Убить Дракона или "любителям Маяков посвящается"
Добавлено: 17 апр 2011, 17:06
В начале 80х гг известная японская фирма Накамичи объявила о выпуске нового кассетного магнитофона ДР (Dragon). По сути, он стал венцом творения фирмы, объединив в себе наилучшие традиции механики и схемотехники дек второго поколения и передовые решения в части сервисной автоматики. В 1985г. он впервые был представлен в СССР на выставке “СВЯЗЬ-ЭКСПО”. В то время наши сограждане для удовлетворения эмоциональной потребности в прослушивании музыки в 99% использовали аппаратуру отечественного производства. А так как в нашей стране, в виду определенной политической доктрины (“первым делом самолеты”), бытовая техника считалась предметом роскоши, и ей не уделялось достаточного внимания. Средства на разработку практически не выделялись, сроки ставились ограниченные, и поэтому отношение разработчиков было соответствующим. В результате этого продукция была в целом недоработанной и недостаточно надежной. Это все привело к развитию в нашей стране радиолюбительства, появлению довольно большой армии самодельщиков, сделавших своим хобби конструирование и создание изделий звуковой техники.
В 1988х гг. на экраны вышел фильм “Убить Дракона” по пьесе Е. Шварца. Там повествуется о правителе Драконе, которого поддерживало большинство населения, несмотря на деспотизм и тиранию. И когда Дракон был повержен главным героем, то население отнеслось к этому неоднозначно и стало считать его своим новым драконом… В общем, фильм аллегоричный и заставляет задумываться о многих аспектах в жизни. Так, например, многие схемотехнические решения, примененные в отечественной аппаратуре энтузиастами и любителями звуковой аппаратуры, в принципе, были не хуже западных. Однако об этом многие забывают, а многие сейчас и вообще не знают...
В своё время занятие радиолюбительством не обошло и меня, от увлечения конструированием магнитофонов в 80е-90ых гг. остались кое-какие узлы и механизмы. И, следуя теории о том, что история развивается по спирали, примерно четыре года назад я решил использовать “остатки” на новом, так сказать историческом витке и окончательно развеять миф о несостоятельности нашей аппаратуры. Задачей ставилось изготовление аппарата со сквозным каналом и развитой калибровкой под любой тип ленты, с параметрами на уровне топовой импортной, на отечественной элементной базе, без применения каких-либо современных технологий, микропроцессоров и компьютерной техники и серьезных вложений. Единственным “послаблением” было применение импортного комплекта головок, так как достать отечественные сэндвичей оказалось сложнее, чем импортные.
Для того чтобы “сыграть на контрасте” за основу был взят самый распространенный в СССР магнитофон “Маяк” по степени убогости лентопротяжки и количествам рекламаций не имеющий конкуренции ни с одной зарубежной декой. (Вспомните девушку с ч/б фотографии в журнале “Радио” середины 80х, с тоской взирающую на груду “Маяков”, ждущих отправку на завод изготовитель)J.
Ассоциативность и аналогия с известным фильмом сподвигло назвать проект “Убийцей Наков”. (Естественно положить на лопатки именно Накамичи-Дракон не предполагалось, из-за сложности изготовления системы автоазимута, но потягаться со среднестатистическим Наком задача априорно была решаема).
В общем, эта тема будет, пожалуй, интересна только самодельщикам, по сути, она представляет блог, где будет последовательно представлена конструкция и приведены результаты измерений. Приведены фотографии основных видов магнитофона, где цифрами обозначены основные позиции, описанные ниже.
Итак:
В начале магнитофон был приведен к идеальному состоянию путем устранения всех заводских косяков, нарытых и собранных за 20лет с момента начала производства. Сейчас все уже не припомню, но основными были перенос токоограничивающих резисторов с УЗ на материнку, устранение помехи от ГСП введением емкости, устранение помехи от сегмента “Микрофон” индикатора уровня установкой емкости на материнку и экранирование самой платы индикатора сзади. В ЛПМ были ослаблены все усилия на узлах примерно вдвое и приведены к значениям характерным для аппаратов 1 и 0 группы.
Далее была проведена хирургическая операция на материнской плате (поз.19) для перевода магнитофона из режима двухголового в режим работы со сквозным каналом, путем перерезания дорожек в районе реле коммутации головок и изготовлении двух новых кабелей для работы с тремя головками. Позже при дальнейшей модернизации некоторые проводники материнской платы были перенесены в другое место с использованием экранированных проводов с целью минимизации наводок. Так же была перепроложена земля и найдены точки для её соединения с корпусом для минимизации фоновых наводок. Блок коммутации типов лент переработан с учетом работы с металлической лентой и экранирован (поз.21). Также закрыты металлическими экранами токоограничивающие резисторы и резисторы регулировки добротности входной цепи (поз.20). Боковые панели корпуса обшиты тонким металлическим листом, верхняя пластмассовая крышка заменена на металлическую, аналогичную нижней. Корпус усилен серединной распоркой, к которой впоследствии будет крепиться вертикальная металлическая стенка, отделяющая ЛПМ от блока питания. Сверху, в левой части корпуса, где расположены платы, установлен дополнительный экран. В передней лицевой стенке сделан П-образный вырез под верхний отросток стола каретки и отверстия под шлицы резисторов калибратора и кнопок управления.
Ниже приведены фотографии магнитофона в режиме разборки, цифрами обозначены блоки, краткое описание которых имеется далее:
Лентопротяжный механизм (ЛПМ)
В новом аппарате были применены головки Canon H36305-1/0 (сэндвич, аналогичные применяемым в топовых магнитофонах Айва) и Canon H22 (стирающая, двухзазорная, применяемая в магнитофонах Яуза-220С). Воспроизводящая секция головки закрыта металлическим кожухом (поз.16) от наводок со стороны ГЗ. Головки закреплены на столе-каретке через диэлектрическую проставку. Регулировка азимута производится штатно левым винтом, высоты – подкладыванием шайб под правый винт, а “кивок” подкладыванием шайб под длинный отросток стола каретки.
