Тема 2.3 Системы аналоговой записи и воспроизведения звука

1. Системы записи.

2. Принцип магнитной записи.

3. Функциональные узлы магнитофона.

4. Процессы записи, воспроизведения и стирания.

Около 90 % вещательных программ звукового и телевизионного вещания передается в записи. Запись программ вещания позволя­ет повторно воспроизводить наиболее интересные и важные собы­тия, осуществлять междугородный и международный обмен прог­раммами без загрузки каналов связи. Звукозапись и видеозапись на многие годы позволяют сохранить выступления выдающихся политических деятелей, лучшие образцы исполнительского мастер-ства. IB применении к вещанию это означает, что программа, записанная несколько лет назад, может быть повторена много­кратно. Помимо чисто технических удобств (для передачи прог­раммы не требуется созывать исполнителей), указанное обстоя­тельство позволяет удешевить стоимость вещания, так как эту стоимость нужно разделить на число воспроизведений.

Организация передач центрального радио и телевизионного вещания в отдаленные районы страны из-за большой разницы во времени невозможна без предварительной записи программ, учи­тывающих эти временные сдвиги. /

(Для записи звука и изображения нашли применение фотографи­ческий (оптический), механический и магнитный способы записи. / Фотографическая запись сигналов звука (или фотография при фиксации изображений) заключается в образовании в светочув­ствительном слое кинопленки фотографического изображения. \Прн записи звука на светочувствительный слои воздействует све­товой луч, модулируемый по интенсивности пли ширине сигнала­ми звука. После сложной фотохимической обработки образуется дорожка переменной оптической плотности или шириныЛ

В вещании кинопленка используется в качестве носителя изоб­ражений, так как фотография обеспечивает высокое качество по­лучаемого изображения. Тиражирование вещательных программ позволяет обмениваться ими между телецентрами. Из-за того что в телевидении используются разные стандарты, этот способ кон­сервации изображений широко применяется при организации международного обмена программами телевизионного вещания.

фотозапись звука используется только для озвучивания кино­фильмов.

£ К недостаткам фотографии следует отнести необходимость сложной фотохимической обработки и невозможность повторного использования носителя для получения новой записиГ! 2 ^Механическая запись или грамзапись позволяет обеспечить вьгеококачественную передачу звука. Носители записи — грампла­стинки— тиражируются промышленным способом и используются в основном для воспроизведения звука в домашних условияхГ| В последнее время механическая запись используется для записи изображений. Видеопластшжи используются пока только в быту. [Недостатком механического способа записи применительно к веща­нию является трудоемкость операций, снижающих оперативность записи; невозможность повторного использования носителя для записи, а также монтажа программу

3 ^Наибольшее распространение в вещании получила магнитная запись, что обусловлено ее преимуществами:

1) Высоким качеством записи, не ухудшающимся при много­кратно^ использовании фонограммы.

2) ^Технологичностью, Осуществить магнитную запись просто, воспроизвести можно сразу же после записи, без обработки маг­нитной ленты^По сравнению с фотографической записью, где ки­нопленка должна пройти' фотохимическую обработку, оператив­ность магнитной записи значительно выше.

[3. Число повторных использований магнитной ленты ограни­чивается только физическим износом магнитной ленты и не за-висит_от числа перемагничиваний^

? *4.|_Магнитную ленту можно монтировать, разрезая ее и склеи­вая в нужной последовательности?!! } вещании этим широко поль­зуются для соединения в единое целое лучших вариантов записи, для удаления дефекта или помехи.

5. Стоимость однор^Гас:;.! передачи с использованием магнит­ной ленты ниже, ч_еМпр\других способах записи. L§". Программа, записанная на магнитной ленте, легко может быть размножена с помощью копирования или перезаписи.

& Магнитная лента с записью может долго храниться. При правильном хранении качество записи не ухудшается в течение

десятков летЛ..............-..

" Х.Как видно из перечисленного, преимущества магнитной записи очень существенны. К ее недостаткам следует отнести то, что она невидима. Это затрудняет монтаж фонограмм и особенно видео­грамм. Для монтажа последних требуется специальная аппарату­ра. Магнитная лента непрочна, легко растягивается и рвется. *

^& МЕХАНИЧЕСКАЯ ЗАПИСЬ

£ _3тот метод записи заключается в том, что записываемый аку­стический сигнал воздействует на резец рекордера, производящий механические колебания, вырезающий на поверхности вращающе­гося носителя записи (имеет форму диска) канавку, конфигурация которой отображает записанный сигнал.

