автореферат диссертации по радиотехнике и связи, 05.12.17, диссертация на тему:Разработка методов и устройств автоматизированного контроля блока видеоголовок видеомагнитофонов в условиях массового производства

30Р0Н32СК1Г. ПОШТЕШГЧЕСКНл ИНСТИТУТ

Ка правах рукописи

ЯЧНЫЙ Юрий Всеволодович

РАЗРАБОТКА МЕТОДОВ И 7СТРО&ТЗ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО КОНТРОЛЯ БЛОКА БИДЕОГОЛОВОК ВИДЕОМАГНИТОФОНОВ В УСЛОВИЯ! МАССОВОГО ПРОИЗВОДСТВА

Специальность 05.12.17 - "Радиотехнические телевизионные системы и устройства"

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата технических наук в форме научного доклада

Зоронея 1992

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте бытовой видеотехник:, ВоронеЕскоы политехническое институте

Научный руководитель: доктор технических наук,

профессор Остапенко А.Г.

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

профессор Коротков C.B.

доктор технических наук, профессор Крюков Ю.Г.

Ведущая организация - НИИ "Домен", г.Санкт-Петербург

Защита состоится "24" 04 1992 г. в ауд. 216 в 10.00 часов на заседании специализированного совета К 063.81.05 при Воронежском политехническом институте (г.Воронея, Московский проспект-, Д.14).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВПИ.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью, просим посылать

по адресу: 394026, г.Воронеж, Московский проспект, д.14, БОИ

Автореферат разослан 03 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета кандидат технические наук <

ОНЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Диссертация представлена в форме научного доклада, подготовленного по совокупности работ,выполненных соискателем лично или в составе возглавляемого им научного коллектива.

Актуальность проблемы. Острая необходимость повышения жизненного уровня нашего общества поставила перед промышленностью в качестве одной из главных задач расширение производства товаров культурно-бытового назначения, в том числе бытовых видеомагнитофонов (БВМ) различных модификаций. Предусмотрено к 1995 г. довести;выпуск ЕВМ до 2 млн.штук в год.

Для решения этой задачи необходимо создать техническую базу для организации массового производства БВМ.

Существовавшее в стране производство профессиональных видеомагнитофонов типа "Кадр" являлось, по сути, мелкосерийным, элементная база, оборудование и технология которого непригодны для организации массового выпуска БВМ. Необходимость резкого улучшения массогабаритннх и энергопотребляющих показателей БВМ потребовала создания принципиально новой элементной базы, исследования условий применения ее в производстве. Проблема оценки качества выпускаемых в настоящее время сотен тысяч изделий обусловила необходимость разработки новых методов и средств автоматизированного контроля узлов БВМ.

Особый интерес представляет контроль параметров видеоголовок (ВТ) и блоков видеоголовок (БВГ), являющихся основными элементами БВМ, причем крупносерийность производства требует высокой производительности алгоритмов и аппаратуры контроля, выполненной в виде измерительны! комплексов, управляемых микроЭВМ и встраиваемых в технологические линии. Поэтому создание автоматизированных средств контроля качества ВТ и БВГ, которое приведет к снижению трудоемкости производства и повышению надежности БВГ, представляет актуальную научно-техническую задачу.

Целью работы является исследование, разработка и внедрение методов и радиотехнической аппаратуры автоматизированного контроля технического состояния видеоголовок и блоков видеоголовок в условиях крупносерийного производства бытовых видеомагнитофонов.

В соответствии с целью работы были поставлены следующие задачи:

I. Осуществить комплексный анализ средств, методов и устройств измерения радиотехнических параметров ВГ и БВГ в целях их

совершенствования для нужд экспресс-контроля, оценки качества указанных узлов в серийной производстве.

2. Разработать метод контроля амплитудно-частотной характеристики (АХЧ; и форма рабочей поверхности, позволяющей повысить оперативность и точность измерения указанных характеристик для ВТ; реали зовать его в виде соответствующей радиотехнической аппаратуры и вне дрить в серийное производство ЕВМ.

3. Предложить методы высокопроизводительного контроля АЧХ, отношения сигнал/щуы (¡э¡Н ), нестабильности строчной частоты сигнала телевизионного изображения и коэффициента взаимозаменяемости ББГ и

с использованием средств вычислительной техники реализовать предложенные методы в технологическом процессе производства ЕВМ.

Научная новизна результатов работы:

1. Разработан для ВТ метод измерения АЧХ и* формы рабочей поверхности, отличающийся от аналогичных повышенной оперативностью и точностью контроля технического состояния ВТ.

2. Сформулированы новые критерии "парности", повышающие оперативность подбора в пару ВТ по их радиотехническим параметрам и обес печивающие минимальную трудоемкость регулировочных проце'соов.

3. Предложены методы экспресс-анализа радиотехнических параметров БИТ, ориентированные, в отличие от аналогов, на комплексный и оперативный контроль БВГ в условиях серийного производства БВМ.

4. На основе предложенных методов определены и оптимизированы радиотехнические характеристики и особенности применения ВТ и БВГ, используемых в отечественных БВМ.

