А. Н. Туполева кафедра Телевидения и мультимедийных систем устройства записи и воспроизведения сигналов методические указания

Вид материала

Методические указания

Содержание Лабораторная работа № 654 Исследование систем автоматического регулирования видеоМагнитофона Системы автоматического регулирования видеомагнитофона Принцип работы САР БВГ 8 частотного канала САР БВГ. Для этого импульсы образцовой частоты 50 Гц, усиленные и сформированные в усилителе-формирователе 1 13 поступают на одновибратор 19 Принцип работы САР ВВ 4 снимается управляющее напряжение, которое через усилитель мощности 5 10. Через электронный ключ 11 Экспериментальная часть 2. Задания для выполнения экспериментальной части R157 на смесителе выставить фазовое положение сигналов в соответствии с указанием преподавателя; - к контрольной точке 5Х R157 таким образом, чтобы постоянное напряжение в контрольной точке 5Х З а д а н и е 3. Настроить САР ВВ. Для настройки САР ВВ проводятся следующие операции X11 подсоединить осциллограф; - с помощью подстроечного резистора 5R Х13; - с помощью подстроечного резистора 5R Список литературы

Подобный материал:

• А. Н. Туполева Институт социальных технологий Кафедра истории и связей с общественностью, 272.05kb.
• Программа-минимум кандидатского экзамена по специальности 05. 12. 13 «Системы, сети, 151.82kb.
• Программа-минимум кандидатского экзамена по специальности 05. 12. 13 «Системы, сети, 121.7kb.
• Алгоритмы и устройства обнаружения и оценки параметров сигналов сО скачкообразным изменением, 259.41kb.
• Программа-минимум кандидатского экзамена по специальности 05. 12. 14 «Радиолокация, 236.33kb.
• Программа-минимум кандидатского экзамена по специальности 05. 12. 14 «Радиолокация, 134.92kb.
• Выбор Оптимальных Параметров Настройки регуляторов методические указания, 143.51kb.
• Н. Г. Чернышевского кафедра радиофизики и нелинейной динамики рабочая программа, 145.34kb.
• А. Н. Туполева Институт радиоэлектроники и телекоммуникаций Седельников Ю. Е., Стахова, 269.83kb.
• Методические указания, контрольные задания и указания на курсовой проект по дисциплине, 410.04kb.

Лабораторная работа № 654

Исследование систем автоматического регулирования видеоМагнитофона

Цель работы  изучение принципов функционирования и характеристик систем автоматического регулирования видеомагнитофона.

Домашнее задание: по рекомендованному списку литературы [4, 5], материалам лекций и данной работе необходимо изучить структуру, принципы функционирования и характеристики систем автоматического регулирования видеомагнитофона, в частности: систему автоматического регулирования блока вращающихся головок, систему автоматического регулирования ведущего вала, систему автотрекинга.

Системы автоматического регулирования видеомагнитофона

Видеомагнитофон «Электроника ВМ-12», как и большинство современных точных электромеханических устройств, содержит три системы автоматического регулирования. К ним относятся система автоматического регулирования (САР) блока вращающихся головок (САР БВГ), САР ведущего вала (САР ВВ) и система автотрекинга (САТ). Первые две обеспечивают синхронизируемое вращение ротора двигателя БВГ и движение магнитной ленты в тракте лентопротяжного механизма (ЛПМ) в основных режимах работы («Запись» и «Воспроизведение»), а также создание необходимых вращающих моментов на подкатушечных узлах ЛПМ и реверсирование направления движения ленты в дополнительных режимах («Ускоренный поиск», «Замедленный поиск», «Пауза при записи», «Пауза при воспроизведении», «Продолжение записи», «Кратковременный реверс», «Перемотка вперед», «Перемотка назад»). Режимы работы изменяются системой управления видеомагнитофона. САТ обеспечивает точное движение видеоголовок по строчкам записи с отслеживанием (трекинг) и устранением всех отклонений от их траектории.

