Видеомагнитофон

Бытовой переносный видеомагнитофон Электроннка-501 -видео предназначен для записи телевизионного изображения европейского стандарта (50 Гц, 625 строк) я звукового сопровождения от телевизионной камеры Электроника-Видео или телевизора, снабженного согласующим устройством. Для воспроизведения изображения используется тот же телевизор или монитор телевизионной камеры.

В описываемом видеомагнитофоне применен наклонно-строчный способ записи с двумя вращающимися видеоголовками . Расположение дорожек на ленте показано на рис. 1, в тексте. Минимальная ширина дорожки записи изображения — 0,1, зазор между соседними дорожками —0,04 мм; угол между направлением дорожек и опорным краем ленты. Запись звукового сопровождения и синхросигналов, обеспечивающих устойчивое воспроизведение изображения, осуществляется отдельным блоком головок на краях ленты.

Ширина дорожки записи звука — 1, синхросигналов —0,8 мм.

Видеомагнитофон рассчитан на работу с магнитной хромдиоксидиой лентой (рабочий слой — порошок двуокиси хрома Сr02) шириной 12,7 мм и толщиной 27 мкм. Скорость ленты в тракте лентопротяжного механизма — 16,32 см/с, относительная скорость ленты и видеоголовок — 9,2 м/с. Время непрерывной записи (воспроизведения) с одной катушкой, вмещающей 360 м ленты, — не менее 30 мин, время перемотки (вперед или назад) — около 5 мин.

Разрешающая способность (четкость изображения, воспроизведенного на экране телевизора) составляет не менее 250 линий, отношение сигнал/шум канала записи-воспроизведения изображения — не менее 40 дБ.

Рабочий диапазон частот канала звука — 100—10 000 Гц при неравномерности частотной характеристики ±3 дБ, коэффициент гармонических искажений — не более 5%, отношение сигнал/шум — не менее 40 дБ.

Питание видеомагнитофона возможно как от сети переменного тока напряжением 127 или 220В (через выносной блок питания), так и от встроенной аккумуляторной батареи напряжением 12 В, что позволяет использовать его в концертном зале, загородной прогулке, в туристическом походе и т. д. Мощность, потребляемая видеомагнитофоном при записи с телевизионной камеры, не превышает 20 Вт (одного заряда батареи хватает на 1.5 ч непрерывной работы), в режиме воспроизведения (на телевизор) — 10 Вт,

Комплект Электроники-501-видео состоит из собственно видеомагнитофона, телевизионной камеры и выносного блока питания, который используется также и для зарядки аккумуляторной батареи. Габариты видеомагнитофона — 280X309X162 мм, масса (с батареей питания) —9 кг. Масса телевизионной камеры и выносного блока питания (в отдельности) не превышает 2,5 кг.

Электрическая часть видеомагнитофона выполнена полностью на полупроводниковых приборах и состоит из раздельных каналов записи и воспроизведения телевизионного изображения, канала записи-воспроизведения звукового сопровождения, системы автоматической регулировки частоты вращения электродвигателя и положения видео головок и электронного стабилизатора напряжения. Уровень телевизионного сигнала в режиме записи поддерживается практически постоянным при изменении сигнала на входе в пределах от 0,5 до 1,5 В. В канале звукового сопровождения применена эффективная система автоматической регулировки уровня записи.

