2.3. Структура видеофонограммы

Структура видеофонограммы используемого в "Электронике ВМ-12" формата VHS представлена на рис.2.4.

Размеры, указанные на нем общепринятыми буквенными символами, имеют следующие значения (в мм): А=12,650,01; В=10,6; L=6,2; P=0,049; T=0,049; С=0,750,1; R=10,1; D=0,350,05; Е=0,350,05; F=11,650,05; h=0,30,05. Угол наклона рабочего зазора магнитной видеоголовки относительно перпендикуляра к видеодорожке =6.

Принцип работы аппарата основан на наклонно-строчной записи видеоинформации вращающимися видеоголовками17. Расположены они в диаметрально противоположных частях вращающегося барабана диаметром 62 мм (угол между осевыми линиями рабочих зазоров видеоголовок – 180). Период его вращения (по направлению движения магнитной ленты) равен периоду полного кадра телевизионного сигнала (частота вращения – 1500 мин^1). Барабан с видеоголовками размещен над неподвижной частью БВГ 16, на наружной стороне которой выточен уступ (направляющая) для магнитной ленты 26. Видеоголовки контактируют с нею через прорези в барабане. Подвижные направляющие стойки механизма заправки и натяжения ленты обеспечивают охват ею барабана по дуге около 186, а положение БВГ и его направляющая – такое движение ленты, при котором ее базовый край траектория и перемещения зазоров магнитных головок образуют угол около 6 (точнее – 558).

При движении ленты в ЛПМ 27 видеоголовки последовательно, одна за другой оставляют на ней наклонные намагниченные строки (видеодорожки). Каждая видеоголовка соприкасается с лентой по дуге более 180, поэтому, кроме одного полукадра телевизионного сигнала, она записывает или воспроизводит еще и часть следующего.

Одновременно с видеоинформацией блоком магнитных головок 18 и 19 на ленту записываются сигналы звукового сопровождения и управления. Способ записи сигналов звукового сопровождения обычный (продольный), звуковые дорожки располагаются у верхнего края магнитной ленты. На отдельной дорожке у нижнего (базового) края ленты записываются импульсы управления с частотой следования 25 Гц, «привязанные» к кадровым синхроимпульсам принимаемого телевизионного сигнала. При воспроизведении эти импульсы управляют работой САР ведущего вала, обеспечивая совпадение траектории вращения видеоголовок с записанными наклонными видеодорожками.

Основное достоинство видеомагнитофона – высокая плотность записи: при относительно низкой скорости движения магнитной ленты (2,339 смсек) ширина видеодорожек  49 мкм. Защитные полосы между ними отсутствуют, а так как длина рабочего зазора видеоголовок несколько превышает ширину видеодорожек, то при записи каждая из них перекрывает край предыдущей. Для устранения взаимного влияния сигналов соседних строк при воспроизведении рабочий зазор одной видеоголовки повернут относительно перпендикуляра к видеодорожке на угол  = +6, а другой на угол  = 6. В результате при записи соседние строки имеют различные направления намагничивания, а при воспроизведении каждая видеоголовка считывает сигналы той видеодорожки, которая соответствует ориентации ее рабочего зазора, сигналы же другой строки оказываются очень слабыми из-за больших потерь.

2.4. Спектральные преобразования ПЦТС в видеомагнитофоне

Примененные в магнитофоне видеоголовки при ширине рабочего зазора 0,4 мкм и скорости их движения относительно ленты 4,84 м/с (скорость записи – воспроизведения) обеспечивают запись сигналов с максимальной частотой 5 МГц. Однако присущие магнитной записи искажения не позволяют перенести непосредственно на магнитную ленту широкий спектр частот телевизионного сигнала, показанный на рис.2.5, а.

Поэтому при записи использована частотная модуляция. С целью сужения полосы частот ЧМ колебаний несущая частота (3,8 МГц) выбрана близкой к верхней модулирующей. Яркостной сигнал модулирует несущую так, что вершине синхроимпульсов соответствует частота 3,8 МГц, уровню белого  4,8 МГц. Быстрым изменениям яркостного напряжения соответствуют боковые полосы ЧМ сигнала. Верхняя боковая полоса вследствие спада АЧХ пары «видеоголовка – лента» почти полностью подавляется, а нижняя занимает интервал частот от 1,2 МГц до несущей. Таким способом удается записать на магнитную ленту телевизионные сигналы частотой до 2,8 МГц.

Как видно, бытовой видеомагнитофон – относительно узкополосное устройство, и на нем невозможно записать и воспроизвести полный цветовой телевизионный сигнал без предварительной обработки. Последняя заключается в том, что полоса частот ЧМ сигналов цветности сужается до 0,8 МГц, для чего они выделяются фильтром из полного телевизионного сигнала (рис.2.5,а) только в интервале 3,9 – 4,7 МГц (рис.2.5, б) и частотным преобразованием (частота гетеродина f_Г = 5,06 МГц) переносится в интервал 0,3 – 1,1 МГц (рис.2.5, в). Одновременно спектр яркостного сигнала ограничивается частотой около 3 МГц (рис.2.5, б) и используется затем для частотной модуляции несущей. Наконец яркостный ЧМ сигнал складывается с ЧМ сигналами цветности (рис.2.5, г), и оба они записываются на магнитную ленту (это возможно благодаря тому, что в яркостном ЧМ сигнале интервал частот от 0 до 1,2 МГц оказывается свободным).

При воспроизведении сигналы, записанные на магнитную ленту, считываются видеоголовками, усиливаются и разделяются фильтрами на яркостной ЧМ сигнал и преобразованные сигналы цветности. Первый из них ограничивается и детектируется, в результате чего выделяется яркостное напряжение. Если считываемое видеоголовками напряжение по какой-либо причине (например, из-за дефектов магнитной ленты) уменьшается в 12 раз по сравнению с номинальным уровнем, в нем обеспечивается замещение 4 5 телевизионных строк задержанным сигналом.

Усиленные сигналы цветности частотным преобразованием переносятся в интервал 3,9 – 4,7 МГц, после чего складываются с яркостным, образуя ПЦТС. Параллельно с этим в канале звука воспроизводится сигнал звукового сопровождения.

Глава 3

СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВИДЕОМАГНИТОФОНА

Видеомагнитофон «Электроника ВМ-12», как и большинство современных точных электромеханических устройств, содержит системы автоматического регулирования (САР). Их три: блока вращающихся головок (САР БВГ), ведущего вала (САР ВВ) и автотрекинга (САТ). Первые две обеспечивают синхронизируемые 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 слежение (трекинг) видеоголовок строчкам записи.

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 «Воспроизведения»- 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 служит 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 2с. 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.