SONY公司DAT卡座常用DATM-1XX系列机芯动作分析及局部故障检修图文详解

全中文说明书 · 发表于 2020-9-4 20:18:34

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前言

SONY公司出品的DAT数字磁带录音卡座当中，基本是由两大派系的机芯组成。由DATM-5X系列机芯组成中高端产品线，由DATM-1XX系列机芯组成中低端产品线。
本文旨在着重介绍DATM-1XX系列机芯的基本动作原理及若干处故障排除。
所涉及的机芯存在与如下列表的卡座当中。（也许有遗漏，型号收集未必齐全）

DTC-57ES  DTC-750 机芯DATM-100
DTC-59ES  机芯DATM-102
DTC-60ES  机芯DATM-102
DTC-670 机芯DATM-100
DTC-690 机芯DATM-102
DTC-790 机芯DATM-110
DTC-A6 机芯DATM-110
DTC-A7 机芯DATM-100
DTC-P7 机芯DATM-101
DTC-ZE700  机芯DATM-110

PCM-2300  机芯DATM-100
PCM-R300  机芯DATM-110A

全机芯图.JPG

第一章节滑动架脱落通病解决及上框架机械动作分析
1节----大滑板功能及特点
2节----螃蟹臂特点
3节----压带轮驱动

第二章节下底盘机械动作分析及张力机构和刹车故障症状及原因
1节----变速箱构成
2节----卷带轮供带轮的张力机构
3节----刹车系统及故障实例
4节----变速惰轮和中介摆动齿轮组件
5节----走带卷带轮力矩调节

第三章节走带机构的特点分析
1节----DATM-1XX机芯和DATM-5X系列机芯的磁带路径比较
2节----磁带稳定度及性能影响因素分析

第一章节滑动架脱落通病解决及上框架机械动作分析

1节----大滑板功能及特点
首先拆解机芯出机壳。拔除所有排线。
线束很乱，需要整理，以防影响机芯内部的活动部件。
将机芯的上下两部分分解出来之后，首先来看下上框架，除开显眼的主导轴大飞轮之外，里面还有个很大的塑料滑动板，带有齿条，弹簧等部件。这个就是上框架除开主导轴电机和磁鼓电机之外，机械活动部件里最核心的部件之一，该轨道中的滑板可以在左右方向做大距离的平移，它的作用是将加载齿轮变速箱造成的力转化成两个螃蟹臂和一个压带轮臂的旋转运动，并且在螃蟹臂和压带轮分别到位之后，继续移动一小段以产生一个适当的张力矩给这几个设备。
因此，在实物照片中我们可以看到，乳白色的陶瓷粉末复合塑料材质制作的大滑板，并不是直接建立个齿去拉两个螃蟹臂的齿轮，而是在大滑板上面，再建立了一个二级活动齿条的导轨，使用了尼龙材质做了个齿条在滑轨上，并且连接了一个弹簧，这个就是当螃蟹臂上的导带柱轮抵到了磁鼓后的燕尾槽极限上之后，大滑板依然要移动一小段距离，好让已经到达极限不能活动的二级活动齿条开始和大滑板拉出一个活动距离，由弹簧产生张力施加在导带柱轮上，使得磁鼓两边的导带柱轮稳定贴合在燕尾槽位置是有张力保证的，纹丝不动的。
大滑板的固定方式也是太过简单，是4个鞘钉直接一插就完事，时间久了就容易出问题，一旦鞘钉脱落，大滑板就掉下来，螃蟹臂就脱位错位了，况且鞘钉现在往外拔的话一点不费力，所以最好用胶固定好。但是胶也必须小心，不能接触到活动部件。大滑板一旦脱落的故障表现，可能会导致加载不到位，不加载，加载异响等各种怪异情况。

