Прилад для регулювання магнітофонів


РадіоХоббі

Регулювання магнітофона – операція тривала і трудомістка. Для отримання гарних характеристик доводиться Багаторазово записувати сигнали різної частоти при різних предіскаженіях в каналі записи (КЗ) і струмах підмагнічування (Iп) і щоразу їх відтворювати.

Пропонований прилад дозволить радіоаматорам швидко відрегулювати електричний тракт магнітофона. З його допомогою можна оцінити АЧХ каналу запису – відтворення, вплив на неї струму підмагнічування і ланцюгів предіскаженій підсилювача запису, виміряти рівень шумів Nш і коефіцієнт третьої гармоніки Кг3. встановити необхідну струм запису Iз.

Записавши на свідомо справному високоякісному магнітофоні формуються приладом іспитові сигнали, тобто виготовивши свого роду

вимірювальну стрічку, можна встановити потрібний кут нахилу робочого зазору магнітної головки, відрегулювати чутливість каналу відтворення (KB) і оцінити його АЧХ. Такі вузли приладу, як формувач випробувального сигналу частотою 1 кГц, які зважують фільтр для виміру рівня шумів і мілівольтметр, можна використовувати для налаштування не тільки магнітофонів, але й інших радіоелектронних пристроїв.

Прилад нескладний у налагодженні і стабільний у роботі. Це досягнуто використанням цифро-аналогових методів формування випробувальних сигналів і синхронного фільтра для виділення сигналу третьої гармоніки. Застосування останнього дозволяє вимірювати значення коефіцієнта Кг3 аж до 0,3%, тобто впевнено контролювати цей параметр навіть в апаратах нульової групи складності.

Принципова схема приладу приведена на рис. 1. Він складається з кварцового генератора (елементи DD1.1, DD1.2), формувача випробувальних сигналів (вузол А1), синхронного (А2)

і вісового (A3) фільтрів і мілівольтметри (А4). Блок А1 формує серії випробувальних імпульсів лівого і правого каналів рівнем – 20 дБ щодо номінального (0,5 В) сигналу частотою 1 кГц, вироблюваного ним же. Через перемикач SB2, роз'єм XS2 і з'єднувальний кабель комплексний сигнал (або сигнал частотою I кГц) надходить на вхід Кз регульованого магнітофона. З лінійного виходу магнітофона сигнал через з'єднувальний кабель надходить на роз'єм XS1 приладу і через перемикач SB 1 – у блоки А2 і A3. Вихідні напруги блоків А1-A3, а також магнітофона (на лінійному виході) можна виміряти мілівольтметри А4, приєднавши його перемикачем SA2. Мілівольтметри можна користуватися і як самостійним приладом, для чого передбачено гніздо XS3, на яке подають контрольований сигнал (перемикач SA2 – в положенні "мВ"). Для візуального контролю сигналу на лінійному виході магнітофона передбачено підключення одноканального або двоканального осцилографа. У першому випадку використовують гніздо XS4, у другому – XS4 і XS5.

Перемикачем SB3 вибирають сигнал, що подається на осцилограф: серії тональних імпульсів лівого або правого каналів (в залежності від положення перемикача SB1) або сумарний сигнал обох каналів, що формується пасивним суматором R3, R4.

Розглянемо коротко принципові схеми блоків А1-А4.

На вхід формувача сигналів А1 (рис. 2) від кварцового генератора надходять імпульси з частотою проходження 48 кГц. У дільнику на 1,5 (DD1.3 DD1.4, DD2) формуються імпульси з частотою проходження 32 кГц і шпаруватістю 2. На висновках 3, 4, 5, 11 і 12 довічного лічильника DD3 частоти проходження імпульсів відповідно рівні 16, 8; 4; 1 і 0,5 кГц. За допомогою пасивних RC-фільтрів і мультиплексора DD6 з цих імпульсів формується серія випробувальних сигналів з синусоїдальним заповненням, а інвертори на ОУ DA1, DA2 і мультиплексор DD7 перетворять її в іспитові сигнали лівого та правого каналів, що відрізняються один від іншого тільки протівофазним синусоїдальним заповненням (див. рис. 3).