Структурная схема каналов записи и воспроизведения телевизионного изображения и звукового сопровождения приведена на рис, 2. В режиме записи сигнал от телевизионной камеры или телевизора (через согласующее устройство) поступает на вход линейного усилителя 1, а затем — в фильтр нижних частот 2, частота среза которого выбрана равной 3 МГц. Такое ограничение спектра телевизионного сигнала естественно связано с некоторой потерей четкости изображения, но в то же время упрощает процесс записи. Дело в том. ч то в видеомагнитофонах на ленту записывается не сам видеосигнал, а промодулированные им по частоте колебания вспомогательного генератора. Это позволяет избежать паразитной амплитудной модуляции сигнала, которая неизбежно возникла бы в процессе магнитной записи, а главное — перенести спектр сигнала в область более высоких частот, где длины волн записи, соответствующие нижней v верхней частотам ЧМ сигнала, отличаются не столь значительно, как в самом телевизионном сигнале Ч тобы не записывать очень высокие частоты (тогда пришлось бы увеличивать и относительную скорость видеоголовок и ленты) спектр ЧМ сигнала желательно расположить в области возможно более низких частот, не допуская, однако, перекрытия спектров ЧМ сигнала и модулирующего видеосигнала, так как это приведет к появлению муара на изображении. Ограничение спектра телевизионного сигнала до 3 МГц дало возможность разместить спектр ЧМ колебаний в диапазоне 3—4,4 МГц.

С выхода фильтра 2 сигнал поступает на двухкаскадный усилитель 4, а с него — в блок 5, где восстанавливается постоянная составляющая телевизионного сигнала (фиксация уровня черного). Усиленный сигнал подается также в систему АРУ и на выходной усилитель 19, что необходимо для контроля записываемой программы с помощью телевизора (изображение наблюдают на экране того же телевизора, с которого осуществляется и запись).

Телевизионный сигнал с восстановленной постоянной составляющей поступает в корректор 6, частотная характеристика которого имеет подъем в области высших частот рабочего диапазона. Такая коррекция сигнала улучшает работу частотного модулятора на высоких частотах и, как следствие этого, уменьшает относительный уровень помех в канале записи. Однако в результате коррекции форма видеосигнала искажается — на нем возникают характерные выбросы (в области белее белого). Срезание этих выбросов и ограничение уровня белого осуществляется в блоке 7, с выхода которого телевизионный сигнал поступает в частотный модулятор 8. представляющий собой управляемый симметричный мультивибратор. С его выхода снимаются частотно-модулированные колебания, спектр которых лежит в области частот от 3 до 4,4 МГц. Эти колебания усиливаются усилителем 9 и через токосъемники ПК1—ПКЗ подаются в цепь универсальных магнитных видеоголовок ВГУ 1 и ВГУ2 (соединенных в этом режиме работы последовательно), с помощью которых и записываются на магнитную ленту.

В режиме воспроизведения видеоголовки ВГУ1 и ВГУ2 через согласующие трансформаторы Tpl и Т р2 подключаются к предварительным усилителям 11 и 10 соответственно. Усиленные ЧМ колебания с их выходов поочередно поступают на вход согласующего устройства 13, в котором формируется непрерывный сигнал. Переключение усилителей осуществляется электронным коммутатором 12, управляемым импульсами частотой 50 Гц, вырабатываемыми датчиком этой частоты. Последний расположен в блоке видеоголовок и механически связан с валом ведущего электродвигателя видеомагнитофона.

ЧМ колебания с выхода согласующего устройства 13 подаются на усилитель 15, а затем на усилитель-ограничитель 17. Такое преобразование ЧМ сигнала необходимо для того, чтобы устранить паразитную амплитудную модуляцию, возникающую в процессе записи-воспроизведения, а также для увеличения крутизны фронтов ЧМ колебаний. Восстановление первоначального телевизионного сигнала осуществляется в демодуляторе 18. С его выхода сигнал поступает на усилитель 19 (и далее в тракт телевизора), а также в систему автоматической регулировки положения видеоголовок .

Канал записи и воспроизведения звукового сопровождения видеомагнитофона практически не отличается от соответствующего тракта обычного магнитофона. Усилитель этого канала — универсальный, с системой автоматического регулирования уровня записи (АРУЗ). Оконечный усилитель 24 используется как при воспроизведении, так и при записи — для контроля записываемой программы на слух. Каскады предварительного усиления 20, 21 используют в обоих режимах работы, каскад 23 — только в режиме записи. Генератор тока стирания и подмагничивания настроен на частоту 80 кГц. Запись и воспроизведение звукового сопровождения осуществляется универсальной магнитной головкой ГУ 1, стирание записей — головками ГС1 и ГС2. Первая из них предназначена для стирания записи звука вторая — сигналов изображения и синхросигналов.