5. Впервые в стране разработан и внедрен в серийное производство высокопроизводительный комплекс аппаратуры контроля технического состояния ВТ и БВГ, защищенный рядом авторских свидетельств и отличающийся структурной новизной в построении трактов:

- телевизионного интерференционного контроля;

- измерения сигналов с пониженным уровнем щумов и большим динамическим диапазоном;

- автоматизированного измерения коэффициента взаимозаменяемости. и

Для контроля и настройки измерительной аппаратуры разработаны измерительные магнитные ленты с оригинальной структурой измерительного сигнала.

Практическая ценность и реализация результатов работц.

Теоретические и экспериментальные результаты исследований по

созданию оптимальных условий контакта. видерголовка/магнитная лента реализованы в конструкторско-технологической документации серийно выпускаемых ВГ типа ФГВ-7, ФГВ-9, ФГВ-15 и ЕВМ "Электроника ВМ-12", "Электроника ВМ-18". Разработанные методы контроля легли в основу создания автоматизированных измерительных комплексов контроля технического состояния ВГ и БЕГ различных типов и назначений. Примёнение разработанной измерительной аппаратуры в условиях массового производства позволило в несколько раз снизить трудоемкость контрольных и регулировочных операций, повысить достоверность контроля и качество контролируемых изделий. Экономический эффект от внедрения в производ-стго предложенного способа контроля ВГ составил более 300 тыс.руб.

Методы исследований. В работе использованы методы расчета радиотехнических цепей, автоматического управления и теории погрешности мзмерений. Обработка результатов экспериментов осуществлялась методами математической статистики.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на:

- заседаниях НТО предприятий: НИИ полупроводникового машиностроения, НИИ бытовой видеотехники, НПО " Феррит" в 1976-1991 гг.;

- научно-технической конференции "Современное состояние и перспективы развития технологического, контрольно-измерительного и испытательного оборудования" (Воронеж, 1986 г.), научно-технических отраслевых конференциях "Состояние и пути повышения надежности видеомагнитофонов" (Воронеж, 1987 г., 1991 г.; Новгород, 1988 г.; Ленинград, 1989 г.).

Публикации.По теме диссертации опубликовано 13 научных работ, включая 8 авторских свидетельств на изобретения, в том числе на способ контроля параметров ЕГ, Часть результатов отражена в 6 научно-технических отчетах НИОКР, в которых автор являлся непосредственным исполнителем и руководителем работ.

На защиту выносятся:

I. Результаты исследования оптимальных условий применения НГ в вида экспериментальных зависимостей АЧХ в полосе частотно-модулированного (ЧМ) сигнала и отношения З/У, при различных натяжениях магнитной ленты, выступании ВГ за образующую БВГ и кривизне поверхности, а также выводы о взаимосвязи этих параметров, включая критерии парности подбора ВГ для у-—ановки в БВГ.

- 2. Разработанный на основе проведенного исследования метод и реализующий его комплекс радиотехнических устройств автоматизированного контроля электромагнитных параметров НГ в режиме "стоп-кадра" с аналоговой и цифровой обработкой сигналов.

3. Результаты исследования БЕГ и методов контроля их АЧХ в полосе ЧК-сигнала,отношения S/V .нестабильности частоты строк воспроизводимого телевизионного изображения,коэффициента взаимозаменяемости.

4. Методы контроля в условиях серийного производства параметров БЕГ на основе, тестовой магнитной ленты с записью специально разработанных временных реализаций измерительных сигналов.

5. Микропроцессорный комплекс радиотехнических устройств, позволяющий осуществить автоматизированный экспресс-контроль характерно тик и параметров ЕВГ, включая АЧХ, отношение S/V. коэффициент взаимозаменяемости, нестабильность строчной частоты с распечаткой технологического паспорта контролируемого БВГ.

. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Контроль параметров видеоголовок. Для создания эффективной радиотехнической (РТ) аппаратуры контроля параметров ВТ и БВГ был проведен комплекс исследований по оптимизации контакта видеоголовка/ магнитная лента (ВГД1Л) при динамическом взаимодействии на ЕВГ. Вакное место в этих исследованиях было уделено контактным потерям, которые определяют экспоненциальное уменьшение уровня воспроизводимого ВТ сигнала с уменьшением длины волны записи. При величине неков такта, равной длине волны записи, уровень воспроизводимого сигнала падает более чем в 500 раз. В стандарте VHS минимальная длина волны записи равна I мкм, отсюда видно, какое серьезное внимание следует уделить проблеме обеспечения оптимального контакта ВГД1Л.

Опыт исследований и разработки БЕГ различных конструкций позволил выделить основные параметры, определяющие характер динамичес-' кого взаимодействия: исходная форма рабочей поверхности ВТ, начальные условия ее юстировки (выступание за образующую поверхность ЕВГ) и величина натяжения МЛ на входе БВГ. В качестве РТ-параметров -критериев оптимальности задания вышеперечисленных начальных условий выбираем: э.д.с. воспроизведения на граничных частотах полосы ЧМ-сигнала яркости стандарта V//S( 1,0 и 5,0 МГц) и отношение S//V, которое обеспечивает ВТ при измерении в нормированном видеотракте.