САР БВГ и ВВ представляют собой высокоточные устройства с фазированием вращения вала соответствующего двигателя по образцовым сигналам. В режиме «Запись» в качестве образцовых используются кадровые синхроимпульсы, выделяемые из записываемого телевизионного сигнала, в режиме «Воспроизведение»  импульсы кварцевого генератора видеомагнитофона. Для работы САР БВГ в режимах «Запись» и «Воспроизведение» и САР ВВ в режиме «Запись» сигналы обратной связи снимаются с датчиков, установленных на двигателях БВГ и ВВ. В режиме «Воспроизведение» таким сигналам для САР ВВ служат считываемые с магнитной ленты импульсы управления.

В режиме «Запись» САР БВГ обеспечивает такое вращение ротора их двигателя, при котором к моменту поступления каждого кадрового синхроимпульса записываемого телевизионного сигнала одна из двух видеоголовок ротора (поочередно) находится в начале дорожки записи на магнитной ленте. В свою очередь САР ВВ стабилизирует скорость вращения его двигателя, а следовательно, и скорость движения магнитной ленты с точностью частоты следования тех же кадровых синхроимпульсов. С этой САР импульсы управления кадровой частоты записываются на специальную дорожку магнитной ленты для синхронизации ее движения при воспроизведении.

В режиме «Воспроизведение» САР ВВ регулирует вращение его двигателя, а следовательно, и положение магнитной ленты так, чтобы каждая видеоголовка прошла точно по записанной видеодорожке. САР БВГ в этом режиме стабилизирует только скорость вращения их двигателя с точностью частоты следования импульсов кварцевого генератора.

Получение дополнительных режимов обеспечивает САР ВВ. При этом изменяется скорость движения магнитной ленты или направление перемещения. Режим «Ускоренный поиск» включается при подаче на двигатель ВВ максимального питающего напряжения, соответствующего повышенной скорости движения ленты, приблизительно в 5 раз больше номинальной. В режиме «Замедленный поиск» на двигатель ВВ поступает импульсное напряжение, среднее значение которого соответствует скорости его движения, приблизительно в пять раз меньше номинальной. В режиме «Пауза при воспроизведении» двигатель ВВ выключается и магнитная лента останавливается. При этом САР БВГ продолжает работать.

Режим «Кратковременный реверс» включается каждый раз при переходе видеомагнитофона из режима «Запись» в режим «Стоп» или в режим «Пауза при записи». В этих случаях САР ВВ через реле реверса изменяет направление вращения двигателя ВВ на время 2 с. Реверс необходим для обратного перемещения отрезка размагниченной ленты и продолжения записи без разрыва информации (при этом лента перемещается со стабилизированной скоростью на 30% выше номинальной). Для того, чтобы обеспечить отсутствие разрыва информации при переходе из режима «Воспроизведение» в «Стоп», предполагая опять воспроизведение, также включается режим «Кратковременный реверс».

Ускоренно в обоих направлениях (режимы «Перемотка вперед» и «Перемотка назад») лента перемещается со стабилизированной скоростью вращения двигателя ВВ в два раза выше номинальной. Изменяется также и передаточное число механической передачи «двигатель ВВ – подкатушечные узлы».

Скорость вращения (частоту) двигателей БВГ и ВВ обе САР регулируют по частотным и фазовым каналам.

Принцип работы САР БВГ

Рассмотрим работу САР БВГ по структурной схеме, изображенной на рис.21. На вход частотного канала через цепь обратной связи поступают импульсы, вырабатываемые электронным коммутатором 4. Их частота следования пропорциональна скорости вращения БВГ (200 Гц при номинальной частоте вращения 1500 мин^-1). Они снимаются с одного из датчиков положения ротора бесконтактного двигателя БВГ 5. Сформированные триггером 1 импульсы, длительность которых соответствует фактической скорости вращения БВГ, запускают одновременно образцовый одновибратор 8 и формирователь трапецеидальных импульсов 2 и поступают на устройство сравнения 9. В последнем их длительность сравнивается с длительностью импульсов образцового одновибратора, соответствующей заданной скорости. Сигналы с устройства сравнения 9 и формирователя 2 приходят на фазовый дискриминатор 3. На его выходе формируется управляющее напряжение, уровень которого соответствует изменению скорости вращения двигателя БВГ. Оно и регулирует ее через электронный коммутатор 4.


