Giáo trình audio video docx

Đầu những năm 1970 các Video Cassette Recorder VCR bắt đầu ra đờivới băng video có bề rộng 3/4 inch, được đặt vào trong hộp nhựa cỡ 30 x12 x3cm, chạy được tối đa 60 phút, băng sẽ được tự

Giáo trình

Giáo trình Video-CD

Chương 1 Giới thiệu chung về VCR

1.1 Lịch sử phát triển của VCR (video cassette recorder)

Nguyên tắc ghi tín hiệu trên băng từ đã được vận dụng từ cuối thế kỷ 19 để ghi lại tín hiệu âm thanh (Audio) Đến khi bắt đầu có truyền hình, yêu cầu đặt ra là việc ghi tín hiệu hình (Video) lên băng giống như đã ghi âm thanh Nhưng trong tín hiệu hình màu có nhiều tin tức với độ chính xác cao (sóng mang phụ, tín hiệu đồng bộ)

và có giải tần Video rộng (5MHz so với 20KHz của âm thanh) Nếu ghi hình ảnh như phương pháp ghi âm thanh (Đầu từ đứng yên và băng từ chuyển động) thì vận tốc chạy băng rất lớn, do đó băng từ phải rất dài – phương pháp này không thể chấp nhận được Do đó người ta phải chọn giải pháp đầu từ và băng từ cùng chuyển động, từ đó có thể cho băng chạy chậm lại bình thường mà vẫn có được vận tốc ghi cần thiết (vận tốc ảo)

Các máy ghi hình VTR (Video Tape Recorder) đầu tiên có băng ghi hình rộng

2inches (5 cm), với vận tốc băng chạy là 15(inches/giây) Đầu từ ghi hình (head assemble) khi ấy có bốn đầu từ (head tip), quay theo trục nằm ngang với vận tốc

240 vòng/ giây Các đường ghi hình (video track) nằm ngang trên băng, hơi xéo về

phía trước

Đến năm 1960 mới bắt đầu có các VTR mà đầu ghi hình có 2 đầu từ, quay với

vận tốc 25 hay 30 vòng/giây Nhờ trục quay nằm trên mặt phẳng thẳng đứng, các đầu từ quét xiên dọc theo chiều dài nên thu nhỏ được độ rộng băng từ chỉ còn 1

inch

Đầu những năm 1970 các Video Cassette Recorder (VCR) bắt đầu ra đờivới băng video có bề rộng 3/4 inch, được đặt vào trong hộp nhựa cỡ 30 x12 x3cm, chạy được tối đa 60 phút, băng sẽ được tự động rút ra từ hộp đựng của nó để dàn trên đường chạy có dạng hình chữ U nên loại này còn được gọi là U-Matic (SONY) Tuy nhiên vì hộp băng tương đối lớn, tốc độ chạy băng vẫn tương đối nhanh để ghi

và phát lại video đạt tiêu chuẩn chuyên dụng hay bán chuyên dụng nên U-Matic chỉ được sử dụng trong các đài truyền hình và hãy còn tồn tại cho đến ngày nay

Năm 1975, SONY tung ra các VCR dân dụng đầu tiên Băng video cassette “họ BETA” của Sony có bề rộng 1/2 inch, đặt trong hộp nhựa cỡ 155 x 96 x25 mm, có

thể chạy được 1,5 giờ với vận tốc bình thường (1,57 inches/s) Nếu với tốc độ chậm, thời gian chạy băng có thể kéo dài 3 giờ.

Sau đó, hãng JVC và NATIONAL lại cho ra một “họ” VCR dân dụng khác, gọi

là VHS (Video Home System) Giống như các máy BETA của SONY, băng VHS

cũng có bề rộng băng1/2 inch, nhưng hộp băng hơi lớn hơn, thời gian chạy băng dài hơn (3 đến 6 giờ) Kỹ thuật sắp xếp các tín hiệu để ghi trên băng cũng khác với BETA Càng về sau thì kiểu ghi của VHS càng được sử dụng rộng rãi Ngày nay, tất

cả các hằng sản xuất VCR dân dụng đều là loại VHS Riêng SONY vẫn tiếp tục làm các máy BETA, nhưng chỉ bán được rất ít và hầu hết các máy BETA sau này đều là loại bán chuyên dụng hay chuyên dụng

Năm 1982, SONY và 127 hãng sản xuất trên thế giới họp lại với nhau và cho ra

đời một họ VCR mới gọi là loại 1/3inch hay 8mm để dành riêng cho các máy quay

Video (CAMCODER = Camera và VCR nhập chung) Hộp băng 8mm có kích cỡ (9,5×6,25×1,2cm)

Càng ngày thì các VCR dân dụng càng được ưa chuộng và phát triển mạnh Cả

ba “họ” (format ) VCR nói trên đều có cải tiến Việc nâng cấp chất lượng tiếng đã cho ra đời các VCR loại HIFI ( = VHS HIFI, BETA HIFI).Sau đó, việc nâng cấp chất lượng hình lại cho ra đời các loại VCR SUPER VHS BETA và HIGH BAND 8mm hay HI-8 Công việc phải làm của tất cả các VCR thì vẫn giống nhau: ghi và phát lại hình (Video) và tiếng (Audio) trên băng từ nhưng chúng khác nhau về kích thước phần cơ, cách biến đổi Video để ghi lên băng

Cho đến nay, lãnh vực số đã có những bước tiến thần kỳ Đã có thêm nhiều phương tiện khác để ghi tín hiệu hình và tiếng đạt chất lượng cao hơn như đĩa Video, đĩa compact, CD ROM… Bên cạnh đó băng Video và VCR thực sự đã bị cạnh tranh quyết liệt của các chương trình truyền hình cáp, truyền hình vệ tinh, đa truyền thông (multimedia) và máy vi tính nối mạng

1.2 Giới thiệu tổng quát VCR.

1.2.1 Sơ đồ khối VCR

1.2.2 Nhiệm vụ các khối

1.Bộ xử lý tín hiệu (signal process) bao gồm

- Bộ thu tín hiệu truyền hình: giống hộp kênh trong TV, có nhiệm vụ thu tín hiệu truyền hình , sau đó tách sóng để lấy ra tín hiệu Video hoàn chỉnh

CPU

IC điều khiển (VXL)

Cassette & loading Ra/vào, dàn/ hồi băng

CH1

KĐ đầu từ tiếng

KĐ và chuyển mạch đầu từ

Xử lý màu C

Xử lý chói Y

RF

IC DRUM

IC Capstan

Điều khiển Y+C+

Đầu từ tiếng

Video out

- Mạch xử lý tín hiệu chói (lumiance): tách tín hiệu chói và điều tần tín hiệu chói để ghi lên băng từ khi ghi và ngược lại khi phát

- Mạch xử lý tín hiệu màu (chrseominance): tách tín hiệu màu và điều chế tín hiệu màu để ghi lên băng từ khi ghi và ngược lại khi phát

- Xử lý tín hiệu âm thanh (Audio): Khuếch đại tín hiệu tiếng mono đưa đến đầu từ ghi khi ghi và khuếch đại tín hiệu từ đầu từ khi phát Điều tần tín hiệu tiếng Stereo vào hai sóng mang riêng biệt để đưa đến hai đầu từ được gắn trên đầu trống quay

- Mạch điều chế tín hiệu RF: điều chế tín hiệu hình và tiếng vào sóng mang cao tần giống như phương pháp điều chế của một máy phát hình Tín hiệu sau khi điều chế dùng cho những TV không có đường tín hiệu A/V

5 Các phần khác:

Mạch chỉ thị: hiển thị các trạng thái hoạt động của VCR

Nguồn cung cấp: cung cấp các mức điện áp cần thiết cho các mạch điện trong VCR

Các mạch bảo vệ, cảm biến….: cảm biến các trạng thái hoạt động của VCR

và của môi trường hoạt động của VCR để bảo vệ cho VCR và băng từ

1.3 Nguyên lý quét xiên (Helical scanning)

1.3.1 Cấu tạo băng từ và đầu từ

a Cấu tạo băng từ

Cấu tạo của băng từ (Magnetic

tape) gồm:

Một dải băng bằng nhựa poly ester

để có đủ độ dài và độ mỏng cần thiết

Mặt trên của dải băng có trải đều một Lớp cách từ

Lớp keo bôi trơn Lớp bột

nhiễm từ

Dải nhựa polyester

dùng làm chất nhiễm từ Trên mặt chất bột từ lại trải một lớp keo cho mục đích bôi trơn hay giảm sự ma sát khi băng từ tiếp xúc với đầu từ Lớp keo này láng bóng (= mặt láng của băng) và có đặc tính dẫn từ (= cho từ trường đi qua) nhưng không giữ

từ (không bị nhiễm từ) Mặt dưới dải băng (mặt nhám của băng) được phủ một lớp keo cách từ (không cho từ trường đi qua để khi quấn băng thành cuộn thì từ trường của lớp băng bên ngoài không nhiễm vào lớp băng bên trong)

b Cấu tạo đầu từ.

Cấu tạo của đầu từ (Magnetic head)gồm: một khung sắt để dẫn từ Đầu vạt nhọn của khung có một khe hở (head gap) là nơi tiếp xúc với băng Trong lúc ghi, dòng điện tín hiệu được cho vào một cuộn dây quấn quanh khung sắt, theo đó từ trường của cuộn dây (do dòng tín hiệu tạo ra) sẽ xuất hiện trong khung sắt và lọt ra ngoài tại khe từ để nhiễm vào băng Đến lúc phát lại, từ trường đã nhiễm trên băng lại theo khe từ lọt vào khung sắt, từ đó dòng tín hiệu lại được tái lập tại hai đầu cuộn dây

Cấu tạo đầu từ hình(Video head) trước hết vẫn gồm khung sắt và cuộn dây như bình thường nhưng do phải ghi và phát lại Video mà tần số cao lên đến hàng MHz nên khe từ rất hẹp Khung sắt theo đó cũng rất mỏng nên thường được gọi là đầu từ đầu(Head Tip) Bề rộng của khe từ thay đổi trong khoang từ 0.2 … 1µ tuỳ theo tần

số tín hiệu phải ghi (Hình, FM tiếng, hay xoá … ) và tuỳ theo vận tốc chạy băng

của từng họ VCR Băng tiếp xúc và chạy lướt qua khe từ nên bề cao khe từ sẽ chính

là bề rộng của vệt ghi (track) trên băng, thực tế thay đổi trong khoảng 20 … 90

µm Cũng tuỳ theo họ VCR và vận tốc chạy băng Khe từ càng cao vệt ghi càng rộng thì tín hiệu ghi và đọc lại được càng khoẻ hơn, hay tỷ số tín hiệu trên nhiễu sẽ cao hơn Ngược lại khe từ càng ngắn tín hiệu ghi và phát lại được càng yếu hay nhiễu sẽ nhiều hơn nhưng lại tiết kiệm được băng từ vì bề rộng vệt ghi nhỏ hơn

Lõi Ferit Đầu từ đơn Đầu từ kép

Hình 1.3: Cấu tạo đầu từ

1.3.2 Mô tả kiểu quét xiên

a Lựa chọn phương pháp đầu trống quay

Để ghi tín hiệu Video dưới dạng các vệt ghi trên băng từ, có nhiều phương pháp khác nhau:

Ghi đứng ( Vệt ghi vuông góc so với chiều dài của băng)

Ghi ngang (Vệt ghi song song với chiều dài của băng)

Ghi xiên ( Vệt ghi nghiêng một góc α <900)

Với phương pháp ghi xiên thì đầu ghi hình phải quay và quét lướt trên băng từ

để lại trên băng từ những vệt từ xiên, cách ghi này còn gọi là ghi xiên ( helical

scanning) Trong kiểu ghi này, hai đầu từ CH1 và CH2 được đặt nằm ngang trên

mâm từ, sát mi cạnh ngoài cách nhau đúng 1800 và đặt nghiêng so với mặt phẳng ngang (hình 1.3)

Trong ghi/phát tín hiệu trên băng từ, độ rộng của khe từ được thiết kế bằng 1/2 bước sóng của tần số lớn nhất cần ghi Do đó:

Chiều chạy của băng

Vị trí đầu

Hình 1.4: Đầu trống và vòng ôm của băng

Ta có : λ = v/f =19.10-2/20.103= 9,5.10-6 m =9,5µm

Do đó độ rộng khe từ là: d = 1/2 9,5 µm =4,75µm

* ghi tín hiệu video với tần số 6 MHz mà tốc độ chạy băng giống như trong khi ghi tín hiệu âm tần nêu trên thì độ rộng khe từ là 0,023 µm (khó chế tạo đầu từ).Thực tế, độ rộng chế tạo được là- 1µm

Khi đó: λ = v/f ⇒ v = λ.f = 1.10-6.6.10+6 = 6 m/s, nghĩa là đầu từ đứng yên thì băng phải chạy với vận tốc là 6m/s, gây tốn băng không thể chấp nhận được

Thực tế trong VCR, bắt buộc đầu từ phải quay lướt trên băng từ với một vận tốc tương đối Vận tốc tương đối này được tính như sau:

vtd = Đường kính trống từ ×π× Số vòng quay của trống từ ± tốc độ chạy băng.Dùng dấu “+” khi chiều quay của trống từ ngược với chiều băng chạy

Dùng dấu “-” khi chiều quay của trống từ cùng chiều với chiều băng chạy

ở họ VHS: đường kính trống = 62 mm, số vòng quay 25(30) vòng/giây.

