Uher CG-360

Темата включва коментари и описания на модификации в касетни и ролкови декове.
Правила на форума
Модификациите се описват с конкретни схеми и елементи. Твърдения без мотивирано описание ще бъдат санкционирани с директен бан. Забранено е самохвалството в тази тема. Забранени са методики на измерване, които не са утвърдени от световната практика при касетните и ролкови декове. Нарушения от този правилник ще бъдат санкционирани с директен бан на потребителите.

Uher CG-360

Мнениеот BoardMan » Сря Окт 08, 2014 11:08 am

Дойде време да опиша сериозната работа по една касетна машина от далечното минало.
Изображение

Машината е UHER CG360 (дека е автореверсен, двуглав, 3-моторен със сензорен контрол) и бе със сериозни проблеми:

- неработещ (блокиран) реверс в схемата за управление;
- неработещ цифров блок за управление;
- износени гумени компоненти по механиката (притискащи ролки и ремъци);
- залепнал ремък по маховиците;
- прекъсващ навиващ двигател в реверсна посока;
- износен и променящ си оборотите мотор за маховиците и тон-осите;
- относително силен брум;
- некоректно ниво на подмагнитване (в следствие на което в записа преобладават основно високочестотни компоненти а нелинейните изкривявания по време на запис са недопустимо високи);
- стара стандартна времеконстанта по ниски честоти (в модела бе заложена 1590uS вместо 3180uS);
- неработещо осветление на прозорчето на касетата;
- недобра настройка на някои механични лостове по механиката;

Всъщност всички забелязани проблеми говореха още в самото начало за сериозна работа по машината, която едвали би оправдала времето и ресурса с оглед на модела и типа на дека. Въпреки това, този дек е със солидна за времето си конструкция, модулен тип на изпълнение и прекрасна механика. Годината на производство е 1974, като за онова време е заложено сензорно управление с меко натискане на блока за управление, бързо реверсно превключване с 4 пистова глава, Долби-В шумоподтискаща система и електронно превключване на типа на лентата между позиция хром и нормална. С оглед на това бе решено, че инженерните напъни по създаването на тази машина по времето '74та, заслужават усилията тя да бъде възстановена до напълно работещ вид според съвременните изисквания. Освен отстраяването на дефектите по нея основно се целеше смяна на схемотехнически решения (по възможност с минимални корекции), които да дадат възможност машината да заработи със съвременните стандарти за честотна корекция (3180uS и 70/120uS), както и да може да поеме запис върху по-новите ленти, които изискват по-висок подмагнитващ ток и по-високо ниво на записващия сигнал. Така след всички предвидени модификации се очаква машината да възпроизвежда всички предварително записани касети след периода \'76та (ревизия 3 на IEC), както и да може да прави запис на новите ленти с минимален допустим честотен допуск. Предвиждаше се машината да може да възпроизвежда по долна гранична от 15Hz (-3dB) и в горна гранична до 17kHz-18кHz (-2dB). Предвиждаше се и замяна на капстан мотора с безчетков BLDC със специално управление, което да компенсира грешката (следи оборотите със серво) от различното натоварване на различните ленти, като по този начин и повиши отношението сигнал-брум поради факта, че се премахва AC мотор от стар тип, който се захранва с голям ток и 50Hz в ротора си и по този начин излъчва значителни смущения в близост до главата.

Всичко до тук говори за сериозна работа по разработка на нови модули, както и по реконструкцията на съществуващите по такъв начин, че те все пак да запазят автентичен вид (с възможно най-малки външни корекции). За целта бе направена симулация и проверка на честотната характеристика на съществуващия възпроизвеждащ усилвател, който премина от пасивна към активна честотна корекция. Бе променена и честотната корекция на записващия усилвател, както и вериги в модула на генератора за изстриване и подмагнитване (които ще бъдат описани по-детайлно). Бе проверена новата честотна характеристика с тест лента, което доказа че тя попада в необходимия ръкав, бе постигната много висока точност на движение на лентата и много нисък коефициент на детонации.

И така, започна се работа по машината - ясно беше, че ще е нужно пълно разглобяване до компонент. Първо бе отделена механиката от цялото шаси, след това и тя бе разглобена до най-дребни детайли:
ИзображениеИзображениеИзображениеИзображение

След почистване и смазване на втулките, смяна на гумените ремъци и ролки, почистване на маховиците от полепналата гума по тях се премина към сглобяване на механиката:
ИзображениеИзображениеИзображениеИзображение
ИзображениеИзображение

