Стереозапись звука вращающимися головками видеомагнитофонов

Падение цен на бытовую аудио- и видеотехнику в 1996 — 1997 гг. коснулось и видеомагнитофонов с высококачественным стереозвуком, считавшихся ранее элитными. Существенно расширился и ассортимент продаваемых в России видеофильмов со стереозвуковым сопровождением, что стимулировало рост интереса к системам домашнего кинотеатра с «окружающим» звуком. Заинтересовались такими видеомагнитофонами и любители высококачественного звуковоспроизведения. Появились различные слухи и домыслы о качестве звучания, о возможности производить записи на видеокассеты с проигрывателей компакт-дисков и других источников высококачественного звука, о надежности и сроке эксплуатации верхних цилиндров БВГ и др. Поскольку доступной технической литературы на русском языке по этой тематике практически нет, на взгляд автора, заслуживает внимания информация о результатах испытаний, способах регулировки и ремонта наиболее распространенных моделей стереофонических видеомагнитофонов.

Следует отметить, что в общих чертах о работе и устройстве таких аппаратов имеется ряд публикаций в отечественных изданиях, например в [1], однако они рассчитаны в основном на пользователей аппаратуры и мало пригодны для решения практических вопросов сервиса.

Положительных сторон у стереофонических видеомагнитофонов существенно больше, чем у обычных даже высококлассных аппаратов для магнитной записи звука и изображения. Высокая плотность записи в сочетании с относительно низкими ценами на видеокассеты VHS дают уникальную возможность коллекционирования музыкальных записей с любых аналоговых источников с качеством, близким к звучанию фонограмм с компакт-дисков.

Так, видеомагнитофоны, имеющие режим SIMUL, при скорости протяжки ленты 11,7 мм/с (LP) на видеокассетах Е-240 обеспечивают восьмичасовую запись видеофильмов со звуком на продольной дорожке и еще восьмичасовую высококачественную стереозапись звука с любых внешних источников, т. е. 16 часов информации на одной кассете! Запись сигналов видео и звука на продольную дорожку в режиме SIMUL ведется с внутреннего тюнера видеомагнитофона, т. е. источниками программ могут быть эфирное и кабельное телевидение, РЧ выходы видеомагнитофонов, видеокамер, видеопроигрывателей и т. п. Одновременно с этим можно сделать стереозапись с проигрывателя компакт- или виниловых дисков, магнитофонов и других источников.

Происхождение термина SIMUL связано с так называемым «симулирующим» стереозвуковым сопровождением телепередач — SIMULCAST(SIMU-LATE CASTING), проводившимся в США в 80-е годы. Некоторые телевизионные программы сопровождали одновременной передачей звуковых программ в интервале 88...108 МГц. Применив обычный УКВ стереоприемник, можно было их принять и записать. Это позволяли делать и видеомагнитофоны некоторых фирм, причем запись во многих моделях велась на две продольные дорожки. В частности, еще в 1985 г. видеомагнитофон JVC — HR - D235U стандарта НТСЦ - М имел режим SIMUL, шу-моподавитель DOLBY - В и записывал стереозвук на линейных дорожках с весьма высоким качеством (скорость протяжки видеомагнитофонов VHS NTSC — 33,35 мм/с).

Для того чтобы обстоятельно разобраться в реальных возможностях стереофонических видеомагнитофонов, в 1996 г. был приобретен Hi-Fi аппарат JVC — HR-J627MS (далее для краткости — 627-й), обеспечивающий работу в режиме SIMUL. Он получил высшую оценку экспертов журнала STEREO & VIDEO по качеству звука [2]. Кроме него, тестировались также модели HITACHI — VT-F80E, PANASONIC — NV-HD650EE, PHILIPS — VR-757, SAMSUNG — SVR-145D, SHARP — VC-MH83, SONY — SLV-E810EE, TOSHIBA — V-K60J.

Согласно указанным в [2] результатам 627-й по тракту Hi-Fi обеспечивает отношение сигнал/шум 76 дБ и неравномерность АЧХ (в полосе частот от 20 Гц до 20 кГц) 0,8 дБ. Они не вызывают сомнений за исключением специфического факта: при прослушивании записей, сделанных с компакт-дисков, звук в паузах полностью исчезал. Однако шум работающего ЛПМ видеомагнитофона был хорошо слышен с расстояния 1,5...2 м. Следовательно, чтобы реализовать высокий потенциал таких видеомагнитофонов по отношению сигнал/шум, их нужно запирать в шкаф или пользоваться головными телефонами.

