристика;

БВГ – блок вращающихся головок;

ВВ – ведущий вал;

ВМФ – видеомагнитофон;

ВЧ – верхняя частота;

ВЧП – высокочастотное подмагничивание;

ГВ – головка воспроизводящая;

ГЗ – головка записывающая;

ГУ – головка универсальная;

ЗС – звукосниматель;

ЗЧ – звуковая частота;

КД – компакт-диск;

КЗВ – канал записи-воспроизведения;

КСИ  кадровые синхроимпульсы;

НЧ – нижняя частота;

ПКСИ – полукадровые синхроимпульсы (синхроимпульсы полей);

ПЦТС – полный цветной телевизионный сигнал;

ПЧ – промежуточная частота;

ПШ – подавитель шума;

РПУ – радиоприемное устройство;

РЧ – радиочастота;

САР – система автоматического регулирования;

САТ – система автотрекинга;

ССИ  строчные синхроимпульсы;

СЧ – средние частоты;

ТЗВ – тракт записи-воспроизведения;

УВ – усилитель воспроизведения;

УВЧ  усилитель высокой частоты;

УЗ – усилитель записи;

УНЧ  усилитель низкой частоты;

УПЧЗ  усилитель промежуточной частоты звука;

УПЧИ  усилитель промежуточной частоты изображения;

УУ – универсальный усилитель;

fг  частота гетеродина;

fн  несущая частота;

fп  промежуточная частота;

B – намагниченность;

 – магнитный поток;

IВЧП – ток высокочастотного подмагничивания.

РАЗДЕЛ I.

АУДИОМАГНИТОФОНЫ

Глава 1

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ УСТРОЙСТВА И РАБОТЫ АУДИОМАГНИТОФОНОВ



1.1. Аудиомагнитофоны и их классификация
Аудиомагнитофонами (АМФ) называют аппараты, предназначенные для магнитной записи и воспроизведения звука. Магнитный метод записи основан на свойстве ферромагнитных материалов намагничиваться при воздействии на них магнитного поля и сохранять остаточное намагничивание по выходе из этого поля. Степень остаточной намагниченности ленты соответствует уровню записываемых звуковых колебаний. Носителем звука (или в общем смысле информации) в данном случае является магнитная лента, имеющая прочную немагнитную эластичную основу, покрытую слоем ферромагнитного порошка.

АМФ состоит из механизма для передвижения носителя звука, магнитных головок, усилителей, высокочастотного генератора для подмагничивания носителя звука и стирания записей, а также блока питания.

АМФ выпускаются соответственно ГОСТ 24863-87 «Магнитофоны бытовые». Стандарт распространяется на бытовые магнитофоны, магнитофоны-приставки и магнитофонные панели, работающие с магнитной лентой шириной 6,30 и 3,81 мм. Стандарт не распространяется на автомобильные и сувенирные магнитофоны.

В соответствии с этим стандартом бытовые АМФ (катушечные и кассетные) в зависимости от основных параметров и выполняемых функций подразделяются на пять групп сложности: 0 (высшая), 1-, 2-, 3- и 4-я; в зависимости от условий эксплуатации на стационарные и носимые. Стационарные магнитофоны предназначены для работы в жилых помещениях, носимые – легко транспортируются в руке и одинаково работают в жилых помещениях и на открытом воздухе, а также во время переносок и перевозок.

В отличие от катушечных АМФ кассетные более устойчиво работают в условиях механических воздействий, так как их конструкция более жесткая. При низких скоростях движения ленты и малой массе рулонов в кассете практически исключаются обрывы ленты, ее запутывание и образование петель. Поэтому лентопротяжные механизмы кассетных АМФ отличаются высокой надежностью. Эксплуатация этих магнитофонов значи­тельно проще катушечных.

АМФ классифицируются:

- по способу питания: сетевые, с питанием от автономных источников, и с универсальным питанием;

- количеству каналов: монофонические и стереофонические (стереофонические АМФ имеют два самостоятельных и идентичных по своим параметрам канала «Запись» и «Воспроиз­ведение»);

- количеству рабочих скоростей: одно-, двух- и трехскоростные;

- количеству дорожек записи: двух- и четырех-дорожечные.

Бытовые АМФ просты по конструкции, надежны в работе. Запись в них осуществляется от микрофона, звукоснима­теля, радиоприемника или телевизора, радиотрансляционной линии или другого магнитофона.

