Сайт радиолюбителей Республики Коми.
Системы управления видеомагнитофонов и видеокамер.
На главную Главная

Основой системой управления (СУ) видеомагнитофонов и видеокамер являются микропроцессоры частного применения - ASIC (Application Specific Integrated Circuits). В отличие от микросхем общего применения, эти микросхемы в основном выпускаются на подразделениях фирм, производящих элементную базу. Их продукция необязательно используется только в изделиях „материнской” фирмы.

Например, отделения полупроводников компаний NEC, MITSUBISHI, HITACHI производят большие интегральные схемы (БИС) систем управления по заказу других фирм. Кроме вышеперечисленных производством БИС занимаются отделения компаний MATSUSHITA, SONY, TOSHIBA, SHARP, SANYO, SAMSUNG, LG.

В табл. 1 собраны сведения из имеющихся у автора материалов о типах микропроцессоров для СУ, их применяемости и фирмах-изготовителях.

Таблица 1.

Изготовитель видеомагнитофона

Модель видеомагнитофона

Тип микропроцессора

Изготовитель

AIWA

CX7,CX8

CXP88616

SONY

DK925,975\Е100/110/150

CXP80720

MG330

MB88515B

FUJITSU

AKAI

VS465

MN188167XAP2

MATSUSHITA

VS22,23,26

MB88525-192C

FUJITSU

VS-R9

HPD75104CW

NEC

VS-R150

HPD78134QF

DAEWOO

DV202/242/262/282/342/402

M37774MSA

MITSUBISHI

DVR4177/4379/4571/4773

DNE9743SY

DAEWOO

FUNAI

VIP5000

QSMQAOSMB011

FUNAI

VIP5000HC, 8000MKII

QSMQAORSN022

VP16/Т55, VP26/55

QSMQAORSN049

VP17/27, VK47

QSMQAORSN059

HITACHI

VT130

HD614042SD37

HITACHI

VT88/90

HPD78056YGCW01

NEC

JVC

HR-D210/211

M50731-626

MITSUBISHI

HR-D520/521

M37418M6-210

HR-D1520

M37417M4-127

HR-D860/960

M37419M8

HR-J71MS\HR-S9600, DD868

HD6433926F\HD6432194F

HITACHI

LG

BH759/762

BL162WR2

LG

L328/329

M37760M8H2A9GP

MITSUBISHI

MITSUBISHI

HS-M30\HS-M521

M361851\M38185ME

MITSUBISHI

ORION

VP300R

OEC0017C

ORION

PHILIPS

VP225/58

SM8206

SEC

VR355/55, VR755/55

HD6433928

HITACHI

PANASONIC

NV-P10,11

MN6743VRDM

MATSUSHITA

NV-SD200,250

M37774V1BO

MITSUBISHI

NV-FJ8

MN101D02DAA

MATSUSHITA

NV-SR80, 90

MN675029VRTH

NV-HD70

MN67434VRSR

NV-HS800,1000

MN6755320H3W

AG-4700

NV-G40

MN1534VPC

NV-SR70

MN67434VRSY

SAMSUNG

SV-10/11/12

KS888016

SEC

SVR-30/40/70/80

HD6432726F

HITACHI

VK-30/31/32

HPD75108GF

NEC

VK-300/320/330/350

HD6433976RF

HITACHI

SVR-537/630

SV-130W-04

SEC

SVR-11G

KS88C8016

SANYO

VHR5100

LC66508B

SANYO

VHR-Z30RHD

?PD75028CW

NEC

SHARP

VC-M2E

IX01075GE

SHARP

VC-MA441

IX01094GE

VC-A105B

IX00491GE

VC-6V3DP

IX00571GE

VC-V7B

IX00801GE

SONY

SLV-510/710/810

CXP87248

SONY

SLV-870

CXP87852

SLV-KA170/180/190\KF-280/290, P23/53

BU38707

RHOM

Как видно из таблицы, большинство ведущих японских фирм имеют в своем составе подразделения, производящие микросхемы для собственных нужд. Некоторые из фирм применяют в отдельных моделях заказные микропроцессоры для СУ, а такие как SONY, MATSUSHITA, SHARP, используют только собственные БИС. Фирма JVC, хотя и имеет отделение полупроводников, для СУ использует преимущественно заказные БИС. У ведущих японских фирм отчетливо прослеживается тенденция полного отказа от импорта микросхем ASIC и лицензий на их производство, хотя подобного рода микросхемы производят сотни фирм по всему миру.