В процессе проведения ремонтно-регулировочных работ и испытаний 627-го, а также других видеомагнитофонов (JVC—HR-P80A; PANASONIC:NV-F55AV, NV-F65EE, NV-HD100EE, NV-FS88EE, AG-5700; SONY — SLV-821, UNIVERSUM — VR-715) была собрана информация по их техническим возможностям и особенностям звуковых трактов. Наиболее интересная информация будет опубликована.

Среди аудиолюбителей также циркулируют различные слухи и домыслы относительно использования стереофонических видеомагнитофонов для высококачественной записи звука в сравнении с обычными магнитофонами. Слух первый — вращающиеся аудиоголовки изнашиваются значительно быстрее видео головок, т. е. при нормальном воспроизведении изображения в канале звука появляются помехи и треск. При определенной наработке указанное явление действительно присуще многим моделям видеомагнитофонов, однако с трудом верится, что головки из одних и тех же материалов, расположенные на одном и том же верхнем цилиндре, изнашиваются по-разному. Причины, очевидно, в другом.

Для прояснения этого вопроса были проведены испытания ряда видеомагнитофонов с «изношенными» (с большой наработкой) головками, представленных некоторыми студиями ви-деозвписи. В качестве измерительной использовалась лента с записью на новом, без наработки, видеомагнитофоне JVC—HR-J627S: видеосигнал — белое поле, по обоим каналам Hi-Fi звука — непрерывный синусоидальный сигнал частотой 1 кГц. Контроль огибающей ЧМ сигнала яркости и звука проводился двухканальным осциллографом С1-83 в режиме внешней синхронизации сигналом переключения видеоголовок (DFF).

Типичная картина, возникающая при износе механики стереофонических видеомагнитофонов, проиллюстрирована на рис. 1. Для примера выбрана модель PANASONIC — NV-F55AM. Показан конкретный случай из практики автора. Отклонения огибающей от необходимой прямоугольной формы могут быть и другими, не совпадающими с осциллограммами на рис. 1, а и б.

В современных видеомагнитофонах точность следования видео головок по строчкам сигналограммы обеспечивают устройства, называемые системами автотрекинга. Однако их эффективность во многих случаях недостаточна. Работа таких устройств начинается по команде микропроцессора системы управления или в момент включения режима воспроизведения, или во время появления ЧМ сигнала яркости после незаписанных на ленте участков. Про-детектированный (и преобразованный в цифровую форму) яркостный сигнал с выхода предварительного усилителя поступает на микропроцессор системы управления, который одновременно подает серию посылок в фазовый канал САР ВВ. Это вызывает перемещение видеоголовок перпендикулярно строчкам записи (то же самое можно сделать ручным регулятором трекинга). Соответствующий каждому отсчету цифровой код напряжения сигнала яркости заносится в ОЗУ системы управления, вычисляется его максимальное значение и устанавливается соответствующая ему посылка для САР ВВ.

Процесс длится несколько секунд, т. е. вычисляется некоторое средневы-прямленное за несколько десятков полей напряжение ЧМ сигнала яркости. Поэтому оптимальная установка тре-кинга возможна только при движении видеоголовок строго параллельно строчкам записи конкретной сигнало-граммы. При значительных отклонениях такие системы автотрекинга нередко ошибаются и устанавливают неоптимальный «трекинг» даже для видеосигнала, не говоря уже о ЧМ сигнале звука. Существуют конкретные для каждого видеомагнитофона минимальные напряжения ЧМ сигналов (U_min1, U_min2 на рис. 1), меньше которых воспроизведение сопровождается помехами и шумом.

Поскольку, в отличие от видео-, звуковые сигналы непрерывны, помехоустойчивость тракта Hi-Fi звука потенциально ниже (достижение уровня U_min1 в интервале гасящего кадрового импульса может никак не отразиться на изображении). По этой причине в основном и ставят такой «диагноз» головкам Hi-Fi звука: появляется треск при воспроизведении, значит, нужно менять верхний цилиндр. Однако показанные на рис. 1 отклонения формы огибающих ЧМ сигналов от прямоугольной устраняются соответствующей юстировкой «механики» видеомагнитофона.