В фазовом канале сравниваются фазы импульсов образцовой частоты (в режиме «Запись» – это импульсы кадровой частоты, выделенные из телевизионного сигнала, в режиме «Воспроизведение» – импульсы кварцевого генератора видеомагнитофона) и импульсов, снимаемых с датчиков положения БВГ. Пропорциональное разности фаз напряжение используеся для управления

Рис.21. Структурная схема САР БВГ:

КСИ – кадровый синхроимпульс; ИКГ – импульс кадровый гашения;

КВГ – коммутатор видеоголовок

длительностью импульсов образцового одновибратора 8 частотного канала САР БВГ. Для этого импульсы образцовой частоты 50 Гц, усиленные и сформированные в усилителе-формирователе 12, синхронизируют буферный генератор 13 и делятся до частоты 25 Гц в триггере 14. С выхода триггера импульсы воздействуют на формирователь трапецеидальных импульсов 15, формируя их наклонный участок. Последние поступают на один из двух входов фазового дискриминатора 16.

Импульсы датчика положения БВГ 6 усиливаются в усилителе 7, формируются одновибраторами 10, 11 и переключают триггер 18. Так как сигнал датчика положения БВГ частотой 50 Гц состоит из двух разнополярных последовательностей импульсов, сдвинутых относительно друг друга по фазе на 180, то частота каждой из них равна 25 Гц. Поэтому одновибратор 17 формирует из одной последовательности сигнал синхронизации фазового канала, который поступает на второй вход фазового дискриминатора 16. С него управляющее напряжение воздействует на образцовый одновибратор 8 частотного канала. Из суммарной последовательности импульсов получается сигнал коммутации видеоголовок.

В режиме «Запись» импульсы кадровой частоты с буферного генера- тора 13 поступают на одновибратор 19. Сформированные им импульсы проходят через электронный ключ 20 на синхроголовку 21 и записываются на магнитную ленту.

Принцип работы САР ВВ

Структурная схема САР ВВ представлена на рис.22. Ее частотный канал работает аналогично частотному каналу САР БВГ. На его вход, т.е. на усилитель-формирователь 1, сигнал обратной связи приходит с датчика скорости 7. Управляемый им триггер 2 формирует импульсы, которые поступают на формирователь трапецеидальных импульсов 3, образцовый одновибратор 8, устройство сравнения 9 и делитель частоты 10. На фазовый дискриминатор 4 воздействуют импульсы с формирователя 3 и устройства сравнения 9. С выхода

Рис.22. Структурная схема САР ВВ

фазового дискриминатора 4 снимается управляющее напряжение, которое через усилитель мощности 5 управляет двигателем ВВ 6.

Сигналом синхронизации фазового канала в режиме «Запись» служат импульсы частотой 25Гц, получаемые в делителе частоты 10. Через электронный ключ 11 они запускают одновибратор 12. С него импульсы поступают на один из входов фазового дискриминатора 13. На его второй вход приходят импульсы с формирователя трапецеидальных импульсов 14, который управляется сигналом фазового канала САР БВГ. Напряжение дискриминатора, пропорциональное разности фаз, изменят длительность импульсов образцового одновибра- тора 8 в частотном канале.

В режиме »Воспроизведение» сигналом синхронизации служат импульсы управления, считываемые с магнитной ленты синхроголовкой 15, усиленные усилителем 16 и через электронный ключ 11 запускающие одновибратор 12.


Принцип работы САТ

САТ обеспечивает точное движение (трекинг) видеоголовок по строчкам записи и применяется в современных устройствах с наклонно-строчной системой записи.

Принцип действия САТ в профессиональных магнитофонах следующий: после установления жесткого синхронизма между сигналом датчика оборотов барабана БВГ и полученным с ленты сигналом управления в САР ВВ подается низкочастотный синусоидальный сигнал возмущения с малой амплитудой. Вследствие этого скорость движения ленты колеблется вокруг установленного системой автоматического регулирования значения, и точно также изменяется относительное положение «головка – лента», а следовательно, и амплитуда высокочастотного сигнала, снимаемого с видеоголовки. Сравнение фаз огибающей амплитудно-модулированного высокочастотного сигнала и сигнала возмущения, управляющего скоростью вращения двигателя, однозначно определяет необходимое направление коррекции.