Do đó: vtd = 62.10-3× 3.14 × 30 ± tốc độ chạy băng ≈ 5,84 m/s ± tốc độ chạy băng.Như vậy khi đầu từ quay đã tăng được tốc độ chuyển băng qua đầu từ mà độ rộng khe từ vẫn là 1 µm

b Vòng ôm của băng và các vệt ghi hình

Để được thuận lợi cho việc dàn băng trong quá trình chạy, băng sẽ được đặt nằm ngang và cũng ôm đúng 1800 hay nửa vòng của đầu trống Như vậy, ta thấy là vào mỗi thời điểm, lúc nào cũng chỉ có một đầu từ tiếp xúc với băng Chiều chạy của băng là từ trái sang phải nếu nhìn từ phía mặt lưng của băng hay mặt không tiếp xúc với đầu từ Chiều quay của trống là ngược kim đồng hồ, tức là đầu từ sẽ quét trên băng cùng chiều với chiều băng chạy Trục quay của trống là thẳng đứng, hơi nghiêng qua trái một góc 230 Nên các vệt ghi hình sẽ là các vệt xiên, từ dưới lên trên dọc theo chiều dài của băng Cứ một vệt ghi là của đầu CH1 thì vệt bên cạnh lại

là của đầu CH2 và cứ liên tiếp xen kẽ như thế Bề rộng của vệt ghi hình chính là bề cao khe từ của đầu từ, bề cao vệt ghi hình lệ thuộc vào độ nghiêng trục quay của trống Trục quay trống nghiêng càng nhiều, bề cao vệt ghi hình càng nhiều hay diện tích chiếm chỗ theo chiều ngang của băng càng nhiều Trong thực tế người ta luôn luôn phải dành ra hai khoang nhỏ ở hai đầu sát ngoài hai cạnh băng để còn dành chỗ

cho vệt ghi âm thanh và vệt ghi xung kiểm.

Phần dưới trống

Phần trên trống

( Phần quay)

đầu từ

Chiều băng chạy

Chiều băng chạy Vệt tiếng

Vệt ghi hình

Khe bảo vệ

Khoảng hở giữa hai vệt ghi hình là khe bảo vệ – khe gác (guard band), giúp

cách ly các vệt ghi với nhau, tránh sự tự nhiễm từ lẫn nhau Khi phát lại, khe guard cũng là khoảng hở an toàn để bảo đảm mỗi đầu từ không bị quét lẫn qua vệt ghi của đầu còn lại giữa hai vệt ghi

Bề rộng của khe guard trước hết phụ thuộc vào bề cao khe từ Như vậy, bề rộng vệt ghi càng rộng càng làm khe guard hẹp đi và ngược lại Sau đó khe guard cũng còn phụ thuộc vận tốc chạy băng Băng chạy càng nhanh thì khe guard sẽ càng rộng

và ngược lại Khi băng chạy chậm lại đến một giới nào đó, hai vệt ghi vừa vặn bị dính sát vào nhau, hay khe guard vừa vặn không còn (= khe guard zero = zero guard band ) Đây chính là trường hợp của các VCR dân dụng để tận dụng được hết diện tích băng từ Khi vận tốc chạy băng lại chậm hơn nữa, các vệt ghi bị nằm đè hẳn lên nhau, trường hợp này không chấp nhận được Nếu vẫn muốn băng chạy thật chậm như thế ( để tiết kiệm băng) thì phải dùng đầu từ hình có khe từ mỏng đi hay vệt ghi

sẽ nhỏ đi sao cho đạt giới hạn

c Định vị Video trên vệt ghi

Tín hiệu Video ghi lên băng không liên tục mà là từng vệt đứt đoạn một Tất nhiên khi phát lại người ta phải ráp nối các vệt giúp có lại Video liên tục như lúc đem ghi Để sự ráp nối được chính xác, cần thiết phải định vị Video rõ ràng trên vệt ghi Đầu mỗi vệt ghi sẽ tương ứng với thời điểm bắt đầu xuất hiện một V.SYNC.Cuối mỗi vệt ghi sẽ tương ứng với dòng quét cuối cùng của một bán ảnh Chẳng hạn vệt CH1 do đầu CH1 ghi được V.SYNC và toàn bộ các dòng của bán ảnh lẻ, thì đến vệt kế tiếp tức vệt CH2 do đầu CH2 sẽ là V.SYNC và toàn bộ các dòng của bán ảnh chẵn và cứ như thế tiếp tục

Chú ý:

- Điểm bắt đầu vào nửa vòng ôm của băng là “ vị trí 0” của băng hay “điểm

đầu” hay “vị trí khởi đầu” Tại vị trí này V.SYNC bắt đầu được ghi trên mỗi vệt

Chiều băng chạy

Hình 1.6: Bề rộng khe guard thay đổi tuỳ theo vận tốc chạy băng

Tín hiệu Audio

- Thời gian của V-SYNC kéo dài trong 20 dòng (20H) Từ nay mỗi khi nói

“xuất hiện V-SYNC” hay “tin tức V-SYNC” là để hàm ngụ thời điểm kết thúc dòng

hình cuối cùng của một bán ảnh và đầu xuất hiện V-SYNC của bán ảnh kế tiếp

1.3.3 Điều kiện quay trống và chạy băng

a Điều kiện quay trống

Sự định vị Video trên vệt ghi như nói trên, chính là việc phải định vị các đầu từ hay xác định pha quay của trống

Trong lúc ghi tin tức V-SYNC của Video In phải được ghi ở đầu mỗi vệt hay nói khác đi, cứ mỗi khi “xuất hiện V-SYNC” thì một đầu từ (hoặc đầu CH1 hoặc

CH2) phải quay đến “vị trí 0” Thời điểm khi đầu CH1 đến “vị trí 0” được gọi là thời điểm “khởi đầu mỗi vòng quay”, hay “ pha quay 0 0 ” của trống Khi đầu CH1

đã quay được 1800 = đã ghi xong vệt CH1, cũng là lúc đầu CH2 vừa vặn nhập vào

“vị trí 0” để bắt đầu ghi vệt CH2 được gọi là “ pha quay 1800” của trống Như vậy, trong lúc ghi thì pha quay của trống phải “chạy theo” hay “khoá chặt” bởi V-SYNC của Video In

Trong lúc phát lại, pha quay của trống cũng phải y như vậy, nhưng với

V-SYNC hiện nay đang nằm trên các vệt ghi Để có được điều này, pha quay của trống được cho tự do cố định vào một thời điểm nào đó Nói khác đi thời điểm góc pha 00 của trống muốn rơi vào lúc nào cũng được, miễn là cứ sau mỗi 1/25 (1/30) giây thì lại phải trở về đúng vị trí cũ Vấn đề đặt ra bây giờ là vị trí của băng sẽ phải tuỳ thuộc vào pha quay của trống Nói rõ hơn, khi đầu từ CH1 quay đến vị trí góc pha 00 thì vị trí băng chạy sẽ phải sao cho đặt được V-SYNC trên vệt CH1 vào đúng

vị trí 00 này đến đầu CH1 sẽ quét đúng trên vệt CH1 mà nó đã ghi Đến khi đầu CH2 quay đến vị trí 00 thì V-SYNC trên vệt CH2 cũng được đặt vào đúng vị trí 0 đến đầu CH2 sẽ quét đúng trên vệt CH2 mà nó đã ghi, hay đã tái lập được sự tương quan giữa đầu từ và vệt ghi giống y như trong lúc ghi Như vậy, trong lúc phát lại thì pha hay vị trí băng chạy phải “chạy theo” hay “khoá chặt” với pha quay của đầu trống

b Cố định pha hay vị trí băng chạy.

Băng chạy được là do mô tơ kéo băng, xác định pha hay vị trí băng chạy do đó chính là việc xác định pha quay của mô tơ kéo băng

Trong lúc ghi thật ra không có yêu cầu phải cố định pha quay của mô tơ kéo băng vào các mốc thời gian cho trước Hay, pha quay của mô tơ kéo băng được tự

do cố định ở một thời điểm bất kỳ giống như đã nối với pha quay của trống trong lúc phát lại Lý do vì băng còn trống, các đầu từ muốn ghi vệt CH1, vệt CH2 ở vị trí nào trên băng cũng được miễn là các vệt phải luôn luôn cách đều nhau đúng theo đã tính toán trước Tức là vận tốc và pha quay của mô tơ kéo băng đã thật ổn định.Trong lúc phát lại băng chẳng những cũng phải thật đều, thật ổn định giống như lúc ghi mà pha hay vị trí của băng còn phải sao cho các vệt ghi hình (đã có trên băng) được đặt đúng vào đầu từ tương ứng

c Sự cần thiết của xung kiểm.

Lúc phát lại, khi đầu CH1 quay đến vị trí 00 thì vị trí băng chạy phải đặt được V.SYNC trên vệt CH1 vào đúng vị trí 0 này Đây chính là yêu cầu phải có phân biệt giữa vệt CH1 và CH2 điều này có được nhờ việc ghi xung kiểm

Trong lúc ghi, thời điểm mà đầu CH1 quay đến vị trí 00 cũng là lúc một SYNC của Video In xuất hiện, V-SYNC này tất nhiên được ghi tại đầu vệt CH1 Đồng thời sườn lên sau khi đảo pha và chia hai của V-SYNC này, được ghi vào một đầu cạnh băng Như vậy nguồn gốc của xung kiểm chính là V-SYNC thuộc CH1 trong lúc ghi Đến lúc đầu CH2 nhập vào vị trí 00, V-SYNC thuộc CH2 sẽ được ghi lên đầu vệt CH2 nhưng người ta không ghi nó lên vệt kiểm soát nữa Nói khác đi,

V-cứ mỗi đầu vệt CH1 thì lại có một xung kiểm hay tần số của xung kiểm sẽ là 25 (30) Hz Đó là tin tức cơ sở để phân biệt vệt CH1 với vệt CH2 nên đúng ra nó phải được gọi đầy đủ là “xung kiểm vệt ghi” (Control Track Pulse = CTL)

Trên đường dẫn băng, đầu trống và đầu kiểm soát (Control Head) cách xa nhau một khoảng X, xung kiểm được ghi cách đầu vệt CH1 một khoảng L Trong lúc phát lại, băng chỉ cần chạy sao cho lúc đầu từ CH1 quay đến vị trí 00 cũng là lúc đo được xung kiểm

Ngoài tác dụng giúp phân biệt vệt CH1 với vệt CH2 trong lúc phát lại, xung kiểm còn có nhiều hữu ích khác nữa, ví dụ để đếm số vòng quay

- Trong lúc ghi, pha quay của mô tơ kéo băng được ổn định tự do (muốn có pha nào cũng được, miễn là ổn định) Trong lúc phát lại, pha quay của mô tơ kéo băng (= thời điểm đọc được xung kiểm) phải “chạy theo” hay “khoá chặt” với pha quay

00 của đầu trống

1.3.4 Yêu cầu chỉnh cơ điện tử.

Với các điều kiện quay trống và chạy băng và sự chính xác đòi hỏi tới phần mười hay phần trăm micron (1 micro m = một phần triệu mét) Hệ cơ thuần tuý chắc chắn không thể đạt yêu cầu mà phải có sự hỗ trợ bằng mạch chỉnh cơ điện tử (servo mechanism)

1.3.5 Các yêu cầu khác

a Yêu cầu ghi chồng lặp.