Причины, из-за которых возникают подобные отклонения, вероятно, вызваны набором многих факторов. В частности, можно предположить износ оснований и фиксаторов наклонных стоек ЛПМ, опорных подшипников БВГ, кромки нижнего цилиндра БВГ и т. п.

Процедура юстировки узлов ЛПМ видеомагнитофонов обычно описана в инструкциях по ремонту (SERVICE MANUAL) на каждую конкретную модель или группу моделей, однако доступа к фирменной документации большинство наших ремонтников и специалистов не имеют. Кроме того, в инструкциях фигурируют трудно доставаемые тест-кассеты, специнструмент, специальные измерительные приборы и различная оснастка. Поэтому, даже имея инструкцию, бывает нелегко отрегулировать видеомагнитофон, особенно стереофонический. Тем не менее для специалистов, имеющих опыт работы с измерительной техникой и знакомых с принципами и особенностями наклонно-строчной видеозаписи, регулировка стереофонических видеомагнитофонов вполне по силам.

В общем случае для проведения работ по юстировке необходимо наличие широкополосного осциллографа (желательно двухканального), генератора испытательных телевизионных сигналов (ГИТС) и

Схема соединений приборов с видеомагнитофоном показана на рис. 2. В таблице указаны точки подключения приборов к некоторым распространенным у нас моделям (для большинства других моделей поиск точек подключения не представляет большой трудности).

В первую очередь, установив режим воспроизведения тест-кассеты, находят сигнал переключения видеоголовок, включив сначала режим внутренней синхронизации осциллографа. При отсутствии маркировок, непосредственно указывающих на назначение контрольных точек, таких как «DFF», «H.SW.», «PG», «SW.» и т. п., находят те из них, в которых наблюдаются импульсы формы меандр частотой 25 Гц (размах — обычно 5 В, реже — другие значения). Поиск ведут в блоках предварительных усилителей (PRE.AMPL.), системах управления (SYSCON) и авторегулирования (SERVO). Обычно контрольных точек с таким сигналом несколько. Они могут отличаться фазовым сдвигом, не зaметным при работе осциллографа в режиме внутренней синхронизации, поэтому необходимо после поиска его переключить на внешнюю.

Сигналы с найденных контрольных точек поочередно подают на вход «X» осциллографа, а на вход «Y» — видеосигнал непосредственно с видеовыхода видеомагнитофона. Сигналом переключения можно считать тот из них, при котором начало кадрового синхроимпульса будет отстоять (запаздывать) от начала развертки на время в пределах 300...400 мкс.

Поиск точек для контроля огибающих ЧМ сигналов яркости и Hi-Fi звука ведут в каналах изображения (VIDEO), предусилителя (PRE.AMPL.) и канала звука (Hi-Fi AUDIO). Искомые сигналы могут быть похожи по огибающей на изображенные на рис. 1 или иметь другой вид. В идеале это — синусоидальные колебания постоянного размаха с частотами 3...4 МГц для ЧМ сигнала яркости и 1,4...1,8 МГц для ЧМ сигнала Hi-Fi звука.

На первом этапе добиваются наибольшего приближения формы огибающей ЧМ сигнала яркости к прямоугольной в каждом поле телевизионного сигнала, соответствующем половине периода сигнала переключения (20 мс) формы меандр. При вращении отверткой винтов направляющих стоек (LOADING LEADER) изменяется угол между строчками записи на ленте и динамической траекторией движения видеоголовок, отклонения от их параллельности сопровождаются уменьшением ЭДС, считываемого видеоголовками ЧМ сигнала яркости с соответствующим изменением формы его огибающей (ENVELOPE). На рис. 3 показаны формы огибающей при различных положениях направляющих стоек.

В процессе регулировки могут возникнуть нестандартные ситуации, затрудняющие проведение работ. В частности, иногда вращение направляющих стоек может быть очень тугим. В этом случае желательно слегка отпустить винты их торцевых фиксаторов (SET SCREW), для чего необходим Г-образ-ный шестигранный ключ (диаметром обычно около 1 мм).