В бытовых видеомагнитофонах перемещение головок осуществляется с помощью пяти вспомогательных сигналов различной частоты, записываемых одновременно с видеосигналом. Строчки записи видеосигнала располагаются вплотную друг к другу без межстрочного промежутка. При записи через 960 мкс (15 строк) после переключения головок записывающая головка на период 1,5 строки (рис.23, участок a – b) переключается в режим воспроизведения, а затем на период 1,5 строки (рис.23, участок b – c) – в режим записи. В это время записывается сигнал с частотой f₅ = 222,955 кГц.

Так как строчные синхроимпульсы имеют строгую последовательность, а построчное смещение п = 1, то на соседних строчках записи участок воспроизведения предыдущей строки будет располагаться как раз над участком сигнала с частотой f₅ предыдущей строки и амплитуда воспроизведенного сигнала определяет сигнал коррекции положения головки и шаг строчек записи.

Частоты других четырех вспомогательных сигналов приближенно равны 102, 117, 149 и 164 кГц. Сигналы f₁ и f₄ записываются первой видеоголовкой, а сигналы f₂ и f₃ – второй, причем таким образом, что в период работы первой видеоголовки в режиме записи к видеосигналу добавляется то сигнал f₁, то сигнал f₄ (рис. 23).



Рис.23. Размещение строчек записи сигналов автотрекинга


Например, если при воспроизведении строчки с записанным сигналом f₄ амплитуды комбинационных составляющих с частотами f₄ – f₃ или f₄ – f₂ одинаковы, то видеоголовка находится как раз на строчке записи. В противном случае знак и величина асимметрии служат для выбора необходимых направления и величины коррекции.

Если при воспроизведении следующих друг за другом строчек направление регулирования не меняется, то это означает, что скорость движения ленты при воспроизведении отличается от ее скорости при записи. Таким образом, можно получить сигнал рассогласования, необходимый для регулирования ведущего двигателя.



Рис.24. Принцип перемещения головки внутри вращающегося барабана:

1  лента; 2  видеоголовка; 3  пьезопреобразователь; 4  барабан, вращающийся вместе с головкой; 5  блок крепления пьезопреобразователя; 6  контакты пьезопреобразователя;

7  не­подвижная часть блока вращающихся головок

Если строчка записи почти параллельна продольной оси ленты, то для установки и удержания видеоголовки на строчке записи необходимо обеспечить возможность перемещения головки внутри барабана в направлении его оси. Принцип действия такого устройства показан на рис. 24.

Головка закрепля­ется на пьезопреобразователе, который под действием приложенного напря­жения изгибается и обеспечивает необходимое отклонение видеоголовки.

Экспериментальная часть

1. Описание лабораторной установки

Лабораторная установка состоит из видеомагнитофона «Электроника ВМ-12» и лабораторного стенда, на который с помощью экранированных кабелей выведены регулировочные элементы. Вся нумерация контрольных точек и регулировочных элементов на стенде сохранена в соответствии с принципиальной электрической схемой видеомагнитофона.

Для подачи тест-сигналов используются генератор телевизионных тестовых сигналов «Электроника ГИС-02Т» и измерительная лента. Для контроля сигналов применяется двухлучевой осциллограф С1-83, частотомер Ч3-34, вольтметр В7-22 и видеомонитор.


2. Задания для выполнения экспериментальной части

Регулировка САР включает в себя настройку:

- частоты буферного генератора;

- САР БВГ и САР ВВ;

- режима ручной подстройки САТ;

- переключения видеоголовок;

- места записи КСИ и импульса замедленного воспроизведения.

З а д а н и е 1. Настроить частоту буферного генератора.

Для этого необходимо проведение следующих операций:

- без подачи видеосигнала на вход видеомагнитофона, осциллограф и частотомер соединить через делитель 1:10 с контрольной точкой 5ХЗ БУ;

- буферный генератор настроить резистором 5R131 таким образом, чтобы длительность периода его колебаний стала 210,2 мс;

- на вход видеомагнитофона подать видеосигнал;

- видеомагнитофон включить в режим «Запись»;

- проконтролировать длительность периода колебаний буферного генератора, которая должна составлять 20 мс.


З а д а н и е 2. Настроить САР БВГ.

Настройка САР БВГ проводится по следующей схеме:

- тумблер подключения вспомогательных цепей «ВЦ1» перевести в положение «ВКЛ», при этом между контрольными точками 5Х8 и 5Х7 БУ устанавливается смеситель напряжения из двух резисторов сопротивлением по 750 кОм;

- на вход видеомагнитофона подать видеосигнал или настроить ППУ на прием телевизионной программы;

- включить видеомагнитофон в режим «Запись»;

- осциллограф подсоединить к смесителю напряжения (точка СН);

- подстроечным резистором 5 R157 на смесителе выставить фазовое положение сигналов в соответствии с указанием преподавателя;

- к контрольной точке 5Х6 подсоедить универсальный вольтметр;

- частоту вращения БВГ настроить резистором 5 R157 таким образом, чтобы постоянное напряжение в контрольной точке 5Х6 имело величину (3,7±0,1) В;

- тумблер «ВЦ1» оставить в положении «ВКЛ» для выполнения следующего задания.

З а д а н и е 3. Настроить САР ВВ.

Для настройки САР ВВ проводятся следующие операции:

- на вход видеомагнитофона подать видеосигнал;

- видеомагнитофон включить в режим «Запись»;

- к контрольной точке 5 X11 подсоединить осциллограф;

- с помощью подстроечного резистора 5R189 на смесителе (точка СН) выставить фазовое положение сигналов в соответствии с рекомендациями преподавателя;

- универсальный вольтметр присоединить к контрольной точке 5 Х13;

- с помощью подстроечного резистора 5R189 настроить частоту вращения ВВ таким образом, чтобы постоянное напряжение в контрольной точке 5Х13 составляло (4,0±0,1) В;

- тумблер «ВЦ1» перевести в положение «ВЫКЛ».

З а д а н и е 4. Настроить режим ручной подстройки САТ.

Настройка режима ручной подстройки включает следующие операции:

- видеомагнитофон включить в режим «Воспроизведение» и воспроизвести запись на измерительной ленте;

- к контрольной точке 3.1X10 БВЗ (АЗ) подключить осциллограф, который засинхронизировать от контрольной точки 5Х4 БУ (А5);

- резистор ручной подстройки САТ 26 установить в среднее положение;

- посредством подстроечного резистора 5R201 на БУ достичь максимума ЧМ сигнала в контрольной точке 3.1X10 блока видеоканала.

Контрольные вопросы

1. Принцип работы САР БВГ и САР ВВ при записи и воспроизведении.
   
2. Принцип работы САТ.
   
3. Узлы принципиальной схемы САР.
   
4. Регулировка САР.
   

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Гитлиц М. В. Магнитная запись сигналов. М: Радио и связь, 1990.
   
2. ГОСТ 24863-87. Магнитофоны бытовые. Классы. Основные параметры. Технические требования.
   
3. Кудрин И. Г. Устройства шумоподавления в звукозаписи. М.: Энергия, 1977.
   
4. Зольников В. К., Калинин В. Г., Мануковский О. Н., Сава С. Н., Скворцов В. В. Бытовые видеомагнитофоны «Электроника ВМ-12» и их ремонт. Воронеж:Линктрейд, 1993.
   
5. Бродский М. А. Аудио- и видеомагнитофоны. Минск: Вышэйшая школа, 1995.
   

СОДЕРЖАНИЕ

Условные обозначения 3

Лабораторная работа № 651 «Исследование узлов канала записи

и воспроизведения аудиомагнитофона» 4

Лабораторная работа № 652 «Исследование структуры и принципа действия динамических шумоподавителей 24

Лабораторная работа № 653 «Исследование канала яркости и цветности видеоплейера» 33

Лабораторная работа № 654 «Исследование систем автоматического регулирования видеомагнитофона» 46

Список литературы 54


КОМАРОВ Юрий Леонидович

МОРОЗОВ Олег Геннадьевич

ПИКУЛЕВ Андрей Николаевич

ДОРОГОВ Николай Васильевич

МЯГЧЕНКОВ Алексей Витальевич


Методические указания к лабораторным работам №651- 654 по курсу «Устройства записи и воспроизведения сигналов» для студентов очной, вечерней и заочной формы обучения