2节----螃蟹臂特点
在这系列机芯当中，螃蟹臂设计明显区别与传统所见的各种录像机，DV机，DAT机的情况，常规的螃蟹臂所见例图见下面。

常规螃蟹臂.JPG

而这个机芯则是很独特，两个螃蟹臂的驱动齿轮皆在同一个方向，两个齿轮都是向一个方向旋转，因此只要简单和齿条发生同向联动关系即可。齿轮上面的对位标志明显，就是一个大缺口，直接对上大缺口就错不了，装配和维修上效率很高。

3节----压带轮驱动
该系列的压带轮驱动，在大滑板下方，有个组件机构，当大滑板直线移动的时候，这个组件机构负责将直线运动转换成压带轮组件的圆周角度运动，大约能让压带轮组件偏转90度以上，直至压到主导轴上。并且在压到主导轴极限之后，大滑板的继续运动将通过拉力弹簧为压带轮持续提供一个张力作用，施加在压带轮和主导轴之间的磁带上。拉力弹簧如果因锈蚀老化，力矩变小，压带轮夹持力矩也会变小，导致走带无法控制带速，容易掉码。

压带轮臂底部.jpg

第二章节下底盘机械动作分析及张力机构和刹车故障症状及原因

1节----变速箱构成
在小小的下底盘当中，集成了主要几个功能模块，加载齿轮变速箱，卷带轮和供带轮的张力机构，刹车系统。
又一次的反常规设计，通常在螺旋扫描磁带系统中，加载机构都普遍采用了螺杆驱动和锁定方式，螺杆一转动，加载机构就动作，螺杆一停止，没有什么东西能够反过来让螺杆旋转半步，所以螺杆的锁定设计上简便动作也可靠，只是螺杆本身磨损实在厉害，很多录像机最后都死在螺杆上。
那么我们看到在这个机芯当中，没有螺杆了，真没有了，取而代之的是4级齿轮变速箱，外带一个锁定刹车机构。多年的记录，这款面向中低端的机芯实际使用寿命确实是超过了高端的DATM-5X系列机芯，最大的经典，就是没有不合理的高受力的三颗齿轮带动两个大铁环的设计。采用多级齿轮带动个直线平移的大滑板从而完成全部功能，动作相当可靠，结构简单，装配方便，材料多为工程塑料件，金属用量小，重量轻，成本低廉，制造方便，尤其是优化结构使得机械对位方便，产量有保证，品质确保也可靠，时间和事实检验了两大机芯系统的对决结果。

2节----卷带轮供带轮的张力机构
看照片，此机芯张力机构动作可能会让人眼花缭乱，其实需要分步分块分析即可了解。最先眼睛看左边的黄色电磁铁，这个是张力机构的动力来源，一旦通电，电磁铁的柄就往里面缩到左边去，带动一个固定在轴上的连杆旋转，通过铰链轴驱动白色臂往图片下方压，此时注意！如果处于正向播放状态的话，卷带电机带动中介齿轮摆动臂往右摆靠向卷带轮，如果是处于快速逆向倒着回放音乐的话，中介齿轮摆臂会靠向左边供带轮，当中介齿轮摆臂摆动到位之后，注意图中两个黑色的张力臂是相当于一个交叉着双臂的状态，中介齿轮摆到左边，铰链臂往下压的是右边黄色指示线标示的张力臂，反之就是左边。这样，比如播放磁带的时候，当卷带轮在卷磁带的时候，供带轮侧的张力臂就压下来了，实现了反张力的实现。
张力臂的压力是可以调整的，实质是通过调节在黄色电磁铁固定架后面一个螺丝，调节好后工厂就用螺丝胶给胶死了。黄色电磁铁是用两个大螺丝固定在一个活动的架子上的，前方还有一个很大的弹簧在往后方施加压力。
张力臂上的毛毡片，用久了会容易脱胶，移位，既然拆开了，就好好拆下来重新胶粘下修整下。否则供带轮反张力容易减小或者失效。