Различная кривизна поверхности ВТ формировалась путем обработки алмазной лентой с различной абразивностью по специальной технологии, имитирующей реальные условия работы ВГ в составе ВМ. Впервые был широко использован интерференционный метод контроля поверхности ВГ, позволивши» выявить ряд важных зависимостей медду формой поверхности и контактными потерями, выраженными через изменение

РТ-параметров ВГ. При этом доказано, что интерференционный метод является единственно пригодным для тех субмикронных измерений, которые необходимы для исследования современных ВГ.

Оптимизация условий контакта и определение соответствующих им максимальных значений э.д.с. и отношения£//У проводились на основе полученных экспериментальных данных:

- зависимости э.д.с. на I МГц от числа колец интерференционной картины поверхности ВГ (л.) при фиксированных величинах высту-пания ВГ за образующую ЕВГ 35 и 50 мкм, величинах натяжения Ш 0,25Н; 0,35 Н; 0,45 Н;

- зависимости э.д.с. наД = 5 МГц и отношэния£>/Л' от фактора п-при тех же условиях [I] . Проведенная полиноминальная аппроксимация аналитических зависимостей позволила сформулировать оптимальные условия работы ВГ, оцределенные через максимальную реализацию выбранных РТ-параметров;

- оптимальное выступаяие ВГ за образующую поверхность БВГ (50±5}мкм;

- оптимальное натяжение МЛ(0,4±0,05)Н;

- наиболее эффективными являются поверхности, имеющие 4-6 интерференционных колец. Прил.<4 резко падает эффективность ВГ за счет увеличения контактных потерь из-за эффекта "всплыванпя" Ж над поверхностью ВГ [I] , возрастают требования более жесткого поддержания начальных условий (вылет, натяжение, юстировка). При/г>8 ухудшаются параметры взаимозаменяемости, возрастает износ Ш.

Анализ отечественных и зарубежных ВГ, прошедших наработку от нескольких десятков до 2000 часов и имевдих высокие и стабильные значения АЧХ указывает на то, что поверхность таких ВГ в

плоскости, перпендикулярной Ш, достаточно точно описывается, функцией , где / = ЫО^-б'Ю-4 мкм-1,уЗ= 1,8-2,2, т.е. это поверхности, имеющие от 3 до 8 интерференционных.колец (в зависимости от времени наработки). Необходимо отметить, что с наработкой происходитуменьшение параметра </ , при этом контактные потери уменьшаются и возрастает отношение ¿¡Н за счет "выглаживания" поверхности ВГ [2].

Сформулированные в работе условия создания оптимального контакта ВТ/МП получили практическое подтверждение при отработке в серийном производстве конструкции видеомагнитофона "Электроника БМ-12" и внесены в техническую документацию.

При решении проблемы контроля параметров НГ был исследован опыт проверки ВГ, выпускаемых для профессиональных ВМ типа "Кадр",

когда испытуемая ЕГ на сложном котировочном оборудовании юстируется в составе БНГ, который устанавливается в технологический Ш. Затем на при выбранном предварительно оптимальном токе записи производится запись различных РТ-сигналов в зависимости от типа ВТ и условий ее применения.

Полученная запись воспроизводится через нормированный ввдеотракт, и делается оценка качества ВТ в зависимости от параметров воспроизводимого телевизионного изображения. Трудоемкость контроля параметров одной ВГ при таком методе измерения составляет более 0,5 нормо-часа, откуда следует, что этот метод, при всех его других преимуществах,непригоден для условий массового производства. Это противоречие обусловило необходимость разработки метода контроля ЕГ, который с минимальной трудоемкостью и достаточной достоверностью позволил бы имитировать реальные условия контакта БГ/МД. С этой целью были цроведены эксперименты с многократной записью-воспроизведением сигналов на одной видеодорожке, которые показали, что современные магнитные ленты допускают до 200 циклов записи без ухудшения электромагнитных параметров воспроизведения [з]. Учитывая, что относительная скорость,ЕГ/ЙЯ создается в основном за счет вращения ЕГ, а также вышеуказанную возможность многократной записи сигналов на одной ввдеодорожке.с учетом предложенных автором условий создания оптимального контакта ЕГ/МЛ был разработан метод контроля параметров ЕГ в режиме "стоп-кадра" [4, 5], когда запись измерительных сигналов производится испытуемой ВГ на "заторможенную" Ш (разработаны варианты записи сигналов неподвижной ЕГ на вращающуюся МЛ). Аппаратурная реализация предложенного метода контроля позволила в десятки раз сократить трудоемкость процесса контроля параметров, в 1,5 раза уменьшить погрешность измерения (за счёт повышения стабильности воспроизводимого сигнала), в сотни раз сократить потребность в дорогостоящей МЛ, упростить конструкцию аппаратуры контроля ЕГ.