Рекордеры являются электромеханическими преобразователя­ми. К ним от микрофона после усиления подводят электрические сигналы ззуковой частоты. При записи плоский диск, покрытый слоем лака, вращается с постоянной скоростью, рекордер с по­мощью червячной передачи перемещается вдоль радиуса диска от края к центру. При отсутствии сигнала резец рекордера не ко­леблется и вырезает на поверхности диска спиральную канавку без изчилин — немую канавку. Такая канавка образуется в пау­зах, ею начинается и заканчивается любая звукозапись (-gjAF. iI& eHj?). В поперечном разрезе канавки характеризуются следующими параметрами; шириной а, глубиной /г, радиусом за­кругления у. Расстояние между углублениями двух канавок —

I

25-5336

Рис. ^1^.2. К пояснению способа ме-ханическв$ записи стереофонических

сигналов

385 Рис. 15.1. Виды канавок

шаг aanucajhpn подаче сигнала на рекордер резец начинает ко­лебаться и внфезать извилистую канавку (модулированную). Кон­фигурация модулированной канавки определяется направлением колебаний резца рекордераГ]Канавки могут быть глубинными — перпендикулярно поверхности диска, поперечными —вдоль радиуса диска, комбинированными (поперечно-глубинными) (■ ^ыа^^Л^й^Ш^). При записи монофонических программ приме­няется поперечная запись, при записи стереофонических — комби­нированная. Запись, произведенную на диск, размножают в виде грамофонных пластинок. Процесс размножения состоит из метал­лизации поверхности диска, снятия гальваническим путем метал­лических копий и получения грампластинок с этих копий методом прессования. Современные пластинки — небьющиеся изготовляют­ся из синтетической смолы — винилита.

^При воспроизведении грампластинка вращается с той же частотой, что и диск при записи. Игла звукоснимателя движется по канавке^Стенками канавки концу иглы сообщаются вынуж­денные механические колебания, преобразуемые звукоснимателем в электрические сигналы, которые после соответствующего усиле­ния могут быть поданы к громкоговорителю. Одним из основных параметров системы механической записи является плотность за­писи (А, канавка/см), определяемая числом канавок, укладываю­щихся в сантиметре поля записи.

([^Длительность программы в минутах, которая может быть за-пи-сана на одной стороне гра мпластинки

[7 = /д7«Г7 (15.1)

где / — длина поля записи по радиусу пластинки, см; я—частота вращения диска, o6/mhhJ

Для увеличения длительности записи необходимо увеличивать диаметр грампластинки и плотность записи и уменьшать частоту вращения диска. У ранее выпускаемых грампластинок, рассчитан­ных на частоту вращения 78 об/мин, плотность записи была около 38 канавок/см, и время проигрывания одной стороны пла­стинки диаметром 25 см составляло около 5 MiyJjpB настоящее время промышленностью выпускаются долгоиграющие пластинки, имеющие диаметры 30, 25 и 17, 5 см при частоте вращения 33/3 об/мин- Для увеличения плотности записи используют пере­менный шаг записи. Запись паузы или сигналов с малыми ампли­тудами ведется с повышенной плотностью — амплитуда смещения резца уменьшается, а при записи сигналов больших амплитуд — амплитуда смещения максимальна.

У долгоиграющих пластинок шаг записи в среднем составляет 100 мкм и средняя плотность записи Д=100 канавок/см. На каж­дой стороне таких пластинок в зависимости от диаметра можно записать программу длительностью соответственно 27, 18 и 9 мин.