Потребители имеют большое число видеомагнитофонов, выпущенных менее именитыми производителями, такими как FUNAI, AIWA, ORION, SUPRA, FISHER, а также аппаратуру, установить производителей которой можно, только заглянув внутрь корпуса. БИС систем управления в ней, как правило, заказные (фирмы ORION и FUNAI выпускают и свои микропроцессоры).

На долю СУ видеомагнитофонов приходится значительное число отказов от их общего числа, номенклатура используемых в них микропроцессоров чрезвычайно широка, а поскольку они являются специализированными изделиями, то и какой-либо унификации между микросхемами разных фирм не прослеживается. Учитывая сказанное, целесообразно остановиться на некоторых вопросах, связанных с построением, функционированием, диагностикой неисправностей и ремонтом СУ.

В связи с тем, что видеотехника выпускается уже более 20 лет, представляется полезным проследить этапы эволюции схемотехники СУ видеомагнитофонов и видеокамер различных японских фирм. За отправную точку возьмем 1984 год- начало выпуска первого отечественного видеомагнитофона "Электроника-ВМ-12". Его СУ характеризуется весьма небольшим числом выполняемых операций, многие из которых инициируются непосредственной подачей управляющих сигналов на исполнительные устройства видеомагнитофона.

Отсутствие многих цифровых узлов (системы автоматического регулирования (САР), дистанционного управления (ДУ), электронного счетчика ленты и др.) позволило применить несложный микропроцессор (прототип MN1405YQ). Тем не менее, число дискретных элементов в системе управления довольно велико- более 200.

Введение ДУ, многофункционального индикатора режимов, устройства переключения скорости движения ленты потребовало увеличения вычислительных мощностей микропроцессоров, расширения номенклатуры микросхем ASIC и усложнения систем управления. В их состав могли входить несколько БИС, например центральный процессор видеомагнитофона JVC-HR-D235U выполнен на двух БИС (М50741, М50790). К началу 90-х годов СУ видеомагнитофонов стали выполняться на одной БИС и небольшом числе дискретных элементов, включая микросхемы малой степени интеграции. САР к этому времени хотя и стали цифровыми, но выполнялись в основном на отдельных микросхемах.

Начиная примерно с середины 90-х годов, и по настоящее время СУ и САР размещаются на одном кристалле, число дискретных элементов неуклонно снижается, реализуются дополнительные пользовательские функции, но кардинальных изменений СУ за это время не получили. Силовые микросхемы управления двигателями загрузки кассеты также входят в СУ, их число обычно соответствует числу двигателей. Иногда одна микросхема управляет двумя двигателями постоянного тока, проблем с их заменой обычно не возникает.

В некоторых современных видеомагнитофонах на одном кристалле стали совмещать сразу несколько отдельных устройств управления двигателями, причем разного типа- коллекторными и бесконтактными. Например, микросхема электропривода ведущего вала AN3844SB в видеомагнитофонах PANASONIC с Z-механизмом содержит и драйвер двигателя загрузки кассеты. Фирма LG пошла еще дальше, в линейке видеомагнитофонов 2003 года микросхема LB1882N, расположенная на плате двигателя ведущего вала (ВВ), управляет двигателями БВГ и загрузки кассеты.

Внутренняя структура БИС ASIC отличается высокой степенью сложности, однако, с практической точки зрения знание схем и внутренних процессов внутри БИС важно только для их разработчиков. Для ремонтников больший интерес представляют внешние связи микропроцессоров с периферией видеомагнитофонов. Это особенно полезно при необходимости расширить функциональные возможности конкретных исполнений СУ, подобрать эквивалент для замены дефицитного микропроцессора, использовать частично отказавший микропроцессор с дополнительными внешними элементами.

В сервисные инструкции видеомагнитофонов и видеокамер, как правило, включены функциональные и принципиальные схемы. Функциональное назначение выводов микропроцессоров на этих схемах обычно обозначается английскими аббревиатурами, расшифровка которых не всегда однозначна и проста, использовать словари для расшифровки нужно с большой осторожностью, так как одно и то же сокращение нередко имеет несколько толкований. Кроме того, некоторые фирмы используют собственные обозначения. Все это затрудняет работу со схемами, поэтому представляется полезным рассмотреть значения аббревиатур, применяемых различными фирмами более подробно.

С этой точки зрения рассмотрим внешние связи микропроцессора СУ ТМР47С860N-2084 фирмы TOSHIBA, используемого в ряде видеомагнитофонов этой фирмы (V-109/110). На рис. 1 показаны цоколевка микропроцессора, некоторые элементы включения и управления (черный кружок на выводе- низкий активный уровень, а белый высокий активный уровень) и порты ввода/вывода.