Существенные отличия формы огибающей в соседних полях телевизионного сигнала свидетельствуют о неточной установке видеоголовок на диске по высоте. В таком случае обычно требуется замена верхнего цилиндра БВГ. Однако при наличии некоторого опыта выставить достаточно точно высоту видеоголовок можно и в домашних условиях путем постепенного вращения соответствующих юстировочных винтов на верхнем цилиндре, наблюдая при каждом повороте форму огибающей.

Следующий этап регулировки — проверка сохранения прямоугольной формы огибающей при ручном изменении трекинга. Если при его изменении форма огибающей деформируется, необходима повторная регулировка высоты направляющих стоек в том положении регулятора трекинга, в котором наблюдается наибольшая деформация. В идеале при изменении трекинга во всем интервале регулировки должен меняться только размах огибающей.

В заключение необходимо проверить правильность установки момента переключения видеоголовок, для чего вход «Y» осциллографа соединяют с гнездом VIDEO OUT видеомагнитофона. Если начало кадрового синхроимпульса отстоит от фронта импульса переключения на время, отличающееся от 384±64 мкс, подстраивают соответствующий регулятор САР (обычные маркировки — «CH1.SW.», «PGA», «PGB», «PG. SFT» и т. п., см. [3]).

Регулировка траекторий движения вращающихся звуковых головок имеет ряд особенностей. Прежде всего необходимо определить размах ЧМ сигнала звука U_min2 (рис. 1,б), для чего, медленно изменяя трекинг, находят положение, при котором возникает треск в воспроизводимом сигнале. При воспроизведении тест-кассеты сигнал контролируют на головные телефоны через внешний усилитель с максимально «поднятыми» высокими частотами. В момент возникновения треска прекращают изменять трекинг и измеряют U_min2. Следует отметить, что измеренное значение характерно лишь для одного видеомагнитофона. Для других аппаратов обязательно требуется его индивидуальное определение.

Последующие действия зависят от особенностей считывания ЧМ сигналов звука вращающимися головками в регулируемом видеомагнитофоне. Если в процессе отработки установочного цикла системой автотрекинга форма огибающей ЧМ сигнала звука близка к прямоугольной, а ее размах в установившемся режиме (после отработки трекинга) не менее чем в 1,5...2 раза превышает U_min2, значит, регулировка закончена и аппарат готов к воспроизведению записей со стандартной сигналограммой.

Необходимо отметить, что для новых (без наработки) верхних цилиндров, отъюстированных на предприятиях солидных изготовителей, проблем, связанных с несовпадением траекторий видео- и звуковых головок, как правило, не возникает. Однако это довольно характерно для изношенных, и особенно с индивидуально установленными головками, верхних цилиндров. В таких случаях может потребоваться дополнительная регулировка высоты направляющих роликов так, чтобы в установившемся режиме по трекингу размах огибающей ЧМ сигнала звука был больше U_min2хотя бы на 20...30 %.

Серьезные затруднения при регулировке могут возникнуть в случае индивидуальной замены отдельных видео- или звуковых головок. При этом описанные выше операции требуется проводить одновременно с юстировкой замененных головок по высоте. Описание такого процесса выходит за рамки этой статьи и, по возможности, будет дано в следующих публикациях.

Несколько слов о результатах «субъективных» испытаний стереофонических видеомагнитофонов. Для их проведения была использована аппаратура и компоненты так называемой «умеренной» ценовой категории. В качестве УМЗЧ — ресиверы PIONEER — SX-102 (200 долл.), TECHNICS — SA-ЕХ300 (360 долл.), усилитель AKAI — АМ-57 (более 400 долл.), акустические системы — S-50B «Радиотехника», проигрыватель компакт-дисков (ПКД) — TECHNICS — SL-PG460A (200 долл.), проигрыватель виниловых пластинок — AKAI — АР005, головные телефоны — SONY — MDR-35.

На видеомагнитофон записывался музыкальный фрагмент с ПКД. Затем повторно запускался ПКД и синхронно с ним видеомагнитофон. Переключались входы ресивера и сравнивалось звучание «источника» и сделанной с него копии, т. е. организовывалось подобие сквозного канала. Внимание уделялось не самому качеству звучания, а только отличиям воспроизводимой фонограммы от оригинала. Это позволило снизить влияние субъективного фактора на результаты испытаний.