При записи стереофонических программ широко применяется

система 45/45. В такой системе сигналы правого и левого стерео­каналов записываются соответственно на двух взаимоперпендику­лярных стенках канавки, каждая из которых образует с поверх­ностью пластинки угол 45 °. Рекордер имеет две обмотки, по кото­рым проходит ток, вызванный появлением сигнала в правом и левом каналах. Появление тока в одной обмотке вызывает появ­ление записи на одной стенке канавки, а появление тока в другой обмотке—на второй стенке. На рис. 15.2 показаны направления движения резца, канавка с записью только левого и канавка с записью только правого канала. На рис. 15.1, г приведено изоб­ражение канавки при одновременной записи левого и правого каналов. Грампластинку со стереофонической записью можно воспроизводить в монофоническом воспроизводящем устройстве, т. е. образующаяся стереофоническая запись совместима с моно­фонической. (При воспроизведении записи применяются магнитные и ПЗ. В пьезоэлектрическом звукоснимателе игла крепится к пье-зоэлементу. Работа его основана на том, что при изгибании (де­формации) пьезоэлемента, происходящем в процессе движения иглы по канавке, на его выводах появляется переменное напря­жение, соответствующее записываемому сигналу" }

Достоинством ПЗ является высокая чувствительность в за­висимости от типа звукоснимателя, колеблющаяся от десятков до сотен милливольт. К их недостаткам следует отнести сравни­тельно узкий диапазон частот {Щ^\. 10 000 Гц) при большой не­равномерности частотной xag> KfeWcTHKHj По этой причине ПЗ используют в электропрО£ и*|> ь1в; 1ГО! |\их устройствах сравнительно невысокого класса ^

В устройствах высокого класса качества (первого и применяют магнитные^звукоснАматели, имеющие малые искаже­ния в широкой полосе частот/ Магнитные звукосниматели разде­ляются на звукоснимателйур переменным магнитным сопротивле­нием с подвижными магнидам и с подвижными катушками. Упро­щенное изображение гол^авкиЧтереозвукоснимателя с переменным магнитным сопротивлением приведено на рис. 15.3, а, б. Магнит­ная схема звукоснимателя состоиХиз двух одинаковых магнитных цепей, общей частью которых является подвижный иглодержа­тель 6, сделанный из ферромагнитного материала. Колебания

Рис. 15.3. Головка звукоснимателя с племенным магнитным сопротивлением

ZQ 50-100 500 2.000 10Q00 200 ЮОО 5000 Гц

Рис. 15.4. Частотные.характери­стики' каналов записи У, воспро­изведения 2 и записи-воспроизве-дення 3

иглодержателя в магнитной цепи, образованной иглодержателем, маг­нитом 7, магниДчшроводом 5 с по­люсными наконечниками 3 и 4, вызывают изменения магнитного потока, индуцирующего в катуш­ках правого/ и левого 2 каналов, ЭДС. Для / лучшего разделения каналов к'атушки расположены под прямом углом. При колеба­ниях игл^й под углом 45° ЭДС появляется только в одном ка­нале (оис 15.3, 6). При колеба-. ниях иглы под любым другим углом ЭДС будет возникать в обеих/катушках. Чувствительность магнитных звукоснимателей невелика и колеблется от десятых долей до нескольких милливольт на/1 см/с. Магнитный звукосни­матель обладает достаточно равном/ерной частотной характеристи­кой в диапазоне 20... 20 000 Гц. /

Частотная характеристика канала записи при частотах враще­ния 33 и 45 об/мин показана на |(ис. 15.4 (кривая Г). При исполь­зовании магнитного звукоснимателя эта характеристика коррек­тируется в усилителе воспроизведения, имеющем обратную частотную характеристику (кривая 2) с тем, чтобы сквозная ча­стотная характеристика записи —воспроизведения имела вид пря­мой 3. Такой выбор характеристик каналов записи и воспроизве­дения обеспечивает улучшение отношение сигнал-шум, так как основные шумы приходятся/на область высоких звуковых частот. С помощью механической записи записывают квадрафониче­ские и телевизионные сигналы. Для квадрафонических сигналов используется способ стереофонической записи 45/45. Запись сиг­налов матричной квадрДфонии не вызывает особой сложности, так как при этом записываются два кодированных сигнала, несу­щих информацию о четырех сигналах А, А\; В и й,. Для полной квадрафонин необходимо записать эти четыре сигнала раздельно. В системе квадрафонической записи СД-4 (совместимая дискретная четырехканальная система) спектр записываемых частот увеличи­вается до 45 кГц. £ fa одной стороне канавки в звуковом спектре 30... 15000 Гц записывается суммарный сигнал А-\-А_и а в спек­тре 20... 45 кГц.с/помощью частотной модуляции записывается разностный сигнау/Л —Л]. На другой стороне канавки" таким же образом записываются сигналы В-\-В_: и В — В_и

При воспроизведении сигналы Л, А\, В и В\ разделяются и направляются/каждый к соответствующей акустической системе (см. цис. 6.12(а). Система СД-4 совместима со стереофонической, что позволяет воспроизводить квадрафоническую запись через воспроизводящую аппаратуру стереофонической системы.