Разновидностями АМФ являются:

диктофон – аппарат для записи речи с целью стенографирования;

магнитофонная приставка (панель) – для использования совместно с другими бытовыми радиоэлектронными аппаратами (магнитофонная панель не имеет в своем составе усилителя мощности и акустической системы);

магнитола – магнитофонная приставка, смонтированная вместе с радиоприемником;

магниторадиола – в ее состав, кроме радиовещательного приемника и магнитофонной панели, входит электропроигрывающее устройство, позволяющее воспроизводить запись с грампластинок и переписы­вать ее на магнитную ленту.

Маркировка каждой модели бытовой аппаратуры магнитной записи содержит торговое название и буквенно-цифровое обозна­чение. Буквы определяют вид изделия: МК – магнитофон кату­шечный; М – магнитофон кассетный; МПК – магнитофон-при­ставка катушечная; МП – магнитофон-приставка кассетная; РМ – магнитола; РМД – магнитола двухкассетная; РЭМ – магниторади-ола. Три цифры характеризуют основные потребительские свойства и номер модели (модификации) изделия: первая цифра указывает на группу сложности; последние две цифры – номер модели; буква С в конце обозначения – стереофоническое звучание. Пример обозначения стереофонического кассетного магнитофона второй группы сложности, пятая модель – «Весна М-205С».
1.2. Основные понятия и определения
Запись  процесс, при котором изменяющиеся во времени электрические сигналы S(t) преобразуются в пространственные изменения S(х) магнитного состояния носителя записи, в результате чего создается сигналограмма.

Сигналограмма звуковая (фонограмма, аудиограмма) – звуковой (фоно, аудио) сигнал, преобразованный в электрические сигналы и записанный на магнитный носитель (ленту).

Воспроизведение  процесс получения информации от магнитного носителя, содержащего сигналограмму.

Для осуществления записи АМФ имеют канал записи, а для воспроизведения  канал воспроизведения. Каналы могут обеспечивать один или несколько видов записей, таких как: прямая амплитудная запись, запись с частотной модуляцией и цифровая запись. В дальнейшем будем рассматривать АМФ с прямой амплитудной записью.

Канал записи – совокупность устройств, обеспечивающих в процессе записи передачу информации магнитной ленте.

Канал воспроизведения – совокупность устройств, обеспечивающих при воспроизведении передачу записанной информации от магнитной ленты.

Канал сквозной совокупность устройств, обеспечивающих одновременное образование КЗ и КВ (включает усилитель записи, головку записывающую головку, носитель записи, головку воспроизводящую и усилитель воспроизведения).

Тракт сквозной часть КС от входа ГЗ до выхода ГВ (включает ГЗ, НЗ и ГВ).

Канал записи-воспроизведения совокупность устройств, обеспечивающих поочередное образование канала записи или воспроизведения (включает универсальный усилитель, головку универсальную и НЗ).

Тракт записи-воспроизведения часть КЗВ от входа ГУ в режиме записи до ее выхода в режиме воспроизведения (включает ГУ и НЗ).

В современных бытовых АМФ применяют как раздельные УЗ и УВ, которые совместно включены в КС АМФ (рис.1.1,а), так и УУ, которые поочередно используются как УЗ или как УВ КЗВ (рис.1.1,б).

Р
аздельные усилители обычно применяют в АМФ 1-й и высшей групп сложности, где в первую очередь необходимо получить высокое качество записи и воспроизведения. В таких магнитофонах обычно имеются две магнитные головки: ГЗ и ГВ.
УУ обычно применяют в АМФ 2-ой, 3-ей и 4-ой групп сложности, где требования к стоимости и массе превалируют над требованиями к качеству записи и воспроизведения. Обычно с УУ используется ГУ. Переход УУ с одного режима в другой производится с помощью устройств коммутации, при этом переключаются вход и выход УУ, а также корректирующие цепи.

В настоящем пособии все вопросы будут рассматриваться на базе бытового АМФ 2-й группы сложности.

1.3. Функциональная схема и принцип работы аудиомагнитофона

Б
ытовые АМФ 2-й группы сложности имеют простую функциональную схему (рис.1.2). В схеме предусмотрено два режима работы – режим записи «З» и режим воспроизведения «В». Переход от одного режима к другому осуществляется одновременным переводом переключателей П1 – П5 из положения «В» в положение «З» или наоборот.