Рис. 1

В табл. 2 указаны обозначения выводов микропроцессора, их назначение и сигналы управления на них.

Таблица 2.

Номер вывода

Обозначение

Назначение вывода и управляющие сигналы

1

VAREF

+5 В

2

VASS

Общий

3

STROBE

Сигналы программного механизма

4

CLOCK

Тактовые импульсы управления двигателем ВВ

5

DEW

Вход датчика влажности (низкий уровень при срабатывании)

6

SELECT

Выбор режима (вход/выход)

7

CAP LIM1

Токовые сигналы управление двигателем ВВ

8

CAP LIM2

 

9

CAP LIM3

 

10

CAP LIM4

 

11

CAP ON

Сигнал включения двигателя ВВ (низкий уровень при вращении ВВ)

12

CAP F/R

Сигнал реверса ВВ (низкий уровень при реверсе)

13

M1

Сигналы управления САР

14

M2

 

15

INDEX

Индексные сигналы

16

SPEEP HOLD

Не используются

17

SPEED A

 

18

HEATER ON

Включение накала индикатора

19

SS

Регулировка четкости изображения при покадровом воспроизведении

20

GAIN CTL

Не используется

21

STEP

Специальные сигналы режимов "Стоп-кадр", "Ускоренный просмотр", "Подстройка"

22

SLOW fH

 

23

VP ON

 

24

NL TRICK

Не используются

25

HEAD CTL

 

26

LINE ON

Переключение режимов счетчика ленты

27

AUDIO MUTE

Сигнал блокировки звука (высокий уровень при выключении звука)

28

REC + B

Включение цепи + В REC (+9 В запись)

29

PLAY + В

Включение цепи + В PLAY (+5 В воспроизведение)

30

PRE PLAY + В

Включение цепи + В PRE PLAY (+5 В "предварительное" воспроизведение)

31

TEST

Общий

32

GND VSS

Общий

33

CYLINDER OFF

Сигнал включения двигателя БВГ (низкий уровень при вращении БВГ)

34

STILL SLOW

Импульсы для обеспечения работы двигателя БВГ

35

TV/VTR

Сигнал переключения ТВ/ВМ

36

TAPE END LED

Сигнал управления центральным светодиодом кассетоприемника

37

S1

Сигналы управления САР

38

S2

 

39

REW/FWD

 

40

M3

 

41

REC MUTE

Сигнал блокировки записи (высокий уровень при включении записи)

42

NC

Не используется

43

OVER REC

Сигнал управления током записи канала управляющей головки

44

NC

Не используется

45

CAP FGA

Сигналы датчика „А" скорости ведущего двигателя

46

DATA IN

Сигналы программного механизма

47

TAKE UP

Сигналы датчика скорости приемного подкатушника

48

START CODE1

Последовательный код с таймера

49

RESET

Сигнал начального сброса

50

X IN

Кварцевый резонатор 6 МГц

51

X OUT

 

52

HOLD

+5 В

53

SW PULSE

Импульсы переключения (DFF)

54

SUPPLY

Сигналы датчика скорости подающего подкатушника

55

CTL PULSE

Сигналы канала управляющей головки

56

CAP FGB

Сигналы датчика „В" скорости ведущего двигателя

57

SIO DATA IN

Последовательные импульсные сигналы (обмен данными с микропроцессором таймера)

58

SIO DATA OUT

 

59

SIO CLOCK

 

60

LOAD (+)

Включение режима заправки (низкий уровень при прямом вращении двигателя заправки)

61

LOAD (–)

Включение режима расправки (низкий уровень при обратном вращении двигателя заправки)

62

LOADING

Напряжение управления двигателем заправки (высокий уровень при движении направляющих стоек)

63

CAP VCC CLL

Не используется

64

VDD

+5 В

Рассмотрим особенности некоторых внешних связей (интерфейсов) микропроцессора с остальными узлами видеомагнитофона. Для управления внешними устройствами микропроцессор имеет 14 портов ввода/вывода. Кроме того, у него имеются 9 отдельных выводов общего назначения.

Порт RC используется для управления микросхемой загрузки кассеты и заправки ленты TA7291S фирмы TOSHIBA. Порт R9 служит для обмена данными с таймерной секцией микропроцессора М50957. Данные передаются последовательно (выв. 57 и 58). Для выбора направления передачи с таймера поступает последовательный код на выв. 48 микропроцессора.

Порт R8 служит для контроля за движением ВВ (выв. 56), ленты (выв. 55), подающего подкатушечника (выв. 54) и БВГ (выв. 53). Заклинивание механических узлов, отказы двигателей БВГ и ВВ соответствуют аварийному режиму. В этом случае микропроцессор блокирует все режимы (происходит возврат в режим "стоп").