При механической записи телевизионного сигнала изображение и сопровождающий звук записываются с помощью модуляции ка­навки по глубинеДЗри этом информация о звуке содержится в за­писываемом телевизионном сигнале благодаря предварительной модуляции строчных импульсов по длительности сигналами звука. Запись изображений нач/аиск видеопластипки стала возможной вследствие значительното\увеличения плотности записи, которая достигает 140 канавок/ммЛйо время воспроизведения луч от ма­ломощного лазера направляется на поверхность пластинки и, отражаясь от нее, -попадает на ф^одиод. Модулированный сигнал демодулируется, -'разделяется на сигналы звука и изображения и направляется Ж телевизору. С видеб^иска диаметром 30 см вос­производится' программа продолжительностью 30 мин. 2 /7 HtfUNrftf ^С

Устройство магнитной записи-воспроизведения. Магнитная за­пись основана на свойстве ферромагнитных материалов намагни­чиваться при воздействии на них магнитного поля и сохранять остаточное намагничивание после прекращения его воздействия. На рис.^Н1п5-приведена упрощенная схема устройства, предназна­ченного для магнитной записи и воспроизведения. На вход устрой­ства поступает сигнал, подлежащий записи. После усиления в уси­лителе записи УЗ сигнал поступает на головку записи ГЗ, которая создает магнитное поле, изменяющееся во времени в соответствии с изменениями входного сигнала. Носитель записи НЗ, изготоа-ленный из ферромагнитного материала (лента, проволока и т.п.), с помощью механизма протяжки равномерно протягивается перед ГЗ и намагничивается по длине в соответствии с временным из­менением сигнала. Такой намагниченный НЗ в общем виде назы­вается магнитной сигналограммой. При записи звуковых колебаний его называют фонограммой, при записи телевизионных сигналов — еидеограм-мой. Магнитная запись воспроизводит­ся путем перемещения намагниченного носителя записи перед головкой вос­произведения ГВ. Индуцированная в головке ЭДС прикладывается ко вхо­ду усилителя воспроизведения УВ. Далее сигнал поступает в усилитель­ный тракт или на звуковоспроизводя­щее устройство. Для предварительной подготовки носителя в аппаратах маг­нитной записи стираются следы пре-

Л Структурная схема канала магнитной записи-вое-произведения

Р/j С / осп

ИЗ будущей записи с помощью головки стирания ГС, питаемой от ге­нератора высокочастотных колебаний Г. При записи с высокоча­стотным подмагничиванием ВЧП сигнал от генератора подается

Магнитные головки. В зависимости от назначения различают записывающие, воспроизводящие и стирающие магнитные голов­ки. Магнитные головки являются электромагнитными преобразо­вателями. Головка записи преобразует колебания электрического тока в колебания магнитного поля, головка воспроизведения осу­ществляет обратное преобразование. В стирающей головке элек­трическая энергия преобразуется в стирающее магнитное поле. В бытовых магнитофонах функция воспроизводящей и записываю­щей головок часто выполняет одна, универсальная головка. По числу одновременно образуемых дорожек записи различают однодорожечные головки и к.цогодорожечные блоки головок.

