ОТВЕТЫ НА ВОПРОСЫ ЛЮБИТЕЛЕЙ МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ ЗВУКА Часть3

May 17, 2010 by admin Комментировать »

Можно ли ленту с рабочим слоем из двуокиси хрома использовать в магнитофонах, рассчитанных на работу с лентой, рабочий слой которой из гамма-окисла железа?

Хромдиоксидная лента требует больших токов подмагничивания и сти­рания, а также увеличенного тока записи и измененной коррекции АЧХ в вы­сокочастотной части рабочего диапазона по сравнению с лентой с рабочие слоем из гамма-окисла железа. Чтобы магнитофон мог работать с лентами, рабочие слои которых выполнены из разных магнитных порошков, в схему вво» дят переключатель, изменяющий при переходе с одной ленты на другую токи записи, подмагничивания и стирания, а также изменяющий коррекцию АЧХ. В некоторых простых магнитофонах такой переключатель изменяет только токв подмагничивания и стирания, что не позволяет использовать все положитель­ные свойства хромдиоксидной ленты. В магнитофонах, не имеющих такого пе­реключателя, пользоваться хромдиоксидной лентой нецелесообразно.

Существуют ли еще какие-либо магнитные ленты повышенного каче­ства?

Тенденция улучшения качественных показателей кассетных магнито­фонов потребовала создания лент, способных при низкой скорости движения обеспечивать высокие параметры аппаратов. Одной из первых таких лент бы­ла лента с рабочим слоем из порошка гамма-окисла железа более мелкозер­нистой структуры, имеющая улучшенную полировжу рабочей поверхности. 3а счет лучшего прилегания ленты к головке и более мелкой структуры порошка рабочего слоя динамический диапазон фонограммы на такой ленте на 2 — 4 дБ лучше, чем на обычной. Лучше на ней записываются и воспроизводятся верх­ние звуковые частоты, что еще более повышает качество фонограммы. (Зару­бежные кассеты с такой лентой снабжались надписью «Low noise» — малый шум). Добавим еще, что ее использование целесообразно только в кассетных магнитофонах при низкой скорости движения, а твердость поверхности рабо­чего слоя позволяет добиться почти идеального его полирования и, следователь­но, лучшего прилегания к головке и большей отдачи на высоких частотах.

Сравнительно недавно получила распространение лента с рабочим слоем из гамма-окисла железа с присадкой кобальта, которую называют кобаль–тированной. Основное преимущество такой ленты — более высокий уровень за­писи. При ее использовании становится возможным увеличить намагниченность ленты от 250 до 320 нВб/м в катушечных магнитофонах и от 160 до 250 нВб/м — в кассетных. К таким лентам относятся и отечественные ленты типов А4309-6Б, А4409-6Б и А4205-ЗБ.

Одной из разновидностей лент с рабочим слоем из гамма-окисла железа является лента, способная обеспечить повышенный динамический диапазон фо­нограммы и несколько больший уровень записи высоких частот. Улучшение па­раметров ленты достигнуто за счет уменьшения размеров феррочастиц рабоче­го слоя (0,4 мкм вместо 1 мкм в обычной ленте), высокой плотности и равномерного распределения их в рабочем слое. За рубежом такая лента получила название «Super Dynamic» (SD).

Последняя новинка — так называемая «металлическая» лента, рабочий слой одного из вариантов которой выполнен на основе порошкообразного чис­того железа. «Металлическая» лента имеет более высокую коэрцитивную силу, чем хромдиоксидная, и требует еще больших токов подмагничивания и стира­ния. Так, например, для такой ленты ток подмагничивания должен быть при­мерно на 6 дБ больше, чем для хромдиоксидной, и на 9 дБ больше, чем для ленты с рабочим слоем из гамма-окисла железа. Для «металлической» ленты при скорости движения 4,76 см/с уровень намагниченности на частоте 12 кГц практически на 12 дБ выше, чем для обычной ленты. Отечественная промыш­ленность пока что такой ленты не выпускает.

Влияет ли скорость движения магнитной ленты на качество записи (воспроизведения)?