При записи от телевизионной камеры источником звукового сигнала, преобразованного в электрический, служит микрофон, смонтированный в ней, при работе с телевизором сигнал поступает из его тракта звукового сопровождения.

Одним из важнейших устройств видеомагнитофона является система автоматической регулировки (САР), обеспечивающая стабилизацию частоты вращения ведущего электродвигателя, а также коррекцию положения магнитной ленты по отношению к видеоголовкам, которая осуществляется дополнительным электродвигателем в режиме воспроизведения.

Структурная схема САР видеомагнитофона Электроника-501 -видео показана на рис. 3. Здесь M1 — ведущий (основной) электродвигатель, М 2 — дополнительный. Оба они с помощью резиновых пассиков связаны со шкивом на маховике ведущего вала, протягивающего ленту. На валу ведущего электродвигателя установлены индукционные датчики: полукадровый (13), строчной (16) и частоты вращения электродвигателя (7). Универсальная магнитная головка ГУ 2 служит для записи и воспроизведения специальных синхросигналов, обеспечивающих устойчивое воспроизведение записи.

При записи от телевизионной камеры (переключатель В 2 в положении, показанном на схеме) САР работает автономно, осуществляя регулировку частоты вращения ведущего электродвигателя Ml. Принцип действия САР в этом режиме работы основан на сравнении длительности импульсов опорного генератора 20 и импульсов, сформированных из сигналов, вырабатываемых датчиком 16 (15 625 Гц). Колебания этой частоты после усиления в блоке 17 подаются в формирователь 18, а с него — в делитель частоты 19. Импульсы с частотой следования 7812,5 Гц поступают на запуск опорного генератора 20, представляющего собой ждущий мультивибратор со стабилизированной длительностью импульсов, а также на вход устройства сравнения 21. Сюда же подаются и импульсы, вырабатываемые опорным генератором 20. Другими словами, на устройство сравнения поступают две последовательности импульсов с одинаковой частотой повторения, но одни из них (импульсы опорного генератора) имеют строго постоянную длительность, а другие (с делителя частоты 19) — изменяющуюся в зависимости от частоты вращения электродвигателя M1. Устройство сравнения вырабатывает сигнал, управляющий работой устройства питания 22 электродвигателя. При отклонении частоты его вращении от номинальной изменяется и частота импульсов, поступающих на делитель частоты 19, а следовательно, и их длительность. Длительность же импульсов опорного генератора 20, как уже говорилось, не зависит от частоты, поэтому на выходе устройства сравнения 21 вырабатывается такой сигнал, что частота вращения электродвигателя возвращается к исходной величине.

Синхронизация телевизионной камеры осуществляется от видеомагнитофона. Импульсы синхронизации строчной и кадровой разверток формируются блоками 18 и 11 из сигналов, вырабатываемых соответственно датчиками 16 и 13.

Для воспроизведения записи, выполненной наклонно-строчным способом, необходимо обеспечить точное совпадение рабочих зазоров видеоголовок с соответствующими дорожками на ленте. С этой целью на магнитную ленту записывают специальные синхроимпульсы, которые формируются, из телевизионного сигнала, поступающего с выхода канала записи-воспроизведения изображения (усилитель 19 на рис. 2). Этот сигнал поступает на вход селектора 1, где из него выделяются импульсы полукадровой частоты (50 Гц). Они запускают ждущий мультивибратор 2, который при работе с телевизионной камерой выполняет роль делителя частоты на 2. Перевод этого мультивибратора в необходимое исходное состояние перед приходом запускающего импульса, осуществляется импульсами, сформированными из сигналов, вырабатываемых датчиком 7 (25 Гц). Импульсы мультивибратора через дифференцирующую цепь (на схеме условно не показана) поступают в цепь головки ГУ 2 и записываются на магнитную ленту.