Узкий бочкообразный родной ролик заменен на более широкий цилиндрический.
Для стабилизации температурного режима и уменьшения детонации применен малошумящий высокооборотный вентилятор-кулер (поз.12), запитанный от отдельного малогабаритного трансформатора. При этом фрикция в узлах не меняется со временем и ЛПМ работает намного стабильнее. Анализ влияния узлов ЛПМ с помощью детонометра и анализатора спектра показал, что единственным серьезно влияющим на детонацию узлом является плоский ремень пассик, подбором которого, вкупе с охлаждением, удалось понизить детонацию вдвое, - до уверенного значения в 0,09-0,1% ДИН (ВТД) с тест-кассеты 3150Гц с детонацией (0,02-0,03%). В сквозном канале с генератора детонация даже составила 0,08%ДИН. Скорость была установлена путем подбора выводов первичной обмотки сетевого трансформатора (в моем экземпляре транс имел три отвода 150/180/220В). Установленное значение в 180В совпало с номинальной скоростью.
Необходимый охват головки регулируется специальным ограничителем сверху, в который упирается верхний конец стола-каретки с головками. Утыкание его в загиб передней лицевой стенки устранен П-образным вырезом в загибе над зоной головки. В целом головка получила на 0,5-1мм более глубокий заход в кассету и лучшее огибание её пленкой, что резко снизило ПАМ и увеличило отдачу.
В данном варианте используется опирание кассеты на 4 точки и прижим осуществляется двумя пружинами сверху, что исключает качание кассеты и смещение её вверх-вниз. Все это обеспечивает очень стабильный азимут.
Также введена светодиодная подсветка кассеты: когда виден правый светодиод - начало пленки, ничего не видно - середина и виден левый - конец пленки.
Блок питания (поз.5)
В блоке питания (поз.5) заменены все электролиты фильтра на современные вдвое большего номинала и установлены на отдельной плате ФНЧ (поз.18). Слабомощные мосты КЦ 405, стоящие, почему-то вместо диодов большей мощности, заменены на 410ые. Далее были отключены цепи, питающие привод электромагнита удержания головок (+10В) и запитаны от отдельного стабилизированного блока питания +12В со своим трансформатором (поз.4).. Благодаря этому пульсирующая наводка 50Гц (со своими гармониками 100 и 150Гц) проходящая на линейный выход снижена с 10мВ до 4мВ и не меняется при включении и выключении режима “рабочий ход”. Оставшаяся цепь питания +10В использована для светодиодной подсветки кассеты. При этом основной трансформатор существенно “разгрузился” и уже не находится в насыщении. Цепь питания люминесцентного индикатора и цепей подъёма головок +42В, питающаяся от однополупериодного выпрямителя отфильтрована конденсатором увеличенной емкости и экранирована. Полное вычищение остатков “пилы” снижает усилие подъёма головок (вплоть до их неподъёма) поэтому здесь пришлось искать компромисс. Цепи питания ГСП (+15В) были тоже отключены. Для питания ГСП был изготовлен отдельный стабилизатор +24В, питающийся от своего трансформатора (поз.13).. От него же был запитан стабилизатор для питания вентилятора (поз.12) охлаждения ЛПМ. Сам трансформатор блока питания был дополнительно экранирован с применением пластин с низкой магнитной проницаемостью (поз.22) и сверху дополнительным медным экраном (от гармоник сети). В блоке управления (поз.17), конденсаторы фильтров тоже заменены на современные.
Усилитель воспроизведения (УВ)
УВ (поз.8) переделан для работы в сквозном режиме: установлена перемычка в коммутаторе режимов, переводящая питание УВ в режим “включен постоянно”. В схеме УВ удалены все элементы, касающиеся регулировки ВЧ в виде ПОС. А для регулировки ВЧ введены подстроечные резисторы установленные на материнке параллельно головке ГВ и закрытые специальным экраном–кожухом (поз.20). Регулировка ВЧ производится часовой отверткой через отверстия в кожухе. Входная цепь настроена подбором емкостей с головкой в резонанс на частоте 20кГц. Входные ёмкости уменьшены до 1,5мкф и заменены на пленочные. При этом устранился завал ВЧ (из-за повышенной индуктивности электролитов, снизился шум и паразитный микрофонный эффект). Постоянные времени коррекции увеличены примерно до 130мкс и 75мкс соответственно для 1 и 2 типов лент. При этом по тест-ленте обеспечивается ровная частотная характеристика от 100Гц до16кГц с неравномерностью менее чем +/-1дБ и небольшим подъёмом на краях (30Гц и 18кГц) до +2дБ. Линейный усилитель на 157УД2 переведен в режим усилителя-ФНЧ (25кГц) для подавления остатков подмагничивания при мониторинге в сквозном канале и ограничения полосы для снижения шума и немного перераспределено усиление в тракте воспроизведения. Питание УВ отфильтровано. Корпус УВ полностью экранирован. В результате этих мероприятий фоновая составляющая ещё снижена до 2,5мВ, а шумовая до 3-4мВ на линейном выходе.
Надо сказать, что имеется ещё один вариант УВ, где головка включена вообще без разделительного конденсатора, непосредственно к входу 157УЛ1. Устранение паразитной ОС исключено большой блокирующей емкостью. Преимущество этого варианта в ещё меньшей величине фоновой составляющей - около 2мВ. Крейтовая система позволяет менять усилители. Возможно в дальнейшем будет применен вообще принципиально другой УВ, я постарался сделать так, чтобы коммутация не менялась при замене одного блока на другой.