В режиме «З» к входу УУ через П1 и соответствующий делитель напряжения (ДН) могут быть подключены микрофон (вход МФ), звукосниматель (вход ЗС) или линейный выход другого магнитофона (вход ЛВХ). Сигнал усиливается УУ, имеющим АЧХ, соответствующую режиму «З» (выбирается переключателем П5) и скорости движения ленты (выбирается переключателем П6), и поступает на сумматор . Здесь сигнал смешивается с высокочастотными колебаниями для подмагничивания ленты, вырабатываемыми генератором высокой частоты (ГВЧ), включенным переключателем П3, и далее через П4 поступает на ГУ для записи на ленту. Колебания ГВЧ одновременно поступают на головку стирания (ГС) и очищают ленту, идущую к ГУ, от старых записей.

Сигнал с выхода УУ  это сигнал линейного выхода (ЛВ) АМФ. Его амплитуда контролируется схемой измерителя уровня (ИУ)  микроамперметром «Уровень». Для компенсации влияния входного сопротивления усилителя низкой частоты (УНЧ), отключенного в режиме «З», переключателем П2 к выходу УУ подключается эквивалентное сопротивление RЭКВ.

В режиме «В» ГВЧ выключен переключателем П3. Сигнал с ГУ через П4 и П1 подается на УУ, который в этом случае имеет АЧХ, соответствующую режиму воспроизведения (П5 в положении «В») и выбранной скорости воспроизведения (переключатель П6). После УУ считываемый сигнал проходит через П2 на УНЧ и далее на акустическую систему (АС). В этом случае ИУ показывает уровень считываемого с ленты сигнала.

Транспортирование ленты от подающей катушки (ПК) к приемной (ПРК) осуществляется лентопротяжным механизмом (ЛПМ). Скорость протяжки ленты определяется частотой вращения ведущего вала (ВВ), к которому лента прижата прижимным роликом (ПР), и выбирается переключателем П6 для значений 2,83 и 4,76 см/с.

Прежде, чем перейти к знакомству с основными параметрами АМФ и собственно его электронным устройствам, кратко остановимся на устройстве ЛПМ и его особенностях, поскольку он в значительной мере определяет характеристики звукозаписи и воспроизведения.
1.4. Лентопротяжные механизмы
1.4.1. Общие сведения. ЛПМ АМФ предназначен для перемещения носителя записи – магнитной ленты (МЛ) – по рабочей поверхности головок с заданной номинальной скоростью. Кроме того, конструкция ЛПМ должна обеспечивать удобство эксплуатации, быстрый пуск, ускоренную перемотку МЛ в обоих направлениях, быструю ее остановку во всех режимах работы.

ЛПМ является источником ряда искажений, которые вносятся в фонограмму в процессе ее записи и воспроизведения. В основном эти искажения обусловлены изменением скорости движения МЛ и непостоянством ее контакта с магнитными головками. Медленное изменение скорости движения МЛ приводит к изменению тональности звука при воспроизведении, а быстрое изменение скорости при записи и воспроизведении – к возникновению паразитной частотной и амплитудной модуляции. Амплитудная модуляция характеризуется появлением частотных и гармонических искажений. Непостоянство контакта МЛ с головками ухудшает качество записи и воспроизведения высших частот. Следует отметить, что эти искажения невозможно скомпенсировать в усилительных каскадах АМФ. Поэтому ЛПМ является одним из самых ответственных узлов АМФ и к нему предъявляются жесткие требования.

При записи и воспроизведении механизм должен перемещать МЛ по рабочей поверхности магнитных головок с постоянной и заданной скоростями. Несоблюдение этого требования приводит к тому, что запись, выполненная на одном магнитофоне, прослушивается на другом в искаженном виде. Кроме того, к отклонениям скорости движения ленты относятся также периодические колебания мгновенной скорости. Они вызывают искажения звука, получившие название детонации. Колебания скорости около номинального значения не должны превышать пределы, указанные для АМФ данной группы сложности.