Точно так же записываются синхросигналы и при работе с телевизором. В этом режиме САР регулирует частоту вращения ведущего электродвигателя так, чтобы она была равна частоте кадровых импульсов сигнала, поступающего от телевизора. Импульсы кадровой частоты с выхода мультивибратора 2 через интегрирующую цепочку (на схеме не показана) подаются в фазовый дискриминатор 4 (переключатель В 2 — в положении ТВ), куда поступают, также усиленные импульсы датчика 7 (25 Гц). Фазовый дискриминатор вырабатывает сигнал, амплитуда которого пропорциональна разности частот следования кадровых синхронизирующих импульсов и импульсов, вырабатываемых датчиком 7. Через интегрирующую цепь 6 этот сигнал поступает в преобразователь 9, где изменение его амплитуды преобразуется в изменение сопротивления, являющегося частью частотозадающей цепи опорного генератора 20. В остальном работа САР в этом случае не отличается от описанного ранее.

В режиме воспроизведения система автоматического регулирования частоты вращения электродвигателя работает так же, как и при записи от телевизионной камеры, то есть автономно. Однако в этом режиме дополнительно включается система автоматического регулирования положения ленты относительно видеоголовок . Работает она следующим образом. Синхросигналы, воспроизведенные магнитной головкой ГУ 2 и усиленные усилителем 8, запускают ждущий мультивибратор 2. Его импульсы, следующие с частотой 25 Гц, подаются в фазовый дискриминатор 4, куда, как и прежде, поступают также импульсы от датчика 7. Сигнал с выхода дискриминатора через интегрирующую цепь 6 поступает на вход балансного усилителя мощности 10, нагрузкой которого является вспомогательный электродвигатель М2 . Если синхросигналы, воспроизведенные магнитной головкой, отстают но фазе от импульсов датчика 7, то это, в конечном счете, приводит к увеличению частоты вращения электродвигателя М 2 и магнитная лента быстро смещается относительно видеоголовок до тех пор, пока фазовый сдвиг между указанными импульсами не станет равным нулю.

Если же их взаимное положение изменится на обратное, то электродвигатель М 2 мгновенно затормозится и лента вновь займет нужное положение по отношению к видеоголовкам .

Кинематическая схема видеомагнитофона показана на вкладке. Лентопротяжный механизм (ЛПМ) состоит из узла ведущего вала 32, приемного 19 и подающего 14 узлов, на которые устанавливаются катушки 20 . и 16 с лентой 7, блока видеоголовок (дет. 6, 8, 9, 18, 21, 23,42, 44 и 45) электродвигателя 1, приводящего в движение лентопротяжный тракт и видеоголовки, вспомогательного электродвигателя 41 и системы направляющих роликов и стоек (дет. 22, 26— 30, 33, 34 и 37). Характерной особенностью описываемого аппарата является расположение катушек 16 и 20 в различных плоскостях, что позволило уменьшить его габариты, хотя и несколько усложнило кинематическую схему ЛПМ.

В режимах записи и воспроизведения вращение от шкиво 47 и 46, закрепленных на валу ведущего электродвигателя 1, передается с помощью резиновых пассиков 2 и 43 шкиву 4 и маховику 38 ведущего вала 32. Протягивание магнитной ленты осуществляется обрезинениым роликом 31, который прижимается к ведущему валу 32 электромагнитом 85 этих режимах работы лента прижата к ролику 31 и с противоположной стороны, где она охватывает свободно вращающийся ролик 30. В результате на участке от ролика 30 до ведущего вала 32 магнитная лента образует закрытую петлю, что уменьшает влияние усилия ее натяжения, изменяющегося в некоторых пределах по мере сматывания с подающей катушки. С этой же целью в видеомагнитофоне применен простейший стабилизатор натяжения ленты, состоящий из рычага 15 со штырем 17, механически связанного с металлической лентой, обклеенной кожей и охватывающей подкатушечник подающего узла, и пружины 13. Угол обхвата штыря 17 магнитной лентой 7 зависит от диаметра рулона ленты на подающей катушке и увеличивается по мере его уменьшения. При этом увеличивается и давление лепты на штырь, что приводит к уменьшению усилия торможения подающего узла, а следовательно, и уменьшения натяжения магнитной ленты, которое увеличивается с уменьшением диаметра рулона.