В този стадий все още не беше ясно за проблемите с моторите. Имаше по-важна задача: да се съживи управлението, което бе реализирано с TTL интегрални схеми (твърда логика). За жалост не се разполагаше с принципна схема, затова се наложи да се направи ривърс инженеринг на съществуващата платка. В оригиналното си състояние, върху бутона за обръщане на посоката бе поставена защитна лепенка (за да се блокира неговото действие). Това явно е било принудено от факта, че задният навиващ мотор прекъсва (което не бе все още ясно по време на съжевяването). Самото управление сработваше за няколко секунди след начален пуск на дека, след което блокираше. Разблокиране се получаваше чак след почивка на машината от около половин час. Предположих, че е възможно да е от кондензатор, но всички бяха танталови а потенциалните виновници бяха сменени. Имах подозрения и за шумове по захранването, затова на всяка TTL интегрална схема в паралел бяха запоени филтрови керамични кондензатори (жълтичките). В крайна сметка се оказа ликажен транзистор с утечно съпротивление в прехода колектор-емитер. Виновника бе открит с доста усилия (и заради липсата на сервизно описание). Бяха изчистени и рейките на куплунга, както и цоклите за ИС, понеже всички те бяха почерняли от окислителни процеси във времето. А ето го и виновният модул:
ИзображениеИзображение

Сега за да може веднъж за винаги да се решат всички проблеми със стабилната работа, реших да оправя захранването. В оригиналния дизай беше използван параметричен стабилизатор за +5.2V за цифровата част (най-левия транзистор на следващата снимка). Реших той да бъде заменен с линеен компенсационен LM7805, с което захранването заспа на +5.0V независимо от входните вариации и изходна консумация на логиките. По същия начин замених пасивния резисторен RC филтър в захранването на аналоговата част (+/-12V) с активни линейни стабилизатори за +12V и -12V. Останалите два транзистора в захранващия модул на механиката (има отделени захранвания за механиката и за аналоговата част) са за стабилизиране на напрежението на соленоидите и за определяне и превключване на работната точка на навиващите мотори:
Изображение
С това машината бе напълно гарантирана и стабилизирана от към пулсации на входното напрежение. Премахнах и защитната лепенка, която блокираше възпроизвеждането в ривърсната посока, и тук се видя че при ниската навиваща скорост, навиващият мотор прекъсва. Ясно беше, че такъв няма да се намери лесно затова реших да се пробвам да го разкапсоловам и отремонтирам. Оказа се зацапване, което след почистване, смазване и пръскане с контактен спрей оправи проблема. Навиващите мотори наистина са красавци и от към конструкция и изпълнение:
Изображение ИзображениеИзображениеИзображение

Супер - мотора и управлението тръгнаха безотказно, но няма пълно щастие. Сега бе ред на капстан мотора, който задвижва маховика. Самия мотор с пускане на машината нормализираше обороти чак след 5-10мин работа (до влизане в режим). По време на работа постоянно менеше оборотите си, дори и при най-малко натоварване от касетата. Оказа се, че мотора работи директно на променливо напрежение с дефазиращ кондензатор - асинхронен променливотоков мотор, на който няма как и да се регулират оборотите освен с пренавиване на понижаващия захранващ трансформатор. Самия мотор загрявяше страшно много - изследванията върху него показха изключително ниско КПД - от консумирани 5W мощност в статичен режим, без ротор (които се отделят предимно като топлина) се оказа че като се постави ротор, полезната мощност, която се преобразува в движене е по-малко от 0,5W. Стана ясно каква е причината за това нетипично поведение на мотора - статора е изпълнен с намагнитени секции, явно с времето те са се размагнители или пък в процеса на производство не са били достатъчно добре намагнитени. Затова мотора бе за изхвърляне или подмяна. Ето го и въпросния виновник, като цяло си е красавец :)
ИзображениеИзображениеИзображениеИзображение

Ясно беше, че замяната на този мотор ще подобри отношението сигнал-брум, понеже няма да има толкова агресивен статор с толкова ниско КПД и така ще се намалят излъчванията от мотора, който е в непосредственна близост до главата. И за да се запази основната конструктивна идея на създателите на модела (машината да е вечна) се избра концепция да се ползва безчетков двигател. За да се стабилизират оборотите и поведението на мотора (да не се влияе от пулсации по захранване, както и динамично натоварване от тежестта на различните ленти) се избра да се ползва прецизен серво мотор от задвижване на DVD-RW истройство. На следващите снимки са показани избраните мотори, както и драйверната ИС за създаване на трифазното въртящо магнитно поле за BLDC мотора:
ИзображениеИзображениеИзображение

В крайна сметка, мотора бе пригоден и на вид той стана все едно е оригинално проектиран за тази машина:
ИзображениеИзображение