Во время перемещения ленты в процессе записи и воспроизведения фонограммы должно обеспечиваться плотное прилегание ее к рабочим поверхностям магнитных головок, а натяжение – быть по возможности постоянным и не зависящим от количества ленты на подающей или приемной катушке. Неравномерность натяжения лен­ты вызывает изменение средней скорости ее движения, давления ленты на головки, а также изменение плотности и качества намотки рулона на приемную катушку. Однако чрезмерное натяжение ленты (более 1,5 – 2,0 Н) приводит к тому, что край ленты при взаимодействии с устройствами, направляющими ее в поперечном направлении, начинает пластически деформироваться. Поэтому в бытовых АМФ применяют меньшие натяжения (примерно 0,1 – 0,2 Н), а для обеспечения надежного контакта с магнитными голо­вками используют лентоприжимы.

Перемещение ленты ограничивается и по высоте. Это нужно для того, чтобы она протягивалась перед зазорами магнитных головок у всех магнитофонов на одинаковой высоте, для получения ровного рулона ленты при намотке ее на катушку, для исключения изменения уровня сигнала при записи, воспроизведении и наложении дорожки на дорожку в случае многодорожечной записи. Чтобы ограничить перемещение ленты по высоте, применяют направляющие стойки, которые устанавливаются возле магнитных головок и у прижимного ролика.

Высокие требования предъявляются к точности изготовления ведущего вала, правильности установки прижимного ролика и магнитных головок. Рабочие зазоры магнитных головок должны быть расположены строго перпендикулярно к направлению движе­ния ленты. Перекос приводит к ухудшению воспроизведения высших звуковых частот.

Для удобства эксплуатации ЛПМ АМФ высшей группы сложности, кроме перечисленных требо­ваний, должны обеспечивать: автоматическую остановку движения МЛ в конце рулона или при обрыве ее в режиме «Автостоп»; кратковременную остановку ленты в режиме «Временный стоп»; двусторонний рабочий ход ленты, при котором запись и воспроизведение ведутся при любом направлении ее движения; отсчет количества ленты, позволяющий находить участок с нужной записью; возможность работы АМФ как в вертикальном, так и в горизонтальном положении. Следует также отметить, что ЛПМ должен обеспечивать в рабочих режимах и при ускоренных перемотках ленты минималь­ный уровень акустических шумов и вибраций.
1.4.2. Разновидности ЛПМ. ЛПМ АМФ, находящиеся в настоящее время в эксплуатации, отличаются значительным конструктивным разнообразием. Однако в составе любого ЛПМ имеются следующие узлы: узел ведущего вала, обеспечивающий движение МЛ с постоянной скоростью при записи и воспроизведении; приемные (подматывающие) и подающие (перематывающие) узлы, предназ­наченные для подмотки и подтормаживания магнитной ленты на приемной и передающей катушках в процессе записи и воспроиз­ведения, а также для ускоренной перемотки ленты. Эти узлы приводятся в движение электродвигателем. В лентопротяжных механизмах используются для данной цели один, два или три электродвигателя.

Трехдвигательные ЛПМ позволяют более простым способом выполнить указанные требования, так как функции протягивания, намотки, натяжения ленты и торможения выполняются отдельными электродвигателями. Отсут­ствие узлов и деталей для передачи вращения упрощает конст­рукцию лентопротяжного механизма и повышает надежность работы АМФ. Основным их недостатком является необхо­димость применения трех электродвигателей, что соответственно увеличивает габариты, массу и стоимость.

Наибольшее распространение в бытовых АМФ получили лентопротяжные механизмы с одним электродвигателем. Они меньше по массе, размерам и дешевле других. Однако в таких конструкциях взаимовлияние отдельных узлов при работе меха­низма оказывается большим. Надежность работы однодви­гательных ЛПМ в общем ниже, чем трехдвигательных.

Двухдвигательные ЛПМ не имеют больших преимуществ перед механизмами с одним или тремя электродвигателями. Один двигатель используется как ведущий, а другой – как перематывающий, который является общим для правой и левой катушек. Однако полностью разделить функции протягивания, намотки и натяжения ленты у них не удается. Применение второго электродвигателя облегчает лишь режим работы ведущего электродвигателя, и он может иметь на валу меньшую мощность.
1.4.3. Электродвигатели. В ЛПМ АМФ, работающих от переменного тока, применяются однофазные электродвигатели. В зависимости от выполняемых функций электродвигатели делятся на ведущие и перематывающие. Применяемые электродвигатели должны быть с самопуском, обладать необходимым пусковым моментом при любом соотношении количества ленты на приемной и подающей катушках, работать без шума и вибрации. В качестве ведущего электродвигателя в бытовых АМФ используются асинхронные конденсаторные электродвигатели с жесткими характеристиками. С их помощью при правильной разработке лентопротяжного механизма отклонение средней скорости ленты от номинального значения не превышает установленных норм. У них высокие КПД и коэффициент мощности, они обладают большим пусковым моментом и возможностью реверсирования.