Да, влияет. Чтобы объяснить это, надо вспомнить, что длина волны записи К прямо пропорциональна поступательной скорости V носителя записи ленты и обратно пропорциональна частоте записи f (см. с. 4). Следует также напомнить, что э. д. с. головки воспроизведения зависит от длины волны за­писанных колебаний и уменьшается по мере приближения длины волны запи­си к эффективной ширине рабочего зазора головки, а когда длина волны записи станет равна ширине рабочего зазора — э. д. с. головки воспроизведения будет равна нулю. Это явление носит название «щелевых потерь» и описывается так называемой «щелевой функцией».

Практически установлено, что минимальная длина волны эффективно вос­производимых колебаний должна быть в два раза больше эффективной шири­ны рабочего зазора ГВ. Поясним это примером. Допустим, мы имеем магнито­фон со скоростью движения ленты 9,53 см/с, в котором установлена ГВ с ге­ометрической шириной рабочего зазора 3 мкм. Так как эффективная ширина рабочего зазора l обычно на 20 — 25% больше геометрической ширины, то l=3-1,25=3,75 мкм. Заменяя длину волны записи удвоенной эффективной ши­риной рабочего зазора, определим верхнюю частоту рабочего диапазона f= =V/2l=95 300/7,5=12 707 Гц. Такой примерно верхний предел рабочего диа­пазона частот (12500 Гц) установлен нормативными документами. При тех же условиях на скорости 19,05 см/с возможна запись и воспроизведение частот до 25400 Гц, а на скорости 4,76 см/с — до 6347 Гц. Надо учитывать и то об­стоятельство, что по мере улучшения качественных показателей лент и магнит­ных головок рабочий диапазон записываемых и воспроизводимых частот не­прерывно расширяется.

Известно, что рабочий зазор магнитной головки характеризуется его шириной, глубиной и длиной. А каково влияние глубины и длины рабочего зазора на запись и воспроизведение звука?

Влияние глубины и длины рабочего зазора (о влиянии ширины рас­сказано в предыдущем ответе) магнитной головки (рис. 3) не столь явно и за­частую не учитывается, так как радиолюбители пользуются готовыми голов-ками с известными параметрами.

Длина рабочего зазора, или, что то же самое, ширина сердечника головки, определяется шириной дорожки записи. Использование в современных магнитофонах четырехдорожечной записи привело к уменьшению ширины сердечни­ка до 1 и 0,66 мм при ширине магнитной ленты соответственно 6,25 и 3,81 мм, а это, в свою очередь, отразилось на остаточном магнитном потоке фонограм­мы, понизив его по сравнению с двухдорожечной записью. В этих условиях: уменьшение ширины рабочего зазора приводит к ухудшению отношения сигнал­шум и снижению динамического диапазона фоно­граммы. Один из путей борьбы с этим — повыше­ние эффективности ГЗ и отдачи ГВ за счет умень­шения глубины рабочего зазора.

clip_image001

Рис. 3. Рабочий зазор маг­нитной головки и его параметры

Эффективность ГЗ определяется сечением сер­дечника в зоне рабочего зазора головни. Чем мень­ше сечение сердечника, тем выше эффективность ГЗ, которая определяет ток записи, необходимый для создания около рабочего зазора ГЗ требуемого магнитного поля записи. С повышением эффектив­ности ГЗ ток записи может быть снижен, что важно для магнитофонов с пи­танием от автономных источников тока и особенно кассетных магнитофонов..

Отдача ГВ — это э. д. с., индуцируемая в обмотке при воспроизведении фо­нограммы. Электродвижущая сила ГВ пропорциональна скорости изменения магнитного потока в сердечнике ГВ и зависит от остаточного магнитного пото­ка фонограммы и параметров магнитной цепи ГВ. Для эффективного замыка­ния магнитного потока фонограммы через сердечник ГВ, а не через рабочий-зазор необходимо, чтобы магнитное сопротивление рабочего зазора ГВ было значительно больше сопротивления сердечника. При заданной ширине рабоче­го зазора это достигается уменьшением его глубины. В современных ГВ и ГУ катушечных магнитофонов глубина достигает 0,15 — 0,25 мм, а в кассетных« — около 0,1 мм.