Усилитель записи (УЗ).
Усилитель записи (поз.9) переработан для возможности работы со всеми типами лент включая металл с новой головкой ГЗ. С этой головкой пришлось существенно уменьшить глубину коррекции на всех типах, в особенности для 2го и 4 типа. Для этого были задействованы свободные группы контактов 547КП1, к которым подключались цепи, формирующие требуемую АЧХ на СЧ-ВЧ для каждого из типов лент. Изменения были внесены также в блок выбора типов лент на материнке. Режим “Fe-Cr” удален, и перестроен на “металл”. Уменьшение глубины коррекции существенно увеличило перегрузочную способность. Кроме того, были скорректированы элементы, отвечающие за дискретную, (грубую) установку токов записи при изменении типа ленты. Подстроечники для плавной регулировки тока записи вынесены на переднюю панель. В цепи Т-образного моста ВЧ-коррекции были введены подстроечники, позволяющие регулировать глубину коррекции (эквализацию) и вынесены также на переднюю панель. Сама коррекция была перестроена с 16кГц на 20кГц. Также были увеличены разделительные ёмкости, стоящие последовательно с головкой, для улучшения отдачи на НЧ. Величина токостабилизирующих резисторов была уменьшена с целью увеличения перегрузочной способности. Следует отметить наличие в УЗ цепи фазовой коррекции (ФК), стоящей штатно на входе УЗ. В данном случае потребовалось подобрать величину емкости, чтобы устранить провал в диапазоне 5-9кГц и исправить форму сигнала. Для снижения паразитных наводок со стороны подмагничивания и большого выходного напряжения УЗ была изменена трассировка платы УЗ, а сам блок полностью экранирован.
Генератор стирания и подмагничивания (ГСП).
ГСП (поз.7) был переведен в режим работы на частоте 210кГц. Это позволило существенно расширить полосу записываемых частот, снизить модуляционный шум и уменьшить интермодуляцию на ВЧ. Для этого изменена частота задающего генератора, а весь ГСП запитан от отдельного стабилизированного источника +24В, установленного отдельно в блоке питания (см. выше). Транзисторы заменены на такие же, но с другой буквой – с большими напряжениями КЭ. Генератор выдает сигнал величиной около 80В. Кг менее 0,1%. Для регулировки частоты был применен керамический подстроечник КПК. Также были установлены П-образные LC фильтры, защищающие цепи питания других устройств от частоты подмагничивания. Введен регулятор тока стирания. Кроме того, были скорректированы элементы, отвечающие за дискретную, (грубую) установку токов подмагничивания при изменении типа ленты. Подстроечники для плавной регулировки тока записи вынесены на переднюю панель. Для снижения их влияния применен малоемкостной ВЧ-кабель (50 Ом) от ЗРК С300.J Блок ГСП был полностью экранирован.
Усилитель мощности (УМЗЧ).
УМЗЧ (поз.2) был переведен в режим работы с головными телефонами. Были снижены искажения путем: увеличения глубины ООС (снижение мощности), увеличением входного сопротивления, устранением вольтодобавки и соединением выводов 1 и 4 микросхемы 174УН7. Входные ёмкости уменьшены и заменены на пленочные. Частоты настройки регулировки тембров изменены (разнесены), а соединительный жгут к регуляторам на передней панели свит и убран в загиб центральной стенки корпуса (экранирован). Блок УМЗЧ экранирован со стороны печати. При необходимости можно подключать малогабаритные АС для контроля. Искажения снижены до 0,07% при выходной мощности до 1Вт.
Шумоподавитель (ШП).
В ШП (поз.1) изменены время интеграции, время восстановления (уменьшены вдвое), примерно во столько же уменьшено время реакции на перепад уровня. Перераспределено усиление в тракте - уровень сигнала на входе уменьшен, с целью снижения искажений. На вход микросхемы подается уровень около 100мВ. На выход микросхемы добавлен линейный усилитель на К140УД25А для компенсации ослабления сигнала и регулировки уровня линейного выхода. ШП имеет регулировку частоты среза ФНЧ (она установлена ближе к 1600Гц), регулировку порога срабатывания (он установлен на –37дБ), регулировку коэфф. усиления (2) и регулировку выходного аттенюатора. Он установлен таким образом, что 0дБ(VU) соответствует 775мВ, уровню Долби 940мВ, и 0дБ 1,25В. Блок ШП экранирован со стороны печати с целью защиты от наводок.
Коэфф. передачи, вкупе с установленными порогом и частотой среза дают более эффективное подавление шума на частоте 6кГц (10-12дБ и 20-25дБ на 20кГц). При этом искажения снижены примерно вдвое по сравнению со штатной схемой и составляют 0,06-0,07%. При выключенном ШП - примерно 0,02%. Быстродействие системы 0,5мс, заметность шумовых “хвостов” существенно снижена. Всё это позволяет теперь использовать ШП включенным по умолчанию. При этом напряжение шума на линейном выходе составляет менее 1мВ в режиме “Лента” и менее 300мкВ в режиме “Источник”.
Система динамического подмагничивания (СДП)
В магнитофоне применена отключаемая СДП (поз.10), основанная на принципе шунтирования головки записи. СДП осуществляет независимую регулировку одновременно по двум каналам, не требует источника питания, не меняет режим работы ГСП и не имеет динамических искажений (прямодействующая без ОС). Характеристика регулирования подбирается регулировкой частоты среза ФВЧ, чувствительности (коэфф. передачи К) и глубины понижения подмагничивания для каждого из каналов. В этом случае она быстрее и “гибче” систем НХ и HX-PRO. Эффективность работы с головкой Кэнон составляет 2-3дБ. Это меньше, чем достигнутые ранее результаты в магнитофонах Маяк-231С с головками 3Д24.080 и 3Д24.810. Там эффективность составляла 8 и 10дБ соответственно. Это обусловлено тем, что указанные головки имели худшие, по сравнению с Кэноном, параметры. Такая схема стояла в прототипе “Убийцы”, приведенном на самом первом рисунке. Отключение СДП производится кнопкой с передней панели. Блок СДП экранирован и соединяется с материнской платой экранированными проводами.