3节----刹车系统及故障实例
照片中，蓝色电磁铁负责刹车的动作，在不通电以及关机的状态时候，两个卷带轮是处于刹车禁止转动的状态，一旦通电，电磁铁柄向图片上方移动，带动刹车臂围绕轴旋转，驱动两个黑色的卷带轮供带轮刹车组件弹开，刹车片是透明硅胶，理论上使用寿命超长，实际上也要仔细检查下是否变硬，变质。当卷带轮供带轮刹车弹开后，因为杠杆运动，跷跷板一样，将加载齿轮箱的刹车给接触到齿轮上了，这样，当加载动作完成后，便于锁定齿轮箱，使之不让后面大滑板的反向力度给反弹回加载电机齿轮导致旋转。
但是，要特别注意的是，虽然一旦刹车机构刹在加载齿轮箱上面，并不等于此时加载齿轮箱就不能通电旋转了，不能执行动作了，因为实际上，尤其是在卸载磁带的时候，供带轮是要向相反方向收回磁带到盒内，同时螃蟹臂是要归位的，所以刹车机构靠在变速齿轮箱第二级的齿轮上，并不影响齿轮箱继续通电旋转，因为相对于电机的扭力驱动到第二级齿轮来说刹车的阻力是很小的，而对于防止大滑板对前级齿轮的干扰和影响，因为刹车在第二级齿轮上，从第四级齿轮要反过来影响到第二级，只需要在第二级齿轮上建立非常小非常小的阻力就可以阻止了，因此加载电机失电情况下，这个机构牢固地和螺杆机构一样稳定。
刹车机构出现故障的一个典型案例，用户的一台机器，播放磁带的话走带正常，但是倒带和快进均表现“无力”，极难转动，经查，蓝色刹车电磁铁内部线圈局部短路，阻抗接近0，磁场磁力变小，电磁铁铁芯带动无力，使得刹车难以弹开。另一案例是电磁铁的接插头严重氧化，接触电阻变大，磁场弱小无力，导致相同的故障。

4节----变速惰轮和中介摆动齿轮组件
在这款系列机芯当中，又存在一种和常规设计大相径庭的出格设计，卷带轮和供带轮就是一个单一的齿轮而已，没有复杂的上下夹心的毛毡或者磁铁摩擦片，没有阻尼机构藏在卷带轮和供带轮内，而且两个轮子都只有一层齿轮，那么在播放和快速前后播放的时候，自动变速和减速的阻尼从哪里提供呢？
其实在传统的螺旋扫描机芯当中，很多没有在卷带轮附近建立机械阻尼惰轮的机芯中，多数机械阻尼应该是由相当于图中358号组件这个位置的中介摆动轮内来完成。他们把在同步皮带轮和所带动的齿轮设计成不是一体的，中间带有摩擦片，差速和阻尼使用的机械的摩擦产生。
但是在DATM-1XX型号的机芯采用的是电阻尼，就是说358零件的同步皮带轮和齿轮是一体的塑料件，机械上是不能产生差速的，播放时候的差速和阻尼是由电机自动减小电流输出来完成的。
现在问题来了，采用了电阻尼的DATM-1XX机芯也出现了倒带无力的实例，由于358件是一体的，没有机械摩擦片，这就要从电机在进入倒带时候，需要切换到大电流模式的原理来入手考虑问题可能出现的位置，比如说电机的接插件触点氧化，卷带电机驱动模块软击穿，倒带的时候，摆动臂无法摆动到供带轮一侧因素等。

中介阻尼轮分析.JPG

5节----走带卷带轮力矩调节
在此机芯构造中，由于采用了独立的卷带轮电机，卷带轮在卷带的力矩除开中介齿轮内部的变速惰轮力度之外，卷带电机本身的转速也可以成为决定走带的时候施加在卷带轮上的卷带力矩因素。因此通常都有“TORQUE”调节电位器，说白了就是卷带轮电机转速调节。通常在维修手册内的磁带路径调节步骤的前一步骤里有讲。需要一个外观类似DAT带一样的扭力表（例如TW-7131）的配合，可调节到手册允许范围内。

