Конструктивные особенности видеоголовок
Вопросы, связанные с заменой видеоголовок, в ремонтной практике возникают довольно часто, что нередко связано с рядом проблем. Как правило, в сервисных инструкциях при износе или повреждении видеоголовок предусмотрена замена верхних цилиндров БВГ (UP DRUM), типы которых на сегодняшний день исчисляются сотнями. Многие типы верхних цилиндров (ВЦ) недороги и недефицитны. В то же время большое число типов ВЦ относится к очень дорогим либо труднодоступным — это касается в основном многоголовочных ВЦ видеомагнитофонов и видеокамер всех аналоговых форматов (VHS/S — VHS, VHS-C/S — VHS-C, VIDEO8/Hi-8). Цифровые форматы здесь не рассматриваются.
Нередко встречаются ситуации, когда выйти из трудного положения можно путем замены самих видеоголовок, однако на практике сделать это весьма непросто, так как требуется специальное оборудование. Даже если такое оборудование имеется, возникают проблемы, связанные с отсутствием информации о технических параметрах самих видеоголовок. Такого рода сведения крайне редко публикуются в открытых источниках, поэтому рассмотрение вопросов по этой тематике представляется весьма целесообразным. Здесь можно выделить три группы проблем:
- конструктивные особенности и электрические параметры видеоголовок;
- вопросы, связанные с установкой видеоголовок на верхние цилиндры;
- порядок действий по снятию и установке ВЦ на конкретные БВГ.
Начнем с рассмотрения конструктивных особенностей видеоголовок.
Видеоголовки выпускают как фирмы, производящие видеомагнитофоны и видеокамеры, так и специализированные, выпускающие компоненты, такие как ALPS, FUTEK, NIKKO и др., а также некоторые отечественные заводы. Геометрические размеры самих видеоголовок и радиаторов, на которых они установлены, определяются прежде всего форматом видеозаписи.
В форматах VHS/S — VHS видеоголовки можно классифицировать по назначению: видео, Hi-Fi, стирающие; по их числу на радиаторе: одно- или двухчиповые; по типоразмеру радиаторов (определяются заводами изготовителями); по геометрическим размерам и конфигурации наконечников видеоголовок.
На рис. 1 показана двухчиповая видеоголовка с радиатором, геометрических размеров которого придерживается большинство японских фирм. Поэтому при подборе подходящих для замены вариантов проблем с установкой видеоголовок на ВЦ обычно не возникает. „Несовместимыми” являются видеоголовки фирмы PHILIPS, показанные на рис. 2.
Рис. 1
Рис. 2
Решающим фактором при выборе аналогов для замены является форма наконечника видеоголовки. На рис. 3 показаны конфигурации наконечников видеоголовок в районе рабочих зазоров верхнего цилиндра PDM3350-3 фирмы JVC (применяются в стереовидеоплеерах JVC-HR-Р80А, Р90).
Рис. 3
Размеры, приведенные на рисунке, измерены с помощью микроскопа с нониусным приводом, поэтому возможна погрешность до 10%.
Одной из особенностей форматов с наклонно-строчной записью, в том числе VHS, является отсутствие на магнитной ленте межстрочных промежутков (незаписанных участков) между соседними дорожками. Помехи от сигналов со смежных дорожек при этом подавляются за счет разных углов наклона зазоров видеоголовок a.
Ширина дорожек записи в формате VHS при работе в стандарте ТВ 625/50 составляет 49 мкм в режиме SP (STANDART PLAY) и 24,5 мкм в режиме LP (LONG PLAY); в стандарте ТВ 525/60 — 58 мкм (SP) и 19 мкм в режиме ЕР (EXTENDED PLAY). Чтобы запись осуществлялась без межстрочных промежутков, эффективная длина рабочего зазора видеоголовки Lэфф должна быть не менее ширины дорожки в каждом режиме.
Под эффективной длиной зазора следует понимать Lcosa, где L — геометрическая длина зазора. От ширины дорожки и соответственно от эффективной длины зазора видеоголовки зависит уровень ЧМ сигнала, считываемого с ленты, и в конечном итоге соотношение сигнал-шум на видеовыходе видеомагнитофона.
С уменьшением ширины дорожки увеличивается чувствительность видеомагнитофонов к выпадениям из-за микродефектов в рабочем слое магнитной ленты. В этом отношении наилучшие результаты реализуются аппаратурой, работающей в системе NTSC и стандартном режиме SP с видеоголовками, имеющими эффективную длину зазора порядка 60 мкм. Дополнительное улучшение качества изображения в этой системе получается за счет более высокой скорости головка-лента (5,8 м/с), чем в аппаратуре PAL/SECAM (4,8 м/с) и в 1,2 раза большей длины участка ленты, соответствующего одной строке.