Перематывающий электродвигатель должен обладать мягкой механической характеристикой, так как его частота вращения должна изменяться в зависимости от количества ленты на катушке. Только при этом условии можно обеспечить необходимое натяжение ленты и ее плотную намотку на катушку. Кроме того, такой электродвигатель должен иметь достаточно большой пусковой момент, необходимый для нормальной работы лентопротяжного механизма при любом соотношении ленты на катушках.

В большинстве кассетных АМФ используются односкоростные элек­тродвигатели постоянного тока с электронным регулятором частоты вращения типов: МД-0,35-9-А, M56NN, UHE-5SD9V3, а также двухскоростной бесколлекторный синхронный электродвигатель типа БДС-0,2М. В некоторых моделях магнитофонов первой и высшей группы сложности («Вега МП-120С» и др.) используют тихоходные прямоприводные синхронные электродвигатели.

К электродвигателям для кассетных носимых магнитофонов и магнитол предъявляются следующие требования: возможно меньшее потребление тока от источников питания при номинальной нагрузке и напряжение источника питания; стабильность частоты вращения и небольшие габариты и масса.
1.6. Основные параметры аудиомагнитофона
О качестве АМФ судят по его основным параметрам, которые зависят от качества функционирования всех составных частей магнитофона. Некоторые параметры обеспечиваются глав­ным образом свойствами МЛ и магнитных головок. Рассмотрим основные параметры магнитофонов.

Номинальная скорость движения МЛ определя­ется длиной движения ее мимо магнитных головок за единицу времени. Стандартизованы следующие номинальные скорости движения магнитной ленты: 19,05; 9,53; 4,76 и 2,38 см/с. У катушечных магнитофонов 0-й и 1-й групп сложности обязательная номинальная скорость магнитной ленты должна быть 19,05 см/с, а дополнительная (необязательная) – 9,53 см/с. Для кассетных АМФ обязательная номинальная скорость МЛ должна быть 4,76 см/с, дополнительная (необязательная) – 2,38 см/с. Чем выше скорость движения МЛ, тем лучше качество записи и воспроизведения, однако при этом больше расход ленты. Среднее отклонение от номинальной скорости должно быть не более: ± 1,0 % для 0-й группы сложности; ± 1,5 % для 1-й группы сложности; ± 2,0 % для 2, 3 и 4-й групп сложности. Выполнение этого требования позволяет осуществлять воспроизведение фонограмм, записанных на любом другом АМФ без заметных изменений тональности звучания.

Детонация – искажения, обусловленные непостоянством скорости движения МЛ при записи и воспроизведении. Количественно детонация характеризуется коэффициентом, который рассчитывается в процентах как отношение амплитуды колебания скорости движения МЛ к ее номинальному значению. Для бытовых магнитофонов коэффициент детонации должен составлять не более ± 0,1–0,4 %.

Слух весьма чувствителен к детонации, но эта чувствительность неодинакова для различных частот детонации. На слух наиболее ощутима детонация с частотой 2 – 10 Гц, воспринимаемая как периодическое изменение высоты тона, что принято называть «плаванием» звука. Колебания скорости с частотой 10 –25 Гц воспринимаются как дрожание звука, а выше 25 Гц – уже как хриплость.

Входное напряжение – значение величины сигнала данного входа, в пределах которого магнитофон должен обеспечить запись с эффективным значением остаточного магнитного потока, относительным уровнем помех и коэффициентом гармонических искажений в соответствии со стандартом.

Полный эффективный частотный диапазон – диапазон частот, внутри которого амплитудно-частотная характеристика КЗВ не выходит за пределы установленного поля допусков.

Полное взвешенное отношение сигнал/шум – отношение выходного напряжения, полученного при воспроизведении сигнала, записанного с определенным уровнем записи, к выходному напряжению записи, произведенной без подачи сигнала.

Коэффициент третьей гармоники – процентное содержание третьей гармоники в выходном напряжении, получаемом при воспроизведении сигнала, записанного с номинальным уровнем (обычно это показание «0» индикатора уровня записи).

