4.1 tổng quát về tuỳ động servo
4.1.1. Xung so sánh và xung tham chiếu
Với các điều kiện quay trống và chạy băng và sự chính xác đòi hỏi tới phần mười hay phần trăm micron (1 micron = 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).
- Một là chính các mô tơ trong lúc quay phải tạo ra các xung báo vận tốc quay FG (Frequency Generator) và xung báo pha quay PG (Pulse or Position Generator) của mình. Các xung này được gọi chung là “xung so sánh” (Comparation pulse) vì mạch chỉnh cơ sẽ so sánh chung với các mốc thời gian cố định biết trước chắc chắn đúng, từ đó mới có sự sửa sai. ở các mô tơ AC, DC bình thường, xung so sánh có được nhờ đặt các nam châm vĩnh cửu ở phần quay (rotor) và đặt cuộn dây ở phần đứng yên (stator) để lấy ra xung. Cứ mỗi khi một nam châm quét qua cuộn dây thì một xung lại được tạo thành. Tần số và pha của xung sẽ phản ánh tần số quay (hay vận tốc) và pha quay của mô tơ. ở các mô tơ loại lái trực tiếp (direct drive motor). IC HALL sẽ làm công việc này thay cho vai trò của nam châm vĩnh cửu và cuộn dây.
- Hai là phải cung cấp cho mạch chỉnh cơ các mốc thời gian cố định biết trước chắc chắn dúng hay xung tham chiếu (Reference Pulse). Mạch chỉnh cơ sẽ căn cứ vào các mốc này để cố định pha xung FG và PG cho đúng yêu cầu. Trong lúc GHI (RECORD) tham chiếu có được dễ dàng là V-SYNC của Video In. Tần số của V- SYNC là 50 (60) Hz với độ chính xác cao hay cứ 1/50 (1/60) giây lại xuất hiện một V-SYNC. Trong lúc phát lại (play back), V-SYNC của Video In không còn nữa, xung tham chiếu sẽ được tạo ra nhờ một mạch tạo dao động chuẩn dùng thạch anh,
thực tế là bằng chính thạch anh tạo sóng mang màu sau khi đã chia tần số xuống còn 50 Hz(60 Hz). MạCH CHỉNH CƠ Motor Xung tham chiếu ( Reference ) Báo pha và vận tốc quay ( PG, FG ) Xung so sánh ( Comparation ) FG PG STATOR ROTOR Nam châm Cuộn dây Cuộn dây (Đường mạch trên bo)
Hình 4.1: Mạch chỉnh cơ (a) và cách tạo xung PG, FG(b) a)
4.1.2 Vòng AFC và APC
Mạch chỉnh cơ làm công việc so sánh FG và PG với xung tham chiếu. Kết quả so sánh là áp sai số( error voltage) sẽ được dùng để sửa sai vận tốc hay pha quay của mô tơ. Bởi vì sự quay của mô tơ phải đúng cả về vận tốc lẫn pha quay, nên việc chỉnh cơ sẽ phải tiến hành qua hai bước, bằng hai vòng hồi tiếp.
- Vòng AFC (Automatic Frequency Control) so sánh xung báo vận tốc quay FG với xung tham chiếu đẻ giữ cho vận tốc quay của mô tơ được đúng. Pha quay của mô tơ tất nhiên chưa thể ổn định, hay vẫn còn có thể bị xê dịch do chính sai số của mạch điện.
- Vòng APC (Automatic Phase Control) sau đó sẽ so sánh xung báo pha quay PG với xung tham chiếu, từ đó cố định được pha quay của mô tơ vào các mốc thời gian cho trước.
Trong VCR, mô tơ trống và mô tơ kéo băng sẽ phải được chỉnh cơ riêng hay sẽ có tất cả 4 vòng chỉnh cơ. Hai vòng cho mô tơ trống là Drum AFC (D.AFC) và Drum APC( D.APC). Hai vòng cho mô tơ kéo băng là Capstan AFC (C.AFC) và Capstan APC( C.APC). Cả 4 vòng chỉnh cơ nói trên thực chất chỉ là những vòng so pha. Các xung phải so sánh lần lượt là D.FG (Drum FG), D.PG (Drum PG) của mô tơ trống và C.FG (Capstan PG), C.PG (Capstan PG) của mô tơ kéo băng. Riêng về mô tơ kéo băng, kết quả cuối cùng về pha quay của nó là vị trí băng trên đường chạy, nên C.PG sẽ chính là xung kiểm (CTL) đọc được trong lúc phát lại. Tham chiếu cho cả 4 vòng chỉnh cơ này là V.SYNC trong lúc ghi và là tần số 50 (60) Hz của thạch anh trong lúc phát lại.
4.2. Mạch chỉnh cơ kiểu tương tự (Analog Servo Circuit)
Gọi là mạch chỉnh cơ dạng tuyến tính (analog) là để phân biệt với mạch chỉnh cơ ứng dụng kỹ thuật số (digital) thấy ở phần lớn các máy thế hệ mới.
Mục đích của chương này là tìm hiểu làm sao IC chỉnh cơ có thể xác định được sườn lên và sườn xuống của xung cấp nguồn cho mô tơ trống và mô tơ kéo băng.
4.2.1. Mạch Drum ServoAFC AFC APC + KĐCS Motor Xung báo tốc FG Xung tham chiếu Sai số (error) Sai số (error)
Xung báo pha PG
- Vòng D.APC so sánh xung D.PG với xung tham chiếu, kết quả so sánh là một áp DC mang tin tức sửa sai pha quay của trống, tức là tin tức về vị trí sườn lên của xung cấp nguồn.
- Vòng D.AFC tạo ra xung cấp nguồn, với vị trí sườn lên xác định bởi áp sửa sai của APC, AFC sẽ xê dịch sườn xuống để ổn định vận tốc quay trống bằng cách chuẩn pha xung D.FG với pha tham chiếu là chính sườn lên đã cố định (bởi APC).
Nói cách khác thứ tự công việc là: 1 vòng AFC tự tạo ra sườn lên đã đúng nhưng chưa ổn định. 2 APC kẹp chặt sườn lên vào các mốc thời gian cố định bằng cách chuẩn pha xung D.PG với pha xung tham chiếu. 3 AFC kẹp chặt sườn sau bằng cách chuẩn pha xung D.FG với tham chiếu là chỉnh sườn trước đã được cố định bởi APC → cố định được toàn bộ xung cấp nguồn hay cố định được cả vận tốc lẫn pha quay của mô tơ trống.