Записавши ці сигнали на свідомо справному магнітофоні і відтворюючи їх на регульованому апараті, можна спостерігати сумарний сигнал (рис. 3, нижня осцілограм). Правильному положенню секцій блоку магнітної головки налаштовуваного магнітофона по висоті і куту нахилу робочих зазорів, а також ідентичним електричних характеристиках лівого і правого каналів відповідає відсутність сигналу протягом часу Ту, так як протівофазние та однакові по амплітуді складові сигналів взаємно компенсуються.

Управляють роботою мультиплексорів імпульси, що надходять із виходів лічильників DD3 (вив. 14) і DD4 (вив. 3, 11, 12) на входи А і В. Загальна тривалість циклу Тц = Тлев + Тсум + адіслати = 48 мс, що дозволяє розглядати осцилограму на екрані будь-якого низькочастотного осцилографа. Слід відзначити, що коефіцієнт гармонік синусоїдальних сигналів заповнення частотою 16; 8; 4 і 0,5 кГц досягає декількох відсотків, проте ця обставина практично не впливає на характеристики приладу при оцінці АЧХ трактів і установки магнітних головок.

Для вимірювання коефіцієнта гармонік магнітофона у приладі формується випробувальний сигнал частотою 1 кГц. Його коефіцієнт гармонік знижений до 0,2% пасивним ФНЧ R31C28R32C29 і активним смуговим фільтром на ОУ DA3. Елементи останнього розраховані за наступними формулами: добротність фільтру Q = f / Af, де f – частота квазірезонанса фільтра, а Af = 100 Гц – смуга пропускання на рівні -3 дБ; опору резисторів R36 = Q / ПfC (тут С = = С31 = С32), R34 = R36 / (-2 А) і R35 =- AR34 / (2Q2 + A), де А = = – 2,2 – коефіцієнт передачі фільтра на квазірезонансной частоті.

Строго кажучи, опір резистора R34 необхідно вибирати з урахуванням вихідного опору попереднього каскаду, але в даному випадку невеликою похибкою розрахунку можна знехтувати, так як смуга пропускання фільтра обрана досить широкою.

Тим пасивним і активним фільтрами включений регулятор вихідної напруги R33 (див. рис. I). Максимальна (воно ж – номінальна) вихідна напруга сигналу частотою 1 кГц – 0,5 В, рівень сигналів у серії імпульсів – на 20 дБ нижче номінальної. Однакового розмаху синусоїдальних сигналів у серії домагаються підбором резисторів R10, R14, R18, R22 (рис. 2).

Вимірювач коефіцієнта третьої гармоніки сигналу частотою 1 кГц (рис. 4) виконаний на основі синхронного фільтра (про принцип його роботи розповідалося в статті В. Морозова "узкополосний синхронний фільтр" .- Радіо, 1972, № 11, с. 53-54).

На ОП DA4 виконаний буферний каскад. Необхідний коефіцієнт передачі синхронного фільтра встановлюють при калібруванні приладу підбором резистора R40.

Власне фільтр утворений резистором R41 і конденсаторами С35 – С42, комутованими мультиплексорами DD9 і DD10. На лічильнику DD8 виконаний формувач комутуючих імпульсів. Нагадаємо основні розрахункові співвідношення. Смуга пропускання синхронного фільтра Af = = l/ПnR41C (тут С = С35 = С36 =…=…= С42; n = 8 – число комутованих конденсаторів). Загальна тривалість комутуючих імпульсів t1 = t2 =…= t8 = T / n = l / nfo, де Т – період повторення імпульсів, fo = 3 кГц – їх частота проходження. На частотах, кратних fo, коефіцієнт передачі Кп = (nSin (КП / n) / кл) 2, де к – номер, що цікавить гармоніки частоти fo. Відповідна частотна характеристика для нашого випадку показано на рис. 5 штрихпунктирною лінією (крива 1).

