Как уже отмечалось, тракт воспроизведения можно рассматри-вать как линейную систему и для его анализа применять методы теории линейных цепей. Входным воздействием при этом служит остаточный магнитный поток дорожки Фг{х), откликом - искомый

Рис. 2.2. Модель тракта к расчету волновых коэффициентов передачи

поток в сердечнике головки [Ф(х)]. В общем виде связь между Ф(л:) и Фг{х) устанавливает выражение

Ф (X) = f Ф j Т]« (/.у) Ф, {х-1) dl.

(2.1)

являющееся аналогом интеграла Дюамеля для рассматриваемого случая. Здесь т) (/, у) - функция чувствительности воспроизводящей головки (см. § 1.2), представляющая собой аналог импульсной реакции линейной цепи и описываемая выражением (1.1); / - координата вдоль направления записи.

Подставив в (2.1) выражения для Фг{х) и для t]x{l, у) [см. (1.1)], получаем

Ф(х) = Ф,о

sin(2neA) -2ясД i e-2nd/A

2п8/к - с I Е21 1 е- firf

sin (2 я х/Х) = Ф,

sin!

2nd/k

sin (2 n x/K) = Ф,о Кб Ка Kd sin Q x.

(2.2)

Выражение (2.2) устанавливает связь между потоком в головке и остаточным потоком дорожки. Видно, что поток в головке меньше потока дорожки в Кб КаКа раз. Коэффициенты Кб, Ка и Kd зависят от длины волны и поэтому потери, описываемые ими, являются волновыми. Каждый из них определяется каким-либо одним конструктивным фактором, поэтому Кб =sin йб/йб носит название коэффициента щелевых потерь, Ка - коэффициента контактных потерь я Kd - коэффициента алойных потерб. Максимальное значение каждого из коэффициентов равно единице. Они не определяют абсолютную величину воспроизводимого сигнала, а характеризуют различие в уровнях при воспроизведении сигналов с разной длиной волны.

График щелевых потерь приведен на рис. 2.3с. Эти потери возникают из-за того, что ширина рабочего зазора воспроизводящей головки сравнима по величине с длиной волны записи, а не бесконечно мала. График щелевых потерь имеет периодически повторяющиеся нули и максимумы. В точке первого нуля 2б=Л, т. е. ширина рабочего зазора равна длине волны записи. Естественно,

что сигнал при этом воспроизведен быть не может, так как разность магнитных потенциалов между полюсами головки равна ну-, лю В аппаратуре обычно используется диапазон волн, при кото-пом минимальная длина волны записи ктгп>28. Иными словами, у характеристики Кб рабочим является диапазон, лежащий левее первого нуля.

Рис. 2.3. Волновые коэффициенты передачи тракта воспроизведения

График контактных потерь показан на рис. 2.36. Появление .контактных потерь связано с тем, что лента не прижата полностью к головке и поэтому только часть остаточного потока дорожки замыкается через сердечник головки и создает полезный эффект. Часть потока замыкается в пространстве между головкой и лентой и, таким образом, оказывается с точки зрения воспроизведения потерянной. Контактные потери определяют экспоненциальное уменьшение уровня воспроизводимого сигнала (отдачи) с укорочением длины волны записи. При а=Л отдача падает более чем в 500 раз. Отсюда видно, какое серьезное внимание следует уделять плотному контакту ленты с головкой, особенно при высоких плотностях записи. Контактные потери могут быть выражены в децибелах: Я„=54,6 а/Х дБ.

График слойных потерь Ка приведен на рис. 2.3в. Слойные потери также определяют спад амплитудно-волновой характеристики с уменьшением Л. В области малых волн спад приблизительно обратно пропорционален длине волны. Эти потери тем меньше, чем тоньше рабочий слой. При d-5K слойные потери снижают отдачу более чем в 30 раз (30 дБ).

Физическую природу слойных потерь можно пояснить следующим образом. Представим себе, что рабочий слой носителя записи конечной толщины разбит на большое число тонких (в пределе есконечно тонких) слоев (см. рис. 2.26). Каждый такой "слой толщиной dy удален от головки на расстояние у и создает в сер-

дечнике головки магнитный поток dO. Величина этого потока при каждом значении X зависит от расстояния у. При т. е. npjj

низкой плотности записи, все элементарные потоки попадают g сердечник головки. При высокой плотности записи, когда А, и сравнимы по величине, вклад от каждого элементарного потока зависит от расстояния у от поверхности головки, на котором находится рассматриваемый элементарный слой, поскольку для каждого элементарного слоя действуют контактные потери. Аналити-чески можно записать, что каждый элементарный поток в сердеч-

пике головки создает поток Ф=- е-УЫу. При длинах волн

записи, сравнимых с у, значение контактных потерь для каждого элементарного слоя настолько велико, что вклад этого слоя в. общий поток в сердечнике головки становится неощутимым. Отдача при малых длинах волн записи падает и практически не зависит от толщины рабочего слоя. Поэтому для воспроизведения сигналов с малой длиной волны записи достаточно слоя малой толщины. Таким образом, чем толще рабочий слой ленты, тем больше различие между отдачей при воспроизведении сигналов с длинными и короткими волнами записи, а именно такие различия и характеризуют коэффициенты волновых, в рассматриваемом случае слойных потерь. Абсолютное значение отдачи с уменьшением толщины рабочего слоя при прочих равных условиях уменьшается.

График результирующей амплитудно-волновой характеристики идеализированного тракта воспроизведения при реальных соотношениях между различными видами потерь приведен на рис. 2.3г. \\з него видно, что характеристика имеет вид плавно спадающей кривой, без периодического чередования нулей и максимумов. Это связано с тем, что в современных АМЗ контактные и слойные потери больше, чем щелевые.

Определим по Известной амплитудно-волновой амплитудно-час- тотную характеристику идеализированного тракта. С этой целью исходя из выражения (2.2) вычислим ЭДС на один виток обмот-кц индукционной головки:

, „1 дФ дх. . / f \ -2nrf/h

\ Е\ = -= - •-=Ео51п1л-!- )е X

dt дх dt \ fo /

-2jts -L

1 - е

2ns-

cos2 n ft, (2.3)

fo

где fo=v/28 - частота первого минимума АЧХ, соответствующего первому нулю амплитудно-волновой характеристики; r=aJ28, s= =d/28, f=vlK.

Из этого выражения видно, что по сравнению с записываемым синусоидальным сигналом амплитуда изменилась в

sin( /„)e--f/foi::-

2ns-f/fo