Наиболее важный вывод, сделанный для видеомагнитофона JVC — HR-J627MS, — звучание «копии» практически идентично «оригиналу» за исключением небольшого различия в уровнях громкости. Следует сразу отметить, что в качестве экспертов выступали исключительно рядовые слушатели, поскольку получить вразумительную, пригодную для последующего изложения оценку местных «аудиофилов» не представляется возможным (насколько трудно проводить субъективную оценку качества звучания аудиоаппаратуры, рассказано в [4]).

Наиболее существенное влияние на качество звучания оказывал тип примененного усилителя. Как ни странно, но предпочтение было отдано самому дешевому (из испытанных) ресиверу PIONEER — SX-102. Озвучивание им передач радиостанции «Ностальжи» озадачивало «аудиофилов»: они не могли поверить, что дешевые (70 долл. за пару) отечественные колонки S-50B могут давать звук весьма высокого качества.

Возникшая неисправность тюнера этого ресивера дала повод заглянуть внутрь него и ознакомиться с элементной базой и особенностями конструкции. Выходные каскады УМЗЧ выполнены на комплементарных парах биполярных транзисторов 2SA1803 (p-n-р)и 2SC4688 (n-р-n), установленных на теплоотводах из алюминия толщиной 0,5 мм, состоящих из шести П-образных ребер размерами 55x90 мм каждое. Все ребра укреплены на алюминиевой пластине толщиной 2,5 мм размерами 195x115 мм.

К сожалению, автор не располагает информацией о транзисторах выходных каскадов, а вот на комплементарные пары транзисторов предвыходных каскадов сведения имеются:
2SA956 (р-п-р), 2SC2235 (п-р-n) фирмы TOSHIBA в корпусах TO-92MOD — U_КЭmax = 120 В, l_Кmax = 0,8 А, Р_к=0,9 Вт (без теплоотвода), I_КБобр = 0,1 мкА, h_21Э = 80...240, U_КЭнас=1 В, f_т = 120 МГц;

2SA1145 (p-n-p), 2SC2705 фирмы TOSHIBA в тех же корпусах — U_КЭmax = 150 В, l_Кmax = 0,05 А, Р_к = 0,8 Вт (без теплоотвода), остальные сведения, как у предыдущих, за исключением f _т = 200 МГц.

Малошумящие транзисторы входных каскадов 2SA992 (р-п-р) фирмы NEC в корпусах ТО-92 имеют следующие параметры: U_КЭmax = 120 В, l_Кmax = 0,05 А, Р_к =0,5 Вт, I_КБобр = 0,05 мкА, h_21Э = 200...800, U_КЭнас = 0,3 В, f_T = 50 МГц, U_ш = 40 мВ при К_у=80 дБ и P_G=100 кОм (выходное сопротивление источника сигнала).

В блоке питания применен трансформатор на Ш-образном магнито-проводе размерами 75x65x51 мм с медным ленточным экраном, два конденсатора фильтра (5600 мкфх50 В) фирмы ELNA соединены последовательно. Коммутатор входов ресивера выполнен на микросхеме ТС9164 (28 выводов) фирмы TOSHIBA. Тюнер состоит из преселектора УКВ на дискретных элементах, блока радиоканала, выполненного на одной микросхеме LA1851 (УКВ, СВ, ДВ) фирмы SANYO и синтезатора частоты гетеродина на микросхеме LM7001 (образцовый кварцевый генератор на частоту 7,2 МГц).

При ремонте такого тюнера неисправность, заключавшаяся в отсутствии приема на всех диапазонах, проявлялась в резком увеличении токо-потребления по выводам 3 и 7 микросхемы IC101 (LA1851), в результате чего вышел из строя транзистор Q110 (2SC1740) в цепи питания этой микросхемы. После замены транзистора и микросхемы работоспособность аппарата восстановилась.

Основные характеристики УМЗЧ ресивера PIONEER — SX-102 (у SX-202R они такие же), заявленные фирмой: Р_вых = 2х55 Вт (на 4 Ом) при КНИ = 0,07 %, диапазон частот 10 Гц...70 кГц (по уровню - ЗдБ).

ЛИТЕРАТУРА