Устройство магнитной головки показано на рис. 15.6, а. Осно­вой является сердечник 5, на котором размещается каркас с ка­тушками 4, Сердечники изготовляются из магнитомягких матери­алов, обладающий высокой магнитной проницаемостью и малой. коэрцитивной силой. У таких материалов узкая петля гистерезиса (см. рис. 15.10) и поэтому малые. потери на перемагничивание. В качестве материалов для сердечника используются пермаллой ((х«20000), сендаст (fx = 35000) и, ферриты. Сердечник состоит из двух механически соединенных V половин—полусердечников. Часть поверхности сердечника 2, соприкасающаяся с носителем записи 6, тщательно полируется. В местах соединения полусердеч­ников с помощью немагнитных прокладок (стекло, бериллневая бронза) образуют рабочий / и при необходимости дополнитель­ный 3 зазоры. Мимо рабочего зазора движется магнитная лента, и рабочий зазор обеспечивает магнитную\ связь головки с ней. Ширина рабочего зазора определяется назначением головки. Сти­рающая головка имеет рабочий зазор, с шириной примерно рав-

Рнс. 15.6. Магнитная головка:

а — устройство; 6 — электрическая схема; в — магнитный поток в области '.рабочего зазора головкн записи \

нып 0, 3... 0, 2 мм. Ширипк рабочего зазора записывающей головки достигает 20...25 мкм. Универсальные головки и ГВ изготовля­ются с шириной рабочих зазоров, измеряемой единицами микрон, Дополнительный зазор предназначен для предотвращения остаточ­ного намагничивания при ваписи и поэтому бывает только у за­писывающих головок (обычно 30... 40 мкм).

В профессиональных аппаратах магнитной записи наиболее распространены головки, у\которых сердечники для уменьшения потерь на перемагничивание склеены из большого числа тонких пластин магиитомягкого материала. В бытовых магнитофонах применяют головки, у которых сердечники собраны из одной или нескольких пластин. \

Магнитная головка обладает комплексным электрическим со­противлением. Оно определяемся активным сопротивлением потерь в сердечнике R\, активным сопротивлением потерь обмотки Я₂, индуктивностью L и собственной емкостью обмотки С (рис. 15.6, 6). Резонансные явления в головках в рабочем диапазоне частот не­желательны, поэтому предпочитают использовать головки с не­большим числом витков и малой индуктивностью, позволяющими сместить резонансную частоту \за пределы рабочего диапазона частот. В транзисторных магнитофонах индуктивность записываю­щей головки стараются выбирать.не более 20... 30 мГн, так как при большем значении требуется значительное напряжение высо­кочастотного подмагничивання, которое трудно обеспечить при низком питающем напряжении. Универсальные головки в тран­зисторных магнитофонах имеют индуктивность L —60... 100 мГп.

М*рнят1тыё" нбсители заггаси/Для магнитной звукозаписи в ка­честве носителя применяют ферромагнитную ленту, состоящую из основы, на которую нанесен слой ферромагнитного вещества (рабочий слой). В. качестве основы ленты применяют диацетил-целлюлозу, триацетилцеллюлозу, л a BcaHj Наилучшим материалом для основы является лавсан (полиэтиЭ? нтерефталат). Для изго­товления рабочего слоя магнитных лент применяют гамма-окисел железа, феррит кобальта, двуокись хрома и др. Наибольшее рас­пространение получил гамма-окисел железа. В настоящее время применяется порошок гамма-окисла железа с частицами игольча­той формы и размером 0, 1... 0, 5\мкм. Объемная концентрация магнитного порошка в рабочем слЬе у разных лент 30... 45%. Современные магнитные ленты характеризуются следующими зна­чениями остаточной намагниченности насыщения tf_s = 60......100 кА/м и коэрцитивной силы As=20...26 кА/м. Относи­тельная магнитная проницаемость лен\ы зависит от уровня на­магничивающего поля и находится в пределах [i—1, 7...3, 5.

Типы ленты обозначают комбинациейХиз пяти элементов.

Первый элемент—буквенный, обозначающий назначение ленты А—звухо-запись; Т—видеозапись; В — вычислительная техника; И — точная запись. Вто-

рой элемент—цифровой (от 0 до 9), обозначающий материал основы: 2 — ди-ацетилцеллюлоза; 3 — триацетилвдллюлоэа; 4 — молиэтнлентерефталат. Третий элемент — цифровой (от 1 до^9), обозначающий толщину ленты: 2—! 5... 20 мкм; 3 — 20... 30; 4 — 30... 40 \лш; 6 — 50... 60 мкм; 9 — свыше 100 мкм. Чет­вертый элемент — цифровой (Ьт 01 до 99), обозначающий номер технологиче­ской разработки. Пятый элемент — численное значение номинальной ширины ленты в миллиметрах. \

После пятого элемента применяется дополнительный буквенный П —для перфорированных лент; Р—для лент, используемых в радиовещании; Б — для лент к бытовым магнитофонам. \

Пример. Магнитная лента А 4400—6Б означает ленту для звукозаписи (А) на лавсане (4), с общей толщиной зАмкм (4), шириной 6, 25 мм (6), применяе­мую в бытовых магнитофонах (Б). Порядковый номер разработки —09.