Сега следваше не лесната задача да се изтества концепцията (или етапа PoC - Prooff of Concept). Понеже драйверната ИС отговаря само за физическото задвижване, тя не може да изпълнява стабилизация на оборотите. Трябваше да се разработи собствен модул за сервото, който:
- да е достатъчно ефективен и бърз при дестабилизация на оборотите;
- да има висока стабилност при поддръжка на оборотите;
- да няма фазови и резонансни проблеми породени от инертността на тежките маховици;
- да се подбере правилно времеконстантата на обратната връзка и закъснителните филтриращи звена във веригата за следене и управление;

За целта преди да се започне разработката на малка платка, всичко се налепи на обемен монтаж и последваха тестове в рамките на няколко дни за подбиране на правилно и коректно схемно решение:
ИзображениеИзображение

След финалните тестове се разработи малка платка, която следи честотата на въртене на BLDC мотора, спрямо опорна и създава коректен сигнал на грешката към драйверната ИС. Характерното тук е, че бяха поставени допълнителни линейни стабилизатори (последователно на входния параметричен). Входното стабилизирано захранване от 16V (през параметричен стабилизатор в захранването на дека) се стабилизира от линеен LM7812 на 12V, което захранва силовата част на драйверната ИС за мотора. След това тези 12V се смъкват на 5V чрез LM7805, с които се захранват цифровата част на драйверната ИС, както и серво системата за следене. Мотора тръгва постоянно още със самото включване на машината. Това гарантира и бързо влизане в режим PLAY/REVERSE. Наличието на стабилно захранване гарантира стабилна работа дори и при пулсации на входното мрежово напрежение (което с оригиналния двигател не бе възможно да се реализира). Ето как стана и цялостната механика с управлението си в завършен стадий:
ИзображениеИзображениеИзображение

И най-накрая за да се приключи с блока на механиката, бе възстановена и подсветката под касетата, като сложих зелено светодиодно осветление вместо стандартната бяла и топлеща лампа:
Изображение

Оттук нататък се премина към аудио трактовете. Започна се от модификация на възпроизвеждащия усилвател с пригаждането към съвременната стандартна времеконстанта. Оригиналния модул изглежда по този начин (ляво):
Изображение

Той реализира прост линеен усилвател с ОУ, като след него следва пасивна корекция за стандартната времеконстанта и електронен диоден ключ за превключване от 70uS към 120uS (монтирани на дънната платка). След опит да се направи запазване на тази концепция (неуспешен заради още по-високото усилване на ОУ, което бе необходимо за запазване на Долби нивото в правилните граници) се премина към модификация с активна корекция в обратната връзка на ОУ. Бяха поставени и допълнителни резонансни и компенсиращи кръгове, за изравняване на честотната характеристика от към високи честоти (по тест лента). Компенсиращите елементи са в областта на индивидуалната честотна корекция за честоти над 15кHz. Реално по този начин се успя да се компенсират сравнително лошите си за времето параметри на главата и съвсем отговорно може да се каже, че като краен резултат честотната характеристика на +/-3dB е в границите 15Hz-17kHz, резултат презадоволителен за тази машина. Бяха подменени определени електролитни кондензатори с такива с ниски загуби, добавени индуктивности и керамични кондензатори в паралел по пътя на сигнала. Бе добавена и честотно зависимата верига на EQ. Ето как изглежда модифицирания ВУ:
ИзображениеИзображение

Бе необходимо да се модифицира и веригата на електронния ключ, задаващ автоматично типа на лентата (хром/нормал). В крайна сметка възпроизвеждането стана доста добре, като единствен недостатък може да се отбележи, че MPX филтъра на конкретната машина е включен постоянно дори и при възпроизвеждане, затова не може да се постигне перфектна АЧХ над 18kHz. След етапа по ВУ се премина към модификация на стандартната честотна корекция на записващия усилвател. Тук след известно проучване на схемата се разбра, че ще е много по лесно. Бе сменена стойността само на 2 кондензатора (надписаните с перманентен маркер), като те бяха индивидуални измервани и подбрани за да гарантират необходимата стойност:
Изображение

Поставям симулационната схема на синтезираното ново решение. В него резонансния кръг в долната част е за компенсиране на индивидуалните загуби от главата. В обратната връзка е реализирана стандартната честотна корекция (120uS/3180uS) а след ОУ е поставена верига, която осъществява превключване за времеконстантата от 70uS. Тук не е изпаднато в детайлности как е реализиран ключа (който окъсява резистора 1М за да се превключи до позиция хром - 70uS):
Изображение

Сега, в този момент се пристъпи към изравняване на честотната характеристика по високи честоти в режим запис. Установи се, че нивото на подмагнитване е прекалено ниско за съвременните ленти. Затова в блока за изтриване и подмагнитване се направиха ред промени. Първо се увеличи стойността на последователните гасящи капацитети към записващата глава. След това се направи модификация на превключващото реле - то бе пре-опроводено, така че за режим хром да включи в паралел още една секция от капацитети, с които допълнително да се увеличи подмагнитващият ток. На снимките се вижда как релето е отворено за да може средните контакти да се изкарат в друга позиция (да се обърне логиката на поведение на релето):
ИзображениеИзображениеИзображение