В большинстве видеомагнитофонов видеоголовки имеют длину зазора порядка 50 мкм в режиме SP и 25 мкм в режиме LP. В режиме ЕР-NTSC ширина дорожки составляет 19,3 мкм. Для работы в этом режиме в многосистемных видеомагнитофонах обычно используются головки LP со значительно большей длиной зазора и соответствующим снижением качества изображения. В последние годы появились видеомагнитофоны с режимом ЕР для систем PAL/SECAM, ширина дорожки в этом случае составляет 16,3 мкм. В ряде моделей видеомагнитофонов и видеокамер VHS используются видеоголовки с уменьшенной длиной зазора, например в видеокамере PANASONIC-NV-M9000 — 35 мкм. Особенно это характерно для двухскоростных видеомагнитофонов с двумя видеоголовками и видеокамер VHS-C/S — VHS-C. При этом качество изображения в режиме SP оказывается ниже потенциально достижимого из-за существенно меньшей длины зазора. Кроме того, в режимах ускоренного просмотра и стоп-кадра на изображении появляются широкие шумовые полосы. На рис. 4 схематично показано положение зазоров видеоголовок с азимутальным углом наклона +6° на магнитной сигналограмме. „Видимыми” для этих головок являются дорожки 1, 3, 5, уровни воспроизводимых ими ЧМ сигналов яркости с дорожек 2, 4, 6 крайне малы, т.е. они для этих головок „невидимы”. В режимах ускоренного просмотра динамическая траектория движения видеоголовок перемещается поперек дорожек, и в определенные моменты зазоры головок оказываются не на „своих” дорожках, что вызывает появление шумовых полос.
Рис. 4
Головки Hi-Fi звука в аппаратуре VHS/S — VHS имеют азимутальные наклоны ±30° и выпускаются только в одночиповом исполнении. Эффективная длина зазора звуковых Hi-Fi головок обычно меньше ширины дорожки стандартного режима SP и лежит в пределах 30-40 мкм (рис. 3).
При этом на сигналограмме в режиме SP появляются межстрочные промежутки, благодаря чему уменьшаются перекрестные помехи от сигналов с соседних дорожек записи [1].
Однако для замедленного режима LP длина зазоров Hi-Fi головок оказывается больше ширины дорожек записи, межстрочных промежутков нет, однако отношение сигнал-шум в звуковом тракте при этом не меньше, а во многих случаях даже больше, чем в режиме SP.
Ширина зазора видеоголовок лежит в пределах 0,2…0,35 мкм, звуковых — 1 мкм, материалами для сердечников головок служат ферриты и сплавы различных металлов (пермаллой, альфенол, сендаст, аморфные сплавы). Определить тип сердечника на практике затруднительно, а в руководствах по сервису таких данных нет.
Различие электрических параметров различных типов видеоголовок оказывает существенное влияние на результат при их замене в дорогостоящей VHS Hi-Fi и особенно в S-VHS аппаратуре. Проявляется это в основном в режиме записи. Поэтому производить индивидуальную замену видеоголовок в такой аппаратуре нежелательно.
Точность установки видеоголовок на диске имеет решающее влияние на качество работы видеомагнитофонов во всех режимах. Прежде всего следует обратить внимание на следующее: каждая из видеоголовок должна находиться на своем месте относительно метки положения на ВЦ, так как при неправильной установке не будет воспроизводиться цвет в системах PAL и NTSC, то же самое будет если ВЦ неправильно установлен на роторе БВГ (повернут на 180°). Алгоритм работы канала цветности предусматривает фазовую манипуляцию поднесущей сигнала цветности в системах PAL и NTSC. Сделано это для уменьшения перекрестных помех от сигналов с соседних строчек записи в режиме воспроизведения с помощью гребенчатых фильтров на одну (NTSC) или две строки (PAL). Дело в том, что эффективность подавления перекрестных помех с помощью азимутального разворота зазоров видеоголовок на ±6° для низкочастотных сигналов цветности невелика (627 кГц у PAL, 629 кГц у NTSC) и не превышает 15…20 дБ.
Для системы SECAM такого подавления оказывается достаточно и коммутация фазы сигнала цветности не производится. Для обеспечения совместимости записей, сделанных на разных видеомагнитофонах, все фирмы-изготовители придерживаются определенных правил: в интервале работы видеоголовки ВГ1 с азимутальным углом +6° сигнал цветности записывается со сдвигом фазы поднесущей на +90° от строки к строке (0°, +90°, +180°, +270°, 0° и т.д.). В интервале работы видеоголовки ВГ2 с азимутальным углом –6° сигнал цветности записывается со сдвигом –90° в системе NTSC и без фазовой коммутации в системе PAL. При воспроизведении порядок коммутации фазы сигнала цветности от строки к строке обратный: –90° для видеоголовки ВГ1 и +90° для ВГ2 (в системе PAL фаза не коммутируется).
Немаловажное значение для качественной работы видеомагнитофона имеет точность установки по углу противоположных видеоголовок: допустимое отклонение от 180° не превышает нескольких угловых минут. Визуально неточная установка проявляется в дрожании вертикальных линий в верхней части изображения с частотой кадров.
Для юстировки видеоголовок по высоте относительно нижнего края ВЦ предусмотрены специальные юстировочные винты. Двухчиповые видеоголовки фирмы PHILIPS нередко юстируются одним винтом, а основная масса двухчиповых японских — двумя, для SP и LP головок. Точность следования видеоголовок по строкам сигналограммы на магнитной ленте полностью определяется положением видеоголовки по высоте, в идеале они должны двигаться по ним строго параллельно. Причем речь идет о стандартной (образцовой) сигналограмме, так как собственные записи видеоголовки в конкретном видеомагнитофоне правильно считают и при их неточной установке по высоте.
Для обеспечения долговременной и качественной работы вынос сердечника видеоголовок за пределы внешней поверхности ВЦ обычно находится в пределах десятков микрометров (ориентировочное значение для VHS —30 мкм). От величины выноса зависит надежность контакта головки с лентой и время предстоящей наработки. При работе БВГ в нормальных условиях лента скользит вокруг него на „воздушной подушке”, не касаясь поверхности ВЦ, для чего на него наносят несколько концентрических канавок, способствующих образованию воздушного зазора. При запотевании поверхности ВЦ лента практически „прилипает” к нему, т.е. имеет место аварийный режим. Для контроля влажности во многих моделях видеомагнитофонов устанавливались датчики влажности — газорезисторы, однако в современной стационарной аппаратуре их практически не применяют, фирмы-изготовители ограничиваются рекомендациями в пользовательских инструкциях о недопустимости включения аппаратов при их переносе из „холода” в „тепло”. В процессе эксплуатации сердечники видеоголовок постепенно стираются, величина выноса и давление наконечников видеоголовок на ленту уменьшаются. Начиная с некоторого момента давление падает до величины, при которой износ существенно замедляется. В этом состоянии головки могут находиться длительное время, однако качество изображения при этом неудовлетворительное, а головки часто засоряются. Фактически это свидетельствует о полной выработке ресурса.
Если вынос наконечников существенно больше номинального, то их давление на ленту значительно увеличивается, что ведет к быстрому износу видеоголовок.
ВЦ с большим выносом создают повышенный акустический шум (треск), вызванный ударами наконечников о ленту.
Ресурс работы видеоголовок измеряется тысячами часов и зависит как от качества самих видеоголовок, так и от внешних условий, в основном от влажности и запыленности, а также от свойств используемых магнитных лент. Износ резко возрастает при влажности выше 50-60% [2], способствует износу и использование новой ленты, но уже после трех-четырех прогонов через ЛПМ лента дополнительно шлифуется, а износ стабилизируется (практически одна и та же величина износа в мкм/ч) [2].
Автору представилась возможность собрать статистические материалы по особенностям эксплуатации видеоголовок видеомагнитофонов PANASONIC-AG-5260E (ВЦ БВГ VEH0601), работающих на одной из тиражирующих студий, где аппараты снабжены встроенными счетчиками наработки. Потребность замены видеоголовок для них при работе в режиме записи Hi-Fi звука возникает после 4000…5000 часов, а при записи только монозвука — после 7000…9000 часов (критерий — качество изображения).
Такие статистические материалы были собраны и по видеоплеерам SAMSUNG-SVR-537 с так называемыми „алмазными” головками (DIAMOND HEAD). Фирма-производитель заявляет о более чем в три раза большей долговечности видеоголовок (очевидно по сравнению с обычными ферритовыми).
Однако на практике из 30 аппаратов, работающих в режиме записи, ни один не прошел рубеж 5000 ч. После такой наработки отдача видеоголовок при считывании образцовых сигналов снижалась в полтора-два раза (по ЧМ сигналам яркости), и запись получалась неудовлетворительного качества.
Литература
1. Шишигин И. В., Шульман М.Г., Колесниченко О. В., Золотарев С. А. „Как выбрать видеокамеру”, „Лань-Полигон”, Санкт-Петербург, 1996.
2. „Износ головок стандарта ВЕТАСАМ-SP и Ваши доходы”, „Техника кино и телевидения”, 1995, № 7, с. 26-28.
| 