Геометрические размеры магЧштных лент стандартизованы. Ленты для звукозаписи имеют и^ирину 6, 25±0, 05 мм и 3, 81± ±0, 05 мм. Ленты с шириной 3, 81 мм применяют в кассетных маг­нитофонах. Для видеозаписи используют ленты различных раз­меров: 50, 8; 25, 4 и 12, 7 мм. Свойства магнитных лент оценивают по следующим показателям: физико-механическим, определяющим свойства лент при механических и климатических воздействиях; магнитным, определяющим их свойства в магнитном поле; и ра­бочим. Рабочими свойствами называются свойства магнитных лент, характеризующие их чувствительность к намагничиванию полезным сигналом при записи и отдачу при воспроизведении (значение ЭДС головки воспроизведениях а также искажения этого сигнала в процессе магнитной записи\—воспроизведения.

Рабочие свойства каждой ленты определяют при номинальном токе подмагничиванйя. В качестве последнего принимают ток, соответствующий максимальной отдаче при записи синусоидаль­ного сигнала частотой 1000 Гц. (для лент, иепдльзуемых при всех скоростях, кроме 38, 1 см/с) или в 1, 2 раза больший чем ток мак­симальной отдачи при записи 400 Гц (для лент, используемых при скорости 38, 1 см/с). Часть рабочих свойств ленты при звуко­записи определяется относительно типовой ленты, специально выбранной для сравнения. Главные электроакустические (рабо­чие) показатели: чувствительность на средней частоте (определя­ется относительно типовой ленты); \

амплитудно-частотная характеристика (определяется на верх­ней частоте рабочего диапазона также относительна типовой ленты);

коэффициент третьей гармоники при номинальном уровне за­писи;

относительный уровень шума намагниченной ленты (ивЪаузе);

относительный уровень сигналов копирэффекта; \

относительный уровень стирания, показывающий, насколько может быть ослаблена в результате размагничивания предыдущая запись,: \

Показатель

.средняя чувствителъ-

Относительная ность, дБ

Относительная частотная характеристи­ка, дБ \ Коэффициент 3-й гармоники, % Относительный уровень шума намагни­ченной ленты, дБ, не\более Относительный уровень копирэффекта, ДБ

А4407-6Б

— 1, 5 —4

2, 5 —42

—50

А4409-6Б

—0, 5 —2

1, 8 —43

—54

+0, 5 0

1, 2 -46

-55

В табл. 15.1 приведены основные рабочие показатели несколь­ких типов отечественн\ых лент.

Лентопротяжные Механизмы (ЛПМ). Основное назначение ЛПМ заключается в протягивании магнитной ленты с постоянной скоростью при записи \ воспроизведении.

Обычно в магнитофоне бывает несколько рабочих скоростей. Скорость продвижения л^нты относительно головок должна под­держиваться с высокой точностью. В современных магнитофонах средние скорости стандартизованы и имеют следующие значения; 38, 1; 19, 05; 9, 53; 4, 76; 2, 38 \м/с. Лентопротяжный механизм дол­жен обеспечить достаточно кпотное прилегание ленты к магнит­ным головкам. Кроме режимов записи и воспроизведения ЛПМ имеют режимы ускоренной пейсмо'1 к и „чситы вперед и назад.