Như vậy, nếu băng chỉ ôm quanh trống đúng nửa vòng, thì do các sai số cơ khí, mỗi vệt ghi có thể bị dài hay ngắn hơn một bản ảnh một chút và như thế không thể ráp nối được đầy đủ tín hiệu khi phát lại Chính vì thế trong thực tế, người ta phải cho vòng ôm của băng hơn lớn hơn 1800 một chút (thường là thêm 70, hình 1.7) Nhờ thế thời gian của mỗi vệt ghi sẽ được kéo dài hơn (thường thấy là dài hơn 10

dòng hay 10H) và việc này được gọi là sự ghi chồng lặp (over lap).

Giả sử, nếu băng chỉ ôm quanh trống đúng nửa vòng, thì do các sai số cơ khí, mỗi vệt ghi có thể bị dài hay ngắn hơn một bản ảnh một chút và như thế không thể ráp nối được đầy đủ tín hiệu khi phát lại Chính vì thế trong thực tế, người ta phải cho vòng ôm của băng hơn lớn hơn 1800 một chút (thường ôm thêm 70) Nhờ thế thời gian của mỗi vệt ghi sẽ được kéo dài hơn (thường dài hơn 10 dòng hay 10H)

và việc này được gọi là sự ghi chồng lặp (over lap).

b Xung ráp nối vệt ghi hay xung chuyển mạch đầu từ (H.SW.P).

Trêng §h c«ng nghiÖp hµ néi Gi¸o tr×nh Video-CD

Chiều băng chạy

Chiều quét của mép từ Vệt tiếng

Hình 1.8: Sự ghi chồng lặp và định vị vệt ghi thực tế

KĐ

KĐ

Chuyển mạch đầu từ (= ráp nối vệt ghi)

CH1 CH2

đầu CH1

đầu CH2

OUT

Do yêu cầu chồng lặp (over lap) trong lúc ghi thì đã ghi dư ra Nhưng trong lúc phát lại thì chỉ cần đúng một bán ảnh trên mỗi vệt ghi để ráp nối lại mà thôi Hình 1.8 là nguyên lý của sự ráp nối Chuyển mạch sẽ lần lượt đóng lên và đóng xuống theo đúng thời gian 1/50 (1/60) giây, theo đó tín hiệu lấy ra trên mỗi vệt ghi

sẽ đúng là một bán ảnh

Điểm ráp nối hay điểm bắt đầu lấy tín hiệu ra trên mỗi việc ghi được chọn là trước khi xuất hiện V-SYNC sáu dòng (6 H) Lý do chọn lựa này trước hết là tranh ráp nối ngay tại V-SYNC vì V-SYNC là tin tức rất quan trọng để tạo hình của TV sau này Sau đó là chỗ ráp nối xuất hiện dưới đáy hình sẽ giúp khán giả khó nhận ra hơn Thời điểm sườn lên và cả sườn xuống của xung ráp nối vệt ghi như vậy xác định rõ ràng và tin tức có liên quan đến vị trí của đầu từ, nên nó còn được gọi là

xung chuyển mạch đầu từ (Head Switching Pulse = H.SW.P)

Chương 2 Khối cơ đầu trong VCR

Phần cơ là tất cả các chi tiết cơ khí của VCR Nằm phía trên sườn máy là đường băng chạy hay đường dàn băng là nơi mọi hoạt động ghi phát trên băng đều diễn ra ở đây.Nằm phía dưới sườn máy là các mô tơ, cu roa, phanh hãm… tất cả cũng nhằm phục vụ đường băng chạy Bất kỳ là họ hay loại VCR nào thì phần cơ cũng phải gồm các nét chính như sau:

Cao su kéo băng

Con lăn

Trục kéo băng

Đầu trống quay

Dẫn băng (vào trống) Dẫn băng(ra trống)

Con lăn

Con lăn căng băng

(tay căng băng)

Lõi cấp băng (Supply reel) Lõi nhận băng(empty reel)

Con lăn Dẫn băng kéo băng

Đầu AC

Hình 2.1 Cấu tạo tổng quát phần cơ VCR

2.1 các cơ phận chính

2.1.1 Hộp băng

Băng hình họ VHS rộng 1/2 inch đựng trong hộp nhựa (cassette) cỡ 18.8 x 10.4

x 2.5 cm Kích thước hộp nhựa là không đổi sử dụng cho các loại máy VHS khác với thời lượng cuốn băng có thể thay đổi

* Cấu tạo:

- Hai nắp nhựa trong suốt giúp nhìn thấy được bên trong hộp băng, Lõi cấp nằm phía trái và lõi nhận nằm phía phải Khi hộp băng để ở ngoài máy thì lõi cấp bị khoá cứng (không quay được theo cả hai chiều) Lõi nhận có thể quay theo chiều quấn của nó (cùng chiều kim đồng hồ) nhưng vì lõi cấp bị khoá cứng nên cũng không quay được Nhờ có khóa này băng sẽ không bị dung trong quá trình vận chuyển, không làm giãn và rối băng

- Cạnh lưng phía trước

- Lỗ chống xoá băng nằm ở cạnh lưng phía sau hộp băng Chỉ khi nào lỗ này được bịt kín keo hay bằng một nút nhựa riêng, khi đặt vào ngăn chứa của VCR sẽ đầy một công tắc mới có thể RECOD vào băng được Điều này giúp chương trình

đã có trên băng không bị xoá mất do các lỗi bất cẩn

- Lỗ quấn lõi cấp và lõi nhận là vị trí tiếp xúc với trục quấn, nhận băng trên hệ thống cơ để thực hiện quấn, nhả băng

- Khe dàn băng là hai hõm sâu nằm sát cửa hộp băng Đây là nơi mà hai dẫn băng sẽ chui vào để lôi băng ra ngoài dàn trên đường chạy

Khe rút băng ra ngoài

Lỗ chứa đèn báo có băng

Lỗ định vị

Hình 2.2: Cấu tạo hộp băng

- Lỗ xả khoá lõi cấp và lõi nhận là một lỗ tròn lớn nằm ngay chính giữa và về phía xa cửa hộp băng Dùng đầu tuốc vít ấn vào lỗ này sẽ giúp cả lõi cấp và lõi nhận

có thể quay tự do theo cả hai chiều Khi nằm trong VCR, một chốt kịm loạI sẽ tự ghim sâu vào lỗ này để mở các khoá hãm bên trong hộp băng

- Lỗ dò đầu băng và cuối băng là một lỗ tròn lớn nằm ngay chính giữa và về phía gần cửa hộp băng Khi hộp băng nằm trong VCR lỗ này là nơi chứa một LED hay đèn báo Băng ở lõi cấp hoặc lõi nhận ở vị trí đầu hoặc cuối sẽ là một dải băng trong suốt Khi ấy ánh sáng của LED không còn bị lớp bột từ che khuất, ánh sáng sẽ qua khe dẫn sáng tác động lên cảm biến đầu hoặc cuối băng để thực hiện AUTO STOP, AUTO REWIND

2.1.2 Tay căng băng, hãm căng băng

Băng phải luôn luôn căng đều và ôm sát đầu trống Lực căng băng không đều có thể làm băng không áp sát vào bề mặt trống dẫn tới các vệt ghi không thẳng sẽ khiến tín hiệu (ghi hay đọc được) lúc mạnh hay lúc yếu gây ảnh hưởng xấu đến chất lượng hình ảnh ghi hoặc phát

Tay căng băng và hãm căng băng phải được thiết kế sao cho lực căng băng luôn

ổn định, không phụ thuộc vị trí đầu hay cuối băng

2.1.3 Đầu xoá toàn bộ (Full eraser head)

Đầu xoá toàn bộ nằm ngay đầu vào của đường dàn băng, nhằm xoá đi toàn bộ từ trường đã có trên băng Như vậy đầu này chỉ hoạt động khi VCR ở trong trạng thái RECORD, giúp cho băng được sạch từ trước khi ghi vào tín hiệu mới Nguyên tắc việc xoá băng hay khử sạch từ trường đã nhiễm trên băng là cho nhiễm vào băng một từ trường xoay chiều thật mạnh rồi làm yếu từ trường này đi từ từ cho tới triệt tiêu

Tín hiệu được cho vào đầu xoá là sóng sin tần số cỡ (50 ÷ 100)KHz Khe từ của đầu xoá được mở ra thật rộng Từ trường thoát ra sẽ mạnh nhất tại tim khe và yếu dần đến 0 ở cạnh khe Lần lượt từng điểm một của băng lướt qua đầu xoá sẽ bị nhiễm mạnh nhất khi ngang tim khe rồi sau đó lập tức yếu dần Khi đến cạnh khe,

từ trường này bằng 0 rồi tiếp tục đi hẳn ngoài đầu xoá, băng đã được xoá hay khử từ

2.1.4 Dẫn băng và càng dàn băng

Về cấu tạo, dẫn băng trước hết là con lăn (roller) giúp giảm ma sát khi băng tì lên và chạy qua Sau đó độ cao của chúng có thể chỉnh được để đặt băng vào đúng

vị trí cần thiết Trên đường băng chạy có tất cả ba dẫn băng

- Hai trục dẫn băng vào và ra: Tại vòng ôm của băng với đầu trống Vị trí của hai trục dẫn băng này (thường không điều chỉnh được) cùng với hai cọc nghiêng dính bên cạnh chúng, nhằm giúp băng ôm khít vào đầu trống đúng 1/2 vòng hay

1800 Độ cao của hai dẫn băng này điều chỉnh được để thay đổi chút ít độ chênh của 1/2 vòng ôm tức là thay đổi chút ít độ nghiêng trên băng của các vệt ghi hình Độ cao dẫn băng vào thay đổi độ nghiêng vệt ghi ở cạnh dưới băng, tức là tác động vào

các dòng quét trên đỉnh của hình Tương tự như thế, độ cao dẫn băng ra sẽ tác động vào các dòng quét dưới đáy của hình.

