Магнитофон

Как устроен магнитофон.

На этот раз мы будем разбирать советский магнитофон Весна 205. Общий вид магнитофона представлен на фото:

Снимем заднюю крышку. Как мы видим компоновка достаточно плотная, платы закреплены на железное шасси и сверху на одной из плат закреплен алюминиевый лист – экран, и по совместительству информационная табличка, дающая информацию о назначении регуляторов. Что бы лист не замкнул места пайки, он отделен от платы листом электротехнического картона, но в то же время он электрически соединен с массой. Справа в нижнем углу трансформатор, и плата слева от него – блок питания. Относительно пустое пространство слева – обман, туда ложится углубление батарейного отсека:

Отвернем крепеж и откинем платы. Слева виден лентопротяжный механизм, сверху блок питания.

Лентопротяжный механизм крупным планом. Электродвигатель (слева вверху) через пасик передает вращение на два массивных барабана. Барабаны, благодаря своей массе сглаживают неровности в работе двигателя, что и обеспечивает равномерное вращение. Справа от двигателя электромагнит автостопа – он отключает лентопротяжный механизм когда заканчивается кассета, тем самым предохраняя механизм от поломки. Остановку кассеты электроника магнитофона определяет по прекращению сигнала с датчика. (Датчик представляет собой щетки контактную область сложной формы под подающим захватом (так назовем те штырьки с ребрышками, которые входят в отверстия бобин на кассете). Когда лента на кассете есть – захват вращается и щетки постоянно замыкают и размыкают контакты – сигнал в виде импульсов есть. Когда кассета заканчивается – вращение прекращается и импульсов с датчика нет). Плата сверху от лентопротяжного механизма – контроллер двигателя:

Причина неработоспособности части старой техники (например, этого магнитофона), это проблемы в механической части. В данном случае пыль забилась в смазку и барабаны не вращаются (нужно разбирать всю механику, промывать от старой смазки и накладывать новую). Кроме того одна из проблем – старение резины. Этот пасик долго не проработает – резина ссохлась, потрескалась и потеряла эластичность. При первой же возможности пасик соскочит или лопнет:

Лентопротяжный механизм (ЛПМ) со стороны установки кассеты. Ключевыми элементами являются:

• Ведущий вал и прижимной ролик (вал примерно 3 мм в диаметре и серо-рыжий от старости резиновый ролик рядом со второй слева кнопкой). Ключевая пара механической части ЛПМ, главная задача которых - обеспечить стабильную скорость протяжки плёнки. Когда ЛПМ остановлен, ролик отведён от вала. Кассета вставляется сверху, и вал проходит в соответствующее отверстие кассеты. Для начала воспроизведения вал начинает вращаться с определённой скоростью, а роликом к нему прижимается магнитная лента. Т.к. диаметр вала стабилен, то при стабильной скорости его вращения и надёжном прижиме ролика лента двигается со стабильной скоростью 4,76 см/сек. Проблемы этого узла - износ, грязь, нестабильность вращения - ведут к постоянному отклонению скорости протяжки плёнки (тональность воспроизведения выходит завышенной или заниженной), детонации (периодическому изменению скорости, проявляется в виде "плавания" звука или его хриплости в зависимости от частоты детонации) и вплоть до заминания плёнки (в первую очередь - от изношенности или неравномерности прижатия прижимного ролика).
• Подающий узел (ближайшая чёрная шестигранная ось). Его задача - обеспечить беспрепятственную подачу плёнки ("размотку") с подающей бобышки, осуществляемой ведущим валом, не допуская при этом её свободной размотки. Поэтому он достаточно легко прокручивается (чтобы не повредить плёнку излишним натяжением), но слегка подторможен. Проблемы с этим узлом чрезвычайно редки, чаще обычно проблемы с подачей плёнки вызваны неудачной кассетой (слишком большим усилием, необходимым для сматывания плёнки, вызванное изношенностью кассеты или неравномерностью намотки плёнки на бобышку).
• Приёмный узел (дальняя чёрная шестигранная ось). Его задача - обеспечить принятие ("намотку", подмотку) плёнки на приёмную бобышку, не допуская провисания плёнки между этим узлом и ведущим валом, но и не натягивая её чрезмерно. Соответственно этот узел крутится чуть быстрее, чем необходимо для приёма плёнки даже на пустую бобышку, но с небольшим усилием и легко "притормаживает". При проблемах с этим узлом (связанные как со слабостью усилия подмотки, так и с неудачной кассетой) плёнка может наматываться неравномерно (что может привести впоследствии к проблемам с подачей плёнки с такой неровно намотанной бобышки). Возможны также существенные замедление скорости или полное прекращение подмотки, что приводит к образованию "бороды". Впрочем, во многих магнитофонах именно от остановки узла подмотки срабатывает автостоп, так что при полной остановке подмотки слишком длинной "бороды" чаще всего не будет. С другой стороны, чрезмерно сильная подмотка может вызвать "вытягивание" плёнки из узла "ведущий вал - прижимной ролик" (что ведёт к детонации) и даже повреждение (растягивание) плёнки.
• Магнитные головки. Они осуществляют собственно стирание, запись и воспроизведение сигнала на магнитную плёнку. В данном магнитофоне (как и в подавляющем большинстве бытовых кассетных магнитофонов) их две - универсальная (стальной "кубик" между третьей и четвёртой кнопкой слева) и стирания (белый "кубик" рядом со второй кнопкой справа). Из названия очевидно, что готовка стирания осуществляет стирание (только в режиме записи, ясно, хотя прижимается к плёнке даже при воспроизведении). Универсальная головка осуществляет либо запись, либо воспроизведение сигнала (в соответствующих режимах). Более дорогие магнитофоны (очень редко кассетные, обычно катушечные) имели отдельные головки записи и воспроизведения - это позволяло не только использовать более оптимизированные под конкретные задачи головки, но и организовать т.н. "сквозной канал", при котором оператор мог прослушать с головки воспроизведения сигнал, только что записанный головкой записи и в случае возникновения проблем оперативно принять корректирующие действия.

Двигатель с контроллером. Контроллер двигателя, его еще называют РЧВ (Регулятор Частоты Вращения). Его основная задача – несмотря на колебания входящего напряжения держать напряжения на двигателе на строго определенном значении. Если этого не будет – то при свежих батарейках кассеты будет играть ускорено, а на севших – замедленно. В данном случае контроллер чуть более сложный чем обычно – он управляет вентильным двигателем:

Что здорово удивило при разборке этого магнитофона – так это использование вентильного двигателя, вместо обычного, коллекторного. Основным слабым звеном коллекторных двигателей является коллектор. Во время его работы изнашиваются щетки и в один прекрасны момент мотор остановится. Кроме того работа щеток сопровождается искрением, что является источником радиопомех. Но зато коллекторный двигатель очень прост в применении. С бесколлекторным двигателем другая история. У вентильного двигателя нет коллектора, магнитный ротор вращается в неподвижном статоре и между ними нет никакого электрического контакта. Благодаря этому вентильный двигатель будет работать до тех пор, пока из-за износа ротор не начнет задевать за статор (обычно техника устаревает задолго до этого момента). Но тут поджидают другие недостатки. Управлять вентильным двигателем сложнее. Эти проблемы были решены конструкторами – двигатель поместили в резиновый демпфер, а плата управления перед вами на фото. Давайте заглянем внутрь двигателя:

К сожалению, на вал двигателя приклеен подающий ролик, поэтому вынуть ротор не удалось. Как вы видите, абсолютно отсутствует коллектор, ротор находится между обмотками статора. Сверху на валу закреплены 3 постоянных магнита, они вращаются вместе с ротором напротив датчиков обратной связи (маленькие колечки с обмоткой на крышке). Благодаря им, контроллер знает на данный момент, на какой угол повернут вал, и в соответствие с этим включает обмотки в необходимой последовательности. В общем схема работы магнитофона проста – лентопротяжный механизм вращает кассету, протягивая ее пленку перед головкой. В магнитном слое пленки записан сигнал – он наводится в головке при движении – этот сигнал усиливается усилителем магнитофона и выводится на динамик.

Желающие узнать больше могут поискать литературу о магнитной звукозаписи звука.