ГЛАВА ПЕРВАЯ

ЭЛЕМЕНТЫ СИСТЕМЫ МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ - ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ

1-1. СТРУКТУРНАЯ СХЕМА КАНАЛА ЗАПИСИ - ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ

Многообразие применений АМЗ определило появление большого числа различных конструкций аппаратов, отличающихся по техническим характеристикам, конструктивным параметрам, габаритным размерам, массе, условиями эксплуатации, типу используемого носителя и др. В то же время каждый из аппаратов содержит совокупность устройств, обеспечивающих при записи передачу информации носителю записи, а при воспроизведении передачу записанной информации от сигналограммы. Такая совокупность устройств называется каналом записи - воспроизведения (3-В). Его обобщенная структурная схема приведена на рис. 1.1. Запись сигнала на носитель записи (НЗ) осуществляет магнитная головка записи (ГЗ), воспроизведение - головка воспроизведения (ГВ).

Вк.Пр УЗ УВ Вь1Х.Пр

Рис. 1.2. Схематическое изображение магнитной головки

Рис. 1.1. Структурная схема аппарата магнитной записи

Входной сигнал подается в обмотку (О) записывающей головки (рис. 1.2) и создает в ее сердечнике магнитный поток. Сердечник головки имеет рабочий зазор РЗ, в районе которого возникает поток рассеяния, намагничивающий носитель записи. В процессе записи НЗ перемещается около ГЗ, так что изменения электрического сигнала во времени превращаются в изменения намагниченности по длине НЗ. При воспроизведении НЗ транспортируется с той же скоростью около ГВ. При этом часть остаточного магнитного потока носителя проникает в сердечник ГВ и наводит ЭДС в ее обмотке. Эта ЭДС и является выходным сигналом. Записываемые сигналы усиливаются усилителем записи УЗ (см. рис.

1 1) а воспроизводимые - усилителем воспроизведения УВ. Часть канала 3-В от входа записывающей головки до выхода воспроизводящей головки будем называть в дальнейшем трактом 3-В. Тракт 3-В обладает определенными амплитудно-частотными, фазовыми и амплитудными характеристиками. Эти характеристики не идеальны и, следовательно, запись и воспроизведение сигналов сопровождаются искажениями, величина и характер которых зависят от режимов записи, свойств лент, головок и особенностей их взаимодействия. Искажения сигналов частично компенсируют путем внесения предыскажений в записываемые сигналы в УЗ, а воспроизводимые сигналы подвергают коррекции в УВ.

В тракте действуют и шумы, снижающие качество записи. Параметры сигналов, поступающих на вход аппарата, часто бывают несогласованы с характеристиками тракта, т. е. их спектр может не совпадать с полосой пропускания тракта, динамический диапазон сигнала может оказаться больше динамического диапазона • тракта -3-В и т. д. Для согласования параметров сигнала с характеристиками тракта применяют преобразование входного сигнала. Так, при видеозаписи используют частотную модуляцию; в точной записи - частотную, широтно-импульсную модуляцию, цифровое преобразование; для высококачественной звукозаписи также иногда находят применение цифровые методы. Преобразование сигнала осуществляется во входном преобразователе (Вх. Пр на рис. 1.1), восстановление - в выходном (Вых. Пр). Преобразование сигнала в канале 3-В значительно усложняет конструкцию аппарата и поэтому в тех случаях, когда прямая запись сигналов обеспечивает требуемое качество передачи, модуляцию не применяют. Так, прямая запись применяется в бытовых и профессиональных магнитофонах, где требуемое качество звукопере-дачи достигается путем соответствующего выбора режимов намагничивания, коррекции характеристик тракта и зависит от свойств лент и головок (см. гл. 2). Для осуществления записи НЗ необходимо подготовить, т. е. удалить с него записанные ранее сигналы. Процесс удаления сигналов с НЗ называется стиранием, и осуществляется оно с помощью головки стирания ГС (см. рис. 1.1). Питается ГС от генератора высокочастотных колебаний либо от источника постоянного тока. Иногда для стирания используют специальные размагничивающие устройства, которые не входят в состав аппарата. Высокочастотные колебания, создаваемые генератором Г, используют не только для стирания, но иногда подают в записывающую головку вместе с сигналом для улучшения характеристик записи. Такой режим намагничивания носителя записи широко применяется в звукозаписи и называется записью с высокочастотным подмагничиванием.

Транспортирование носителя записи осуществляет движущий механизм ДМ, который в случае использования ленты в качестве носителя записи называется лентопротяжным.

Устройства магнитной 3-В бывают одноканальными и многоканальными. При многоканальной записи число пар преобразова-

тел ей и усилителей равно числу каналов, а магнитные головки всех каналов объединены в блоки. Каждый канал занимает на ленте отдельную дорожку, поэтому сигналограмма содержит ряд параллельных дорожек и называется многодорожечной.

Из описанной структурной схемы видно, что АМЗ содержит специфические элементы - головки, носители записи, механизмы, - изучение которых необходимо для определения характеристик канала 3-В.

1.2. МАГНИТНЫЕ ГОЛОВКИ

Наибольшее распространение в АМЗ получили магнитные головки кольцевого типа, одна из возможных конструкций которых показана на рис. 1.2. Сердечник состоит из двух механически соединенных половин-полусердечников. В месте соединения полусердечников с помощью немагнитных прокладок, например из стекла или бериллиевой бронзы, образуются рабочий зазор РЗ и дополнительный зазор ДЗ. На полусердечниках размещается обмотка О. Рабочий зазор служит для создания локального магнитного поля яри записи и обеспечения воспроизведения с локального участка дорожки записи. Ширина его составляет от долей до единиц микрон. Дополнительный зазор предназначен для предотвращения остаточного намагничивания сердечника при записи и поэтому бывает только у записывающих головок. Ширина ДЗ составляет 30 ... 40 мкм. У стирающих головок ширина РЗ равна 100 ... ... 150 мкм.

Для изготовления сердечников головок применяют магнитно-мягкие материалы, обладающие высокой начальной магнитной проницаемостью и малой коэрцитивной силой Не. Соответственно у таких материалов узкая петля гистерезиса и, следовательно, малые потери на гистерезис. Кроме высокой магнитной проницаемости материалы, используемые для сердечников головок, должны обладать рядом других показателей: допускать механическую обработку, не изменяя при этом магнитных свойств; не иметь посторонних включений; обладать высокой износостойкостью к истиранию магнитной лентой. В качестве материалов для сердечников в настоящее время используют железоникелевые сплавы (пермаллой, fXH~20 000), железоалюминиевые сплавы (альфенол, » 10 000), железо-алюминий-кремниевые сплавы (сендаст, ixu = .= 35 000) и ферриты. Недостатком пермаллоя является значительное изменение магнитных свойств при механической обработке и большие потери на гистерезис на частотах более 20 кГц. Поэтому пермаллой применяется только в сердечниках головок звукозаписывающей аппаратуры. Альфенол более устойчив к механической обработке и потому предпочтителен при массовом производстве головок. Сендаст имеет малые потери на гистерезис и обладает высокой износостойкостью. Это определило его использование в качестве сердечника головок, записывающих высокочастотные, в частности телевизионные, сигналы. Ферриты чаще всего 14