- Một càng dẫn băng dẫn, kéo băng là con lăn nhưng cũng có thể chỉ là một cột sắt hình trụ được đặt ngay trước trục kéo băng, sao cho băng được nằm trùng vào mặt phẳng tiếp xúc giữa trục kéo băng và cao su kéo băng sao cho lực kéo tới trước cửa trục kéo băng được mạnh và hoàn hảo nhất Trục này phối hợp với càng dẫn băng để định vị đường băng chạy qua đầu từ CTL giúp quá trình đọc xung kiểm và Audio đồng đều

- ở họ VHS, thông thường hai dẫn băng vào và ra được đặt trên hai đầu “càng dàn băng” sẽ dàn băng ôm lấy trống từ khi máy ở trạng thái PLAY hoặc RECORD

2.1.5 Đầu trống (head drum)

Đầu trống (head drum) quay, trên có mang các đầu từ (head tip) để ghi Video thành các vệt xiên theo chiều dài của băng Cấu tạo của đầu trống:

Phần trên trống:

Phần trên trống (upper drum) quay tròn, là nơi băng được ôm vào và chạy qua,

có thể thấy được ngay khi mở nắp trên của VCR Đó là một khối hợp kim láng bóng trên có mang tối thiếu hai đầu từ hình đối xứng hay cách nhau 1800 Phần này có đường kính 62 mm

Ngoài hai đầu từ hình căn bản, tuỳ theo VCR phần trên trống còn có thể mang thêm các đôi đầu từ khác như:

- Đôi đầu từ mỏng: Hai mép từ cố hữu như

đã xét gọi là đầu từ dầy, các mép này thường

quét trên băng vệt ghi hình rộng 30 → 49µm ở

vận tốc thường SP, bề rộng khe guard như vậy

là từ 0 →19µm ở vận tốc chậm LP (LP = 1/2

SP), khe guard này là -5→ -24 µm hay các vệt

ghi đã chờm lên nhau 5 → 24 µm ở vận tốc cực

chậm (EP = 1/3 SP), mức chờm này có thể lên

đến 32 µm Vì vậy cần phải có hai đầu từ mỏng

để dành riêng cho vận tốc chậm (LP) và cực

chậm (EP), vệt ghi của đầu từ mỏng sẽ có bề

rộng khoảng 16µm, nhờ thế ngay ở vận tốc EP,

hai vệt ghi cạnh nhau cũng chỉ vừa vặn nằm sát

vào nhau (khe guard bằng 0) Hai đầu từ mỏng

được thiết kế cách hai đầu từ dày một góc –70o, một số máy khác đầu từ dày và mỏng có thể được thiết kế tuỳ vào mục đích riêng

Tuy nhiên, đầu từ mỏng thì bề rộng vệt ghi trên băng hẹp = tín hiệu ghi hay đọc được sẽ yếu = nhiễu lẫn vào nhiều hơn và như vậy không tận dụng được chất lượng

ở vận tốc SP Thêm nữa đầu mỏng hay diện tích đầu tiếp xúc với băng nhỏ hơn sẽ làm đầu từ bị mài mòn nhanh hơn

- Đầu từ dành riêng cho trạng thái dừng hình (STILL) và chiếu chậm (SLOW MOTION) Do băng chạy cùng chiều với chiều quay của đầu từ, Khi băng đứng yên

Still

Đầu từ mỏng

Đầu từ dày

Đầu tiếng HIFI

Đầu từ xoá

hay chạy chậm hẳn lại thì đường quét của đầu từ trên băng sẽ bị kéo dài ra Đầu từ chính đã đặt đúng ở đầu vệt ghi thì đến cuối vệt ghi sẽ bị lệch ra ngoài Đầu STILL đặt sau đầu từ chính (thường là trễ 300 so với đầu chính) sẽ đọc được phần sót này

để bổ khuyết cho đầu từ chính

- Hai đầu từ ghi tiếng HIFI trong VCR VHS HI FI cũng được đặt đối xứng và thẳng góc với hai đầu từ dày cố hữu

- Đầu từ để xoá riêng vệt ghi hình hoặc tiếng đầu từ này bắt buộc phải có ở các máy có trang bị bộ nối điện tử để ghi hình riêng, tiếng giữ nguyên hoặc để chèn tiếng

Phần dưới trống (lower drum)

Phần dưới trống cố định gồm có:

- Mô tơ trống (head drum motor) làm quay phần trên trống bằng chính trục của

nó Về cấu tạo, mô tơ trống có thể là loại tuỳ động AC hay DC (AC, DC servo controled motor) như bình thường nhưng cũng có thể là loại “lái trực tiếp” (direct drive motor)

- Phần tạo xung báo vận tốc hay xung FG Mặt dưới phần quay (rotor) của mô

tơ trống có dán các nam châm vĩnh cửu và ở dưới vỏ cố định của mô tơ có đặt cuộn dây để lấy ra xung mỗi khi có nam châm quét qua

- Riêng với các mô tơ lái trực tiếp, một IC HALL đặt tại vành ngoài của mô tơ (phần cố định) sẽ làm thay công việc của các nam châm vĩnh cửu và cuộn dây

- Tiền khuyếch đại và chuyển mạch ghi phát: Trong lúc phát lại, tín hiệu nhận được từ hai đầu từ rất yếu Một bộ tiền khuyếch đạt sẽ khuếch đại tín hiệu của đầu

từ lên ngay trước khi theo dây dẫn đi ra ngoài Bộ khuếch đại đồng thời cũng mang tín hiệu chuyển mạch ghi/phát lại tuỳ theo hai đầu từ được dùng để ghi hay phát lại

Phần giữa trống (biến áp quay)

Biến áp quay (rotary transformer) nhằm đưa vào hay lấy ra tín hiệu từ hai đầu từ quay mà không cần dùng các chổi tiếp điện

2.1.6 Đầu từ tiếng và đầu kiểm soát (Audio and CTL Head)

Đầu từ tiếng và đầu kiểm soát là hai đầu từ hoạt động độc lập nhưng được đặt chung trong một vỏ Đầu từ tiếng (MONO hay STEREO) được đặt nằm trên để ghi tiếng vào sát cạnh trên của băng Đầu kiểm soát được đặt nằm dưới để ghi xung kiểm soát vào sát cạnh dưới của băng ở các VCR có nút DUB hay AUDIO INSERT (ghi tiếng mới, hình giữ nguyên), trong vỏ chung sẽ phải có thêm đầu xoá tiếng riêng nằm ở bên cạnh và phía trước đầu tiếng

* Đầu từ tiếng:

Đầu từ tiếng của VCR hoạt động cùng nguyên lý như đầu tiếng của các cassette

âm thanh Về phương diện mạch điện, ta có thể xem như trong VCR đồng thời còn

có một cassette âm thanh hoạt động độc lập Điều chung duy nhất chỉ là vệt ghi tiếng đã nằm ở sát đầu cạnh trên của chính băng ghi hình Có thể là một vệt tiếng

duy nhất để ghi tiếng MONO Hoặc hai vệt CH1 và CH2 nhưng vẫn là tiếng MONO hoặc hai vệt CH1 và CH2 để ghi âm thanh STEREO.

Trong kỹ thuật ghi tiếng, nếu cứ đưa thẳng tín hiệu (audio) vào đầu từ, cường độ

từ trường có thể nhiễm vào băng rất yếu, do đó tín hiệu được nhập chung với áp một chiều (DC BIAS) trước khi đi vào đầu tiếng Mức DC ghi thêm vào sẽ không cho ra điện áp khi phát lại (không thể phát lại được mức DC) mà nhờ thế lượng từ

do audio ghi được trên băng sẽ cao hơn Tuy nhiên việc làm này cũng làm tỷ số tín hiệu trên nhiễu (S/N) Do vậy audio được nhập chung với sóng cao tần cỡ 50 … 100KHz (AC BIAS) trước khi đem ghi Chú ý đây là nhập chung hay cộng biên độ audio với sóng cao tần chứ không phải là điều chế (MODULATION) audio với sóng mang cao tần Khi phát lại, tín hiệu có lại được chính là mức trung bình của sóng cao tần đã nhập chung này Cách xử lý này có thể tăng số S/N và đảm bảo độ trung thực của âm thanh khi ghi và đọc

Chất lượng tiếng của VCR nói chung không thể tốt như ở các cassette âm thanh

vì tốc độ băng của VCR (3,335 cm/s-hình và tiếng chung) quá chậm Để cải tiến, ngoài đầu tiếng và đường tiếng trực tiếp như vừa nói trên, các VCR loại HI FI còn được trang bị thêm đường tiếng điều tần (FM sound) Họ 8mm lại trang bị thêm đường tiếng sử dụng kỹ thuật số (digital sound)

* Đầu đọc xung kiểm và việc điều chỉnh TRACKING (Control Track Head and Tracking Control).

Đầu kiểm vệt ghi nằm ở phía dưới, chung vỏ với đầu tiếng

ở trạng thái GHI, ngay tại thời điểm bắt đầu mỗi vòng quay của đầu trống = thời điểm xuất hiện V Sync = thời điểm bắt đầu ghi vệt CH1, đầu kiểm lại ghi V-SYNC

vào sát mép dưới của băng và được gọi là xung kiểm vệt ghi (CTL – Control Track

Pulse) Nói cách khác xung kiểm chỉ được ghi tại thời điểm xuất hiện vệt ghi CH1

ở trạng thái phát lại đầu kiểm sẽ đọc lại các xung kiểm đã ghi, nhờ đó:

- Thời điểm đọc được xung kiểm cũng là thời điểm phải đặt được đầu vệt ghi CH1 vào vị trí khởi đầu của mỗi vòng quay trống Nói khác đi xung kiểm là tin tức giúp khoá cứng vị trí băng chạy với pha quay của các đầu từ

- Trong lúc ghi vận tốc chạy băng SP, LP hay EP được chọn bằng tay Đến lúc phát lại, cứ sau 1/25 (PAL SECAM) hay 1/30 giây (NTSC), đầu kiểm bắt buộc phải đọc được một xung kiểm Nếu băng chạy không đúng với vận tốc đã ghi, thời gian 1/25 hay 1/30 giây nói trên sẽ không đúng nữa và tin tức này sẽ giúp mạch chỉnh cơ kéo băng điều chỉnh tốc độ motor tự động chạy ở vận tốc đã ghi

- Sự phát lại vận tốc ngay cả khi băng đã bị dãn (tất nhiên là chỉ chút ít thôi) do

sử dụng nhiều lần Thật vậy băng bị dãn đồng thời cũng làm khoảng cách của các xung kiểm đã ghi trên nó kéo dài ra Mạch chỉnh cơ kéo băng sẽ vẫn phải lôi băng tới trước sao cho tần số xung kiểm đọc được phải là 25 hay 30 Hz Nói khác đi, trong thực tế vận tốc chạy băng phát lại sẽ tự động nhanh theo độ dãn của băng

- Điều chỉnh “TRACKING” xê dịch chút ít sườn lên của các xung cấp nguồn cho motor Capstan, nhờ đó đặt các vệt ghi hình đúng vào vị trí của các đầu từ quay sao cho thời điểm CH1 bắt đầu tiếp xúc với băng từ cũng chính là lúc đọc được

sườn lên của xung kiểm tại đầu đọc xung kiểm giúp nhận được tín hiệu tối đa từ các vệt ghi hình, tương ứng với hình đẹp hay ít nhiễu nhất Nếu xung kiểm có ở trên băng là đúng và hoàn hảo, TRACKING sẽ luôn được đặt ở vị trí chuẩn Xung kiểm không hoàn hảo do băng đã bị dãn, hoặc vị trí đầu kiểm vệt ghi bị lệch, hoặc do sai

số cơ khí của VCR ghi và VCR phát lại … Khi ấy TRACKING từ vị trí giữa sẽ được chỉnh tới trước hoặc ra sau sao cho hình lại được tốt

Hầu hết các VCR đều có trang bị TRACKING

2.1.7 Trục kéo băng và cao su kéo băng

Đường băng chạy nằm vào giữa trục kéo băng và cao su kéo băng ở trạng thái PLAY, RECORD và một số trạng thái khác, cao su kéo băng đè mạnh vào trục kéo băng quay, theo đó băng bị kéo tới trước Vận tốc chạy băng (SP, LP, EP), như vậy được xác định bởi chính vận tốc quay và bán kính của trục kéo băng

Trục kéo băng quay được là nhờ mô tơ kéo băng (capstan motor), thường là thông qua cu roa Đa số mô tơ kéo băng lại trực tiếp quay trục kéo băng Các điều kiện chạy băng, như vậy được thực hiện bởi chính sự quay của mô tơ kéo băng

2.1.8 Các mô tơ và cần đẩy điện

Mô tơ (motor) và cần đẩy điện (solenoid) là nguồn truyền lực nhằm thực hiện các động tác quay hay đẩy các bộ phận cơ khí Trong VCR ngày nay được trang bị với bốn mô tơ được gọi tên bằng chính các chức năng của chúng

Mô tơ trống (drum motor)