До конической направляющей стойки 28 лента движется параллельно плоскости катушек, а пройдя ее, изменяет направление таким образом, что нижний (опорный) край ленты становится параллельным опорной кромке направляющей 8, закрепленной на барабане 18 блока видеоголовок . Опорная кромка направляющей 8 расположена под углом 3°11 к плоскости вращения видеоголовок 6. Угол обхвата барабана магнитной лентой несколько больше 180°, что необходимо для записи каждой видеоголовкой полного полукадра изображения с некоторым перекрытием.

Основой блока видеоголовок является барабан 18, состоящий из верхнего и нижнего колец, соединенных неподвижной скобой, В узком зазоре между кольцами вращаются видеоголовки 6, закрепленные на противоположных концах коромысла 45, которое в свою очередь, закреплено на валу электродвигателя 1. Вылет рабочих поверхностей видеоголовок за пределы барабана равен 0,06 мм что обеспечивает их надежный контакт с рабочим слоем магнитной ленты.

Примененные в видеомагнитофоне вядеоголовки выполнены на ферритовом магнитопроводе и имеют габариты — 2X2X0,2 мм. Ширина рабочего зазора равна 0,7 мкм. Для соединения вндеоголовок с электрической частью видеомагнитофона служат токосъемники 21 и контактные кольца 44.

На верхнем кольце барабана закреплены катушки 9 и 23 индукционных датчиков частот 25 и 50 Гц. Подвижные части датчиков представляют собой две стальные пластины 42 (едва из которых фигурная ), закрепленные на диске, жестко связанном с валом двигателя 1. Проходя под катушками 9 и 23 пластины изменяют их магнитный поток. На выходе датчика частоты 25 Гц создается один импульс за каждый оборот (при прохождении непрофилированной пластины), а датчика 50 Гц — два импульса (при прохождении профилированной и непрофилированной пластин). Датчик 3 частоты 15 625 Гц конструктивно является частью электродвигателя и размещен в его нижней части.

Блок универсальных головок 36 (ГУ 1 и ГУ2), с помощью которых производится запись и воспроизведение звука и синхросигналов, установлен между блоком вндеоголовок и ведущим валом, блок стирающих головок 24 (ГС1 и ГС2) — с противоположной стороны петли ленты между направляющими 22 и 28. Изменение направления движения ленты снова на параллельное плоскости катушек осуществляется конической направляющей 34.

Для передачи вращения приемной катушке в режимах записи и воспроизведения служит резиновый пасеик 10, прижимаемый шкнвом 25 к нижней части приемного, узла. Вместе с его верхней, частью она образует обычный фрикционный узел, работающий с проскальзыванием. При перемотке ленты вперед ролик 31 отводит ленту от ведущего вала, пасеик 10 прижимается к верхней части приемного узла, в результате чего частота вращения приемной катушки значительно увеличивается. Этот же пасеик через промежуточный ролик 12 передает вращение и подающему узлу в режиме обратной перемотки.

Оба двигателя (ведущий 1 и вспомогательный 41) коллекторные, постоянного тока, с возбуждением от постоянных ферритбариевых магнитов. Напряжение питания первого из них — 7, второго 4,5В, частота вращения — соответственно 1500 и 2500 об/мин, потребляемая мощность не более 3,64 и 1,35 Вт.