На основе предложенного метода впервые в стране была разработана серия РТ-систем для контроля параметров ЕГ различных типов с конструктивным обеспечением оптимальных условий контакта ЕГ/МЯ,используемых при разработке и производстве ЕГ, а также при.проведении входного контроля на предприятиях-изготовителях ВМ [б]. Совокупность разработанных конструкций (как с вращающейся, так и неподвижной ЕГ) РТ-устройств, выполненных на уровне изобретений [7-П], послужили базой для контрольно-измерительной аппаратуры (стенда) СВК ЭПП-3-023, предназначенной для измерения АЧХ видеоголовок ФГВ-9,используемых в серийно выпускаемых видеомагнитофонах "Электроника ВМ-12", "Элект- ! роника ВМ-18" [12] . . . I

Принципиальным отличием стенда от ранее разработанных отечественных аналогов и от известного зарубежного измерителя МАБЕ $. ВоСс/ас, Япония, является наличие в нем телевизионного интерференционного тракта, позволяющего совместить юстировку НГ в позицию для измерения РТ-параметров с интерференционным контролем параметров поверхности. Созданная аппаратура позволила избежать ошибок оператора при юстировке НГ по максимальному сигналу воспроизведения и повысить точность и достоверность измерений за счет установки фиксированного для всех испытуемых НГ "врезания" в МЛ. Специальной конструкции измерительный столик [13]позволяет перемещать испытуемую ВГ в трех плоскостях относительно барабана с Ш с погрешностью, определяемой параметрами интерференционного тракта (менее 1,5 мкм). Для получения относительной скорости НГ/МП используется вращение МЛ, размещенной на барабане особой конструкции, имеющем каналы для "врезания" ВТ в МЛ и содержащем устройство для регулировки натяжения МЛ. В результате стенд позволяет создать все перечисленные выше условия для оптимального контакта БГ/МЛ: контроль формы поверхности, фиксированное "врезание" ВГ в МЛ-и поддержание необходимой величины натяжения МЛ.

Для уменьшения количества информативных параметров было йссле-довано поведение АЧХ ВГ в диапазоне ЧМ-сигнала 0,5-5,0 МГц, результаты которого показали, что вид АЧХ практически для всех ВГ одинаков и отличается только наклоном характеристики в зависимости от качества исполнения рабочего зазора ВГ. Поэтому величина спада АЧХ на границах исследуемой полосы частот может быть использована в качестве самостоятельного показателя для оценки параметров ЕГ. Для проведения измерений задапцие генераторы сигналов записи стенда настроены на • частоты 0,5; 1,0; 5,0 МГц. Для контроля ЕГ,используемых в системах видеозаписи ¡э-ЩЗ и введен дополнительный измерительный канал на частоте 6,5 МГц. Для углубленного исследования ВГ в полосе частот 0,2-7,5 МГц предусмотрена возможность подключения, внешнего генератора сигналов.

Метод Аонтроля предусматривает стирание с дорожки записи предыдущей информации, последовательную запись сигналов задапцих генераторов, считывание и цифровую обработку воспроизводимых сигналов, выдачу результатов измерений на дисплей и распечатку технологического паспорта. Функции операторов сводятся к установке ВГ на измерительный столик и перемещению столика микрометрическими винтами до пблучения изображения поверхности НГ через измерительный телевизионный тракт на экране монитора. Далее процесс контроля автоматизирован. Таким образом, погрешность измерения за счет возможных оши-

бок оператора, связанных с субъективизмом в определении оптимальной юстировки ВТ, сведена к минимуму.

При синтезе нормированного измерительного канала воспроизведения с целью уменьшения погрешности измерения была решена задача обеспечения минимального уровня приведенных ко входу шумов и оптимального согласования ВТ со входным каскадом предварительного усилителя во всем диапазоне частот и амплитуд измерительных сигналов и кндуктивностей испытуемой ВГ. В качестве предварительного усилителя использована микросхема КР1005УЛ1, специально разработанная для предварительных усилителей ВМ, с добавлением на входе ЕС-фильтра, обеспечивающего подавление высших гармоник измерительного сигнала и отсутствие рсзонанса во всем диапазоне измеряемых частот.

Дополнительное снижение уровня шумов усилителя достигнуто применением дискретно-аналоговых цепей с переключаемыми конденсаторами. Приведенный миоговариантный анализ дискретно-аналоговых цепей позволил определить оптимальное построение измерительного тракта и довести уровень шумов, приведенных ко входу, до I мкВ в диапазоне измеряемых частот.

После детектирования обработка и измерение сигнала производятся в цифровом виде. Для повышения линейности преобразования и расширения динамического диапазона измерительного тракта в блок АЦП введено ПЗУ с гибкой программой линеаризации,управляемой через обратную связь изменением уровня входных сигналов воспроизведения. Такое построение измерительного тракта расширило динамический диапазон входных сигналов до 45 дБ при нелинейности преобразования менее 2$ в полосе частот сигналов 0,2-7,5 МГц, что позволяет использовать стенд для контроля параметров всех отечественных типов ВГ. Для метрологического обеспечения процесса контроля параметров была смоделирована и апробирована на практике методика оперативной аттестации стенда с использованием контрольных образцов КГ и МП с нормированными электромагнитными параметрами, выявлены и исследованы факторы, определяющие погрешность измерения [14].

Все вышеперечисленные меры в совокупности позволили обеспечить погрешность контроля параметров э.д.с. менее 10$, что для данного рода измерений является лучшим показателем из всех известных аналогичных приборов.