Отношение сигнала к стертому сигналу – отношение выход­ного напряжения, записанного с определенным уровнем, к выходному напряжению, полученному при воспроизведении того же участка ленты после стирания.

Питание магнитофонов осуществляется от сети переменного тока напряжением 220 В с допускаемым отклонением ± 10 % и от автономных источников напряжением 6; 9; 12 или 15 В с допускаемым отклонением +10 – -30 %.

Потребляемая мощность катушечных магнитофонов-приставок не должна быть более 130 и 70 ВА для 0-й и 1-й групп сложности соответственно; потребляемая мощность кассетных стационарных магнитофонов-приставок – 28; 25; 22 и 13 ВА для 0, 1, 2 и 3-й групп сложности соответственно.

Масса магнитофонов: катушечных магнитофонов-приставок не более 20 и 18 кг для 0-й и 1-й групп сложности соответственно; кассетных стационарных магнитофонов-приставок не более 8; 6; 4,7 и 4 кг для 0, 1, 2 и 3 групп сложности соответственно; носимых стереофонических магнитофонов с питанием от автоном­ных источников не более 3,9, 2,9 и 2,5 кг для 2, 3 и 4-й групп сложности соответственно; носимых монофонических магнитофонов с питанием от автономных источников не более 3,0, 2,1 и 1,7 кг для 2, 3 и 4-й групп сложности соответственно. Допускается для магнитофонов с универсальным питанием увеличение массы до 0,5 кг относительно приведенных норм.

Основное внимание при дальнейшем рассмотрении уделим амплитудно-частотной характеристике АМФ и повышению отношения сигнал/шум при воспроизведении фонограмм.


1.7. Измерение и контроль параметров, ремонт и регулировка

аудиомагнитофонов
Для измерения и контроля параметров бытовой аппаратуры маг­нитной звукозаписи применяются измерительные МЛ – это ленты с заранее записанными на них специальными сигналами. Стандарт определяет буквенно-цифровые обозначения для измерительных магнитных лент. Условное обозначение измерительных лент состоит из шести элементов.

Согласно стандарта, измерительные ленты расшифровываются следующим образом. Например, лента ЗЛИТ1.44-120 – это лента измерительная технологическая шириной 3,81 мм, с записью сигналограммы на всю ширину ленты, для контроля АЧХ в магнитофонах, работающих при скорости 4,76 см/с, с постоянной времени цепи коррекции усилителя воспроизведения, равной 120 мкс.

Измерительные ленты выпускаются следующих типов:

- ЗЛИТ1.УС.4, 6ЛИТ1.УС.9, 6ЛИТ1.УС.19 – для измерения напряжения на линейном выходе и контроля синфазности стереоканалов;

- ЗЛИТ1.ДС.4, ЗЛИТ1.ДС.9, 6ЛИТ1.ДС.9, 6ЛИТ1.ДС.19 – для измерения взвешенного значения детонации и среднего отклонения скорости движения ленты от номинального значения;

- ЗЛИТ1.Ч4-120 – для контроля АЧХ канала воспроизведения стереофонических кассетных магнитофонов от 315 до 14 000 Гц;

- ЗЛИТ2.ЧН4-120 – для контроля АЧХ канала воспроизведения от 315 до 12 500 Гц, а также для контроля угла перекоса рабочего зазора магнитной головки монофонических кассетных магнитофонов.

АМФ является сложным электронно-механическим аппа­ратом, требующим правильной эксплуатации и тщательного ухода. В процессе его эксплуатации могут возникнуть всевозможные неисправности, связанные как с механической, так и с электри­ческой частью магнитофона.

Какого-либо одного универсального правила или метода поиска повреждения нет. В первую очередь необходимо выяснить причину выхода из строя АМФ. Для этого следует точно установить, в чем проявляется неисправность, какие обстоятельства сопутство­вали прекращению его работы, какие появились внешние признаки ненормальной работы. Чтобы определить неисправность по внешним признакам, нужно хорошо знать кинематическую и электрическую схемы магнитофона. Зная назначение и взаимосвязь отдельных узлов и каскадов магнитофона, можно быстро определить, где находится неисправность: в тракте лентопротяжного механизма или в электрической части.