Наиболее распространены цомпланарные ЛПМ, в которых передающий узел, подающий ле\пу к головкам, приемный узел, обеспечивающий прием ленты, и\ головки расположены в одной плоскости. Компланарные ЛПМ стлэоят по типам открытой и за­крытой петли. На рис. 15.7 приведена кинематическая схема ЛПМ типа открытой петли профессионального (студийного) магнито-

Рис. 15.7. Кинематическая схема ЛПМ типа открытой петли

фона, смонтированного на прямоугольной панели 1. На валу дви­гателя пода ющего\ узла 2 устанавливается рулон ленты 4, намо­танный на сердечник 3 (или помещенный в кассету). Лента за­водится вокруг левых обводных роликов 5, 6 и проходит перед магнитными головками 8. Плотный контакт ленты с головками в профессиональных магнитофонах обеспечивается надлежащим выбором угла огибания, головок лентой. В данной конструкции для прижима ленты служат прижимные ролики 7. Однако могут применяться и специальные лентоприжимные устройства. Транспортировка ленты во\время работы обеспечивается ведущим двигателем 9, у вала которого она прижимается обрезиненным роликом 10. Затем лента огибает правые обводные ролики 11 и закрепляется на валу двигателя приемного узла 12,

Во время рабочего хода вал двигателя 12 вращается в том же направлении, что и вал двигателя 9 и обеспечивает требуемое натяжение ленты. Вал двигателя приемного узла 2 вращается в обратном направлении и обеспечивает плотную намотку ленты. К двигателю 9 прикладывается полное, а к двигателям 2 и 12 — неполное напряжение. Лентопротяжный механизм позволяет уско­ренно перематывать ленту впереди обратно. В первом случае на двигатель 12 подается полное, на двигатель 2 — неполное напря­жение, во втором случае полное напряжение подается на 2, а не­полное на 12. В этих режимах работы ведущий двигатель отклю­чается и отводится от ленты. \

В бытовых магнитофонах обычн^ применяют одномоторные конструкции ЛПМ. В этих конструкциях ведущий двигатель с по­мощью ременных передач обеспечивает также вращение подаю­щего и приемного узлов. \

Недостатком ЛПМ типа открытой петли является то, что ко­лебания частоты вращения двигателей приемного и передающего узлов приводит к нестабильности средней^ скорости движения лен­ты v_cp. Скорость движения ленты будет совершать периодические

Рйс. 15.8. Кинематическая схема ЛПМ типа закрытой п

тли

и непериодические колебания Ло около среднего значения, т. е.

От этого недостатка свободны ЛПМ типа закрытой петли. В этой конструкции (рис. 15.8) блок магнитных головок 6 изо­лирован от подающего Рта приемного 2 узлов с помощью роликов 3, 4, прижимающихся к кцлу двигателя 5. Прижимные ролики препятствуют распространению возмущений, создаваемых колеба­ниями частоты вращения двигателей 1 и 2, к части пленки (за­крытой петле), находящейся в\< онтакте с блоком головок.

\ Процесс намагничивания ферромагнитных материалов. Ферро­магнитные материалы, из которых изготовляются НЗ, состоят из отдельных областей (доменов), самопроизвольно намагниченных до насыщения. Если такой материал не подвергается воздействию внешнего магнитного поля, то домены ориентируются в разных направлениях, причем результирующее магнитное поле равно

нулю. Ъ, л

'На рис. 1£ От-л-для примера в ферромагнитном образце пока­зано четыре домена, ориентированных так, что внешнее проявле­ние намагниченности материала отсутствует. При воздействии на образец внешнего магнитнохо-поля (например, при помещении его в катушку соленоида — рисяп-д^5) ориентация доменов упорядо­чивается, вследствие чего после снятия внешнего магнитного поля материал становится источником собственного магнитного поля,

Рис.~5Н=$г; Кривая намагничивания ромагнитного образца

ромагнитного образца

намагничивания фер-

или, как говорят, намагничивается (рис. №& & &), Магнитное поле, образуемое намагниченным телом, характеризуется намагничен­ностью /=(ц.— 1)Н, где \i — относительная магнитная проница­емость материала; И — напряженность магнитного поля,