Mô tơ trống có nhiệm vụ quay phần trên trống (mang các đầu từ) bằng chính trục của nó, ở các VCR cố, đó là các mô tơ tuỳ động AC hay DC (AC, DC servo Controlled motor) với stator là nam châm cố định và rotor hay phần quay là cuộn dây nhận dòng nhờ các chổi quét và cổ góp điện Do yêu cầu phải kiểm soát vận tốc

và cả pha quay (vị trí đầu từ) thật chính xác, việc cấp áp để quay mô tơ không thể lấy trực tiếp từ bộ nguồn mà phải thông qua một mạch tạo sóng, nói khác đi, nguồn cung cấp cho mô tơ sẽ là các dòng AC hay DC có tần số, biên độ và pha thay đổi tuỳ theo áp sai số từ mạch chỉnh cơ, sao cho bù lại các sai nếu có của mô tơ

Phần lớn các VCR sau này, mô tơ để quay đầu trông đều là loại “lái trực tiếp” (direct drive motor) Đặc điểm của loại mô tơ này là nam châm vĩnh cửu nằm ở vành ngoài được dùng làm phần quay (rotor), trong khi các cuộn dây (thường thấy

là có ba cuộn) nằm ở bên trong nhận áp để quay mô tơ lại cố định (- startor), nhờ thế không cần có các chổi quét và cổ góp điện Với các mô tơ “lái trực tiếp” này, mạch tạo sóng sẽ cho ra áp luôn luôn không đổi (12Vdc), nhưng thời gian có áp thì

có thể thay đổi (PWM = Pulse Width Modulated) tuỳ theo sự bất ổn có thể có của

mô tơ

Vẫn với các mô tơ trực tiếp, việc tạo các xung D.PG không nhờ các nam châm

ở bên ngoài vành nam châm quay, sẽ dò ra khi nào có từ trường, khi nào không có

từ trường (của nam châm quay), từ đó tạo ra xung FG và PG

Mô tơ kéo băng (capstan motor)

Mô tơ kéo băng giữ các chức năng:

- Thực hiện kéo băng với vận tốc không đổi trong chế độ PLAY, RECDORD

- Quấn băng tới nhanh và lùi nhanh trong các chế độ REWIN, FORWORD.Vận tốc và cả pha quay của mô tơ kéo băng cũng phải được cố định như đã nối đối với mô tơ trống Muốn thế, trước hết mô tơ kéo băng cũng phải là các mô tơ tuỳ động (servo motor) hay mô tơ lái trực tiếp (direve motor) Nguồn cung cấp cho mô

tơ cũng phải do một mạch dao động được kiểm soát bởi áp sửa sai của mạch chỉnh

cơ tương tự như với mô tơ trống

Mô tơ kéo băng cũng phải tự tạo ra xung báo vận tốc của mình (C.FG = Capstan Frequency Generator thường thấy tần số là 760 Hz) bằng nam châm hay IC HALL tương tự như mô tơ trống

Khác với motor trống lúc nào cũng hoạt động với tải cố định là phần trên trống,

mô tơ kéo băng có tải lúc nặng lúc nhẹ tuỳ theo vận tốc chạy băng (SP LP hay EP) Hơn thế nữa tải của nó còn thay đổi tuỳ theo cuộn băng dày hay mỏng, đầu cuộn băng hay cuối cuộn băng Mạch chỉnh cơ kéo bằng theo đó phải có tầm hoạt động rộng hơn và tạo sóng (Generator) để chạy mô tơ kéo băng thường là loại PWM (Pluse Width Modulated = Điện áp ra luôn không đổi nhưng thay đổi độ rộng xung Nếu ở mô tơ trống, áp DC đo được bằng VOM luôn luôn gần như không đổi (sóng PWM thay đổi gần như không đáng kể) thì ở mô tơ kéo băng tuỳ theo trạng thái của máy, xung PWM thay đổi rất nhiều chẳng hạn như với vận tốc SP, mô tơ phải quay nhanh nhất , áp DC đo được băng VOM có thể lên đến 12 VDC (thời gian mô tơ có

áp nhiều) Trong khi với vận tốc EP, mô tơ quay chậm nhất, áp đo được chi cỡ 0,5VDC (thật ra áp đưa vào mô tơ vẫn là 12 VDC nhưng thời gian có áp thì ngắn hơn)

Mô tơ dàn băng và motor Cassette.

Mô tơ dàn băng (Tape loading motor, Cassette motor) thực hiện các chức năng sau:

- Dàn băng ra trọn đường chạy của nó và ép chặt cao su Capstan vào trục Capstan khi nút PLAY được bấm

- Rút băng trở vào hộp khi băng đã được dàn và nút STOP FAST FORWARD hay FAST REWIND được bấm

- Về cấu tạo, mô tơ dàn băng và các mô tơ Cassette chỉ là các mô tơ DC bình thường được chạy bằng nguồn 12 VDC của VCR thông qua sự điều khiển của của các IC MDA và các IC này được điều khiển bởi Vi xử lý hoặc mạch Servo

Cần đẩy điện:

Cần đẩy điện là một nam châm điện đóng mở bằng chính nguồn 12VDC để hút hay đẩy một trục bằng sắt, nhằm thực hiện một chuyển động thằng nào đó, thường

thấy ở một số máy, cần đẩy điện hay kéo một bánh xe truyền lực để đổi chiều quay trục cấp băng và trục nhận băng, đồng thời đóng hay mở các hãm (thắng) cần thiết, giúp băng có thể chạy tới hay lui, hỗ trợ hoạt động của motor dàn băng, hút hoặc nhả các thanh trượt liên hoàn.

2.1.9 Các phanh hãm

Hãm căng băng

Hãm căng băng là một vòng nhựa ôm hờ vào trục cấp băng nhằm tăng ma sát hay giới hạn khả năng quay của trục này Hoạt động của hãm căng băng dính liền với tay căng băng để giữ cho băng luôn được căng đều và ôm sát đầu trống

Hãm cấp băng, hãm nhận băng:

Hai hãm này là hai ma sát tì vào trục cấp băng và trục nhận băng để giới hạn hay khoá chặt sự quay của lõi cấp và lõi nhận tuỳ theo trạng thái cần thiết Chúng thường được điều khiển bằng cần đẩy điện và mô tơ dàn băng

2.1.10 Curoa, Nhông và Cam

- Nguồn lực chuyển động phần cơ bắt đầu từ các mô tơ (chuyển động xoay tròn)

và cần đẩy điện (chuyển động tinh tiến), hầu hết được chuyền đến các nơi liên quan thông qua các trung gian

- Nhông là các bánh tròn, có răng hay không có răng, quay quanh trục để truyền các chuyển động xoay tròn thuần tuý Nhông cũng có thể có dạng bất kỳ và chỉ quay một góc nhỏ nào đó nên được gọi là nhông đoạn hay nhông rãnh vì chỉ quay dài theo một rãnh nào đó

- Cam có thể dạng tròn hay hình dạng tuỳ ý, cũng xoay quanh một trục nào đó Cam thường nhận vào chuyển động xoay tròn để đổi thành vừa xoay tròn vừa tịnh tiến hoặc ngược lại

- Cu roa được dùng để truyền chuyển động quay từ trục mô tơ đến một nơi thường là nằm tương đối xa mô tơ (ví dụ tới nhông)

2.2 Các vận chuyển của phần cơ

Trong VCR các động tác mà phần cơ phải thực hiện là:

2.2.1 Nạp và xả hộp băng

Lực để nạp hay xả hộp băng là do mô tơ cassette quay các nhông bằng chính trục của nó Mô tơ cassette được cấp nguồn 12VDC thông qua vi xử lý bởi các lệnh

từ công tắc bình thường EJECT

2.2.2 Dàn băng ra đường chạy

- Băng sẽ được rút ra khỏi hộp cassette và dàn ra đường chạy trong các trạng thái

PLAY RECORD và một số trạng thái: STILL, SEARCH

- Nguồn lực để dàn băng là do mô tơ dàn băng (Loading Motor), được cấp nguồn 12

VDC bởi IC điều khiển Loading IC này được điều khiển bởi mạch Servo hoặc Vi xử lý

2.2.4 Quấn băng

Băng vừa chạy qua trục kéo phải được quấn ngay vào lõi nhận, ở các trạng thái FAST REWIND thì băng phải được quấn thật nhanh thẳng từ lõi cấp sang lõi nhận

và ngược lại

- Lực quấn băng vẫn do mô tơ kéo băng (Capstan Motor)

- ở trạng thái quấn băng nhanh (FAST FORWARD, FAST REWIND) sự hoạt động của mô tơ kéo băng và các nhông … vẫn tương tự như trên nhưng băng được rút hẳn vào trong hộp cassette và cao su kéo băng không còn đè chặt vào trục kéo băng nữa Khi ấy mô tơ kéo băng sẽ chạy với vận tốc tối đa của nó, giúp băng được quấn nhanh thẳng từ lõi cấp sang lõi nhận và ngược lại

- Việc dùng chính mô tơ capstan để quấn băng như trên có ưu điểm là lực quấn băng lúc nào cũng tỷ lệ với lượng băng bị thải ra bởi trục kéo Khi băng chạy càng nhanh hay trục kéo và quay càng nhanh thì bánh đá cũng quay nhanh hơn, hay băng cũng được quấn nhanh hơn Khi băng dừng hẳn lại (PAUSE, STILL…) tức là trục kéo không quay thì bánh đá cũng không quay hay lực quấn năng cũng không có nữa Điều này đem lại ưu điểm là tránh cho băng bị dãn do áp lực quấn quá thừa thãi hoặc là bị rối băng, do lực quấn băng lại không đủ Tất nhiên băng vẫn có thể bị rối do cu roa đã bị dãn, đứt, hoặc do bánh đá đã mòn không còn đủ ma sát khiến cho không quấn kịp lượng băng bị thải ra Đấy chính là lý do cần có sự bảo vệ cho các khả năng xấu này

- Vận tốc chạy băng đòi hỏi độ ổn định thật cao hay vận tốc quay của mô tơ kéo băng phải ổn định thật cao Chính vì thế, ở vài kiểu VCR, người ta đã dùng một mô

tơ riêng để quấn băng Mô tơ quấn băng cũng được chỉnh cơ cẩn thận, sao cho lực quấn vừa đủ để quấn kịp băng xả ra từ trục kéo Kiểu làm này giúp vận tốc chạy băng đạt độ ổn định cao hơn, nhưng lại làm khả năng rối hay kẹt băng để xảy ra hơn

vì phải gánh thêm các xác xuất hư hỏng do mô tơ quấn băng và các phần liên quan của nó

2.2.5 Chuyển động của các phanh hãm

Chuyển động của hãm căng băng:

Hãm căng băng và tay căng băng chỉ hoạt động khi băng có dàn ra đường chạy (PLAY RECORD…) mà thôi Chỉ khi ấy qua sự truyền lực của bánh cam chính và cần đẩy điện, mới đặt sức căng của lò so vào trong tầm thiết kế và hãm căng băng mới có tác dụng.