Для виділення третьої гармоніки випробувального сигналу і придушення інших додатково використаний смуговий активний фільтр на ОУ DA5 з частотою квазірезонанса 3 кГц. Його АЧХ показана на рис. 5 штриховою лінією (крива 2), а результуюча АЧХ всього фільтра – суцільний (крива 3). Як видно з графіків, смуга пропускання Af на рівні -3 дБ практично визначається синхронним фільтром (вона дорівнює приблизно 63 Гц). Це дозволяє записувати випробувальний сигнал частотою 1 кГц і згодом вимірювати рівень третьої гармоніки при відтворенні на всіх магнітофонах, що мають коефіцієнт детонації НЕ більше ± 0,5 … 0,6%. У той же час, завдяки достатньо високій добротності синхронного фільтра, придушення сигналу частотою 1 кГц на виході досягає 57 дБ. З урахуванням спотворень випробувального сигналу частотою 1 кГц пристрій дозволяє вимірювати значення коефіцієнта третьої гармоніки Кг3 аж до 0,3%. Так як рівень спотворень під час запису на магнітну стрічку визначається в основному третьої гармонікою, а внесок всіх гармонік в загальні спотворення оцінюється за квадратичним законом, то залишкові рівні вищих гармонік частоти fo (6 кГц, 9 кГц і т. д.) практично не впливають на результати вимірювань.

Добротність аналогового смугового фільтра (Q-10) обрана з умови забезпечення стабільності квазірезонансной частоти (3 кГц). При зміні номіналів його частотозадающіх елементів (під впливом температури або "старіння") центральна частота синхронного фільтра, що визначається кварцовим резонатором, залишається в смузі пропускання аналогового фільтра.

Зважувальні фільтр (рис. 6) виконаний на транзисторах VT1 – VT3 і має коефіцієнт передачі +20 дБ. Його АЧХ відповідає кривої МЕК-А і формується на нижніх частотах робочого діапазону ланцюгами R45-R47C46, C49R50-R52C50, а на верхніх – R48C48 і R53C51. Для зниження перешкод від пульсацій транзистори VT1 – VT3 харчуються через електронний стабілізатор на транзисторі VT4. Рівень шуму вимірюють середньоквадратичним мілівольтметри, що підключається до гнізда XS3 (рис. 1). За його відсутності рівень шуму на виході вісового фільтра з прийнятною для радіоаматорських вимірювань похибкою можна оцінити за допомогою звичайного мілівольтметри средневипрямленних значень, шкала якого правильна лише при. синусоїдальній сигналі. У цьому випадку заниження показників мілівольтметри (наприклад, типу В3-38 або В3-39) щодо справжніх середньоквадратичних значень може скласти 1 дБ, що необхідно враховувати відповідною поправкою.

Строго кажучи, рівень спотворень також повинен вимірюватися середньоквадратичним мілівольтметри. Проте на виході вимірювача спотворень після фільтрації залишається практично синусоїдальний сигнал частотою 3 кГц, тому для його оцінки цілком можна використовувати звичайний мілівольтметр.

У даному приладі вимірювання проводяться вбудованим мілівольтметри (рис. 7), який можна використовувати і як самостійний пристрій. За основу взято схема з [1]. Мілівольтметр дозволяє вимірювати вхідна напруга на межі "3 мВ" у смузі частот 24 Гц (-ЗдБ) … 20 кГц (0,7 дБ), "10 мВ" – 8 Гц (-3 дБ) … 35 кГц (-0,2 дБ), "30 мВ" – 4 Гц (-3 дБ) … 200 кГц (-0,2 дБ), "100мВ" – 4 Гц (-ЗдБ) … 800 кГц (+0,1 дБ), "300 мВ" – 4 Гц (-3 дБ) … 700 кГц (+0,1 дБ). Вхідний опір мілівольтметри 51 кОм. Так як максимальне вимірюється їм напруга одно 0,3 В, рівні випробувального сигналу частотою 1 кГц і сигналу лінійного виходу магнітофона (близько 0,5 В) попередньо послаблюються в 2 рази дільником, утвореним відповідно резистором R2 або R5 і вхідним опором мілівольтметри слід збільшувати в 2 рази (при користуванні зовнішнім мілівольтметр з великим вхідним опором свідчення подвоювати не треба).

Для живлення приладу можна використовувати будь-який стабілізований випрямляч з Двуполярность вихідним напругою ± 12 В при струмі навантаження не менше 30 мА. Напруга пульсацій джерела живлення не повинно перевищувати декількох мілівольт.