Проведенный анализ конструктивных особенностей построения ни-деотракта видеомагнитофонов "Электроника ВМ-12", "Электроника ВМ-18" и результатов регулировки выходных параметров ВМ при произвольной выборке ВГ в пару для установки на БВГ позволил сформулировать критерии "парности"., обеспечивающие получение необходимых -выходных

параметров при минимальной трудоемкости регулировочных операций, представленные в таблице.

Параметр контроля: численное значение

Допустимый разброс численных значении при подборке ВТ в пару

Индуктивность на частоте 3,8 МГц

1,5-2,1 мкГн 0,2 шй

э.д.с. воспроизведения на

£ = 1 МГц: ^ 375 мкВ 2 дБ

э.д.с. воспроизведения на

£ = 5 МГц: ^ 140 мкВ 2 дБ

Крутизна АЧХ:

Е 1,0 МГц = _6>>г13 ^ 2дБ

Е 5,0 МГц

Указанные в таблице критерии "парности" внесены в технические условия БГ типа ФГВ-9, ФГВ-15.

Для автоматизации процесса подбора ВТ в пару стенд имеет выход для подключения микроэвм, в которую заложена програтлма "спаривания". На заводе-изготовителе ВГ к микроэвм подключены одновременно несколько стендов контроля параметров, что упрощает задачу подбора и позволяет поставлять потребителю' "спаренные" ВГ с групповым технологическим паспортом.

Контроль параметра блока видеоголовстс. Отечественный и зарубежный опыт конструирования, производства п эксплуатации ВМ показывает, что БВГ является самым сложным п трудоемким в изготовлении узлов ВМ, в значительной мере определяющим его качественные и стоимостные показатели. Именно БВГ в основном обеспечивает "геометрическую" и "электрическую" взаимозаменяемость ВМ.

На этапе освоения производства Ш доля параметрических отказов в эксплуатации, связанных с ухудшением параметров БВГ,составляла 30$. Это заставило уделить самое пристальное внимание проблемам контроля параметров БВГ. Комплексный контроль БВГ как отдельного изделия в условиях мелкосерийного производства профессиональных ВМ типа "Кадр" отсутствует. БВГ после достижения юстировочпых параметров, устанавливается в ВМ, в котором ему предстоит работать впоследствии, и производится совокупная настройка лентопротяжного механизма и видеотракта под характеристики данного БВГ, включая выставление тракта движения Ш, определение оптимальных токов записи ВГ, настройку резонансных параметров входной цепи предварительного усилителя, АЧХ в полосе ЧМ-сигнала и т.д. В случае недостижения одно-

го из параметров непригодный БЕГ заменяется, и весь процесс настройки повторяется. Очевидно, такой метод контроля непригоден для условий массового производства, при котором ЕВГ рассматривается как самостоятельное изделие со своей совокупностью параметров, полностью определяющих его качество.

Предложенный в данной работе метод контроля основных параметров БВГ основан на имитации реальных условий работы в составе ВМ при минимизации контролируемых параметров. Анализ совокупности требований, предъявляемых к БВГ на всех этапах производства ВМ, позволил выделить четыре основных параметра: АЧХ в полосе ЧМ-сигнала, отношениеS/л/ видеосигнала в нормированном измерительном тракте; нестабильность частоты строк воспроизводимого телевизионного изображения Я и величину взаимозаменяемости, контроль которых в условиях серийного производства гарантирует высокие качественные показатели БИТ в составе ВМ [15] ^

Контроль параметров АЧХ ий///в соответствии со стандартизованной методикой требует настройки видеотракта под каждый испытуемый ЕВГ с выполнением большого количества регулировочных операций,й является непригодным с точки зрения трудоемкости для серийного производства. Учитывая взаимосвязь этих двух параметров, целесообразно разработать упрощенный метод оценки одного из параметров через изменение другого, а именно:

1. Найти корреляцию, в пределах приемлемой погрешности, между параметрами АЧХ иS(H и использовать параметр АЧХ в качестве критерия годности БВГ.

В этом случае можно контролировать АЧХ БВГ в режиме воспроизведения измерительной магнитной ленты (ИМИ) в записью 3-4 опорных частот, что существенно упрощает методику и аппаратуру контроля.

2. Производить контроль параметров S/N без настройки измерительного видеотракта с каждым испытуемым ЕНГ (цроизведя предварительную настройку с контрольным ЕВГ с определенными параметрами ВТ и токосъемника), при этом АЧХ как взаимосвязанный параметр не контролировать .

Экспериментально для ЕВГ с различными значениями параметров ВТ и токосъемников в пределах допусков, определенных техническими условиями, было проверено, какой из вышеуказанных методов упрощения имеет лучшую корреляцию с величиной параметра S/N, измеренного стандартизованным способом. Из анализа результатов эксперимента (рис.1, 2) следует:

I. Каждому заданному значению S/N может соответствовать боль-

шой диапазон значений АЧХ, что затрудняет введение однозначного критерия для разбраковки ЕНГ.