Chuyển động của hãm căng băng phụ:

Tương tự như trên, hãm căng băng phụ là một ma sát tì hờ vào trục cấp băng và cũng chỉ hoạt động trong các trạng thái mà băng được dàn ra trên đường chạy

Chương 3

Xử lý tín hiệu trong vcr

3.1 đường tín hiệu trong VCR

3.1.1 Tổng quát về ghi vàphát tín hiệu

Khác với việc ghi tín hiệu âm thanh, việc ghi trực tiếp tín hiệu hình màu lên băng từ phức tạp và khó khăn hơn gấp nhiều lần vì:

- Không thể nào ghi lại được tần số 0 hay các mức DC của tín hiệu Nhưng khác với âm thanh, mức DC hay tần số 0 Hz của Video rất quan trọng vì chúng tương ứng với các màu nền của hình

- Giải tần chói hay giải tần của các tin tức trắng đen trong Video từ 0 … 4,2 MHz (FCC) hay 0… 6 MHz (OIRT) là quá lớn so với khả năng ghi và phát lại được bằng băng từ với đầu từ đứng yên

- Một trong hai tin tức của màu là tin tức về pha của sóng mang phụ (PAL, NTSC) Nếu cứ đem sóng mang phụ ghi thẳng lên băng thì do sai số của vận tốc chạy băng trong lúc phát lại, sẽ không thể nào đảm bảo có được nguyên trạng thái

về pha như lúc đem ghi

Các khó khăn này dẫn tới việc không thể đem Video ghi thẳng lên băng mà phải ghi qua trung gian là các sóng mang cao tần Trước hết giải tần chói (tin tức đen trắng) và sóng mang phụ (tín hiệu sắc hay các tin tức của màu) trong Video phải được tách rời khỏi nhau bằng hai mạch lọc thích hợp Một bát độ hay một quãng tám hay octava là khoảng tần số f1 ÷f2, f2 = 2f1 Thí dụ từ 100 Hz đến 100×21 Hz = 200Hz là một bát độ, từ 3 MHz đến 3×22 Hz = 12 MHz là hai bát độ

+ Tín hiệu chói sẽ được điều tần để có sóng “FM chói”, nhờ đó có thể ghi và phát lại các mức DC cũng như thu nhỏ được số octava

+ Tín hiệu sắc sẽ được điều biên nén để có sóng “SAM sắc”, nhờ đó có thể tự sửa sai về pha trong lúc phát lại

+ Sau đó “FM chói” và “SAM Sắc” lại được nhập chung để ghi lên băng bằng các đầu từ

3.1.2 Ghi và phát lại tín hiệu chói

a Sơ đồ khối mạch xử lý tín hiệu chói khi ghi

LPF Mạch ghim nâng Tiền

biên

Mạch cắt điều tần Mạch HPF

Trộn Y/C KĐ CH Mạch

Tới đầu

từ hình ACC

Xử lý tín hiệu màu

Tín hiệu chói

Giải điều chế

FM Xử lý tín hiệu H.P.F

Đổi tần số L.P.F

Khuếch đại phát Đầu từ hình Tín hiệu chói

Nguyên lý hoạt động và nhiệm vụ các khối

- Mạch lọc thông thấp (LPF): Dùng để loại bỏ trung tần màu ở phía tần số cao, chỉ cho qua tín hiệu chói hay dải tần từ 0 ÷3 MHz

- Mạch ghim (clamp): Ghim mức đỉnh xung đồng bộ (hạn biên) để ngăn sự gây nhiễu tín hiệu trong thời gian điều tần

- Tiền nâng biên (Pre-emphasiss): Vì khi điều tần nhiễu ở vùng tần số cao rất nhiều

do đó người ta cố ý khuếch đại cho tín hiệu mạnh hẳn lên ở vùng tần số cao trước khi đưa vào điều tần để loại bỏ nhiễu – quá trình này gọi là tiền nâng biên tần số cao

- Mạch cắt: Để cắt bỏ mức tín hiệu quá mức về phía trên và phía dưới của tín hiệu,

có thể do mạch tiền nâng biên gây ra nhằm tránh xảy ra hiện tượng quá điều chế gây méo tín hiệu

- Mạch điều tần: chuyển tín hiệu chói thành tín hiệu điều tần với sóng mang ở khu vực tần số thấp

- Mạch lọc thông cao (HPF): Dùng để cắt bỏ tần số dưới mức 1MHz có trong dải biên dưới của tín hiệu chói điều tần để nhường chỗ cho tín hiệu độ màu đã chuyển sang vùng tần số thấp

VD: Hệ PAL, đổi từ 4,43MHz xuống 627KHz

Hệ NTSC, đổi từ 3,58MHz xuống 629KHz

- Mạch Trộn Y/C: Trộn tín hiệu màu và chói sau khi đã xử lý

Mạch khuếch đại ghi: Có nhiệm vụ khuếch đại tín hiệu chói và tín hiệu màu đủ lớn

để đưa đến đầu từ

Điều tần tín hiệu chói, sóng “FM chói:

Để ghi được tần số 0 Hz ( các mức DC) và giảm số bát độ của tín hiệu chói, người ta đem tín hiệu chói điều chế vào một sóng mang cao tần Phương pháp điều chế được chọn là điều tần dương (Positive FM) tức là tần số sóng FM cao khi điện

áp chói cao và ngược lại Với VCR VHS thường, sóng “FM chói” sẽ có tần số trong khoảng 3,4 … 4,4 MHz Nói rõ hơn, tại mức mà điện áp chói thấp nhất (mức xung đồng bộ = - 40%) sóng FM chói có tần số là 3,4 MHz và tại mức mà điện áp chói lên cao nhất (mức trắng nhất = + 100%), sóng FM chói có tần số là 4,4 MHz Một mức DC bất kỳ nào đó của tín hiệu chói như vậy đã được đổi thành sóng FM có tần

số trong khoảng 3,4 … 4,4 MHz, hay nói khác đi đã có thể ghi và phát lại được các mức DC của tín hiệu chói

Trong tín hiệu chói không phải chỉ có các mức DC hay tần số 0Hz của tín hiệu Giải tần chói ghi được ở các VCR thường cũng chỉ ghi được có 0 … 3 MHz giải thông tương ứng với độ nét là 240 dòng (đầy đủ thì giải tần PAL = 0 … 5 MHz và

cứ 1 MHz giải thông tương ứng với độ nét 80 dòng) Giải tần này sau khi điều chế

sẽ là giải biên (Side Band) tương ứng của sóng FM Người ta chỉ cần ghi giải biên thấp (Lower Side Band) thôi cũng đủ và như vậy ở “VHS thường” chẳng hạn giải tần tổng cộng của sóng FM đem ghi chỉ kéo dài từ 3,4 – 3 = 0,4 MHz đến 4,4 MHz tức là 4 bát độ (0,4 x 24 = 6,4 MHz) Các VCR loại SUPER, các VCR bán chuyên dụng ghi được Video có độ nét cao hơn sẽ phải lựa chọn tần số sóng mang FM và tính toán giải tần sao cho đạt yêu cầu (thực tế chỉ 6 bát độ) Tất nhiên giải tần đem ghi rộng hơn tức là phải công phu hơn và máy sẽ đắt tiền hơn

b Sơ đồ khối mạch xử lý tín hiệu chói khi phát

Nguyên lý hoạt động và nhiệm vụ các khối

Tín hiệu Video được đọc từ hai đầu từ Video CH1, CH2 thông qua biến áp xoay để chuyển tín hiệu từ phần động sang phần tĩnh rồi qua hai mạch tiền khuếch đại nâng biên độ ở tần số cao rồi được đưa tới mạch đóng mở đầu từ để loại bỏ những chỗ tín hiệu bị xếp chồng do băng từ đã được dàn ra ôm lấy trống từ với một góc lớn hơn 180o Xung đóng mở đầu từ được tạo ra từ trống từ quay và có tần số f

Mạch hạn biên

Mạch bù tín hiệu đứt đoạn HPF

Mạch tiền KĐ

Mạch tiền KĐ

Từ đầu

từ hình

Xử lý tín hiệu màu

Trộn

Y/C

Xung chuyển mạch đầu từ

Hình 3.5: Sơ đồ khối mạch xử lý tín hiệu chói khi phát

- Mạch lọc thông cao(HPF) : dùng để loại bỏ trung tần màu ở khoảng tần số thấp và chỉ cho tín hiệu chói ở tần số cao đi qua.

- Mạch bù đứt đoạn: do tính tương đồng của tín hiệu giữa hai dòng liền kề của một hình ảnh (tín hiệu giữa hai dòng liền kề của một hình ảnh gần giống nhau) Dùng để thay thế tín hiệu của một dòng bị mất do băng từ xấu, do bột sắt từ có tạp chất bằng tín hiệu của dòng ngay trước đó được làm trễ đi một dòng(1H) để tín hiệu được liên tục

- Mạch hạn biên: trong kỹ thuật điều tần luôn luôn phải dùng mạch hạn biên

để cắt bỏ phần điều biên ký sinh do nhiễu gây ra làm chất lượng được nâng cao

- Mạch giải điều tần: dùng để tách ra tín hiệu chói với dải phổ từ 0 ÷ 3MHz

đã được xử lý dưới hình thức điều chế tần số

- Mạch lọc thông thấp(LPF): lọc bỏ sóng mang tần số cao, chỉ cho tín hiệu chói tần số thấp đi qua

- Mạch nén biên: có nhiệm vụ suy giảm tín hiệu ở phía tần số cao xuống trở lại bình thường vì trước đó khi ghi đã thực hiện tiền nâng biên

- Mạch giảm nhiễu : dùng để giảm nhiễu gây ra do băng từ Nó sử dụng sự tương quan dòng của tín hiệu chói

3.1.3 Ghi và phát tín hiệu màu

Trong lúc phát lại nếu vận tốc chạy băng không giống y như lúc ghi thì tần số tín hiệu ra sẽ bị sai lạc

Với tín hiệu màu PAL, sóng mang màu (fsc có chứa hai tin tức màu) có tần số là 4.43 MHz thì mỗi chu kỳ tín hiệu chỉ có 1/4.43MHz (0.23 µs) Đó là một trong hai tin tức của màu mang thông tin về pha của sóng QSAM 4.43 MHz (ĐBNVG 4.43)

Để có thể giữ được nguyên trạng về pha của sóng mang phụ trong lúc phát lại, người ta đã phải tách tín hiệu màu (sắc) ra riêng và điều chế vào một sóng mang riêng, độc lập với việc điều tần tín hiệu chói Phương pháp điều chế được chọn cho sắc là Điều Biên Nén (SAM), nhờ đó có thể tự sửa sai về pha trong lúc phát lại Nói

rõ hơn, sóng ĐBNVG 4.43 MHz của PAL bây giờ sẽ được Điều Biên Nén một lần

4,43

SAM

Sóng sin 5,057MHz

SAM sắc tới các đầu từ

FM chói

Hình 3.6: Nhập chung (ghi) và tách riêng (phát) SAM Sắc và FM chói

A

f( MHz )

nữa với sóng sin tần số là 5.057 MHz Người ta chỉ lấy ra giải biên thấp này 5.057- 4.43- 627 KHz, mà ta gọi là sóng “ SAM Sắc” sẽ được ghi lên băng Để ý là 627 KHz thấp hơn hẳn tần số 4.46 MHz ban đầu của sắc, nhờ đó chu kỳ dài hơn hay tỷ

lệ sai số của nó hay vận tốc chạy băng khi phát lại sẽ được thấp hơn 627 KHz cũng thấp hơn hẳn tần số của FM chói =3.4…4.4 MHz nên phương pháp này được gọi là

“ màu ở dưới” (color Under) và thấp ở tất cả các VCR dân dụng

Sóng “ SAM Sắc” và sóng “ FM Chói’’ hoàn toàn riêng rẽ sẽ lại được nhập chung lại tại khuếch đại công suất (KĐCS) để dùng chung các đầu từ và ghi lên băng

Điều này có nghĩa là vệt ghi gồm cả chói và sắc nhưng hai tin tức của chói và sắc hoàn toàn phân biệt với nhau bằng cả tần số lẫn phương pháp điều chế Khi phát lại tín hiệu từ hai đầu từ đi ra, hai mạch lọc (filter) hoạt động ở hai tần số thích hợp sẽ lại tách rời “FM chói” và “SAM Sắc” ra riêng để tách sóng, phục chế, sửa sai

riêng Chỉ sau khi đã có tín hiệu chói (Y) và sóng mang phụ (C) nguyên trạng như lúc đem ghi, (Y) và (C) mới lại được nhập chung để có tín hiệu hình màu tại đầu ra cuối cùng (VIDEO OUT)

3.1.3.1 Ghi tín hiệu màu (sắc)

a.Sơ đồ khối khi ghi tín hiệu màu (sắc)

Nguyên lý hoạt động và nhiệm vụ các khối.

Nhiệm vụ chính của việc ghi tín hiệu màu (tín hiệu màu và tín hiệu đồng bộ

Mạch KĐ ghi

Cổng Burst

Tới đầu từ hình

Tín hiệu

VIdeo

AFC

Tín hiệu FM sóng mang vùng tần số thấp

Tín hiệu

3,58(4,43 MHz)

APC

AFC

Tín hiệu màu

vòng APC

Tín hiệu

đb dòng

Chỉnh mức lúc ghi

Khuếch đại tách dò triệt màu

HSWP

3,58 (4,43)

4,209 (5,057)MHz

3,58 (4,43) MHZ

629 (627)MHZ

Hình 3.7: Sơ đồ khối ghi tín hiệu màu

• Tần số 3,58 (4,43)MHz ±500KHz của tín hiệu màu được chuyển đổi thành tần số 629 (627)KHz±500KHz (tín hiệu màu đã chuyển xuống khu vực tần số thấp)

• Để loại bỏ sự xuyên lẫn màu, trong chế độ phát lại, người ta quay pha của tín hiệu màu (đã chuyển xuống vùng tần số thấp) một góc 900khi ghi

• Tần số 629 (627)KHz và tần số 3,58 (4,43)MHz được ổn định nhờ mạch AFC và APC

1 Mạch lọc thông dải 1 (BPF1): Mạch lọc để tách tín hiệu màu (gồm tín hiệu màu và tín hiệu đồng bộ màu) ra khỏi tín hiệu video

2 Mạch tự chỉnh màu (ACC: Automatic color constrat control): dùng để giữ biên độ tín hiệu màu không thay đổi, để cho độ tương phản màu luôn ổn định

3 Mạch trộn-đổi tần chính: mạch chuyển đổi tần số để lấy ra tín hiệu có tần số cộng và tần số trừ bằng cách trộn tần số 3,58(4,43)MHz và tần số 4,209(5,057)MHz

4 Mạch lọc thông thấp (LPF): mạch LPF chỉ cho những thành phần tần số trừ là 629 (627) KHz (±500KHz) của tín hiệu lấy ra từ mạch đổi tần chính

5 Mạch tiền nâng biên tín hiệu đồng bộ màu (chỉ được dùng trong hệ NTSC): Mức tín hiệu đồng bộ màu được nhân đôi (6dB) Lúc ghi hình để làm giảm ảnh hưởng của nhiễu và cải thiện tỷ số S/N

6 Mạch đổi tần phụ: Mạch đổi tần số có tác dụng làm phát sinh tín hiệu có tần số cộng và tần số trừ bằng cách trộn tần số ở đầu ra của mạch APC (3,58 (4,43)MHz) và mạch AFC (629 (627) KHz)

7 Mạch vòng AFC: tạo ra tần số 629 (627) KHz đồng bộ với tín hiệu đồng

bộ dòng trong chế độ ghi và làm quay tín hiệu tần số 629 (627) mỗi 1H Xung đóng

mở đầu từ là một tín hiệu quyết định hướng quay 90o của tín hiệu CH1 khác với hướng quay của tín hiệu CH2

8 Mạch vòng APC: dùng để đồng bộ tín hiệu 3,58 (4,43)MHz đưa vào mạch đổi tần phụ cùng với tín hiệu đồng bộ màu Vòng có dao động tần số (3,58 (4,43)MHz) Tín hiệu tần số này và tín hiệu đồng bộ màu được tách ra khỏi tín hiệu màu để được so pha trong mạch tách dò APC Nếu tần số 3,58 (4,43)MHz) lệch đi, điện thế lấy ra từ mạch APC sẽ sửa lại độ lệch

9 Mạch lọc thông dải 2 (BPF 2): có tác dụng cho qua thành phần tần số tổng 4,209(5,057)MHz của đầu ra mạch đổi tần phụ

10 Khuếch đại tách dò triệt màu (Killer detection amplyfier circuit): Khi ghi, thành phần nhiễu màu qua mạch màu trong quá trình phát sóng đen trắng, chất lượng hình ảnh sẽ xấu đi trong chế độ phát lại Do đó người ta trang bị mạch này để ngắt đường màu

b Khử xuyên lẫn giữa hai vệt ghi

Để tiết kiệm băng, hai vệt ghi hình kề nhau đã dính sát vào nhau (zero guard

band hay khe guard zero) nên khi phát lại, đầu từ thứ nhất có thể quét chờm qua vệt ghi thứ hai và ngược lại Đó là sự xuyên lẫn (Crosstalk) giữa các vệt ghi)

1 Khử xuyên lẫn FM chói:

Với FM chói, sự xuyên lẫn được giảm thiểu nhờ đặt nghiêng hai đầu từ đi ± 6 0 Tin tức của chói là tin tức về biên độ (= điện áp) nên sự xuyên lẫn nếu còn chút ít cũng chỉ gây tạp (interference) nhẹ mà thôi

2 Khử xuyên lẫn SAM Sắc, sóng “SAMR”

Khi ghi,”SAM Sắc” hiện nằm chung trên vệt ghi hình vì tần số thấp hơn nên thực tế cho thấy sự xuyên lẫn còn ở mức nặng hơn FM chói Trong khi đó tin tức

của sắc lại là tin tức về pha, không thể chấp nhận một sự xuyên lẫn nào dù là rất

nhỏ Để có được sự tự khử xuyên lẫn trong khi phát lại, trên vệt ghi CH1, pha của

“SAM Sắc” lại liên tục được làm sớm lên +90 0 cho mỗi dòng (1H) Trên vệt ghi CH2, pha của “SAM Sắc” lại liên tục làm trễ đi 90 0 cho mỗi dòng (1H) Nói khác

đi, tin tức của màu để ghi lên băng sẽ là sóng SAM Sắc 627 KHz với pha liên tục bị dịch đi (quay) ± 900, mà từ nay ta ký hiệu là “SAMR “(R-Rotary) Tất nhiên trong

lúc ghi, SAMR đã quay pha đi như thế nào thì đến lúc phát lại, phải quay pha SAMR ngược lại để trả lại nguyên trạng của “SAM Sắc”.

Hình 3.8a là cách khử xuyên lẫn khi phát lại bằng dây trễ 1H và hình 3.8b mô tả

sự việc xảy ra, thí dụ trong năm dòng (5H) của vệt CH1 ở hàng a là pha nguyên thuỷ của “SAM Sắc”, giả sử là 00, biểu diễn bằng các mũi tên nằm ngang hướng về phải ở hàng b là vệt ghi CH1, SAMR đã lần lượt sớm pha lên 900 (= H2, mũi tên chỉ lên), 1800 (= H3, mũi tên chỉ trái), 2700 (= H4 mũi tên chỉ xuống), rồi lại 3600 =

00 (= H5, mũi tên chỉ phải)… cứ như thế tiếp tục ở hàng c là vệt ghi CH2, SAMR lại lần lượt trễ pha đi 900, tức lần lượt là H1 = 00, H2 = -900 = 2700, H3 = -1800 = +

1800, H4 = -2700 = + 900, H5 = -3600 = 00 … Hàng d là khi phát lại, vệt CH1 nhận được tại đầu từ thứ nhất đã có xuyên lẫn thành phần của CH2, biểu diễn phía dưới băng các mũi tên ngắn hơn Hàng e là kết quả việc làm chậm pha hàng d đi 900, theo

đó thành phần CH1 (chính) được trả về pha nguyên thuỷ của “SAM Sắc” Thành phần CH2 (xuyên lẫn) cũng chịu chậm pha 900 mỗi dòng và có pha như hình vẽ (các mũi tên ngắn) Hàng f là tín hiệu ở hàng e nhưng bị giữ trễ lại bởi dây trễ 1H =

64 µ s, theo đó pha của f – H2 chính là của e-H1, f-H3 chính là e – H2 … Sau cùng,

Dây trễ 1H

Kênh

thẳng

Kênh trễ

SAM sắc

đẫ được khử xuyên lẫn

SAM sắc (có từ

SAMR phát lại sau

khi đã quay pha

ngược với lúc ghi)

Hình 3.8: Mạch khử xuyên lẫn SAMR (a) và sự việc xảy ra (b)

H1H2H3H4H5aPha nguyên thuỷ của SAM Sắc →→→→→ bSAMR của vệt CH1 →↑←↓→ cSAMR của vệt

CH2 →↓←↑→ d Phát lại CH1Chính →↑←↓→ Xuyên lẫn →↓←↑→ eTrả pha CH1 về pha nguyên thuỷChính →→→→→ Xuyên lẫn →←→←→ f(f) = (e) trễ 1HChính →→→→ Xuyên lẫn →←→← g(g) = (e)+ (f)Chính →→→→→ Xuyên lẫn0000

hàng g là kết quả nhập chung kênh thẳng và kênh trễ hay e + f theo đó SAMR của vệt CH1 có được hai lần biên độ ban đầu, có pha đúng là pha nguyên thuỷ của

“SAM Sắc” trong khi thành phần xuyên lẫn CH2 luôn luôn ngược pha nhau nên bị triệt tiêu hay tự khử

PG có tần số 25 Hz lấy từ đầu trống quay cũng tham gia vào chuyển mạch xoay này

để xác định pha dịch sớm 900, thời gian thuộc vệt CH1) hay pha dịch chậm 900, (627KHz - 900, thời gian thuộc vệt CH2) Đường ra 627 KHz không bị dịch pha (giữ nguyên pha gốc) được chia cho 40,125 để có tần số 15625 Hz, đưa vào tần số AFC so sánh với tin tức H.SYNC của Video In, áp sửa sai ra từ AFC lại được dùng

để điều khiển VCO – 1 2.507812 MHz Như vậy VCO - 1 đồng bộ với H.SYNC của Video In

Mạch lọc giải (BPF) lọc ra sóng ĐBNVG 4,43 MHz từ tín hiệu Video In (tách sắc ra khỏi chói) Tầng Burst Gate lại trích từ sóng mang màu ra loé màu dùng để kích một VCO thứ hai (VCO – 2) nhằm tạo ra sóng sin 4.43 MHz, cùng với sóng sin Rot 627 KHz đi vào mạch trộn (MIXER), chú ý là trong lúc ghi, loé màu là của Video in được đưa thẳng vào kích VCO - 2 (chuyển mạch REC ON, hình 3.9) và sóng sin 4,43 MHz của VCO - 2 hoàn toàn có pha và tần số của loé màu Tại lối ra của mạch trộn, bộ lọc thông cao (HPF) lọc lấy thành phần cộng (Biên tần trên) đó là sóng sin 4,43 + Rot 0,627 = Sin Rot 5,507 MHz dùng làm sóng mang cho mạch

to Head Drum

VCO-1 160,5fH : 4

fH/

GATE

VCO-2 4,43 Đổi tần phụ

Rsin 5,057KHz sin 4,43 MHz

Rsin 627KHz

D PG

R-sin 627 KHz Generator

FM chói

Tín hiệu Video FM chói

Hình 3.9: Tạo thành SAMR 627 KHz trong lúc ghi

màu hay ĐBNVG 4,43 MHz của PAL Tại đầu ra của BM, bộ lọc thông thấp (LPF)

lọc lấy phần giải biên thấp đó là Rot 5,507 – 4,43 = Rot 627 KHz, chính là SAMR,

sẵn sàng để được ghi lên băng

Giải tần lý thuyết của sóng mang màu là ± 1,5 MHz ở các VCR VHS, yêu cầu

giải tần này chỉ có ± 500 KHz tương ứng với độ nét màu là 40 dòng Trong kỹ thuật

điều chế tín hiệu, người ta chỉ cần một trong hai giải biên thôi cũng đủ, ở VCR sẽ

dùng giải biên cao và như vậy giải tần SAMR đem ghi lên băng sẽ kéo dài từ 627

tới 627 + 500 = 1127 KHz

3.1.3 2 Phát tín hiệu màu (sắc)

a Sơ đồ khối khi phát tín hiệu màu (sắc).

Nguyên lý hoạt động và nhiệm vụ các khối.

Hệ thống phát lại có cấu hình ngược với hệ thống ghi Nó đảm nhận các nhiệm

vụ chính sau:

- Đổi tín hiệu màu đã chuyển xuống vùng tần số thấp 629 (627)KHz

±500KHz thành tín hiệu màu có tần số 3,58 (4,43)MHz ± 500KHz

- Làm quay pha một góc khoảng 90o như trong chế độ ghi và loại bỏ độ

xuyên lẫn màu nhờ mạch lọc dải hình lược (comb filter)

- Loại bỏ sự nháy màu (màu không đồng dạng) do vòng quay không đều của

phần trên trống từ hay sự thay đổi bất thường của tốc độ chạy băng gây ra, bằng

mạch APC và AFC

Trong hệ thống phát lại, tín hiệu màu đã chuyển xuống vùng tần số thấp 629

(627)KHz được tách khỏi tín hiệu từ đầu từ đưa tới, nhờ mạch LPF và được đưa vào

mạch đổi tần chính qua mạch ACC

Đóng/mở

Lọc dải hình lược Nén biên Burst

BPF

Vòng AFC

Đổi tần phụ

VCO 3,58 (4,43)MHz Tách dò APC Cổng Burst

KĐ và tách dò triệt màu

Đến hệ thống xử lý tín hiệu chói

Tín hiệu đồng bộ dòng

HSWP

Vòng APC

Tín hiệu đồng bộ dòng

Tín hiệu màu

Từ đầu

từ hình

629(627) KHz 3,58(4,43) MHz

629(627) KHz 4,209(5,057)MHz

Tần số 4,209 (5,057)MHz lấy từ mạch đổi tần phụ cũng được đưa vào mạch đổi tần chính và cho ra tần số 4,209 (5,057)MHz ± 629 (627)KHz.

Thành phần tín hiệu ra chỉ là tín hiệu trừ (hiệu) được mạch BPF cho ra Nó cũng được đưa vào mạch lọc dải hình lược Trong bộ lọc này, thành phần tín hiệu xuyên lẫn màu đã sinh ra trong khi phát lại được loại bỏ, và trong mạch nén biên tín hiệu đồng bộ màu, giá trị ban đầu của tín hiệu burst được phục chế (đã bị giảm 1/2)chỉ dùng cho hệ NTSC để sao cho có được tín hiệu màu tần số 629 (627)KHz

b Phát lại SAMR

Nguyên tắc tách sóng SAMR:

Khi phát lại, SAMR 627 KHz đọc được từ băng sẽ được Tách sóng Điều Biên Nén (TSĐBN) bằng chính mạch Điều chế cân bằng (BM) hay Điều Biên Nén (SAM) của lúc ghi Điều này giúp trong từng thời điểm phát lại, pha trong SAMR

627 KHz đã sẵn quay đi như thế nào thì bây giờ pha của sóng sin Rot 5,057 MHz cũng được quay đi y như thế → Tín hiệu lấy ra được từ TSĐBN sẽ lại chính là sóng mang màu hay ĐBNVG 4,43 MHz Hay nhờ sự quay pha giống hệt nhau trong cả lúc điều chế lẫn tách sóng sau đó Việc “ SAM Sắc” đã dịch pha đi 900 để thành SAMR cho mục đích tự khử xuyên lẫn không gây ảnh hưởng gì vào việc lấy lại tín hiệu (ĐBNVG 4.43 MHz)

Sóng ĐBNVG 4.43 MHz lấy ra được đúng như lúc đem ghi tức là pha của nó cũng đúng (1 trong 2 tin tức về màu của PAL) Nói khác đi đã có thể ghi và phát lại nguyên trạng các tin tức của màu nằm trong Video

Sai số khi phát lại và chuẩn thời gian đem ghi.

VCO-1 160,5fH : 4

fH

VCO-2 4,43 (Đổi tần phụ)MIXER HPF

H-SYNC

LPF

Rsin 5,057KHz

Rsin 627KHz

D.PG

R-sin 627 KHz Generator

LPF P

R

+ Y

C fsc 4,43MHz

Coulor Video

to Rec Amp SAMR 627KHz

từ đầu từ

fsc 4,43 MHz

BM (Đổi tần chính)

Hình 3.11: Tách sóng SAMR 627 KHz trong lúc phát lại

chỉnh cơ không thể khắc phục hết) SAMR 627 KHz có thể bị sai thành SAMR 627 KHz ±∆f ±Φ, trong đó ∆f đại diện cho phần sai chẵn hay sai đi hẳn nhiều chu kỳ,

Φ đại diện cho phần sai lẻ của một chu kỳ hay sai về góc pha Để có thể lấy lại đúng tín hiệu( = ĐBNVG 4.43 MHz) nằm trong SAMR hay đã “ bị sai” do phát lại thì phải đưa vào mạch TSĐBN sóng sin Rot 5.057 MHz cũng “ được sai” y như SAMR Như vậy, trước hết phải dò ra mức “ bị sai’’ của SAMR 627 KHz (do vận tốc chạy băng ) trong lúc phát lại Từ đó mới có cơ sở để làm sóng sin Rot 5.057 MHz “ được sai ’’ đi sao cho phù hợp

Vòng AFC, APC và sự sửa sai

ở mạch tách sóng điều biên nén, ta có thể tạo ra sóng Sin Rot 5.057 MHz có sai

số giống như sai số của SAMR, thì sẽ lấy được tín hiệu (ĐBNVG 4.43 MHz) nguyên trạng như trước lúc đem ghi Thực tế thì không có một mạch hiệu chỉnh nào đạt được sai số zero hay không còn sai số cả Chính vì vậy sự sửa sai SAMR trong khi phát lại sẽ phải tiến hành qua hai bước: bước đầu là sửa sai tầm rộng bằng vòng hồi tiếp AFC (Auto Frequency Corretor) để giúp cho tín hiệu (ĐBNVG 4.43 MHz) được dùng về tần số, nhưng pha thì vẫn còn có thể bị xê dịch chút ít do các sai số của chính vòng AFC Bước sau đó là sửa sai tầm hẹp hay sắp xếp lại pha cho cố định bằng vòng APC (Auto Phase Corrector) Trong thực tế AFC và APC đều là những mạch so pha (Phase Comparator) giống như mạch AFC của TV Chúng được gọi tên khác nhau chẳng qua vì tín hiệu đưa vào và chức năng của chúng khác nhau

mà thôi

Mạch phát lại SAMR vẫn chính là mạch trong lúc ghi, nhưng các chuyển mạch (hình 3.11) sẽ giúp đưa các tín hiệu vào và ra khác cho phù hợp với trạng thái phát lại (P-Play) của VCR Việc tạo ra sóng sin Rot 627 KHz vẫn do VCO-1 mạch AFC như lúc ghi, nhưng chuẩn thời gian hay H.SYNC bây giờ lại là của Video phát lại, có được từ đường tín hiệu FM chói, sóng sin tạo ra có thể sai là Rot 40.125

LPF P

R

+

Y Coulor Video

To Rec Amp SAMR 627KHz ±∆ f+ Φ

fsc 4,43 MHz

HPF

Tách sóng FM

LPF

D.PG

Tạo xung đồng bộ

sin 4,43 MHz

VCO-2 trước hết vẫn dao động tự do với pha của riêng nó để tạo ra sóng sin 4.43 MHz đi vào mạch trộn cùng với sóng sin Rot 627 KHz ± ∆f + φ Tại đầu ra mạch trộn, thành phần cộng hay 4.43 + Rot 0.627 ±∆f - φ = Rot 5.057 MHz ±∆f +

φ chính là cái mà ta cần có để đưa vào tầng BM Sự việc bây giờ sẽ xảy ra ngược lại với lúc ghi: tín hiệu vào bây giờ là SAMR đã bị sai thành 627 KHz ±∆f + φ, trong lúc sóng sin phục vụ lại là Rot 5.057 MHz ± ∆f + φ, nên ta đầu ra sẽ dùng là sóng ĐBNVG 4.43 MHz Nói khác đi, vòng AFC đã giúp lấy lại sóng mang màu đúng tần số như cũ, bất chấp sai số do vận tốc chạy băng gây nên

- Sửa sai góc pha, vòng APC

Loé màu trong lúc phát lại đã không chuẩn pha VCO-2 được nữa vì nó có được chính nhờ tầng BM và dao động tự do của VCO-2 Hệ quả là sóng sin 4.43 MHz, sóng mang Rot 5.057 MHz và cả tín hiệu ĐBNVG 4.43 MHz cũng không được ổn định về pha

Để chuẩn pha cho VCO-2 trong lúc phát lại tầng APC sẽ so pha loé màu (hiện chưa ổn định về pha) với pha của một dao động thạch anh chuẩn hay cố định (Reference Cristal Oscillator hay Fix Cristal Oscillator = dao động thạch anh có tần

số và pha ra thật ổn định) áp sửa sai từ APC sẽ được đưa vào để kích VCO-2 Từ

đó pha và tần số của VOX-2 cũng thật ổn định hay phục hồi được nguyên trạng như lúc đem ghi Nói khác đi vòng APC giúp sắp xếp hay cố định pha fsc 4.43 MHz phát lại, mà vòng AFC do các sai số của chính nó, đã không thể khắc phục hết

3.1.4 Đường tiếng

Tất cả các VCR đều có ghi trực tiếp Audio lên một đầu cạnh trên băng, thường thấy có một vệt ghi tiếng mono hoặc hai vệt CH1 và CH2 riêng nhưng vẫn là tiếng mono của hiện trường Vệt CH2 là để dành cho việc lồng nhạc nền sau đó, hoặc cũng có thể ở một số ít VCR, hai vệt CH1 và CH2 thực sự là để ghi tiếng STEREO Việc ghi trực tiếp audio lên băng trong các VCR không có được chất lượng cao

vì băng hình chạy quá chậm, chỉ bằng nửa hay phần ba vận tốc của các Cassette âm thanh thường Đấy chính là lý do có cải tiến để có các VCR HI FI, trong đó ngoài đường tiếng trực tiếp cố hữu, audio cũng còn được điều tần (FM) để ghi lên băng bằng đầu từ quay Một số ít các máy VHS mới nhất sau này, audio còn được đổi thành tín hiệu số để ghi lên băng và đã đạt chất lượng âm thanh gần được như của compact disc

Năm 1977, JVC đưa ra các VCR “FI HI VHS”, trước hết vẫn là “VHS thường” nhưng ngoài đường tiếng ghi trực tiếp ra, lại có trang bị thêm đường tiếng điều tần Tín hiệu âm thanh nổi (Stereo CH1 và CH2) được điều tần “FM” vào hai sóng mang riêng rồi cũng đem ghi lên băng nhờ đầu từ quay giống như đã ghi sóng FM của Chói Băng đã ghi bằng VCR thường vẫn có thể sử dụng được cho VCR HI FI

và ngược lại vì đường tiếng trực tiếp vẫn được trang bị cho HI FI VHS

HI FI VHS trang bị thêm trên đầu trống hai đầu từ riêng để ghi hai sóng FM tiếng stereo Hai đầu từ ghi tiếng cũng được đặt đối xứng (cách nhau 1800) và thẳng góc (= cách 900 hình 3.12) với hai đầu ghi hình đã có từ trước Audio của CH1 được

(FM) với sóng mang lúc nghỉ là 1.7 MHz Sau đó hai sóng FM 1.3 MHz và FM 1.7 MHz được nhập chung với nhau để đi vào hai đầu từ tiếng hoạt động giống y như việc ghi hình và sắc của hai đầu từ hình Mỗi vệt tiếng cũng ghi được âm thanh trong thời gian của một bán ảnh (1/25 hay 1/30 giây = thời gian nửa vòng quay của đầu trống) Khi phát lại chuyển mạch đầu từ cũng sẽ làm công việc ráp nối tín hiệu

FM đọc được lần lượt từ hai đầu từ tiếng để có được âm thanh liên tục