Приступая к ремонту, необходимо прежде всего ознакомиться с конструкцией АМФ, его электрической принципиальной схемой, компоновкой, расположением и назначением основных органов управления и регулировочных элементов. При ремонте магнитофона в первую очередь должны выполняться работы, связанные с устранением механических дефектов, так как правильная оценка электрических параметров возможна только при исправной работе лентопротяжного механизма и органов его управления.

Приступая к ремонту электрической части, следует убедиться в том, что тракт протягивания ленты исправен, лента, проходя по рабочим поверхностям головок, имеет нужный прижим и угол охвата, магнитные головки не сбиты по высоте, а их рабочие поверхности не загрязнены ферромагнитной пылью.

В некоторых случаях неисправность можно легко обнаружить при внешнем осмотре: обрыв провода, перегоревший резистор и др. Осматривая печатные платы, следует проверить целостность печатных проводников, убедиться в отсутствии трещин и разрывов, обратить внимание на места пайки выводов радиоэлементов с токопроводящими провод­никами. В большинстве случаев обнаружение и устранение неисправности требует применения различных радиоизмерительных и механических приборов. После выполнения работ производятся испытания и регулировка магнитофона на соответствие техниче­ским требованиям с помощью измерительных лент.

Все работы, проводимые в АМФ, включенном в электрическую сеть, следует осуществлять в строгом соответствии с требованием безопасности труда. Ремонт и регулировку АМФ под напряжением следует производить только в тех случаях, когда выполнение работ в отключенном состоянии невозможно (настройка, регулировка, измерение режимов и др.). Пайка радиоэлементов, печатных проводников магнитофона, нахо­дящегося под напряжением, запрещается. При замене предохрани­телей, подключении радиоизмерительных приборов необходимо отключать питание магнитофона. Все рабочие инструменты должны иметь ручки, выполненные из хороших изоляционных материалов, а соединительные провода измерительных приборов – неповреж­денную изоляцию и оканчиваться щупами. Запрещается ремонти­ровать АМФ, включенный в электрическую сеть, в сырых помещениях, имеющих земляные, цементные или токопроводящие полы, а также вблизи батарей центрального отопления.




Глава 2


Амплитудно-частотная характеристика АУДИОМАГНИТОФОНА





2.1. Нормы на АЧХ
Нормы на АЧХ задаются с помощью специальных диаграмм, характеризующих поле допусков АЧХ. Вид такой диаграммы показан на рис.1.3. Если измеренная АЧХ КЗВ размещается внутри замкнутой фигуры KLMN, то считается, что АЧХ удовлетворяет норме.

Значение f2 = 2f1, f3 = f4/2. У студийных катушечных АМФ А = 1,5 дБ, В = 3 дБ, а f1, f2, и f3, f4 соответственно равны 31,5, 63 Гц и 10, 20 кГц для скоростей 38,1 и 19,05 см/c и 40, 80 Гц и 6,3, 12,5 кГц для скорости 9,53см/с. Для бытовых кассетных АМФ 2-й группы сложности эти частоты соответствуют 63, 126 Гц и 5, 10 кГц при скорости 4,76 см/с, а А = 4 дБ, В = 7 дБ. Использование современных типов лент и систем шумоподавления позволили довести значения частот f1 и f4 для кассетных АМФ высшей группы сложности соответственно до 20 Гц и 20 кГц.
2.2. АЧХ идеального ТЗВ
Напомним, что ТЗВ содержит ГУ и НЗ – магнитную ленту. ГУ (рис.1.4,а) представляет собой электромагнит с двумя зазорами в сердечнике – рабочим (РЗ) и технологическим (ТЗ). На сердечнике расположена обмотка, через которую пропускают ток записываемого сигнала. Ток создает магнитный поток, часть которого выходит за пределы рабочего зазора и намагничивает ферромагнетик МЛ. ТЗ не позволяет довести металл головки до магнитного насыщения при пропускании больших токов записи.

М
Л непрерывно транспортируется ЛПМ перед ГУ, и поэтому изменение тока сигнала записи превращается в изменение намагниченности по длине МЛ.

При синусоидальном сигнале остаточный магнитный поток МЛ будет равен:



, (1.1)
где – длина волны записи; х – координата вдоль ленты; v – скорость МЛ; f =/2 – частота записываемого сигнала.