Уменьшение глубины зазора влечет за собой уменьшение долговечности головки из-за стирания рабочей поверхности головки рабочим слоем магнитной ленты. Однако современные ленты с основой из полиэтилентерефталата и вы­сокой степенью полировки рабочей поверхности позволяют строить лентопро­тяжные механизмы с силой прижима ленты к головке около 4 — 6 Н (400 — 600 г) в катушечных магнитофонах и около 2 Н (200 г) — в кассетных и по­лучать долговечность головки до 1000 ч и более.

Чем вызвано увеличение номинального значения магнитного потока короткого замыкания до 320 нВб/м в катушечных магнитофонах и до 250 нВб/м в кассетных?

Поток короткого замыкания фонограммы характеризует количествен» но полезный эффект записи и представляет собой магнитный поток через сер­дечник ГВ с нулевым магнитным сопротивлением. Нормированное значение уровня записи называется номинальным. Нетрудно показать, что уровень за­писи в этих условиях в большой степени зависит от качества магнитной лен­ты. С появлением магнитных лент с улучшенными свойствами и особенно вы« сококоэрцитивных лент уровень записи может быть увеличен. Внедрение но­вых магнитных лент типов А4409-6Б и А4205-ЗБ позволило увеличить номи­нальное значение потока короткого замыкания до 320 нВб/м для скорости 19,05 см/с в катушечных магнитофонах и до 250 нВб/м — для скорости 4,76 см/с в кассетных. Это позволяет разработчикам магнитофонов расширить дина­мический диапазон записи, уменьшить коэффициент нелинейных искажений и улучшить ряд других параметров магнитофона.

Какие еще требования предъявляются к магнитным лентам?

В современных магнитофонах, когда ширина дорожки записи стала меньше 1 мм, а геометрическая ширина рабочего зазора головки приближает­ся к 1 мкм, для достижения высококачественных показателей должна исполь­зоваться магнитная лента, позволяющая обеспечить наилучший контакт между рабочим слоем ленты и головкой.

Для обеспечения этого необходима высокая эластичность материала ос­новы ленты. Все вновь разрабатываемые ленты, особенно для кассетных магни­тофонов, изготавливают поэтому с основой из полиэтилентерефталата (торго­вое название «лавсан»). Такую основу имеют новые ленты типов А4309-6Б, А4409-6Б, А4205-ЗБ и др.

Другая особенность лент заключается в высокой степени полирования ра­бочего слоя. При хорошо отполированной поверхности рабочего слоя замет­но улучшается контакт между лентой и головкой, уменьшается износ головок, улучшаются запись и воспроизведение верхних частот из-за уменьшения кон­тактных потерь, а также повышается отношение сигнал-шум.

Еще одно специфическое качество — отсутствие дефектов рабочего слоя. Известно, что собственный шум ленты определяется составом, равномерностью и однородностью магнитного материала рабочего слоя. Попадание в рабочий слой посторонних вкраплений или появление в нем микропузырьков приводит к выпадению сигнала и, как следствие, — к потере информации. Это особенно заметно на музыкальных записях.

Что должен показывать индикатор уровня сигнала?

В бытовой аппаратуре магнитной записи звука с помощью встроен­иого индикатора осуществляется постоянный контроль за уровнем сигнала, по­даваемого на запись. Так как большинство магнитофонов имеют универсаль­ный усилитель, индикатор уровня сигнала включают на его выходе. При раз­Дельных усилителях записи и воспроизведения и раздельных головках встроен­ные индикаторы позволяют контролировать как сигнал, подаваемый на запись, так и уже записанный сигнал, осуществляя тем самым контроль сквозного ка­нала. При этих условиях индикатор должен показывать средние значения кон­тролируемых сигналов, причем максимально допустимый сигнал должен соот­ветствовать номинальному уровню записи.

Следует, однако, отметить, что транзисторные устройства (особенно при Низком напряжении питания) и магнитная лента чувствительны к превышению номинального уровня сигнала. Так, превышение номинального уровня записи т сигнала в УЗ приводит к увеличению нелинейных искажений. Это застав­ляет к индикатору средних значений добавлять еще и пиковый индикатор, ре­агирующий на кратковременные превышения уровня сигнала.