Поставям и симулационна схема на записващия усилвател в два режима - без индивидуална корекция (само със стандартната от 3180uS) и втора схема, в която вече са включени и кондензаторите от филтъра в обратната връзка (за тяхното елиминиране в първия вариант стойностите им са заместени с pF вместо с nF, както е редно):
ИзображениеИзображение

От първата диаграма се вижда, че ЗУ запазва добра характеристика дори и за долна честота под 10Hz, а от втората диаграма се вижда стръмната индивидуална честотна корекция, която е с резонанс около 21,5kHz.

Ами това е като цяло :) Последва пълно сглобяване .. машината наистина стана вечна от към механика и доста приятна от към акустика. Значително се повиши отношението сигнал/брум, прецизността на поддръжка на оборотите е уникална за всичките CG360 - мога да кажа, че това е единственното по рода си решение на тази машина. Все пак, не трябва да се забравя, че основно всичко е базирано на решения и глави от \'74 и колкото и големи модове да са извършени, то всичко е било съобразено така че да пасне на съществуващия дизайн. В този аспект може да се каже, че от тази машина е изстискано максималното (ако се сравни с друга CG360, то тази ще звучи невероятно). Но има и доста по-съвременни машини (дори и двуглави), които ще изкарат по-добро звучене, но на цената на технологии и решения с 10-15 години по-нови ;)
R2R: Tandberg 10XD (2 tracks, 4 heads, crossfield), Akai GX-77 (4 tracks, 6 heads), reVox A77 (2 track), Nakamichi HighCom-II
Tape: Nakamichi BX300E/480, Alpage AL-300M(9.5cm/s), Hitachi D-5500M/D-3300M, Sony TC-KE500S, Technics RS-B965/B905, Akai GXC-709D
Headphones: Beyerdynamic T1 (semi-open, sn17127), AKG K701 (open, sn92333), AKG K518DJ (closed)
Аватар
BoardMan
Site Admin
 
Мнения: 139
Регистриран на: Съб Сеп 27, 2014 4:54 pm
Местоположение: Пловдив, България

Re: Uher CG-360

Мнениеот zeyankov » Сря Окт 15, 2014 4:09 pm

Супер си!
zeyankov
 
Мнения: 2
Регистриран на: Пон Сеп 29, 2014 7:14 pm

Re: Uher CG-360

Мнениеот bojitchko » Сря Окт 15, 2014 8:51 pm

Поръчка ли беше или останал без работа? :D
bojitchko
 
Мнения: 4
Регистриран на: Нед Окт 05, 2014 8:50 pm

Re: Uher CG-360

Мнениеот BoardMan » Сря Окт 15, 2014 11:59 pm

Съвсем безплатно и на доброволни начала :) Дека бе донесен от Петер Барт. Като малък съм чел доста негови статии в "Радио Телевизия Електроника" и "HiFi схемотехника" и някак не можех да му откажа, още повече че явно за него машината бе ценна. Той пък ми подари оригиналната High-Com документация докопана докато е работил в заводите на Сименс (купили в последствие Телефункен) заедно с кит на HighCom, който бе подкарал частично но не го беше довършил. И като допълнителен фактор - нерви от старото гадже :oops: Така де, беше ми интересно до колко успешно може да се ползва BLDC мотор от CD-RW пригоден с плосък ремък към съвременна машина с двойно водене. И тогава стигнах до извода, че може да се получи с асиметрични маховици и отделен PLL за всеки мотор, като ремъка да играе допълнителна функция за чистене на пулцациите от PLLa.
R2R: Tandberg 10XD (2 tracks, 4 heads, crossfield), Akai GX-77 (4 tracks, 6 heads), reVox A77 (2 track), Nakamichi HighCom-II
Tape: Nakamichi BX300E/480, Alpage AL-300M(9.5cm/s), Hitachi D-5500M/D-3300M, Sony TC-KE500S, Technics RS-B965/B905, Akai GXC-709D
Headphones: Beyerdynamic T1 (semi-open, sn17127), AKG K701 (open, sn92333), AKG K518DJ (closed)
Аватар
BoardMan
Site Admin
 
Мнения: 139
Регистриран на: Съб Сеп 27, 2014 4:54 pm
Местоположение: Пловдив, България


Назад към Модификации на декове за магнитен звукозапис

Кой е на линия

Потребители разглеждащи този форум: 0 регистрирани и 1 госта

cron