При воспроизведении МЛ транспортируют перед ГУ. При этом силовые линии магнитного поля, записанного на МЛ, замыкаются через сердечник головки (рис.1.4,б), в обмотке которой наводится ЭДС – это считываемый сигнал.

Пренебрегая всеми видами потерь и полагая, что скорость движения МЛ при воспроизведении равна скорости движения МЛ при записи, а весь записанный на ленту магнитный поток (1.1) замыкается через головку, получим выражение для наводимой ЭДС:
, (1.2)
где W – число витков обмотки.

Следовательно, воспроизводящая головка обладает дифференци­рующим действием и ЭДС пропорциональна частоте , числу витков W и начальной намагниченности . В идеальном случае при отсутствии потерь при записи и воспроизведении АЧХ ТЗВ определяется только дифференцирующим действием воспроизводящей головки (W – const, Ф – const). Напряжение выходного сигнала растет пропорционально частоте и АЧХ представляет прямую линию с наклоном к оси частот 6 дБ на октаву, т.е. коэффициент передачи ТЗВ увеличивается в 2 раза с ростом частоты в 2 раза.

Отличия реальной АЧХ от идеальной определяются наличием потерь, вызванных нестабильностями ЛПМ и конструктивными параметрами ТЗВ. Потери – это уменьшение уровня сигнала в процессе записи и воспроизведения.
2.3. АЧХ реального ТЗВ
Потери записи и воспроизведения можно разделить на два вида: частотные, которые зависят от частоты и не зависят от длины волны записи, и волновые, которые зависят только от длины волны записи. Примером частотных потерь являются потери, возникающие на высоких частотах, вызванные расходом энергии на вихревые токи в сердечнике головки. В работе рассматриваются лишь волновые потери.

На величину потерь в ТЗВ оказывают влияние параметры ГУ, МЛ и ЛПМ. При анализе прохождения сигналов по ТЗВ рассматривают его идеализированную модель (рис.1.5).

Под идеализиро­ван­ной понимают такую модель реального ТЗВ, которая предполагает от­сут­ствие статических де­фектов и технологических допусков на параметры ГУ и ее расположение относи­тельно МЛ. МЛ с рабочим слоем толщиной d, с магнитной проницаемостью М = 1 намагничивается однородно по толщине гармоническим сигналом с ГУ, работающей в режиме записи. ГУ имеет зазор шириной 2 и расположена на расстоянии а от МЛ. Рабочая поверхность ГУ имеет бесконечную протяженность вдоль оси движения ленты x. Проницаемость сердечника ГУ М = .

ТЗВ можно рассматривать как линейную систему и для анализа использовать методы теории линейных цепей. Входное воздействие – остаточный магнитный поток дорожки Фr(х), а отклик – поток в сердечнике ГУ, работающей в режиме воспроизведения
, (1.3)
где – функция чувствительности ГУ; l – координата вдоль направления записи.

Выражение (1.3) представляет собой аналог интеграла Дюамеля для ТЗВ. Физический смысл функции заключается в том, что она показывает какова в каждой точке пространства степень связи между потоком в сердечнике ГУ и намагниченностью МЛ.

Для ГУ кольцевого типа при ширине рабочего зазора 2 и расстоянии а до МЛ:
. (1.4)
После подстановки (1.4) в (1.3) поток в ГУ запишется как
, (1.5)
где - волновая плотность записи.

П
оток в ГУ в раз меньше потока в МЛ. Указанные коэффициенты зависят от длины волны, поэтому определяемые ими потери называются волновыми. Максимальное значение каждого коэффициента равно единице. Коэффициенты характеризуют различия в уровнях при воспроизведении сигналов с различной длиной волны и определяются конструктивными факторами: - коэффициент щелевых потерь, Ка – коэффициент контактных потерь, Кd – коэффициент слойных потерь. Зависимость указанных и результирующего Kрез коэффициентов от длины волны показана на рис.1.6.

Щелевые потери (рис.1.6,а) возникают из-за того, что ширина рабочего зазора ГУ соизмерима с длиной волны записи. В точке первого нуля 2= ширина рабочего зазора равна длине волны записи и сигнал не будет воспроизводиться, т.к. разность магнитных потенциалов между полюсами ГУ равна нулю. Обычно в аудиомагнитофонах используется диапазон длин волн записи min>2, т.е. рабочим диапазоном является участок левее первого нуля.
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   10


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации