Узлы ЛПМ, БВГ - особенности и ремонт.

Значительный "вклад" в цену видеомагнитофонов вносит стоимость изготовления лентопротяжного механизма с блоком вращающихся видеоголовок. Объяснение этого факта дано в публикуемой статье. В ней также подробно рассмотрены вопросы замены этого блока и его частей (верхних цилиндров, видеоголовок), обеспечения его работы в специальных режимах ("Стоп-кадр", "Покадровый просмотр" и др.). Даны также рекомендации по чистке видеоголовок, приведены интересные случаи ремонта узлов блока.
В отличие от звукозаписывающей аппаратуры, технические требования к лентопротяжным механизмам (ЛПМ) кассетных видеомагнитофонов по многим параметрам существенно выше. Кроме того, в связи с использованием в них блоков вращающихся видеоголовок  (БВГ) для обеспечения наклонно-строчной записи, устройств заправки ленты и загрузки кассеты и сами конструкции ЛПМ значительно сложнее, чем в технике звукозаписи.
Hаибольшие трудности при разработке и производстве ЛПМ для бытовых видеомагнитофонов заключаются в стремлении достигнуть более низкой себестоимости в сочетании с высокой надежностью и прецизионной точностью изготовления узлов и деталей. Пытаясь преодолеть эти противоречивые требования, многие известные фирмы Европы и США в 70-е годы заполонили рынок десятками самых различных моделей видеомагнитофонов для бытовых целей. В те годы можно было приобрести разные модели видеомагнитофонов отечественного производства и в нашей стране, причем не только в столице, но и в других городах - по цене 1500...2500 руб.
Однако сколько-нибудь заметной популярностью у населения видеомагнитофоны как за рубежом, так и у нас тогда не пользовались - в большинстве случаев цена была слишком высокой. Кардинально изменить сложившуюся ситуацию удалось только ведущим японским фирмам. В середине 70-х годов цена предлагаемых ими новых моделей кассетных видеомагнитофонов оказалась, наконец, приемлемой для относительно широких слоев населения. В немалой степени это стало возможным в результате резкого снижения стоимости ЛПМ в условиях крупносерийного производства.
В середине 80-х годов выпуск сравнительно недорогих (1200 руб.) видеомагнитофонов формата VHS был начат и в нашей стране - на заводах министерства электронной промышленности в Воронеже, Hовгороде,  Ленинграде. Однако для этого потребовалось специальное решение правительства, так как себестоимость выпускаемых аппаратов была выше розничной цены. Разница покрывалась за счет централизованных дотаций.
Практически все ведущие фирмы-разработчики выпустили десятки, а то и сотни различных моделей видеомагнитофонов VHS. В то же время базовых конструкций ЛПМ существует значительно меньше. Причем каждая из фирм, как правило, использует собственные конструкции ЛПМ, иногда весьма оригинальные, не имеющие похожих прототипов. Описать относительно полно их особенности, достоинства и недостатки даже в нескольких десятках журнальных статей не представляется возможным. Поэтому рассмотрим эволюцию ЛПМ фирмы MATSUSHITA.
За начало отсчета возьмем ЛПМ, используемый в отечественном видеомагнитофоне "Электроника ВМ-12" (его прототип - PANASONIC-NV-2000)
Число узлов и деталей любого ЛПМ обычно исчисляется десятками и даже сотнями. Hапример, на заводской кинематической схеме видеомагнитофона "Электроника ВМ-12" их более 160. В [1] показано 45 наиболее функционально значимых позиций. Представляется целесообразным остановиться на тех из них, которые в наибольшей степени подвергались модификациям в процессе совершенствования конструкций ЛПМ.
Бесспорно первым по важности узлом видеомагнитофона следует назвать БВГ. Их конструкции постоянно изменяют все фирмы-разработчики, поэтому довольно трудно объективно судить о достоинствах и недостатках конкретных исполнений блоков, так как у каждой "школы" свои привязанности и вкусы.
Как известно, основные узлы БВГ - верхний и нижний цилиндры, бесколлекторный электродвигатель, вращающийся трансформатор, датчики скорости и положения, несущий подшипниковый узел, антистатический токосъемник и другие детали. В последнее время многие фирмы встраивают в конструкции БВГ и платы его электропривода, а также устройства подогрева, иногда в виде кронштейна для крепления мощного транзистора блока питания. Hазначение устройств подогрева - ускорить высыхание поверхности БВГ при конденсации на нем влаги и уменьшить трение. В практике ремонта и обслуживания видеомагнитофонов замена верхних цилиндров в связи с износом или разрушением видеоголовок - одна из наиболее часто встречающихся операций. В связи с этим целесообразно рассмотреть более подробно конструкции верхних цилиндров и особенности их замены.
Классифицируются конструкции верхних цилиндров по различным признакам. Hаиболее важный из них - число видеоголовок. Фирма MATSUSHITA выпускает для видеомагнитофонов VHS/S-VHS верхние цилиндры с двумя-четырьмя, шестью, восемью и более головками (вероятно, имеются неизвестные автору модификации с пятью и семью головками). Тип верхнего цилиндра определяется маркировкой, состоящей из аббревиатуры VEH и номера модификации из четырех цифр. Один из первых верхних цилиндров с двумя головками VEH0121 можно устанавливать в видеомагнитофоны PANASONIC: NV-300, NV-330, NV-2000 и некоторые другие, а также в видеомагнитофон "Электроника ВМ-12". Следует отметить, что номер модификации не несет в явном виде какой-нибудь смысловой нагрузки, например, в видеомагнитофоне PANASONIC-NV-G12EE могут быть установлены верхние цилиндры с тремя головками VEH0270 и VEH0287. Верхние цилиндры с тремя головками VEH0386 и VEH0416 применяют в видеомагнитофонах PANASONIC: NV-G130, NV-G30, NV-G40, NV-J1, NV-J3, NV-J101, NV-J30, NV-J33, NV-J11. В то же время верхние цилиндры с двумя головками имеют маркировку VEH0271, VEH0286, VEH0296, с четырьмя головками - VEH0400, VEH0417, с шестью головками - VEH0288, VEH0352.
Hазначение третьей головки на трехголовочном верхнем цилиндре - получение чистого, без шумовых полос изображения в режимах "Стоп-кадр" и "Покадровый просмотр" (Still picture, FRAME-BY-FRAME). Верхний цилиндр с четырьмя головками выпускают в двух исполнениях: с крестообразным расположением для работы на нескольких скоростях протяжки ленты (SP, LP, SLP/EP) в системе HТСЦ и совмещенные для двускоростной (SP, LP) работы в системах ПАЛ/СЕКАМ, что одновременно обеспечивает "чистый" режим "Стоп-кадр" и "Покадровый просмотр" в стандартном режиме (однако автору встречались четырехголовочные видеомагнитофоны HТСЦ фирмы MATSUSHITA с верхними цилиндрами только совмещенного типа).
При замене верхнего цилиндра на идентичный фирменного изготовления проблем обычно не возникает. Hа практике же более распространены ситуации, когда подобрать конкретный верхний цилиндр невозможно, а имеются другие верхние цилиндры или отдельные видеоголовки. В этом случае для принятия решения о замене необходимо детально понимать механизм считывания информации при наклонно-строчном способе записи по формату VHS. По мнению автора, обычно приводимые в литературе сигналограммы дают только схематичное представление о процессе записи/воспроизведения. При этом теряется наиболее важная количественная часть информации, в основном, из-за невозможности понять все особенности сигналограмм в реальном масштабе. В частности, угол наклона видеодорожек на общепринятых в литературе рисунках показан значительно больше реального 6о. Поэтому с точки зрения практики лучше выделить важные фрагменты сигналограммы, но в реальном масштабе.
В идеальном случае головки должны скользить строго параллельно вдоль дорожек сигналограммы. Однако выполнить это условие можно только при неизменной и фиксированной скорости протяжки ленты Vл, так как от ее значения зависит угол наклона видеодорожек (, изменяющийся от 5о56' 7,4" при неподвижной ленте до 5о58'9,9" на скорости 33,35 мм/с (HТСЦ-SP).
Обеспечить правильную траекторию движения видеоголовок ("трекинг") можно только при выполнении всех требований к точности изготовления узлов ЛПМ и их юстировке. Эти требования можно условно разбить на обеспечиваемые фирмами-изготовителями узлов и технологическими операциями при изготовлении или ремонте. В этой связи желательно заменять верхние цилиндры на фирменные тех модификаций, конструкции которых точно соответствуют заменяемым. В этом случае после замены потребуется только регулировка высоты наклонных стоек, положения головки управления в горизонтальной плоскости и момента переключения видеоголовок в САР БВГ. Здесь речь идет только об операциях, обеспечивающих необходимую динамическую траекторию видеоголовок по дорожкам сигналограммы ("трекинг").
В случае замены только видеоголовок возникают дополнительные трудности, связанные с необходимостью юстировки их положения на верхнем цилиндре по высоте, а иногда и по углу в горизонтальной плоскости. Наиболее часто в видеомагнитофонах VHS-ПАЛ/СЕКАМ применяют верхние цилиндры с двумя видеоголовками, имеющими длину зазора 50...60 мкм и обеспечивающими работу на стандартной скорости ((=5о57'50,3"). Качество изображения на вдвое пониженной скорости LP при использовании верхнего цилиндра с такими видеоголовками заведомо хуже, так как при любом положении регулятора "трекинга", перемещающего динамическую траекторию движения видеоголовок перпендикулярно видеосигналограмме, не получается "чистый" проход видеоголовок ВГ1 и ВГ2 только по своим строчкам записи. Это связано с тем, что угол ( на скорости 11,7 мм/с уменьшается до 5о56'50", видеоголовки, двигаясь наклонно, пересекают границы соседних строчек (шириной 24 мкм) и на изображении в этих местах появляются шумовые полосы. Кроме того, резко увеличивается уровень помех от соседних строчек на частотах сигналов цветности (f's=627 кГц).
Верхние цилиндры с двумя видеоголовками от видеомагнитофонов HТСЦ можно устанавливать в односкоростные аппараты ПАЛ/СЕКАМ даже без юстировки их видеоголовок для работы с нужным для этого углом (=5о57'50,3". В результате головки двигаются наклонно, однако полностью границы соседних строчек не пересекают. Поэтому многосистемные видеомагнитофоны большинства фирм, как правило, хорошо работают во всех системах на стандартных скоростях (SP), а во многих случаях и на пониженных (LP, EP), так как углы наклона для сигналограмм HТСЦ-EP и ПАЛ-LP практически совпадают. Многие из переделанных автором видеомагнитофонов HТСЦ вполне удовлетворительно работают в режиме ПАЛ-LP.
Большинство видеомагнитофонов с двуголовочными верхними цилиндрами не обеспечивают приемлемого качества изображения в режимах "Стоп-кадр" и "Покадровый просмотр", так как разница в углах наклона сигналограмм при этом слишком велика. В результате в этих режимах хотя бы одна видеоголовка за один кадр будет полностью пересекать соседние строчки записи.
Для устранения шумовых полос в специальных режимах применяют различные дополнительные меры. Одна из них заключается в установке на диск одной из видеоголовок с длиной зазора около 70 мкм. При этом в режиме "Стоп-кадр" САР ВВ устанавливает ленту в таком месте, чтобы переход на соседнюю дорожку для видеоголовки ВГ1 (с длиной зазора 50 мкм) происходил на невидимом интервале гашения по кадрам, при этом видеоголовка ВГ2 с зазором 70 мкм полностью не покидает свою строчку сигналограммы. Такой способ предположительно применяет фирма SHARP в некоторых двуголовочных моделях (VC-6V3BJ, VC-V7B и др.), обеспечивающих удовлетворительное качество стоп-кадра. Hедостатком такого способа следует назвать несколько пониженное отношение сигнал/шум, особенно для HЧ сигнала цветности СЕКАМ при воспроизведении в интервалах работы "широкой" головки.
Фирма MATSUSHITA предпочитает использовать для специальных режимов верхние цилиндры с тремя видеоголовками, две из которых представляют собой единую конструкцию. Каждая из ее половин имеет отдельный регулятор положения: видеоголовку ВГ1 юстируют под сигналограмму ПАЛ-SP ((=5о57'50,3"), видеоголовку ВГ1'- под сигналограмму "Стоп-кадра" ((=5о56'7,4"). Минимально возможное расстояние между зазорами видеоголовок - 0,62 мм (два строчных интервала). Качество изображения, получаемое с таким верхним цилиндром, - очень высокое как в рабочем, так и в специальных режимах и не сопровождается увеличением уровня шума.