У приладі застосовані розетки ОНЦ-ВГ-4-5/16-р (СГ5) і СР-50-73Ф, магнітоелектричні головка М93 (100 мкА, 388 Ом), резистори МЛТ з допускається відхилення від номіналів ± 5%, СПЗ-22 (R60), СП3-3б (R33), конденсатори КМ-5, КМ-6, К53-1, К50-6, К10-28В групи H30 (С35-С42). Конденсатори С31, С32, С43, З44 – К73-15 з допускаються відхиленням ємності від номіналу ± 5%. Мікросхеми серії К564 можна замінити на відповідні мікросхеми серії К561, ОУ К153УД2 – на К553УД2. ОУ К140УД7 – на К140УД6. Транзистори зазначених на схемах серій можуть бути з будь-яким буквеним індексом, діоди VD5-VD8 – будь-які кремнієві. Конденсатори С2 – С7 розміщують на платі рівномірно по всій площі. Монтаж слід вести короткими проводами, уникаючи сполук у джгути.

У багатьох радіоаматорів при повторенні приладу можуть виникнути труднощі в придбанні кварцового резонатора на частоту 48 кГц. На прохання редакції автори розробили новий вузол формування тактових частот для управління синхронним фільтром. Завдяки використанню системи фазового автопідстроювання частоти (ФАПЧ) у ньому можна використовувати кварцові резонатори і з іншими резонансними частотами.

На рис. 8 показана схема вузла при використанні в кварцовому генераторі (DD1.1, DD1.2) досить широко розповсюдженого ("годинного") резонатора на частоту 32,768 кГц. Знову введена лише одна мікросхема – DD11, що виконує функцію "виключне АБО", а в системі ФАПЧ – функцію фазового детектора. На один із входів цього пристрою надходить сигнал кварцового генератора, частота якого поділена лічильником DD3 (див. рис. 2) на 4, на іншій – сигнал генератора, керованого напругою (ГУН, DD2.1), частота якого знижена дільником (DD8.2, DD1.3, DD1.4, DD2.2) на 6 . На виході інтегруючої ланцюга R72C68 формується напруга, що управляє роботою ГУН. Таким чином, замикається ланцюг зворотного зв'язку системи ФАПЧ, що працює в режимі множення частоти, і на виведення 2 тригера DD2.V (ГУН) формується напруга частотою 8,192 X6 = = 49,152 кГц. Слід зазначити, що при використанні "годинного" кварцового резонатора частоти всіх синтезованих приладом сигналів опиняються на 2,4% вище, тому смугові фільтри (на DA3, DA5) необхідно відповідно перебудувати.

Налагодження приладу починають з калібрування мілівольтметри. Однакових свідчень зразкового і регульованого приладів домагаються підбором опорів резисторів R60-R62, R64, R66 (див. рис. 1). Потім за допомогою мілівольтметри перевіряють АЧХ вісового фільтра, подаючи на його вхід від генератора сигналів напругу близько 10 мВ. Досить перевірити відповідність АЧХ в таких контрольних точках: 20 Гц (-50,5 ± ЗдБ), 50Гц (-30,2 ± 1,5 дБ), 100 Гц (- 19,1 ± 1 дБ), 200 Гц (- 10,9 ± ± 1 дБ), 1 кГц (0 дБ), 2,5 кГц (1,3 ± ± 1 дБ). 6,3 кГц (- 0,1 +1,5-2дБ), 12,5 кГц (-4,3 +3-6 дБ). 20 кГц (-9,3 +3 дБ). Формувач випробувальних сигналів налагоджують, користуючись осцилографом і мілівольтметри. При справних елементах і правильному монтажі регулювання починають з установки на резонансну частоту (підбором резистора R35) смугового фільтра на ОУ DA3 (якщо використано формувач з ФАПЧ, то правильна його робота досягається при установці движка підлаштування резистора R73 в положення, в якому напруга на ньому одно 0,8 В). Необхідної максимальної напруги сигналу частотою 1 кГц (0,5 В) домагаються підбором додаткового резистора, що включається паралельно або послідовно змінного резистора R33. Далі, спостерігаючи на екрані осцилографа серії імпульсів, перевіряють рівність амплітуд всіх тональних посилок і у разі необхідності підбирають резистори R10, R14, R18, R22.

