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