С помощью порта К0 микропроцессор контролирует движение приемного подкатушечника (выв. 47), программного механизма (выв. 46) и ВВ (выв. 45 для дублирующей цепи CAP FGA).

Порты Р3, R5, R6 связывают микропроцессор с САР (U601 SERVO), причем обмен данными с цифровой частью САР происходит по параллельному интерфейсу (выв. 13, 14, 37-40). Параллельный 4-разрядный код с порта R5 (выв. 7-10) обеспечивает регулировку тока двигателя ВВ в различных режимах работы. Форсирование двигателя в переходных режимах обеспечивает высокое быстродействие выполнения операций, что позволило ввести потребительскую функцию, названную фирмой термином Full Loading Quick Access Systеm (быстродействующая система заправки). Система управления обеспечивает функцию Таре Remain (определение времени, оставшегося до конца ленты).

В моделях более высокого класса СУ выполняет дополнительные задачи, рассмотрим которые на примере микропроцессора ТМР90CR74DF в 100-выводном корпусе этой же фирмы, используемого в стереофоническом видеомагнитофоне TOSHIBA-V-804W. Значения аббревиатур на соответствующих выводах этого микропроцессора следующие:

  • 2, 3- HI-FI ENT, VIDEO ENV (входы для подачи огибающих звуковых и видеосигналов на схему автотрекинга);
  • 8, 9- L-LEVEL, R-LEVEL (входы АЦП устройства отображения уровней звуковых сигналов);
  • 13- AD REF (вход для подачи образцового напряжения на АЦП);
  • 15- HI-FI DET (вход устройства, определяющего наличие ЧМ-сигналов HI-FI звука);
  • 16, 20- A MUTE1, A MUTE2 (выходы для блокировки звуковых сигналов HI-FI каналов и ТВ тюнера);
  • 24- A DUB (выход для включения режима автоматической записи звука на линейную дорожку при работе в режиме HI-FI;
  • 40-45- CFGA, CFGA IN, CFG BIAS, CFGB IN, CFGB AMP (входы/выходы служебных сигналов системы авторегулирования ведущего вала;
  • 47- DFG (вход для подачи сигналов от датчиков скорости и положения БВГ);
  • 50- START SENSOR (вход для подачи сигнала от датчика начала ленты- идентификация прозрачного ракорда в начале ленты);
  • 52- END SENSOR (вход для подачи сигнала от датчика окончания ленты- идентификация прозрачного ракорда в конце ленты);
  • 54, 55- S.STB, L-RESET (выходы для обмена данными с микросхемой таймерной секции- дисплейный модуль на передней панели);
  • 68- COMP IN (полный видеосигнал (поступает с предварительного усилителя в режиме воспроизведения);
  • 69- HD IN (вход для подачи "синхросмеси" (отселектированные строчные синхроимпульсы);
  • 77- СК COMP (выход буферного каскада генератора 4fsc (17,754 МГц);
  • 83, 84- SDA1, SCL1 (шины I2С обмена данными с видеопроцессором канала изображения- микросхема TA8892N);
  • 86, 87- SDA2, SCL2 (шины I2С обмена данными с синтезатором частоты ТВ - тюнера);
  • 88- TRAP 31,9 MHz (выход для включения режекторного фильтра в модуле ПЧ ТВ-тюнера (при переключении телевизионных систем));
  • 89- выход для коммутации блока предварительных усилителей на микросхеме ТА8894AF (основные „вращающиеся” предусилители установлены на верхнем цилиндре БВГ);
  • 93- HASW (сигнал переключения видеоголовок);
  • 95, 96, 97- S.CLK, S.DATA OUT, S.DATA IN (шины I2С обмена данными с микропроцессором таймерной секции на панели управления;
  • 99- CPWM (выход формирователя ШИМ сигнала с системы управления ведущим двигателем;
  • 100- DPWM (выход формирователя ШИМ сигнала с системы управления БВГ.

Часто при отказах микропроцессора СУ многие режимы, тем не менее, выполняются правильно. Это свидетельствует о частичном отказе СУ и, в отдельных случаях, возможен ремонт без замены дорогостоящего микропроцессора. Прежде всего это относится к выходным аналоговым сигналам с уменьшенным размахом или искаженной формой, а также к цифровым управляющим сигналам, логические уровни которых отличаются от требуемых.

Иногда возможно получение необходимых управляющих сигналов через узлы, собранные на элементах структуры КМОП, при подаче на них других подходящих выходных сигналов. Потеря чувствительности входов, а также отказы интерфейсов с двунаправленной передачей сигналов, как правило, приводят к необходимости замены микропроцессора.