Какие основные параметры характеризуют работу индикатора уровня сигнала?

Таких параметров два: время интеграции и время обратного хода. За время интеграции принимают длительность одиночного радиоимпульса, при котором сектора электронного индикатора устанавливаются в номиналь­ное положение или указатель стрелочного прибора доходит до 80% шкалы, показывая уровень на 2 дБ ниже значения на непрерывном гармоническом сиг­нале той же частоты и амплитуды.

В соответствии с ГОСТ 24863 — 81 время интеграции стрелочного индикато­ра средних значений может быть от 60 до 360 мс. Для магнитофонов высшей и I групп сложности предпочтительно применение индикатора средних значений с временем интеграции 150 — 250 мс. Использование такого индикатора пред­полагает применение и индикатора перегрузки (пикового индикатора) с вре­менем интеграции не более 10 мс или квазипикового индикатора с временем интеграции до 20 мс.

За время обратного хода принимают длительность возврата в первоначаль­ное положение секторов или стрелки индикатора при снятии сигнала.

По тому же ГОСТ время обратного хода указателя индикатора средних значений должно быть 1 — 2,5 с, причем для магнитофонов высшего и I клас­сов предпочтение должно быть отдано индикатору с временем обратного хода 150 — 250 мс. Для индикатора квазипиковых значений уровня сигнала время обратного хода может быть 1 — 5 с.

Почему для стрелочного индикатора в качестве номинального значения показаний принято отклонение стрелки на 80% ( — 2 дБ) от уровня сигнала (0 дБ)?

Работа стрелочного прибора характеризуется параметром, называе­мыми временем установления. Он показывает, за какой отрезок времени стрел­ка прибора преодолевает свою инертность и достигает отклонения, соответ­ствующего определенной части уровня сигнала. Иначе говоря, время установ­ления определяет запаздывание, с которым сигнал отображается на индика­торе. Это время должно быть в пределах 100 — 200 мс и установлено исходя из субъективного восприятия движения стрелки. Оно учитывает требование к отклонению стрелки на 80% ( — 2 дБ) от номинального значения сигнала.

Какие еще требования предъявляют к индикатору уровня сигнала?

Помимо динамических характеристик важным требованием, предъяв­ляемым к индикатору уровня сигнала, является равномерность его АЧХ во всем рабочем диапазоне частот.

Немаловажное значение имеет и шкала прибора. Дело в том, что совре­менные магнитофоны имеют достаточно большой динамический диапазон за­писываемых сигналов (не менее 40 дБ) и этот диапазон должна отображать шкала индикатора. Для этого она должна иметь логарифмический масштаб и быть проградуирована в децибелах. Только при этом условии будут индуциро­ваться как слабые, так и сильные сигналы. Так как шкала индикатора пока­зывает и превышение номинального уровня сигнала, то общий динамический диапазон, отображаемый шкалой индикатора, составляет около 43 — 46 дБ.

Еще одно требование заключается в отображении кратковременных пиков сигнала с большими амплитудами, т. е. индикатор должен точно следовать за всеми быстрыми изменениями сигнала. Для этого необходимо дополнить инди­катор средних значений квазипиковым индикатором либо использовать элект­ронно-оптический индикатор, например люминесцентный.

В современных магнитофонах применяют индикаторы не только для контроля сигнала, подаваемого на запись, но и для контроля сигнала в канале воспроизведения. В последнем случае на индикатор должны влиять разница в чувствительности лент, смена головки записи и изменение подмагничивания. Здесь также важны индикация кратковременных пиков с большой амплитудой и изменение показаний индикатора при переходе потока короткого замыкания с 320 на 250 нВб/м при изменении скорости- движения ленты в катушечном магнитофоне.

И, наконец, последнее требование. Так как в некоторых кассетных маг­нитофонах предусмотрена возможность использования лент с рабочим слоем из гамма-окисла железа и двуокиси хрома, то переключатель, изменяющий токи записи и подмагничивания при переходе с одной ленты на другую, дол­жен изменять и показания индикатора, ибо при записи на хромдиоксидную ленту допустим более высокий уровень сигнала и он не должен отображаться как перегрузка (перемодуляция).

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты