"Спектралл" - спутниковый интернет и телевидение

Упрощенная структурная схема четырехголовочного профессионального видеомагнитофона «КадИЗ» изображена на рис. 6. В нее входит лентопротяжный механизм (ЛПМ), содержащий ведуший 5. почающьй 2 и приемный 6 узлы, блок стационарных головок 4 н блок вращающихся головок. В состав видеомагнитофона также

Рис 6. Упрощенная стоуктурная схема четырехголовочного прифес-сионального видеомаї Іигефона «Кадр-3».

входят1 канал изображения 14, предназначен™' для преобразования видеосигна та г частотно-модуіированьь й (ЧМ) сигчал н обратного его преобразования в видеосигнал; ЧМ канал И дня записи ЧМ сигнала на пенту н последующего воспроизведения, коррекцгн; звуковые каналы 9 дли записи звукового сопровождения и режиссерских пояснений, канал управления 8 для записи контрольного сигнала; системі1 автоматического регулирования скоростным двигателе л 7 (САР—СД) и скоростью дві.ж'-ння ленты 12 (САР—СЛ); системы кс пенссіции выпадений 15 (СКВ), коррекции временных искажений 13 (КВИ); обработки импульсной части воспроизводимого сигнала 16 (СО).

Кроме того, в состав четырехголовочного видеомагнитофона обычно вводятся: система электронного монтажа программ 10 (ЭМП); система синхронного пуска 21\ система регули ~ов ания натяжения ленты 1 (С^Р—Н); вакуу.,1.,ая система 22, отсасывающая возду:. из вакуумной направляющей бчока головок; воздушная система, питающая сжатым воздухом воздушные подшипники бюкч головок, система питання н охлаждения 1/, система кошроля и коммутации 18 с измерительным осциллографом, вндеоконтр„льиое уг~-ройсгво 19 и звуковой агрегат 20. Вполне естественно, что такой сложный комплекс электромеханических и радиоэлектронных устройств имеет высокую стоимость и используется только на телецентрах [3].

Так как в профессиональном видеомагнитофоне запись цветовых телевизионных сигналов производится так же, как в черно-белых, то структурная схема аппарата для записи цветовых сигналов не должна сильно отличаться от черно-белого. Вместе с тем запись цветовых сигналов, особенно кодированных по системам ПАЛ и НТСЦ, представляет значительно более жесткие требования к параметрам видеоканала, ЧМ канала, системы обработки и коррекции временных

Рис. 7. Упрощенная структ) рная схема одноголовочного профессионального видеомагнитофона «Кадр-103».

искажений. Поэтому эти устройства в видеомагнитофонах для записи цветовых сигналов значительно сложнее.

Высококачественная запись сигналов системы СЕКДМ также требует существенной переделки как системы обработки воспроизводимого сигнала, так и ряда других блоков в черно-белом видеомагнитофоне. Подробное описание четырехголовочны.х профессиональных видеомагнитофонов приведено в [3], здесь же рассмотрим устройство более простого одноголовочного профессионального видеомагнитофона для записи цветовых сигналов «Кадр-103».

Упрощенная структурная схема видеомагнитофона изображена на рис. 7. В нее входят следующие основные системы и электронные блоки: ЛПМ, состоящий из подающего 1 и приемного 8 узлов, ведущего двигателя 11с прижнмным роликом 2. На плате ЛПМ расположены блоки записывающих 12 и воспроизводящих 13 стационарных головок, блок 3 вращающихся головок 4, 5, 7 и общая стирающая головка 10, питаемая от генератора стирания 9; видеоканал, предназначенный для прямого и обратного преобразований входного видеосигнала в периодно-модулироаанный (ПМ) сигнал, состоящий из модулятора 22, ограничителя 25 и демодулятора 26; канал записи и воспроизведения ПМ сигнала, состоящий из усилителя записи 23, предварительных усилителей воспроизведения 6 и 14, оконечного усилителя 20 и корректора 24; САР—СЛ 17, САР—СД 21 и САР—НЛ 32; опорный селектор 16, вырабатывающий опорные сигналы для работы различных систем; СКВ 27; ЭМП, состоящая из блока монтажа 30 и генератора видеостирания 15; СО 28; канал записи н воспроизведения контрольного сигнала 19 и два канала записи и воспроизведения звукового сопровождения 18; система питания 29; система контроля и коммутации 31.

В видеомагнитофоне «Кадр-103» вместо обычной частотной модуляции применена периодная модуляция, что позволило получить профессиональное качество изображения при относительно низкой скорости головка/лента (21 вместо 40 м/с, применяемой в четырехголовочных видеомагнитофонах).

В качестве периодного модулятора 22 применен мультивибратор с двумя генераторами пилообразного напряжения, которые управляются модулирующим видеосигналом.

Ограничитель 25 собран по симметричной схеме, в нем использованы интегральные транзисторные сборки с идентичными активными элементами. В демодуляторе 26 применяется схема, в которой исходное ограниченное ПМ колебание преобразуется в последовательность пилообразных пмпульсов (ПИМ) удвоенной частоты. Выделение видеосигнала из спектра ПИМ сигнала осуществляется фильтром низких частот (ФНЧ) [7]. Для прямой записи цветового видеосигнала в полосе 5 МГц з видеомагнитофоне применена следующая расстановка частот: /стир=5,6 МГц, /ч=5,9 МГц, =6,6 МГц. При этом уровень комбинационных искажений не превышает —34 дБ. В модуляторе и демодуляторе использованы фа-зокорректированные ФНЧ, которые позволяют получить при записи сигнала вш2 2Т Кфактор<2%.

Канал записи ПМ сигнала состоит из предварительного усилителя записи, имеющего электронный ключ, управляемый системой ЭМП; оконечного усилителя записи 23, выполненного по схеме несимметричного двухтактного усилителя с низким выходным сопротивлением, шунтирующим цепь головки, и индуктивного бесконтактного токосъемника. Канал воспроизведения Г1М сигнала состоит из нескольких блоков. Предварительный усилитель воспроизведения основного канала 6 собран по каскодной схеме на малошумных транзисторах и расположен непосредственно внутри вращающегося барабана с головками. Предварительный усилитель контрольного канала 14 выполнен по такой же схеме, как и основной, но расположен вне ЛПМ и подключается к остальным блокам канала воспроизведения в режиме «Запись». Воспроизводимый сигнал с выхода предварительных усилителей поступает на последовательно включенные оконечный усилитель воспроизведения 20 и Г1М корректор 24. Усилитель воспроизведения имеет компенсатор входного резонанса и регулируемый косинусный корректор амплитудно-частотной характеристики (АЧХ), позволяющий производить ее регулировку без внесения в канал фазовых искажений. Корректор 24 выполнен в виде линии с фазокорректированным фильтром и имеет линейно-падающую АЧХ при линейной фазовой характеристике. Его основное назначение — улучшить отношение сигнал/шум в ПМ канале. Помимо того, в ПМ корректоре имеется второй регулируемый косинусный корректор, служащий для подъема высоких частот и выравнивания дифференциальных искажений. Применение этих корректоров позволяет получить в воспроизводимом цветовом сигнале дифференциальные искажения лучше 10% при неравномерности ±1 дБ сквозной частотой характеристики в полосе 50 Гц — 5 МГц.

Структурная схема системы автоматического регулирования САР—СД видеомагнитофона «Кадр-ЮЗ» приведена на рис. 8. Опорными сигналами системы служат кадровые импульсы частотой 50 Гц н импульсы двойной частоты строк 31 250 Гц, которые выделяются опорным селектором 3 из записываемого телевизионного сигнала или из полной синхросмеси (СС). Система содержит три цепи регулирования: цепь начальной установки фазы вращения двигателя, т. е. положения диска с головками; цепь демпфирования и цепь точного фазирования двигателя. При включении двигателя 11 работают первые две цепи регулирования. Фазовый дискриминатор Я производит сравнение фазы опорного кадрового импульса 50 Гц с фазой сигнала датчика оборотов 12 и вырабатывает сигнал расстройки, который поступает иа первый вход сумматора 7 и далее через управляемый выпрямитель 9 на двигатель постоянного тока.

На второй вход сумматора поступает управляющее напряжение цепи демпфирования с выхода частотного дискриминатора 6, работающего от сигналов высокочастотного тахогенератора 10 частотой 6250 Гц. За счет сигнала расстройки и действия цепи демпфирования импульс датчика оборотов совмещается достаточно точно (±80мкс с опорным сигналом), после чего выключается расстройка и включается цепь точного фазирования двигателя — выходной сигнал с фазового дискриминатора 4 поступает на третий вход сумматора 7 Цепь точного фазирования работает от опорных сигналов частотой 6250 Гц, полученных путем деления на пять импульсов двойной строчной частоты, и сигналов тахогенератора 10. В цепи опорного сигнала включены делитель 1 и фазовый модулятор 2, который создает задержку импульсов, поступающих иа фазовый дискриминатор строк 4. Эта задержка управляется сигналом фазовой ошибки дискриминатора 4 через интегрирующую цепь 5 с большой постеянной времени. Наличие этой цепи позволяет значительно уменьшить статическую ошибку при точном фазировании двигателя. Кроме того, иа управляющий вход модулятора 2 для обеспечения режима строчного слежения во время воспроизведения поступает управляющее напряжение с фазового дискриминатора строк.

Рис. 8. Структурная схема системы автоматического регулирования САР—СД видеомагнитофона «Кадр-103».

Для повышения быстродействия цепи начальной установки фазы двигателя используется импульсный фазовый дискриминатор 8 с ре-ленной характеристикой, который в зависимости от фазового рассогласования между опорным кадровым импульсом и сигналом датчика оборотов двигателя формирует постоянное напряжение расстройки того или иного знака и делает его равным нулю при фазировании двигателя с заданной точностью.
Структурная схема импульсного фазового дискриминатора показана на рис. 9. Интервал между опорными кадровыми импульсами

Рис. 9. Структурная схема и временные диаграммы фазового дискриминатора.

50 Гц разбивается на две временные зоны Ли Б, формируемые одно-вибраторами / и 2. С прямого и инвентируемого выходов каждого одновнбратора кадровые импульсы поступают попарно на соответствующие входы четырех логических схем совпадений 3—6, иа другие входы которых приходит сигнал датчика оборотов. Каждая пара схем совпадений работает соответственно на два триггера 7 и 8 с двумя устойчивыми состояниями. В том случае, когда сигнал датчика оборотов находится вне зоны А (/), он проходит на выходы схем совпадений 3 и 4; триггер 7 оказывается установленным в положение 0, а триггер 8 ■—в положение 1. Сигнал на выходе схемы совпадений 9, работающий от выходных сигналов триггера 7 и 8, имеет потенциал 0. При суммировании выходных сигналов триггера 7 и схемы совпадений 9 на выходе сумматора 10 образуется сигнал расстройки, который уменьшает частоту вращения двигателя. При нахождении импульса датчика оборотов в зоне А (II) триггер 7 изменяет свой потенциал на 1, благодаря чему схема совпадений 9 открывается и про1к:ходит суммирование двух сигналов с потенциалом 1. Знак расстройки изменяется на обратный и частота вращения двигателя возрастает. Под действием расстройки происходит смещение сигнала датчика оборотов в зону Б (III), триггер 8 перебрасывается и изменяет свой выходной потенциал с 0 на 1. Теперь суммируются потенциалы I и 0, и сигнал расстройки на выходе сумматора становится равным нулю. Таким образом, зона Б оказывается «зоной нечувствительности». В этот момент с триггера 8 разрешающий потенциал включает цепь точного фазирования и двигатель оказывается охваченным глубокой обратной связью по фазе сигнала 6250 Гц. При этом сигнал датчика оборотов будет размещен в зоне Б.

Таким образом, окончательное точное фазирование двигателя производится по высокочастотным сигналам 6250 Гц и положение диска оказывается жестко сфазированным с опорным сигналом 6250 Гц. Так как этот сигнал формируется триггерным делителем частоты, являющимся счетчиком импульсов, с установкой на нуль кадровым импульсом 50 Гц, то с выход.а делителя через логические схемы оказывается возможным снять любую последовательность импульсов с дискретным сдвигом, равным длительности входных импульсов, т.е. 16 мкс. Выбор импульсной последовательности, а также точная, в пределах 16 мкс, подстройка длительности задержки, создаваемой в фазовом модуляторе, производится при настройке аппарата. Это исключает необходимость точной фазировки и установки высокочастотного тахогенератора.

Использование импульсного фазового дискриминатора с зоной нечувствительности позволяет снизить требования к точности установки датчика оборотов (примерно до ±10-^-20 мкс), а релейные свойства его характеристики обеспечивают максимальное быстродействие. Кроме того, быстродействие системы значительно повышается при использовании дополнительного частотного дискриминатора. Все это, несмотря на сравнительно большую инерционность двигателя с диском головок, позволяет получить достаточно малое (2—3 с) время синхронизации. Точность работы САР—СД±0,5мкс.

Система регулирования средней скорости ленты САР—CJ1, как и обычно, работает во время воспроизведения в режиме фазовой автоподстройки частоты воспроизводимого с ленты контрольного сигнала. Ее отличительной особенностью является использование в качестве исполнительного элемента электромагнитной муфты, которая установлена на ведущем валу. Ведущий вал приводится во вращение через пассик от двигателя.

Обмотки муфты через импульсный усилитель мощности подключена на выход триггера, работающего в качестве фазового дискриминатора систем САР—СЛ. При изменении фазового соотношения между опорными кадровыми импульсами 50 Гц и импульсами канала управления, воспроизводимыми с ленты, изменяется длительность выходных импульсов триггера. Это приводит к изменению среднего постоянного тока, а следовательно, и тормозного момента муфты, что в свою очередь вызывает изменение скорости движения ленты. Цепь регулирования по 50 Гц включается в тот момент, когда монтажные импульсы, воспроизводимые и опорные, совпадают. Точность работы системы САР—СЛ не хуже, чем ±0,1 мс.

Система компенсации выпадений (СКВ) телевизионного сигнала в видеомагнитофоны «Кадр-103» выполняет две функции. Во время выпадения СКВ замещает основной сигнал другим сигналом, сформированным из сигнала яркости предыдущей строки и сигнала цветности, задержанного иа две телевизионные строки. Задержка сигналов осуществляется тремя стандартным!! ультразвуковыми лн-ниями задержки (УЛЗ), причем сигнал яркости переносится в рабочую полосу УЛЗ путем амплитудной модуляции частоты специального гетеродина и последующего детектирования. Для ликвидации переходных процессов из-за скачков фазы в момент переключения сигналов задержанный сигнал цветности фазируется с основным с помощью управляемого фазовращателя с точностью ±45°. Вторая функция СКВ — замещение периодического провала, возникающего в сигнале при переходе магнитной головки с верхнего края ленты на нижний. Так как момент перехода сфазирован системой управления с 4-й или 315-й телевизионной строкой и занимает интервал времени 500- 600 мке, то он приходится на время прохождения кадрового, гасящего спнхроимнульса, причем точность его фазирования состав-

Рис. 10. Структурная схема системы электронного монтажа программ.

ляет ± 1 мкс. На выходе СКВ провал замещается уровнем черного, а после системы обработки в этот интервал вставляются опорные строчные синхроимпульсы. Срабатывание СКВ во время провала происходит от импульсов датчика оборотов БВГ и по зависит от э. д. с. головки, что исключает ложное замещение уровнем черного во время активной части изображения.

Система электронного монтажа программ (ЭМП), встроенная в видеомагнитофоне «Кадр-103», обеспечивает ручной монтаж программ. Структурная схема ЭМП приведена иа рис. 10. В систему входят блок задержки 16, блок монтажа 17, генератор стирания 8 и устройство выбора режима работы, конструктивно расположенное в панели управления 14. Па схеме также указаны системы видеомагнитофона (см. также рис. 7), участвующие в монтаже.

Для управления на систему ЭМП подаются команды от устройства выбора режимов, монтажные импульсы с частотой 12,5 Гц от

опорного селектора 18 и импульсы с частотой 50 Гц от второго датчика оборотов 2, сдвинутого иа 64° относительно первого. Устройст-ство выбора режимов монтажа может управляться кнопками, расположенными на панели управления, или с пульта дистанционного управления аппаратом. Оно позволяет проводить электронный монтаж по всем каналам одновременно в режиме «Продолжение» либо раздельно, по выбору, а в канале изображения или в любом из звуковых каналов при включении режима «Вставка».

Блок задержки состоит из формирователя сигнала датчика обо-ротоз и схем задержек, обеспечивающих возможность автоматического перехода блоков в требуемые режимы. В блоке монтажа, состоящем из сдвигающего регистра, логических схем, запоминающих триггеров и релейных усилителей, осуществляются временная задержка и логическая обработка монтажных импульсов для включения в Определенной последовательности блоков видеомагнитофона в режйМ «Запись» или «Воспроизведение».

Особенностью системы ЭМП одноголовочпого видеомагнитофона, отличающей ее от четырехголовочного, является применение специальной вращающейся магнитной головки 19, стирающей предыдущую запись по наклонной дорожке до тех пор, пока к записывающей головке не подойдет чистая лента, стертая головкой общего стирания 1. В видеомагнитофоне «Кадр-103» в качестве стирающей применена ферритовая магнитная головка, имеющая малые потерн на :>ысоких частотах. Питается головка от генератора частотой 15 МГц

через емкостный бесконтактный токосъемник, а управляется сигналами системы ЭМП.

Во время работы системы ЭМП коммутатор записи 13 и генератор видеостнрапия 15 управляются электронными ключами, а все остальные цепи — при помощи обычных реле по командам, вырабатываемым в блоке задержки и в блоке монтажа. Монтажные команды подаются в САР—СЛ 9, управляющую двигателем 3, в усилители 6, 7 записи звуковых каналов, генераторы подмагннчи-вания 5 и канал управления 10. По командам системы ЭМП к ви-цеоголовке с помощью реле 11 подключается усилитель записи 12. Если в режиме «Продолжение» все необходимые блоки переводятся в режим «Запись», то в режиме «Вставка» ранее записанный сигнал управления сохраняется, общая стирающая головка 1 не включается, а капал управления 10 остается в режиме воспроизведения.

Репортажный видеомагнитофон «Кадр-103» с одной стороны представляет собой законченное функциональное устройство, а с другой — является базой для других Моделей с более широкими техническими и эксплуатационными возможностями. В частности, в комплекте с регенератором РГ-100 он дает возможность воспроизводить в эфир цветовой телевизионный сигнал со стандартными параметрами, синхронный с опорным еннхрогенератором студии. В состав регенератора (рис. 11) входит предварительный корректор временных искажений 1 с пределами регулирования ±8 мке и остаточной ошибкой ±300 не, точный корректор временных искажений 2, имеющий пределы регулирования ±500 не н остаточную временную ошибку не хуже ±20 не относительно внешней опоры, блок обработки воспроизводимого сигнала 5, блок фазирования опоры 4 и блок управления 3. Входной видеосигнал последовательно корректируется сначала корректором 1, потом 2. Воспроизводимые синхро- и гасящие импульсы (ССВ) заменяются на опорные (ССЗ) в блоке обработки 5. Сигналы управления форме цифрового кода вырабаты-

Рис. 11. Структурная схема регенератора.

Рис. 12. Видеомагнитофон «Кадр-103» в комплекте с регенератором РГ-100.

ваются в блоке 3 при сравнении фазы ССВ с фазой ССЗ, причем для повышения точности из ССВ предварительно формируется пилот-сигнал, по которому определяется ошибка. С целью более точного фазирования в видеомагнитофоне «Кадр-103» предусмотрен блок 4, одновременно формирующий сигнал ССО для фазирования

видеомагнитофона, на который переписывается программа. Дополнение этого комплекта контрольными и коммутационными приборами наделяет его всеми функциями, свойственными студийным профессиональным видеомагнитофонам.

На рис. 12 приведен общий вид одноголовочного видеомагнитофона «Кадр-103» в комплекте с регенератором РГ-100.

Перейдем к рассмотрению структурных схем бытовых видеомагнитофонов.

Упрощенная структурная схема бытового видеомагнитофона для записи черно-белых телевизионных сигналов приведена на рис. 13.

Рис. 13. Упрощенная структурная схема бытового видеомагнитофона.

Записываемый телевизионный сигнал сначала подвергается автоматической регулировке усиления, фиксации уровней черного и белого, частотным предыскажениям, а затем модулирует несущую частоту видеомагнитофона в модуляторе /. Полученный ЧМ сигнал усиливается усилителем записи 2 (их может быть два на каждую из головок, что позволяет индивидуально подбирать оптимальный ток записи) и через токосъемники 9 подается в головки МГ2 и ЛЩ. Одновременно телевизионный сигнал поступает в опорный селектор 8, где из пего выделяются кадровые синхроимпульсы, которые усиливаются усилителем записи сигнала управления 10 и записываются на ленту головкой МГЛ.

Сигнал звукового сопровождения подается в универсальный усилитель 15 н записывается головкой МГ5, в которую высокочастотное подмагннчивание приходит от генератора 14. Головка МГ| стн-рает ранее сделанную запись и питается от того же генератора. При воспроизведении ЧМ сигнал от головок МГ2 и М1\ усиливается и корректируется усилителями 3 и поступает в электронный переключатель 4, который коммутирует выходы усилителей в соответствии с углом поворота диска с головками и суммирует оба сигнала.

Суммарный ЧМ сигнал ограничивается в ограничителе 5 и попадает в демодулятор 6. На выходе демодулятора образуется видеосигнал, который может быть подан либо на видеоконтролыгос устройство, либо через адаптер на обычный телевизор.

Сигнал звукового сопровождения воспроизводится головкой МГ5, усиливается и корректируется усилителем 15 и через адаптер поступает в телевизор.

Во всех режимах работы двигатели 7 ЛПМ питаются от сети. В самых простых бытовых видеомагнитофонах скорость движения ленты не регулируется, а частота вращения диска с головками 16 подстраивается управляющим сигналом, воспроизводимым головкой Л1Г4 и усиливаемым усилителем 10. Частота вращения диска с головками МГ2 и МГ3 и их положение по отношению к ленте должны быть строго определенными как при записи, так и при воспроизведении. Для обеспечения этого служит система автоматического регулирования частоты вращения диска САР—СД11, в которую также входят датчик числа оборотов диска 12 и электромагнитный тормоз 13.

Регулирование частоты вращения диска с помощью магнитного тормоза осуществляется следующим образом. Диск через резиновый пассик приводится во вращение от синхронного двигателя, питаемого от'сети. При подаче в обмотку магнитного тормоза управляющего тока частота вращения начинает уменьшаться из-за возникающего торможения и проскальзывания пассика. Выбором соответствующего соотношения диаметров шкивов ременной передачи частота вращения диска при отсутствии тока в магнитном тормозе выбирается на 1—2% выше номинальной. Это дает возможность регулировать частоту вращения в обе стороны от номинальной.

Структурная схема САР—СД с магнитным тормозом изображена на рис. 14. Опорный сигнал (обычно полукадровые импульсы, выделяемые из записываемого видеосигнала) параллельно подается на фазовый дискриминатор 7, усиливается усилителем 3 и записывается головкой управления МГ на ленту. В фазовом дискриминаторе с ним сравниваются "импульсы датчика оборотов 2, предварительно сформированные формирователем 5. Сигнал ошибки с фазового дискриминатора усиливается усилителем постоянного тока 6 и подается в электромагнитный тормоз 4. При воспроизведении контрольные импульсы воспроизводятся головкой МГ, усиливаются и подаются в фазовый дискриминатор вместо опорного сигнала. Так как диск с вращающейся головкой 1, тормозом и датчиком оборотов 2 находятся на одной оси, то положение головки МГ-2 жестко фиксируется в лрд-странстве, что обеспечивает совпадение траектории движения воспроизводящих готовок с зрписанными магнитными дорожкам!

Рис. 14. Структурная схема САР—СД с магнитным тормозом.

Структурные схемы каналов изображения видеомагнитофонов для записи цветовых сигналов в значите пьной степени определяются выбранным способом записи. Поэтому они рассматриваются при описании того или иного способа записи.

Структурные схемы каналов записи звукового сопровождения в бытовых видеомагнитофонах аналогичны структурным схемам звуковых магнитофонов.