第三章节走带机构的特点分析
1节----DATM-1XX机芯和DATM-5X系列机芯的磁带路径比较
DAT以及所有螺旋扫描体系磁带的路径，主要负责穿绕磁带的部件是导带轮，又称导带柱，还有就是金属或者耐磨塑料的导带杆，导带轮，又称导带柱，是指上面自带一个被动旋转轮的，且在旋转轮子上带有上下边缘限位套的装置。导带杆，特别指在加载之后位于磁鼓旁边，为磁带提供接触磁鼓所需要倾斜角度的倾斜杆。

以下是DATM-5X系列机芯的一个机型的磁带路径实例，可以看出相比传统的录像机，以及部分DAT机，少了张力杆这个装置，磁鼓的导带杆也只有入带一侧才有，另一侧磁鼓出带端没有金属杆了（这一点也同传统的倾斜磁鼓两端都有两个倾斜导带杆的形式不同）。最右侧看起，第一个是可调高低，位置固定的带盒出带导轮，第二个是磁鼓入带导带轮，第三个是磁鼓入带倾斜导带杆，第四个是磁鼓出带导带轮，第五个是可调高低的位置活动的收带导带轮。第六个是压带轮，第七个是主导轴，第八个是可调高低的位置固定的主导轴入带高低调节导带轮。（磁鼓入带和出带导带轮，导带柱全都是可调高低，故不复述）

然后对照下，来看DATM-1XX系列机芯实例，同样也是少了张力杆，也许SONY将大部分的稳定因素都押在了供带侧的反张力设计上了，从左到右是，第一个是不可调的固定位置的带盒出带导带轮，第二个是磁鼓入带导带轮，注意后面没有任何倾斜的金属导带杆（是完全彻底抛弃了传统，标新立异），磁带是直接以这种垂直地面的角度扫入倾斜磁鼓的，第三个是磁鼓出带导带轮，第四个是可调高低的主导轴入带限位的大不锈钢柱，第五是压带轮，第六是主导轴，第七是不可调高低的和压带轮联动的带盒入带导带轮。

DATM-1XX机芯实际走磁带的照片，可见磁鼓两端的导带轮（导带柱）和磁鼓扫入点有足够的距离，至少两三厘米，和磁鼓之间不存在任何金属倾斜导杆，以下比较来看下。

R300 2.JPG

DATM-5X的机芯，虽然被定位为中高端机芯，所有的导柱轮都是可以调节高低的，这就容易造成后期手贱的维护人员，有可能调到出盒入盒的高度都可能产生混乱，导致磁带收到盒内偏上偏下，挤压特氟龙润滑片，甚至磁带卷到好紧转不动了。这点在中低端DATM-1XX机芯上反而不会出现，出盒入盒全部都固定死了，而且精度正好。
SONY DAT卡座中常用的蓝色的小轮子放在导带柱上面，蓝色材质不是因为外观漂亮，好看，而是因为这个材料相比常规机器的白色塑料来说不容易累积静电，白色塑料摩擦旋转产生静电，吸附细小灰尘，因为张力的因素，等于把非常薄的磁带压出花来。SONY选的这种蓝色材质表面容易洁净，不吸附任何灰尘，不容易变成压花机。

各种机型相互比较，可见有的机器有张力杆，多数机器都有磁鼓扫入倾斜导带杆。

其它机导带杆.JPG

张力杆作为磁带刚离开带盒，撑开一定的角度，产生一定的摩擦力，对稳定磁带在出带盒之后的颤动是有帮助的，倾斜导带杆对磁带从垂直地面的角度转换到磁鼓倾斜角度也是很有帮助的。尤其是在模拟磁带录像机当中。
而SONY DAT卡座中，出现的这些“新概念”，取消了张力杆，更是没有任何惯性旋转稳定器，DATM-5X中去掉了半边的倾斜导带杆，而DATM-1XX中则完全没有倾斜导带杆，整个走带机构显得非常“简陋”，磁带走在这样的机构里面肯定是颤颤悠悠的，为何啊？