Синхронний фільтр вимірювача коефіцієнта третьої гармоніки Кг3 (див. рис. 3) налагодження майже не вимагає. Необхідно лише налаштувати смуговий фільтр на ОУ DA5, для чого на лівий (зі схемою) висновок резистора R42, тимчасово відключений від виводу 3 мікросхеми DD10, подають сигнал напругою 50 мВ і частотою 3 кГц. Максимального вихідної напруги домагаються підбором резистора R43.

Потім відновлюють з'єднання резистора з мікросхемою, і сигнал того ж рівня подають на висновок 3 ОУ DA4. Плавно змінюючи частоту генератора щодо частоти 3 кГц, переконуються в тому, що АЧХ синхронного фільтра відповідає кривої 3 на рис. 5. Вихідна напруга фільтра на частоті 3 кГц має дорівнювати 100 мВ (при необхідності підбирають опір резистора R40).

Кілька слів про роботу з приладом. Перш ніж приступити до регулювання магнітофона, необхідно на промисловому апараті високого класу записати іспитові сигнали на магнітну стрічку того типу, яка буде потім використовуватися при експлуатації регульованого магнітофона. Для. Цього натискають на кнопку SB2, з'єднують гніздо XS2 приладу кабелем, призначеним для запису Стереофонічна, з входом промислового магнітофона і, встановивши рівень запису "0 дБ" за його піковому вимірнику рівня, записують сигнал частотою 1 кГц протягом 10 … 15 хвилин. Потім, перевівши перемикач SR2 в положення "Серія" і не чіпаючи регулятора рівня запису, протягом такого ж часу записують серії тональних імпульсів. Підготовлену таким чином вимірювальну стрічку корисно зберегти для періодичної перевірки параметрів магнітофона надалі.

Як приклад використання приладу розглянемо процес регулювання мережевого катушечная магнітофона, описаного в [3]. Зрозуміло, перед цим всі модулі останнього повинні бути перевірені і налагоджені за методиками, наведеними в | 4].

Вхід налагоджуємо магнітофона (гніздо X1) з'єднують з гніздом XS2 приладу, а лінійний вихід (гніздо Х4) – з його гніздом XS1. Вхід осцилографа підключають до гнізда XS4 приладу (двоканального – до гнізд XS4, XS5). Перемикачі SB1, SB2 та SB3 встановлюють відповідно до положень "ЛК", "1 кГц" і "Роздільно", а перемикачі SA1 і SA2 – в положення "0,3 В" і "Лін. вих. ". Встановивши на магнітофон котушку з вимірювальною фонограмою, відтворюють її і вимірюють рівні сигналів частотою 1 кГц лівого і (при натиснутій кнопці SB1) правого каналів. При першому включенні ці рівні зазвичай відрізняються від необхідного значення 0,5 В (як уже зазначалося, напрузі 0,5 В і в цьому режимі роботи приладу відповідають свідчення мілівольтметри 0,25 В). Підлаштування резисторами RI5, R15 'підсилювача відтворення встановлюють напруга на лінійному виході, рівне 0,5 В.

Після цього приступають до регулювання положення блоку головок по висоті і куту нахилу робочого зазору. Для цього використовують ту частину вимірювальної стрічки, на якій записані серії

тональних посилок. Перемикач SB3 переводять у положення "Разом" і, повільно обертаючи регулювальні гвинти кріплення головки, спостерігають за осцілограм відтворюваного сигналу. Необхідно домогтися максимального розмаху високочастотного заповнення серії в моменти часу TЛЕВ, Т ПРАВ і якомога повнішої взаємної компенсації всіх імпульсів серії а моменти часу Tсум (див. рис. 3). Точність компенсації на частоті 16 кГц обмежена детонацією механізму протягування стрічки, тому на високих частотах добитися повної компенсації практично неможливо.

Якщо не вдається домогтися компенсації і на середніх частотах, то необхідно знову відтворити випробувальний сигнал частотою 1 кГц і точніше вирівняти коефіцієнти підсилення каналів УВ. Цю операцію необхідно повторити і після регулювання положення магнітної головки по висоті і куту нахилу робочого зазору.