Буферный усилитель (БУФ. УНЧ)
Буферный усилитель (поз.11) предназначен для уравнивания коэффициентов передачи в режиме “Источник” и “Лента” после разделения трактов и представляет собой усилитель на одном ОУ. Блок экранирован и соединяется с материнской платой экранированными проводами.
Блок генераторов (ГЕН)
Блок генераторов (поз.6) служит для формирования тест-сигналов для выполнения калибровки параметров магнитофона под конкретную ленту и содержит в себе перестраиваемый генератор на три частоты: 315Гц, 10кГц и 18кГц. Питание на генератор поступает при нажатии на любую кнопку выбора частоты. Коммутация осуществляется с помощью трех реле РКГ15. Для каждой частоты имеется регулировка частоты и уровня сигнала. Также имеется общая регулировка уровня выходного напряжения. Блок генераторов также содержит переключатель чувствительности индикатора измерителя уровня на реле РКГ15. Переключатель автоматически изменяет чувствительность индикатора при включении режима калибровки. Имеется регулировка чувствительности индикатора в каждом из каналов. По умолчанию калибровка проводится на уровне –10дБ, что ближе соответствует реальному сигналу при записи. Однако можно калиброваться на любом уровне. При работе генераторов сигнал одновременно подается и на линейный выход, для возможности контроля внешним вольтметром. На плате блока генераторов выполнен также переключатель режимов “Источник” и “Лента” (Монитор) на двух реле РКГ15. Блок генераторов экранирован со стороны проводников, и соединен с материнской платой через разъём и ленточным кабелем с блоком калибровки.
Блок калибратора (КАЛИБР)
Блок калибратора (поз.15) представляет собой плату с установленными на ней регуляторами тока записи, подмагничивания и эквализации и кнопок включения генераторов 3, 10 и 18кГц, включения СДП и переключения режимов “Источник” и “Лента” (Монитор). Каждый регулятор установлен в своей секции и экранирован друг от друга металлическими стенками. Блок соединен с материнской платой экранированными проводами, а с блоком генераторов ленточным кабелем. Регуляторы работают постоянно и не связаны с выбранным режимом частоты. Это дает возможность применения продвинутой методике калибровки, при которой, например, можно включив генератор 315Гц, произвести и грубую настройку тока подмагничивания по максимуму отдачи и установить ток записи. Далее, включив генератор 10кГц, подстроить подмагничивание по равенству отдачи на 10кГц и 315Гц. Далее включив генератор 18кГц, проверить подмагничивание и выставить эквализацию УЗ, по равенству 10кГц и 18кГц. Кроме того, регуляторы позволяют при необходимости производить регулировку “на ходу” на слух во время пробной записи.
Блок коммутации калибратора
Блок коммутации калибратора (поз.3) выполнен на двух реле РЭС55А и предназначен для подключения калибратора к входам магнитофона в режиме калибровки и отключения входных разъёмов. При этом сигнал калибровки подается на регулятор уровня, что дает возможность, во-первых, калиброваться при любом входном сигнале, во-вторых, компенсирует нестабильность уровня генераторов со временем и температурой. Кроме того, подача сигнала на вход магнитофона учитывает все нелинейности узлов, находящихся на пути прохождения сигнала до УЗ.
Измеритель уровня
Измеритель уровня (поз.14) предназначен для измерения уровня сигнала при записи воспроизведении и калибровке. Данная схема имеет измеритель квазипикового уровня и измеритель пикового уровня с запоминанием макс. значения (“плавающей” точкой). Постоянные времени изменены для соответствия метрологическим характеристикам – время интеграции немного уменьшено, время обратного хода увеличено. Полоса пропускания предусилителя измерителя, расширена до 30кГц, чтобы исключить погрешность показаний на высоких частотах. Регуляторы чувствительности, стоящие на материнской плате, заменены на резисторы меньшего номинала и другого типа (СП3-19), для обеспечения более плавной регулировки. Все эти действия уменьшили погрешность для возможности использования этого измерителя без применения внешнего вольтметра. Блок экранирован сзади, со стороны печатных проводников, для снижения уровня наводок от люминесцентного индикатора. Провод питания индикатора +42В, идущий от однополупериодного источника, также заключен в экран.
В результате глубокой модернизации магнитофон стал вполне конкурентоспособен с лучшими зарубежными образцами. Сравнивая “Маяк-Убийцу” с имеющейся в наличии топовой декой “Накамичи ЗХ-9” можно констатировать, что звучание аппаратов примерно одинаковое: на одних жанрах преимущество за Наком, на других - за “Убийцей”, но сильной разницы нет. Кроме того, крейтовая система установки основных блоков в разъёмы на материнской плате и более продвинутая система калибровки позволяет проводить эксперименты с любым узлом прямо в магнитофоне. Это дает большие возможности для творчества. Для этих целей была изготовлена специальная переходная кросс-плата удлинитель. Таким образом, магнитофон представляет собой универсальный измерительный стенд, позволяющий экспериментировать с различными узлами, производить запись тестовых сигналов, тестировать компакт-кассеты и записывать музыку.
Экономический анализ модели говорит о том, что гипотетически при постановке на производство, цена с учетом импортной головки, (естественно), могла быть в несколько раз (!) меньше японского оппонента при прочих равных показателях. Правда в 80х гг среднестатистического советского потребителя это сильно бы не спасло, т.к цена аппарата не смогла бы опуститься ниже 900-1000р. А это была почти цена полного комплекса “Радиотехника-101”(1100р) из пяти компонентов (вертак, дека, тюнер, усилители и пара АС) или видеомагнитофона “Электроника ВМ-12“(1200р). Однако на рубеже 90х гг и до “заката” кассетной эры, это примерно в течение 10 лет, такие аппараты были бы вне конкуренции.J
В дальнейшем сюда буду выкладывать результаты измерений.
В 1988х гг. на экраны вышел фильм “Убить Дракона” по пьесе Е. Шварца. Там повествуется о правителе Драконе, которого поддерживало большинство населения, несмотря на деспотизм и тиранию. И когда Дракон был повержен главным героем, то население отнеслось к этому неоднозначно и стало считать его своим новым драконом… В общем, фильм аллегоричный и заставляет задумываться о многих аспектах в жизни. Так, например, многие схемотехнические решения, примененные в отечественной аппаратуре энтузиастами и любителями звуковой аппаратуры, в принципе, были не хуже западных. Однако об этом многие забывают, а многие сейчас и вообще не знают...
В своё время занятие радиолюбительством не обошло и меня, от увлечения конструированием магнитофонов в 80е-90ых гг. остались кое-какие узлы и механизмы. И, следуя теории о том, что история развивается по спирали, примерно четыре года назад я решил использовать “остатки” на новом, так сказать историческом витке и окончательно развеять миф о несостоятельности нашей аппаратуры. Задачей ставилось изготовление аппарата со сквозным каналом и развитой калибровкой под любой тип ленты, с параметрами на уровне топовой импортной, на отечественной элементной базе, без применения каких-либо современных технологий, микропроцессоров и компьютерной техники и серьезных вложений. Единственным “послаблением” было применение импортного комплекта головок, так как достать отечественные сэндвичей оказалось сложнее, чем импортные.
Для того чтобы “сыграть на контрасте” за основу был взят самый распространенный в СССР магнитофон “Маяк” по степени убогости лентопротяжки и количествам рекламаций не имеющий конкуренции ни с одной зарубежной декой. (Вспомните девушку с ч/б фотографии в журнале “Радио” середины 80х, с тоской взирающую на груду “Маяков”, ждущих отправку на завод изготовитель)J.
Ассоциативность и аналогия с известным фильмом сподвигло назвать проект “Убийцей Наков”. (Естественно положить на лопатки именно Накамичи-Дракон не предполагалось, из-за сложности изготовления системы автоазимута, но потягаться со среднестатистическим Наком задача априорно была решаема).
В общем, эта тема будет, пожалуй, интересна только самодельщикам, по сути, она представляет блог, где будет последовательно представлена конструкция и приведены результаты измерений. Приведены фотографии основных видов магнитофона, где цифрами обозначены основные позиции, описанные ниже.
Итак:
В начале магнитофон был приведен к идеальному состоянию путем устранения всех заводских косяков, нарытых и собранных за 20лет с момента начала производства. Сейчас все уже не припомню, но основными были перенос токоограничивающих резисторов с УЗ на материнку, устранение помехи от ГСП введением емкости, устранение помехи от сегмента “Микрофон” индикатора уровня установкой емкости на материнку и экранирование самой платы индикатора сзади. В ЛПМ были ослаблены все усилия на узлах примерно вдвое и приведены к значениям характерным для аппаратов 1 и 0 группы.
Далее была проведена хирургическая операция на материнской плате (поз.19) для перевода магнитофона из режима двухголового в режим работы со сквозным каналом, путем перерезания дорожек в районе реле коммутации головок и изготовлении двух новых кабелей для работы с тремя головками. Позже при дальнейшей модернизации некоторые проводники материнской платы были перенесены в другое место с использованием экранированных проводов с целью минимизации наводок. Так же была перепроложена земля и найдены точки для её соединения с корпусом для минимизации фоновых наводок. Блок коммутации типов лент переработан с учетом работы с металлической лентой и экранирован (поз.21). Также закрыты металлическими экранами токоограничивающие резисторы и резисторы регулировки добротности входной цепи (поз.20). Боковые панели корпуса обшиты тонким металлическим листом, верхняя пластмассовая крышка заменена на металлическую, аналогичную нижней. Корпус усилен серединной распоркой, к которой впоследствии будет крепиться вертикальная металлическая стенка, отделяющая ЛПМ от блока питания. Сверху, в левой части корпуса, где расположены платы, установлен дополнительный экран. В передней лицевой стенке сделан П-образный вырез под верхний отросток стола каретки и отверстия под шлицы резисторов калибратора и кнопок управления.
Ниже приведены фотографии магнитофона в режиме разборки, цифрами обозначены блоки, краткое описание которых имеется далее:
Лентопротяжный механизм (ЛПМ)
В новом аппарате были применены головки Canon H36305-1/0 (сэндвич, аналогичные применяемым в топовых магнитофонах Айва) и Canon H22 (стирающая, двухзазорная, применяемая в магнитофонах Яуза-220С). Воспроизводящая секция головки закрыта металлическим кожухом (поз.16) от наводок со стороны ГЗ. Головки закреплены на столе-каретке через диэлектрическую проставку. Регулировка азимута производится штатно левым винтом, высоты – подкладыванием шайб под правый винт, а “кивок” подкладыванием шайб под длинный отросток стола каретки.
Узкий бочкообразный родной ролик заменен на более широкий цилиндрический.
Для стабилизации температурного режима и уменьшения детонации применен малошумящий высокооборотный вентилятор-кулер (поз.12), запитанный от отдельного малогабаритного трансформатора. При этом фрикция в узлах не меняется со временем и ЛПМ работает намного стабильнее. Анализ влияния узлов ЛПМ с помощью детонометра и анализатора спектра показал, что единственным серьезно влияющим на детонацию узлом является плоский ремень пассик, подбором которого, вкупе с охлаждением, удалось понизить детонацию вдвое, - до уверенного значения в 0,09-0,1% ДИН (ВТД) с тест-кассеты 3150Гц с детонацией (0,02-0,03%). В сквозном канале с генератора детонация даже составила 0,08%ДИН. Скорость была установлена путем подбора выводов первичной обмотки сетевого трансформатора (в моем экземпляре транс имел три отвода 150/180/220В). Установленное значение в 180В совпало с номинальной скоростью.
Необходимый охват головки регулируется специальным ограничителем сверху, в который упирается верхний конец стола-каретки с головками. Утыкание его в загиб передней лицевой стенки устранен П-образным вырезом в загибе над зоной головки. В целом головка получила на 0,5-1мм более глубокий заход в кассету и лучшее огибание её пленкой, что резко снизило ПАМ и увеличило отдачу.
В данном варианте используется опирание кассеты на 4 точки и прижим осуществляется двумя пружинами сверху, что исключает качание кассеты и смещение её вверх-вниз. Все это обеспечивает очень стабильный азимут.
Также введена светодиодная подсветка кассеты: когда виден правый светодиод - начало пленки, ничего не видно - середина и виден левый - конец пленки.
Блок питания (поз.5)
В блоке питания (поз.5) заменены все электролиты фильтра на современные вдвое большего номинала и установлены на отдельной плате ФНЧ (поз.18). Слабомощные мосты КЦ 405, стоящие, почему-то вместо диодов большей мощности, заменены на 410ые. Далее были отключены цепи, питающие привод электромагнита удержания головок (+10В) и запитаны от отдельного стабилизированного блока питания +12В со своим трансформатором (поз.4).. Благодаря этому пульсирующая наводка 50Гц (со своими гармониками 100 и 150Гц) проходящая на линейный выход снижена с 10мВ до 4мВ и не меняется при включении и выключении режима “рабочий ход”. Оставшаяся цепь питания +10В использована для светодиодной подсветки кассеты. При этом основной трансформатор существенно “разгрузился” и уже не находится в насыщении. Цепь питания люминесцентного индикатора и цепей подъёма головок +42В, питающаяся от однополупериодного выпрямителя отфильтрована конденсатором увеличенной емкости и экранирована. Полное вычищение остатков “пилы” снижает усилие подъёма головок (вплоть до их неподъёма) поэтому здесь пришлось искать компромисс. Цепи питания ГСП (+15В) были тоже отключены. Для питания ГСП был изготовлен отдельный стабилизатор +24В, питающийся от своего трансформатора (поз.13).. От него же был запитан стабилизатор для питания вентилятора (поз.12) охлаждения ЛПМ. Сам трансформатор блока питания был дополнительно экранирован с применением пластин с низкой магнитной проницаемостью (поз.22) и сверху дополнительным медным экраном (от гармоник сети). В блоке управления (поз.17), конденсаторы фильтров тоже заменены на современные.
Усилитель воспроизведения (УВ)
УВ (поз.8) переделан для работы в сквозном режиме: установлена перемычка в коммутаторе режимов, переводящая питание УВ в режим “включен постоянно”. В схеме УВ удалены все элементы, касающиеся регулировки ВЧ в виде ПОС. А для регулировки ВЧ введены подстроечные резисторы установленные на материнке параллельно головке ГВ и закрытые специальным экраном–кожухом (поз.20). Регулировка ВЧ производится часовой отверткой через отверстия в кожухе. Входная цепь настроена подбором емкостей с головкой в резонанс на частоте 20кГц. Входные ёмкости уменьшены до 1,5мкф и заменены на пленочные. При этом устранился завал ВЧ (из-за повышенной индуктивности электролитов, снизился шум и паразитный микрофонный эффект). Постоянные времени коррекции увеличены примерно до 130мкс и 75мкс соответственно для 1 и 2 типов лент. При этом по тест-ленте обеспечивается ровная частотная характеристика от 100Гц до16кГц с неравномерностью менее чем +/-1дБ и небольшим подъёмом на краях (30Гц и 18кГц) до +2дБ. Линейный усилитель на 157УД2 переведен в режим усилителя-ФНЧ (25кГц) для подавления остатков подмагничивания при мониторинге в сквозном канале и ограничения полосы для снижения шума и немного перераспределено усиление в тракте воспроизведения. Питание УВ отфильтровано. Корпус УВ полностью экранирован. В результате этих мероприятий фоновая составляющая ещё снижена до 2,5мВ, а шумовая до 3-4мВ на линейном выходе.
Надо сказать, что имеется ещё один вариант УВ, где головка включена вообще без разделительного конденсатора, непосредственно к входу 157УЛ1. Устранение паразитной ОС исключено большой блокирующей емкостью. Преимущество этого варианта в ещё меньшей величине фоновой составляющей - около 2мВ. Крейтовая система позволяет менять усилители. Возможно в дальнейшем будет применен вообще принципиально другой УВ, я постарался сделать так, чтобы коммутация не менялась при замене одного блока на другой.
Усилитель записи (УЗ).
Усилитель записи (поз.9) переработан для возможности работы со всеми типами лент включая металл с новой головкой ГЗ. С этой головкой пришлось существенно уменьшить глубину коррекции на всех типах, в особенности для 2го и 4 типа. Для этого были задействованы свободные группы контактов 547КП1, к которым подключались цепи, формирующие требуемую АЧХ на СЧ-ВЧ для каждого из типов лент. Изменения были внесены также в блок выбора типов лент на материнке. Режим “Fe-Cr” удален, и перестроен на “металл”. Уменьшение глубины коррекции существенно увеличило перегрузочную способность. Кроме того, были скорректированы элементы, отвечающие за дискретную, (грубую) установку токов записи при изменении типа ленты. Подстроечники для плавной регулировки тока записи вынесены на переднюю панель. В цепи Т-образного моста ВЧ-коррекции были введены подстроечники, позволяющие регулировать глубину коррекции (эквализацию) и вынесены также на переднюю панель. Сама коррекция была перестроена с 16кГц на 20кГц. Также были увеличены разделительные ёмкости, стоящие последовательно с головкой, для улучшения отдачи на НЧ. Величина токостабилизирующих резисторов была уменьшена с целью увеличения перегрузочной способности. Следует отметить наличие в УЗ цепи фазовой коррекции (ФК), стоящей штатно на входе УЗ. В данном случае потребовалось подобрать величину емкости, чтобы устранить провал в диапазоне 5-9кГц и исправить форму сигнала. Для снижения паразитных наводок со стороны подмагничивания и большого выходного напряжения УЗ была изменена трассировка платы УЗ, а сам блок полностью экранирован.
Генератор стирания и подмагничивания (ГСП).
ГСП (поз.7) был переведен в режим работы на частоте 210кГц. Это позволило существенно расширить полосу записываемых частот, снизить модуляционный шум и уменьшить интермодуляцию на ВЧ. Для этого изменена частота задающего генератора, а весь ГСП запитан от отдельного стабилизированного источника +24В, установленного отдельно в блоке питания (см. выше). Транзисторы заменены на такие же, но с другой буквой – с большими напряжениями КЭ. Генератор выдает сигнал величиной около 80В. Кг менее 0,1%. Для регулировки частоты был применен керамический подстроечник КПК. Также были установлены П-образные LC фильтры, защищающие цепи питания других устройств от частоты подмагничивания. Введен регулятор тока стирания. Кроме того, были скорректированы элементы, отвечающие за дискретную, (грубую) установку токов подмагничивания при изменении типа ленты. Подстроечники для плавной регулировки тока записи вынесены на переднюю панель. Для снижения их влияния применен малоемкостной ВЧ-кабель (50 Ом) от ЗРК С300.J Блок ГСП был полностью экранирован.
Усилитель мощности (УМЗЧ).
УМЗЧ (поз.2) был переведен в режим работы с головными телефонами. Были снижены искажения путем: увеличения глубины ООС (снижение мощности), увеличением входного сопротивления, устранением вольтодобавки и соединением выводов 1 и 4 микросхемы 174УН7. Входные ёмкости уменьшены и заменены на пленочные. Частоты настройки регулировки тембров изменены (разнесены), а соединительный жгут к регуляторам на передней панели свит и убран в загиб центральной стенки корпуса (экранирован). Блок УМЗЧ экранирован со стороны печати. При необходимости можно подключать малогабаритные АС для контроля. Искажения снижены до 0,07% при выходной мощности до 1Вт.
Шумоподавитель (ШП).
В ШП (поз.1) изменены время интеграции, время восстановления (уменьшены вдвое), примерно во столько же уменьшено время реакции на перепад уровня. Перераспределено усиление в тракте - уровень сигнала на входе уменьшен, с целью снижения искажений. На вход микросхемы подается уровень около 100мВ. На выход микросхемы добавлен линейный усилитель на К140УД25А для компенсации ослабления сигнала и регулировки уровня линейного выхода. ШП имеет регулировку частоты среза ФНЧ (она установлена ближе к 1600Гц), регулировку порога срабатывания (он установлен на –37дБ), регулировку коэфф. усиления (2) и регулировку выходного аттенюатора. Он установлен таким образом, что 0дБ(VU) соответствует 775мВ, уровню Долби 940мВ, и 0дБ 1,25В. Блок ШП экранирован со стороны печати с целью защиты от наводок.
Коэфф. передачи, вкупе с установленными порогом и частотой среза дают более эффективное подавление шума на частоте 6кГц (10-12дБ и 20-25дБ на 20кГц). При этом искажения снижены примерно вдвое по сравнению со штатной схемой и составляют 0,06-0,07%. При выключенном ШП - примерно 0,02%. Быстродействие системы 0,5мс, заметность шумовых “хвостов” существенно снижена. Всё это позволяет теперь использовать ШП включенным по умолчанию. При этом напряжение шума на линейном выходе составляет менее 1мВ в режиме “Лента” и менее 300мкВ в режиме “Источник”.
Система динамического подмагничивания (СДП)
В магнитофоне применена отключаемая СДП (поз.10), основанная на принципе шунтирования головки записи. СДП осуществляет независимую регулировку одновременно по двум каналам, не требует источника питания, не меняет режим работы ГСП и не имеет динамических искажений (прямодействующая без ОС). Характеристика регулирования подбирается регулировкой частоты среза ФВЧ, чувствительности (коэфф. передачи К) и глубины понижения подмагничивания для каждого из каналов. В этом случае она быстрее и “гибче” систем НХ и HX-PRO. Эффективность работы с головкой Кэнон составляет 2-3дБ. Это меньше, чем достигнутые ранее результаты в магнитофонах Маяк-231С с головками 3Д24.080 и 3Д24.810. Там эффективность составляла 8 и 10дБ соответственно. Это обусловлено тем, что указанные головки имели худшие, по сравнению с Кэноном, параметры. Такая схема стояла в прототипе “Убийцы”, приведенном на самом первом рисунке. Отключение СДП производится кнопкой с передней панели. Блок СДП экранирован и соединяется с материнской платой экранированными проводами.