2节----磁带稳定度及性能影响因素分析
那么有朋友就会问，机芯各种部位和传统螺旋扫描设备大相径庭的这样设计是否影响各方面？
来分析一下，DAT卡座，DATM-5X和1XX系列都是标准磁鼓，在DAT标准中，包饶角度只有90度，而不是录像机的270度，DAT音频磁带标准带是13微米厚度，在磁带上每条磁迹的长度是20毫米多一些，A磁头正偏20度，B磁头负偏20度，而DAT磁头的缝隙长度是20微米，由于螺旋扫描录制磁带的时候，A和B两个磁头相互有重叠的区域，因此实质上留在磁带表面的剩磁磁迹宽度为13.591微米，也就是说，上一个磁头刮过去，新的磁头再刮过去写入数据一遍，上一磁头有一部分区域是被新磁迹数据给覆盖掉了，留下13.591微米宽度，那么如果当磁头在播放的时候，岂不是20微米宽度的磁头，去扫人家13.591微米宽度的窄磁迹，那肯定是要把另一个磁头的磁迹给一起扫到RF放大器里面了！对啊！事实就是如此！
然后后续的处理，就是对RF放大器拾取的磁头信号的整理，DAT使用的是ATF磁迹自动跟踪原理，在磁带上下边缘两端建立有ATF引导跟踪信息带，ATF磁迹引导跟踪信号，在磁鼓正常循迹播放的时候，在磁头上扫出的频率也就130多个KHz的低频信号,这部分信息无论是磁带表面有划痕，还是略微脏污，皱褶，甚至颤抖，低频段的信号依然是很好读取并且识别的，ATF信息磁鼓每旋转两周重复一下信息，并且这么低的频率，即便方位角差距40度，AB磁头依然可以读取到对方的ATF信息，因此在定位上，AB磁头分别入轨的能力是高过模拟磁带录像机。严格来说，A磁头和B磁头是可以同时读取出两个磁迹的信息，只不过对应自己磁迹的信息信号强一些，另一个磁头写的信息弱一些。
以上的技术特性，让DAT系统足够有充足的信息来进行下一阶段的数据处理，然后我们结合一个事实来说明问题的全貌，SONY的DAT历史上出现过DT1单放机，是连主导轴都没有的微型机器，磁鼓转速快出一倍，走带机构走磁带是一塌糊涂，完全利用内部的高速DSP处理器来实现混乱数数据清理，分离，同步，重建，误码修正的过程。所以引申到SONY的这些卡座上面，同理，高精密度的机械上的制造涉及太多方面，成本高昂，开发周期长，既然可以使用后期的高速DSP处理器实现软件处理和修正来实现的功能，就宁可简化机械上的构造。成本大幅度降低，可靠性却提升。

没有了两个倾斜导带杆，因为DAT磁带只有13微米那么薄，DDS系列数据带更薄，利用导带柱和磁鼓扫入盒扫出点拉出很长一段的距离，来实现柔性丝绸般的弹性体自我扭转角度也未尝不可，要知道在下磁鼓的磁带接触面是建立有下边缘阶台的，磁带下边缘是贴在下边缘阶台上走的，磁鼓扫入后自适应进入个轨道内一般。机械上的简陋造成磁带颤动不可避免，在SONY卡座内部，通常都用比较高速的DSP来执行信息处理，内部的软件强悍程度就是关键了。所以不再DAT卡座中追求精益求精的高大上的机械顶级避震措施，各种超豪华的大成本投入的大飞轮，大转盘，大稳定器，重达几公斤的大机芯厚钢片等，看到的都是简单处理的小部件，薄铁片冲压的机芯，简单的薄飞轮，少量几个导柱，简简单单照样可以提供足够高超性能的音质。

国标.JPG