2. Значения отношения 3///, измеренные для разных БВГ без индивидуальной подстройки видеотракта, лежат в пределах допустимой погрешности (5$), что позволяет рекомендовать этот, метод для оценка качества БВГ в условиях серийного производства.

Полученные результаты дают также основание для изменения схемотехнических решений построения входных цепей предварительного усилителя ВМ, а именно исключения элементов настройки входной цепи. Специально для предварительной настройки видеотракта измерительной аппаратуры с контрольным БВГ, а также проведения углубленного анализа АЧХ ВТ по всей длине зазора щвдложена ШЛ 13 ЛИГ-АЧХ-2, структура сигнала которой и сигналограмма показаны на рис.3, 4. Введение смещения начала первой пачки (30 Н) и конца шестой пачки (35 Н) от коммутирующего синхронизирующего импульса (КСИ) позволяет исключить зоны с наиболее вероятным ухудшением контакта ВГ/МЛ, что. существенно повышает точность контроля. Для записи на МЛ предложенной структуры сигнала разработан комплекс радиотехнической аппаратуры "Тест-003".

Важным параметром является величина нестабильности периода строчной частоты воспроизводимого сигнала изображения ("джиттер"), вызываемая изменениями мгновенной относительной скорости в системе ВГ/ии. В процессе исследования этого явления была решена задача создания аппаратуры контроля параметра С/ , пригодной для условий серийного производства с малой трудоемкостью и высокой наглядностью процесса контроля. При этом разработанная аппаратура может быть использована и для контроля параметров ВМ, в том числе для измерения нестабильности средней частоты строк.

Для комплексной оценки БВГ с точки зрения обеспечения взаимозаменяемости используется коэффициент взаимозаменяемости К^, определяемый как /

квз = 77 х 10С#' где - теоретически возможный диапазон смещения синхроимпульса системы регулирования;

4 - измеренный диапазон смещения синхроимпульсов, в пределах которого отношение й//У в воспроизводимом сигнале уменьшается не более чем вт раз относительно максимального измеренного значения.

Метод определения параметра К^ и величина т не стандартизованы, и каждой фирмой-производителем ВМ определяются самостоятельно, поэтому для оценки взаимозаменяемости предложено ввести параметр

f , МГц

Рис. 1. Поля допустимых значений АЧХ, соответствующие практически постоянной (в пределах погрешности измерителя)величине соотношения сигнал/шум различных БВГ: а - 42,5-43,0; • - 42,0-42,4; п - 41,5-41,9; о -41,0-41,4

AS/N,

дБ 0,5

40 41 42 43

Поличины значений S/N, полученные Сез подстройки нродуенлнтсля S/N, дБ

Рис.2. Разность отношений S/1I для БВГ с подстройкой предусилнтеля п без неб (для различных значений индуктивности БГ и токосъемника)

Структура иэморнтолмюго гигмллл Л И М 13 ЛИТ-ДМХ-2

КС

л

42 Н

Л.11.5Н

1МГц

1.5Н

2МГц 3 МГц 4МГп 5 МГц ПМГн

шти.

у/'// У/Л //л///

ж^л

'уУУ/УУУУУл

У/'//,

Ш/Ш

I»

■ШШ

'>/Уу'у^У У

'< ' /////

312,5 И Рис. 3

Фрагмент сигиалогроммы ЛИМ 13 ЛИТ-ЛЧХ-2

2

4,5 Н

Уг- направление движения голопки;

V — направление движения ленты ; л

1 - измерительны П сигнал пачки частоты р2 »

2 - измерительный сигнал пачки частоты р ;

3 - радиоимпульс длительностью 1,5 Н;

4 - строчка записи 2-го канала;

5 - строчка записи 1-го канала

Рис. А.

"расстройка" (Р) [17], который определяется величиной диапазона смещения синхроимпульса в миллисекундах, т.е. численно равен t при/п= 2. В силу своей универсальности понятие Р и метод ее измерения могут быть использованы для оценки взаимозаменяемости любых видеосистем, использующих слежение за дорожкой записи. Параметр Р характеризует БВГ с точки зрения способности воспроизведения сигналограмм с ЮМ в условиях ухода ВТ от середины считываемых видеодорожек и косвенно оценивает БВГ по нескольким признакам:

- эффективность ВТ и качество их юстировки;

• - точность исполнения направляющей цилиндра БВГ;

- качество сборки БВГ в целом.

Понятие Р обладает высокой информативностью относительно состояния системы БЕГДШ, что обусловило ее широкое применение.

Таким образом, контроль всей совокупности геометрических и электромагнитных параметров БВГ можно с достаточно высокой достоверностью свести к контролю трех РТ-параметров:б/^, С,Р , процесс измерения которых поддается автоматизации. Разработанная методика легла в основу создания аппаратуры контроля ЕВГ в условиях массового производства. При разработке аппаратуры:

1) имитированы реальные условия работы ЕВГ в составе ВМ с целью обеспечения высокой достоверности контроля;

2) обеспечена минимальная трудоемкость контроля при вероятности пропуска брака не более 1СГ^;

3) сведена к минимуму погрешность измерения за счет ошибок оператора;

4) проведена максимальная унификация измерительных модулей для использования их в качестве базовых в дальнейших разработках;

5) обеспечена техническая возможность встраивания аппаратуры контроля в гибкое автоматизированное производство.

В результате реализации перечисленных требований создан стенд СКЭ.ЭПУ-120.0.28[18], предназначенный для контроля параметров унифицированного БВГ, используемого в видеомагнитофонах "Электроника Ш-12", "Электроника BM-I8". Стенд обеспечивает измероние .в автоматическом режиме параметров S/Y, I/, Р , а также параметров двигателя БВГ, не рассматриваемых в данной работе. Метод контроля ЕВГ в стенде реализуется измерением параметров сигналов, воспроизводимых испытуемым БВГ с ИМЛ, и параметров сигналов собственной записи.

Перед началом измерения блок диагностики контролирует устойчивость фиксации, правильность подключения соединителей ЕВГ и выдает . разрешение на начало процесса измерения. Измерение параметра Р осуществляется при воспроизведении кассеты с ИМЯ, на которой записан

сигнал "IOO^-й уровень белого".

С точи: зрения аппаратурной реализации процесса измерения Р -это максимальный диапазон изменения фазы вращения ВТ при воспроизведении тестового сигнала с ИДИ в условиях фазовой синхронизации, управляемой системой автоматического регулирования скорости ведущего вала (САР ВВ), в пределах которого уменьшение соотношения S//V воспроизводимого сигнала не превышает 6 дБ (т.е.т-= 2). Использован критерий фиксации границ Р в момент перехода енэюнзя сгшопетш S/V через величину дБ от его максимального уровня при параллельном смещении ВТ, которое осуществляется заменой импульсов пилот-сигнала, управляющего САР ВВ, на импульс искусственно сформированный, с изменяемой временной задержкой относительно фазы импульса пилот-сигнала. Эта задержка программно управляемая и выбирается из условия сохранения фазовой синхронизации САР ВВ. После выхода на устойчивое воспроизведение начинается автоматическое определение величины Р. Микропроцессор (МП), равномерно изменяя сдвиг фазы замещенного пилот-сигнала, постоянно контролирует уровень сигнала F(i) ла( выходе измерителя отношения S/А/. Зафиксировав максимальный уровень, МП выдает команду начала поиска и, анализируя сигнал F(i), окидает перехода функции через минимум: F'(i)~ О и F"W>0.

. Вырабатывается команда сравнения текущего уровня сигнала P(i ) ° /vt>* (V и при первом выполнейии условия

- * M

включается.измеритель величины Р, регистрирующий, начиная с этого момента, приращение временной задержки замещенного пилот-сигнала до момента выполнения условия (1) повторно. Измерение отношения S//V в режиме собственной записи производится с использованием второй видеокассеты, в которой Ш отнормирована по этому параметру относительно эталонного образца. Одновременно производится измерение параметра С/ измерителем, входящим в состав стёнда.

Для измерения величины нестабильности периода строчной частоты полного телевизионного сигнала 2 при контроле качестве БЕГ и ЕМ разработан стенд СВК ЭПП-0,3-024 [iz] , работающий по принципу выделения из телевизионного сигнала синхронизирующих импульсов, : преобразуемых в фазовом детекторе в последовательность импульсов, амплитуда которых характеризует величину временной нестабильности. В результате преобразования на выходе фазового детектора появляются два сигнала, характеризующих исследуемую временную нестабильность:

- сигнал, пропорциональный отклонению периода строки относительно среднего значения: « - 7* ;

- сигнал, пропорциональный разности длительности двух соседних crpor.: Ut =■ i ir ~ („.,).

3 канале измерения используется частотный дискриминатор с набором взвешивающих фильтров с различными частотами среза, что позволяет исследовать медленные изменения периода частоты строк, наблюдаемые на'экране телевизионного монитора в виде искажений вертикально: линий (рпс.5).

Рис.5. Картина, наблюдаемая на экране монитора при измерении параметра С/ :

1 - границы допустимой нестабильности;

2 - наблюдаемая нестабильность в виде искажения вертикальных линий.

Стенд широко используется в качестве аппаратурного обеспечения исследований дефектов сборки подшипниковых узлов и двигателей-БЕГ, при производстве видеокассет и магнитной ленты, оценки состояния аппаратуры записи ИШ с высокой наглядностью представления результатов измерения [19] .

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Исследованы и экспериментально апробированы условия создания оптимального контакта ВГ/МЛ в конструкциях БВМ и аппаратуры контроля технического состояния ВГ и БЕГ.

2. Разработаны методики экспресс-анализа основных РТ-парамет-" ров ВГ и ЕВГ в условиях массового производства, в т.ч. предложен способ измерения параметров ВГ в режиме "стоп-кадра". Экономический эффект от внедрения в производство предложенного способа контроля ВГ только за счет экономии МЛ составил более 300 тыс.руб.

3. На основе предложенных методик впервые в стране создана серия автоматизированных РТ-комплексов контроля параметров ЕГ и БЕГ различных типов, используемых при разработке^ производстве бытовой видеоаппаратуры; проведена унификация основных узлов измерительных комплексов, открывающая перспективы дальнейшего развития этого направления.

4. Разработаны НМЛ с оригинальной структурой измерительного сигнала, позволяющие повысить оперативность и достоверность контроля испытуемых изделий.

Основное содержанке диссертации отсажено в отчетах о Ш'ОКР и в работах:

1. Исследование взаимосвязи конструкторско-технологических параметров блока вращающихся головок с целью оптимизации технологических процессов изготовления и контроля:Отчет о НИР/ЦНИИ "Электроника"; руководитель А.А.Балашов. - й'Г? 735347. - П., 1937. - 127 с.

2. Андрианов Г.Ы., Балашов А.А., Ячный В.В. Влияние абразиввос-ти магнитннх лент на изменение оптимальной сЬошы поверхности видеоголовок в процессе их эксплуатации в составе видеомагнитофона типа "Электроника БМ-12" // Тез.докл.Ш отрасл.н.-т.конф."Состояние и пути повышения надежности кассетных видеомагнитофонов".-Л.,1989.-С.20-21.

3. Разработка комплекта оборудования проверки электромагнитных параметров магнитной видеоленты для кассетных видеомагнитофонов с уплотненным способом видеозаписи:Отчет по ОКР/ШИИ"Электроника"; руководитель Е.З.Ячный. - £ ГР У12289. - М., 1985. - 26 с.

4. А.с.528601 СССР. Способ определения оптимального тока записи магнитных головок/В.И.Степанов,Ю.В.Ячный.-Опубл.в Б.И.-1976.34.

5. Разработка стенда проверки динамических электропараметров видеоголовок цветной видеозаписи:Отчет по ОКР/ЦНИИ"Электроника"; Руководитель Ю.В.Ячный. - # ГР 732418. - М., 1986. - 35 с.

6. Стенд контроля электрических параметров видеоголовок/Г. Ф.Ев-сюков, Л.Н.Ктплинова, Ю.М.Мельянцев,Ю.Б.Ячн1ш//Электронная ггоомые-ленность. - 1980. - й 4. - С.55.

7.' А.с.585530 СССР. Устройство для определения оптимального тока записи и электродвижущей силы воспроизведения магнитных' видеого-ловок/В.И.Степанов,Ю.В.Йчный.-Опубл.в Б.И.-1977. - Л 47.

8. А.с.830538 СССР. Устройство для определения оптимального тока записи магнитной головки/Ю.В. Ячный, В.И.Степанов.-О^Т£Б^-13НЫё18.

9. А.с.814129 СССР. Устройство для контроля блока вращающихся магнитных головок ВМД).В.Ячный,Ю.М.Мельянцев.-Опубл.в Б.И.-1987.-.'£10.

10. А.с.1187205 СССР.Устройство для восцроизведения сигналов с магнитной ленты/В.Е.Васильев,О.Е.Черкасов,Ю.В.Ячный, А.Г.Копелев.-Оцубл.в Б.К.-1985.-& 39.

11. А.с.1195384 СССР. Устройство для контроля магнитных головок/ Г.Н.2ур,Ю.В.Ячный, О.Е.Черкасов.-Опубл.в Б.И.-1985.-Й 44.

12. Разработка комплекта оборудования для контроля параметров ВТ и ЕВГ Ж серии "Электроника":Отчет по ОКР/ЦЕШ^лектроника"; Руководитель КВ.Ячный.- * ГР У25652.-М., 1987. - 28 с. • -

13. А.с.1559446 СССР. Координатный стол/Г.Н.Еур,Ю.В.Ячный, ■ О.Е.Черкасов.-Опубл.в Б.И. - 1990. - Л 15.

14. Опыт, методы, рекомендации по подбору контрольных образцов ВТ/ А. А.Балашов,Г.П.Носова,Ю.В.Ячный, Л.А.Занина/уТез.докл.П отоасл.н.-т. конф. "Состояние и пути повышения надежности кассетных Ж"^-5звгшдДЭ68.

15. Ячный В.В.Разработка методики ускоренного контроля параметров БВГ в условиях массового производства//Тез.докл.У отрасл.н.-т. кон5."Состояние и пути повышения надежности кассетных ЖГ.-ВяхнеЕ,ВЕ.

16.А.с.1631585 СССР.Устройство для наклонно-строчной магнитной записи измерительной спгналограммы/В.Н.Кузнецов,М.Р.ДебедевДЕйтшйг-Опубл.в Б.1Г.-1991. - И 9.

17.Ячный Ю.В.Ксмплексный параметр оценки качества блока ЕГ//Тез. докл.У отрасл.н.-т.конф."Состояние и пути повышения надежности кассетных ВИ£" .-Воронеж, 1991 .-С .19-20.

18.Разработка комплекта оборудования для контроля параметров БВГ л.механизмов транспортирования ленты ВМ серии "Электроника": Отчет по ОКР/ЦЩИ"Электроника"; Руководитель КГ.В.Ячный.-Те ГР 8300437, М., 1989. - 28 с.

19.Разработка технологического проекта и оборудования комплексно-механизированного участка сборки блока ЕГ: Отчет по ОКР/ЦНИИ "Электроника"; руководитель Ю.В.Ячный.-.!* ГР 746710.-1989.-25 с.