Осцилограми серії імпульсів (кнопка SB2 – в положенні, показаному на схемі) при налаштованому каналі відтворення повинна відповідати нормам на АЧХ апаратів високої групи складності. При спаді на вищих частотах потрібно підібрати конденсатори С1 і С1 'підсилювача відтворення, а при зайвому підйомі-зменшити опору резисторів R2 і R2'.

Потім регулюють канал запису. На магнітофон встановлюють котушку з новою магнітною стрічкою, наприклад, типу А4409-6Б. Перемикачі SB2 та SB3 переводять у положення "1 кГц" і "Роздільно", движок неременного резистора R33 – у верхнє (за схемою) становище, і в режимі запису регуляторами рівня магнітофона встановлюють на лінійному виході напруги 0,5 В. Після цього в режимі відтворення оцінюють рівень записаного сигналу в обох каналах. Якщо він відрізняється від 0,5 В, підлаштування резисторами R2. R2 'крайового підсилювача запису збільшують плі зменшують струм запису Iз.

Далі, записуючи і відтворюючи серії імпульсів (SB2 – в положенні "Серія"), підбирають струм підмагнічування Iп (підлаштування резисторами R8 і R9 генератора струму стирання і підмагнічування), домагаючись необхідної АЧХ наскрізного тракту, Можливий вигляд осцилограми серії відтворюваних імпульсів показано на рис. 9. Для контролю можна орієнтуватися на наступні співвідношення амплітуд синусоїдальних сигналів серії імпульсів на осцілограм: В = (1 … … 1,4) А, С = (0,5 … 1) В.

Далеко не завжди доцільно прагнути до підвищення рівня віддачі на вищих частотах до значення С = В, так як це досягається, як правило, за рахунок зниження струму Iп, що неминуче пов'язане із збільшенням нелінійних спотворень і деяким зниженням віддачі на середніх частотах (А). Тому після досягнення необхідної АЧХ наскрізного тракту необхідно знову скорегувати струм Iз (зазвичай його доводиться кілька збільшити) і виміряти коефіцієнт Кг3.

Для контролю вносяться спотворень знову записують сигнал частотою 1 кГц і вимірюють спотворення окремо в лівому і правому каналах (SA2 – в положенні "Кг3", SA1 – на межі "30 мВ", відповідному максимальної величиною Кг3 що дорівнює 3%). Якщо виміряне значення коефіцієнта Кг3) перевищує 1,5%, доцільно збільшити струм Iп кілька пожертвувавши віддачею на вищих частотах, але не більше ніж на 6 дБ щодо рівня сигналу частотою 8 кГц. Якщо зробити цього не вдасться, потрібно підібрати ланцюга корекції підсилювача запису, користуючись рекомендаціями відповідної статті [4].

Щоб виміряти зважене значення відносного рівня шумів і перешкод Nш, потрібно розмагнітити деталі ЛПМ, відключити кабель від входу магнітофона, підключити між контактами 3-2 і 5-2 цього гнізда резистори опором 22 кОм, встановити перемикач SA2 в положення "Nш", регулятори рівня запису магнітофона у положення максимального посилення і включити режим запису. Рівень шумів і перешкод при подальшому відтворенні повинен перебувати в межах -56 …- 60 дБ щодо рівня 0,5 В, в іншому випадку необхідно сімметріровать форму напруги генератора струму стирання і підмагнічування. Слід пам'ятати, що справжній рівень зваженого шуму на 1 дБ більше відповідного свідчення мілівольтметри.

На цьому регулювання магнітофона можна вважати закінченою.

Валентин і Віктор Лексин.
С. Бєляков.
м. Москва.

ЛІТЕРАТУРА

1. Ігнатьєв Ю. Вихідний каскад низькочастотного мілівольтметри. – Радіо, 1983, № 7, с. 43.
2. Сухов М. Вимірювання основних параметрів магнітофона. – Радіо, 1981, № 7-8, с. 50-51 та № 9, с. 29-31.
3. Валентин і Віктор Лексин. Магнітофон з готових вузлів. – Радіо, 1883, № 12, с. 43-47.
4. Валентин і Віктор Лексин. Вузли мережевого магнітофона. – Радіо, 1983, № № 8-11.

РАДІО № 9, 1985 р., с. 42. РАДІО № 10, 1985, с. 38

Розміщено на нашому сайті з офіційного дозволу Миколи Сухова.