Основной трудностью при ремонте можно считать сложность получения полных комплектов сервисных инструкций, с картами режимов и временными диаграммами систем управления (нередко в доступных сервисных инструкциях такой информации нет). В заключение рассмотрим конкретные примеры неисправностей микропроцессоров СУ и методики решения этих проблем.

В видеомагнитофонах „JVC HR-D210” после ремонта вышедшего из строя источника питания ни один из режимов не включался, причем в момент включения двигатель заправки вращался 5...10 с в обратную от необходимой сторону. Подозрение на неисправность микросхемы управления двигателем заправки BA6259N не подтвердилось.

После анализа функционирования СУ был выявлен ненормальный уровень выходного сигнала на выв. 57 микропроцессора М50731-626: низкому логическому уровню соответствовало напряжение 3 В, а высокому- 3,25 В. При этом остальные сигналы порта управления электроприводом заправки кассеты и ленты (выв. 57-59) были в норме.

Добавив пороговое устройство на элементе DD1.1 и инверторе DD1.2 (рис. 2), удалось получить исходные логические уровни (низкий уровень- 0В, высокий уровень- +5 В) и тем самым восстановить работу видеомагнитофона. Порог срабатывания схемы устанавливается с помощью переменного резистора R1, для контроля лучше использовать высокоомный вольтметр.

Рис. 2

В видеомагнитофонах „JVC HR-D520/521/1520” и др. иногда проявляется следующий дефект: при нажатии кнопки включения „OPERATE” начинает вращаться БВГ, в режимах воспроизведения/записи диски БВГ и ВВ вращаются на максимальных оборотах. Диагностика выявила наличие постоянного напряжения 4В на управляющем входе микросхемы электропривода БВГ VC5032 даже в режиме „Стоп”. Это дало основание предположить, что вышла из строя микросхема САР HD49733NT, однако ее замена не дала положительного результата.

Более детальное исследование САР подтвердило предположение о несоответствии норме управляющих сигналов с системы управления, определяющих режимы работы САР. В этих моделях видеомагнитофонов обмен данными между СУ и САР происходит по последовательному интерфейсу. На одной из его шин амплитуда импульсов управления оказалась равной всего 2В вместо 4,5...5В. Установка дополнительного формирователя (рис. 3), обеспечила нормальную работу САР во всех рабочих режимах.

Рис. 3

Поскольку "потребителями" сигналов СУ являются практически все функциональные узлы видеомагнитофонов, то отсутствие или несоответствие норме этих сигналов приводит к отказам, на первый взгляд, не имеющим отношения к неисправностям СУ. Так, например, в видеомагнитофоне "Panasonic NV-J35EE" неисправность проявлялась следующим образом: при воспроизведении кассет, взятых в прокате, в системе PAL на изображении наблюдались горизонтальные цветные полосы, хаотически перемещающиеся по экрану.

В режиме "Стоп-кадр", а также при воспроизведении собственных записей изображение было нормальным (в системе SECAM неисправность не проявлялась). Причиной неисправности оказалось отсутствие сигнала переключения на выв. 2 микропроцессора MN6740VCQK фирмы MATSUSHITA. Чтобы обойтись без замены микропроцессора, можно подать сигнал переключения на выв. 6 микросборки канала цветности IC801 через внешний инвертор.

В качестве инвертора подойдет логическая КМОП-микросхема, однако при этом в режиме "Стоп-кадр" цвета не будет (РАL). Для полноценной работы нужна более сложная внешняя схема, один из вариантов показан на рис. 4. Управляющий сигнал с выв. 3 микропроцессора представляет собой меандр частотой 25 Гц, поэтому для получения из него постоянного напряжения +5В используется выпрямитель с удвоением напряжения на диодах VD1,VD2.

Рис. 4

Системы управления видеомагнитофонных секций видеокамер функционально выполняют некоторые дополнительные функции, относящиеся к работе всей видеокамеры, в том числе и автоматический контроль неисправностей. При проведении диагностики и ремонта это создает определенные трудности, так как на любую неисправность, предусмотренную системой самодиагностики, микропроцессор реагирует полной блокировкой с выключением питания.

Общих рекомендаций для таких ситуаций дать нельзя, у каждой модели или семейства моделей есть свои особенности, по возможности они будут рассмотрены в последующих публикациях.

Ю. Петропавловский

РС12-2003

На главную Главная
Rambler's Top100 Rambler's Top100 Рейтинг ресурсов УралWeb
Hosted by uCoz