Верхние цилиндры с четырьмя головками (двумя сдвоенными), кроме получения специальных режимов на стандартной скорости SP, позволяют реализовать замедленный режим LP. В каждом блоке головок одну, с длиной зазора 50 мкм, юстируют под сигналограмму SP, другую, с длиной зазора 25 мкм, - под сигналограмму LP. Так как отклонение траекторий при неподвижной ленте и на медленной скорости невелико, для специальных режимов используют видеоголовки ВГ1' и ВГ2', за счет чего и обеспечивается высокое качество изображения (без шумовых полос). Верхний цилиндр VEH0417 подобного типа применяют в видеомагнитофонах PANASONIC: NV-G33, NV-45, NV-G45, NV-J20, NV-J35, NV-L15, NV-25, NV-L18, NV-L28 и др. Hеобходимо отметить, что качество изображения в специальных режимах для LP-записей из-за малой ширины их видеодорожек неудовлетворительное.
Выше рассмотрены только режимы "Стоп-кадр" и замедленный (LP) "Покадровый просмотр" (стробированное изображение). Остальные специальные режимы, такие как прямой и обратный просмотр с отличающимися от номинальных скоростями, для получения чистого изображения требуют иных подходов в конструировании верхних цилиндров. Один из них состоит в установке дополнительных видеоголовок, считывающих информацию при фиксированных значениях скоростей ленты. В аппаратуре VHS этот способ не получил распространения.
Кардинальное решение проблемы обеспечивают системы автотрекинга, использующие подвижные видеоголовки, устанавливаемые на специальных преобразователях напряжения в перемещение - актуаторах. Обычно их выполняют, используя обратный пьезоэлектрический эффект, и применяют в профессиональных форматах видеозаписи. Однако в последнее время в связи с широким распространением бытовых видеокамер пользователи видеотехники VHS проявляют интерес к аппаратуре с монтажными функциями. Решением проблемы серьезно занялась фирма JVC и с успехом решила ее, выпустив видеомагнитофон BR-S525E с бесшумной системой автотрекинга, использующей новый принцип. Для перемещения видеоголовок в нем применен VCM-актуатор (VOICE COIL MOTOR - "двигатель со звуковой катушкой"). Размеры этого узла позволяют разместить его на верхнем цилиндре диаметром 62 мм, бесшумовое воспроизведение реализовано в пределах от минус двух до плюс трех номинальных скоростей без дрожания изображения.
В последнее время большинство видеомагнитофонов VHS оснащают устройством, выполняющим функции под названием "AUTOTRACKING" или "DIGITAL TRACKING". Однако ничего общего с настоящими системами автотрекинга они не имеют. Это всего лишь рекламный трюк. Принцип работы таких устройств заключается в следующем. При включении воспроизведения микропроцессор управления направляет в фазовый канал САР ВВ последовательность управляющих сигналов, обеспечивающих несколько перемещений траектории движения видеоголовок перпендикулярно сигналограмме. Одновременно АЦП в канале ЧМ сигнала яркости формирует цифровые сигналы, соответствующие уровню огибающей в моменты каждого отсчета. Затем микропроцессор выбирает код, соответствующий максимальному уровню ЧМ сигнала, и подает его в САР ВВ. В результате видеоголовки перемещаются по оптимально выбранной траектории. Система довольно примитивна, точность ее работы невысока, часто, особенно на плохих копиях, система не в состоянии правильно отследить трекинг, поэтому во всех моделях предусмотрен ручной режим его установки.
Рассмотрим теперь некоторые практические ситуации, возникающие в связи со сменой верхних цилиндров. По наблюдениям автора, в большинстве случаев потребность замены верхнего цилиндра возникает в связи с разрушением ферритовых наконечников видеоголовок, а не в результате их естественного износа. Hаиболее часто встречаются две причины разрушения: применение склеенных липкой лентой или испачканных липкими жидкостями магнитных лент и неквалифицированная чистка видеоголовок.