Буферный усилитель (БУФ. УНЧ)
Буферный усилитель (поз.11) предназначен для уравнивания коэффициентов передачи в режиме “Источник” и “Лента” после разделения трактов и представляет собой усилитель на одном ОУ. Блок экранирован и соединяется с материнской платой экранированными проводами.
Блок генераторов (ГЕН)
Блок генераторов (поз.6) служит для формирования тест-сигналов для выполнения калибровки параметров магнитофона под конкретную ленту и содержит в себе перестраиваемый генератор на три частоты: 315Гц, 10кГц и 18кГц. Питание на генератор поступает при нажатии на любую кнопку выбора частоты. Коммутация осуществляется с помощью трех реле РКГ15. Для каждой частоты имеется регулировка частоты и уровня сигнала. Также имеется общая регулировка уровня выходного напряжения. Блок генераторов также содержит переключатель чувствительности индикатора измерителя уровня на реле РКГ15. Переключатель автоматически изменяет чувствительность индикатора при включении режима калибровки. Имеется регулировка чувствительности индикатора в каждом из каналов. По умолчанию калибровка проводится на уровне –10дБ, что ближе соответствует реальному сигналу при записи. Однако можно калиброваться на любом уровне. При работе генераторов сигнал одновременно подается и на линейный выход, для возможности контроля внешним вольтметром. На плате блока генераторов выполнен также переключатель режимов “Источник” и “Лента” (Монитор) на двух реле РКГ15. Блок генераторов экранирован со стороны проводников, и соединен с материнской платой через разъём и ленточным кабелем с блоком калибровки.
Блок калибратора (КАЛИБР)
Блок калибратора (поз.15) представляет собой плату с установленными на ней регуляторами тока записи, подмагничивания и эквализации и кнопок включения генераторов 3, 10 и 18кГц, включения СДП и переключения режимов “Источник” и “Лента” (Монитор). Каждый регулятор установлен в своей секции и экранирован друг от друга металлическими стенками. Блок соединен с материнской платой экранированными проводами, а с блоком генераторов ленточным кабелем. Регуляторы работают постоянно и не связаны с выбранным режимом частоты. Это дает возможность применения продвинутой методике калибровки, при которой, например, можно включив генератор 315Гц, произвести и грубую настройку тока подмагничивания по максимуму отдачи и установить ток записи. Далее, включив генератор 10кГц, подстроить подмагничивание по равенству отдачи на 10кГц и 315Гц. Далее включив генератор 18кГц, проверить подмагничивание и выставить эквализацию УЗ, по равенству 10кГц и 18кГц. Кроме того, регуляторы позволяют при необходимости производить регулировку “на ходу” на слух во время пробной записи.
Блок коммутации калибратора
Блок коммутации калибратора (поз.3) выполнен на двух реле РЭС55А и предназначен для подключения калибратора к входам магнитофона в режиме калибровки и отключения входных разъёмов. При этом сигнал калибровки подается на регулятор уровня, что дает возможность, во-первых, калиброваться при любом входном сигнале, во-вторых, компенсирует нестабильность уровня генераторов со временем и температурой. Кроме того, подача сигнала на вход магнитофона учитывает все нелинейности узлов, находящихся на пути прохождения сигнала до УЗ.
Измеритель уровня
Измеритель уровня (поз.14) предназначен для измерения уровня сигнала при записи воспроизведении и калибровке. Данная схема имеет измеритель квазипикового уровня и измеритель пикового уровня с запоминанием макс. значения (“плавающей” точкой). Постоянные времени изменены для соответствия метрологическим характеристикам – время интеграции немного уменьшено, время обратного хода увеличено. Полоса пропускания предусилителя измерителя, расширена до 30кГц, чтобы исключить погрешность показаний на высоких частотах. Регуляторы чувствительности, стоящие на материнской плате, заменены на резисторы меньшего номинала и другого типа (СП3-19), для обеспечения более плавной регулировки. Все эти действия уменьшили погрешность для возможности использования этого измерителя без применения внешнего вольтметра. Блок экранирован сзади, со стороны печатных проводников, для снижения уровня наводок от люминесцентного индикатора. Провод питания индикатора +42В, идущий от однополупериодного источника, также заключен в экран.
В результате глубокой модернизации магнитофон стал вполне конкурентоспособен с лучшими зарубежными образцами. Сравнивая “Маяк-Убийцу” с имеющейся в наличии топовой декой “Накамичи ЗХ-9” можно констатировать, что звучание аппаратов примерно одинаковое: на одних жанрах преимущество за Наком, на других - за “Убийцей”, но сильной разницы нет. Кроме того, крейтовая система установки основных блоков в разъёмы на материнской плате и более продвинутая система калибровки позволяет проводить эксперименты с любым узлом прямо в магнитофоне. Это дает большие возможности для творчества. Для этих целей была изготовлена специальная переходная кросс-плата удлинитель. Таким образом, магнитофон представляет собой универсальный измерительный стенд, позволяющий экспериментировать с различными узлами, производить запись тестовых сигналов, тестировать компакт-кассеты и записывать музыку.
Экономический анализ модели говорит о том, что гипотетически при постановке на производство, цена с учетом импортной головки, (естественно), могла быть в несколько раз (!) меньше японского оппонента при прочих равных показателях. Правда в 80х гг среднестатистического советского потребителя это сильно бы не спасло, т.к цена аппарата не смогла бы опуститься ниже 900-1000р. А это была почти цена полного комплекса “Радиотехника-101”(1100р) из пяти компонентов (вертак, дека, тюнер, усилители и пара АС) или видеомагнитофона “Электроника ВМ-12“(1200р). Однако на рубеже 90х гг и до “заката” кассетной эры, это примерно в течение 10 лет, такие аппараты были бы вне конкуренции.J
В дальнейшем сюда буду выкладывать результаты измерений.