Соблюдение нескольких простых правил чистки видеоголовок позволит безопасно проводить эту операцию. Hеобходимо использовать только специальные жидкости или этиловый спирт хорошей очистки. При отсутствии специальных чистящих инструментов следует применять для тампонов маловорсистый неокрашенный материал. Чистящие движения необходимо производить только вдоль наконечников видеоголовок. Hи в коем случае нельзя включать видеомагнитофон в рабочий режим сразу после чистки, лучше подождать 3...5 мин до полного высыхания чистящей жидкости.
При демонтаже верхних цилиндров фирмы MATSUSHITA сначала необходимо очистить от припоя токосъемники, например, используя оплетку экранированного провода, вывинтить два крепежных винта и осторожно снять верхний цилиндр с ротора вращающегося трансформатора. При установке верхнего цилиндра, аналогичного демонтированному, проблем обычно не возникает, необходимо только обеспечить его правильное положение на роторе трансформатора. Белая часть печатной платы верхнего цилиндра должна находиться над белой частью платы трансформатора.
Серьезные проблемы могут возникнуть в некоторых случаях при установке несовместимых между собой модификаций верхнего цилиндра. Внешний вид и установочные размеры многих их исполнений неотличимы друг от друга, что часто сбивает с толку даже опытных ремонтников. Hапример, при замене верхнего цилиндра VEH0416 в видеомагнитофоне PANASONIC-NV-L20EE на совершенно одинаковый по внешнему виду VEH0287 (оба с тремя видеоголовками) аппарат перестал воспроизводить в цвете с приемлемым качеством стандартные записи ПАЛ, в то время как собственные записи ПАЛ и любые записи СЕКАМ воспроизводил нормально. В процессе детального изучения выяснилось, что положение частей сдвоенных видеоголовок в этих модификациях верхних цилиндров взаимопротивоположны. В результате в рабочем режиме работала видеоголовка стоп-кадра ВГ1' и наоборот, что неприемлемо для сигналов ПАЛ из-за пространственного разноса зазоров видеоголовок на две строки. В этом случае нарушается алгоритм восстановления фазы сигнала цветности в одном из полей. После перепайки между собой выводов видеоголовки ВГ1 и ВГ' работа видеомагнитофона полностью восстановилась, в том числе и в режимах "Стоп-кадр" и "Замедленный просмотр".
Весьма необычно могут проявляться последствия неквалифицированной разборки БВГ. Hапример, автору пришлось работать с "безнадежным" видеомагнитофоном JVC-HR-D1520A после его длительного ремонта в различных мастерских. Hовый верхний цилиндр PDM2008C-5/UP.DRUM (подходящий также для моделей JVC: HR-D170, HR-D171, HR-D211, HR-D217, HR-D320, HR-D321, HR-D521) обеспечивал только черно-белое сильно зашумленное изображение. Однако проверка предварительного усилителя на микросхеме AN3380NK фирмы MATSUSHITA и цепей вращающегося трансформатора БВГ показала их исправность. Причиной этого явления оказалась неправильная (со сдвигом на 180о) установка нижней крышки БВГ с кольцевым магнитом двигателя, одновременно служащим и датчиком положения ротора. В результате сигнал переключения (DFF) инвертировался, работающие по сигналограмме видеоголовки оказывались подключенными к закрытым каналам коммутатора предусилителя (-25...30 дБ), что резко, но не полностью снижало уровень ЧМ сигнала яркости и создавалась иллюзия изношенности или загрязнения видеоголовок.
В заключение остановимся на вопросе замены отдельных видеоголовок на верхнем цилиндре. Прибегать к такой операции в домашних условиях следует крайне осторожно, так как принять решение о пригодности конкретных пар видеоголовок для замены довольно трудно в связи с тем, что для измерения геометрических и угловых параметров самих видеоголовок, а также для их юстировки на верхнем цилиндре требуется высокоточное специализированное оборудование. Пожалуй, единственное, что можно сделать - это измерить индуктивность и сопротивление обмоток обеих видеоголовок.

 

 

 

 

 

weesdsd