С увеличением напряженности внешнего магнитного поля И намагниченность ферромагнитного образца также увеличивается. Однако зависимость эта нелинейна. На рис.2_ННФ приведен гра­фик, характеризующий процесс намагничивания ферромагнитного материала. Если материал предварительно размагнитить (ориен­тация доменов имеет хаотический порядок), то процесс намагни­чивания идет по кривой /, называемой начальной кривой намаг­ничивания. При достаточно сильном внешнем поле наступает магнитное насыщение. В этом случае все домены образца ориен­тируются в направлении внешнего магнитного поля дальнейшее увеличение напряженности этого поля не приводит к увеличению намагниченности тела /. Если напряженность внешнего поля до­вести до значения H_s, при котором наступает насыщение, а затем постепенно уменьшить до нуля, то намагниченность ферромагнит­ного материала будет убывать по кривой 2, приняв значение /гмакс при Н=0. Величина /_ГМакс называется максимальной оста­точной намагниченностью. Если напряженность магнитного поля была доведена до значения #i и затем снята, то остаточная на­магниченность будет равна J_r\. Таким образом, чем большее значение намагниченности было достигнуто под действием внеш­него магнитного поля, тем больше будет остаточная намагничен­ность J_r. Однако зависимость между J_r и Н также нелинейна. ^~f Для устранения остаточной намагниченности необходимо из­менить направле]! ^ внешнего магнитного поля на обратное. Напряженность /магнитного поля, необходимая для уменьшения остаточной намагниченности от максимального значения до нуля, называется уюэрцитивной силой Н_с. Остаточная намагниченность и коэрцитивная сила, являются параметрами НЗ. Если продол­жать увеличивать напряженность магнитного поля (по абсолют-ному^начению), то намагниченность примет значение — /_макс, т. е.! /направление намагниченности материала изменится на обрат-^цЕли внешнее магнитное поле уменьшить до нуля, а затем вновь изменить направление, то характеристика намагниченности примет вид замкнутой кривой, называемой петлей гистерезиса.^ " \_3апись сигналов на магнитную ленту. При подключении голов­ки записи к усилителю через ее обмотку проходит переменный ток, вызывающий появление в сердечнике переменного магнитно­го потока. В области рабочего зазора головки происходит выпу­чивание магнитных силовых линий (ем^-р*да4#? #гв). Магнитное поле, сосредоточенное над рабочим зазором головки, воздействует на магнитную ленту, образуя в ее рабочем слое остаточную на­магниченность. При рассмотрении процесса записи для простоты полагаем, что напряженность Н над рабочим зазором головки

записи одинакова по всей ширине зазора, равном 26, и пропорцио­нальна току записи. Рассмотрим случай записи сигнала, ток ко­торого в катушках изменяется по синусоидальному закону /Wosin 2л/г (/о — амплитудное значение тока). Напряженность поля над головкой в силу пропорциональности также изменяется по синусоидальному закону H = H₀$in2nft. Если пренебречь не­линейными искажениями (это можно сделать применительно толь­ко к рассматриваемому случаю), то можно считать, что при дви­жении магнитной ленты относительно головки записи со скоростью v, образующаяся остаточная намагниченность по длине ленты будет изменяться также по синусоидальному закону

где " k — v/f — длина волны записи; x — vt — смещение участка ленты по направлению движения (см.-рицг^^); /_г0 — амплитуд­ное значение остаточной намагниченности.

Рабочий слой ленты попеременно намагничивается то в одном, то в другом направлениях, образуя продольную сигналограмму. Как показано на рис.^^р1, рабочий слой ленты с такой сигнало-граммой представляет собой как бы совокупность элементарных постоянных магнитов, ширина которых равна ширине сигнало-граммы, а длина — половине длины волны записи /./2. При по­стоянной скорости движения ленты: ^p = const с увеличением часто­ты записываемого сигнала длина волны записи \ = vff будет уменьшаться. Как показано на рис.^Ё^⁵!, остаточный магнитный поток замыкается через внешнее пространство. Этот поток воз­действует на головку воспроизведения, наводя в пей ЭДС. Запись может быть осуществлена без под\тлгничивания и с подмагничи-вапием высокочастотным 1ЮлемГ7

При записи* без подмагничивания на предварительно размаг­ниченную ленту процесс намагничивания можно изобразись вре­менной диаграммой (рис. 15Л2, а), по оси /бсцисс отложена на-пряженностр магнитного поля, создаваемого головкой записи и

фодольная сигналлогряммй

Рис. 15.12. Запись на размагниченный магнитоноситель:

а —без подьыгничивания; б— с высокочастотным подмагничнванием

воздействующего на магнитную ленту, по оси ординат —остаточ­ная намагниченность ферромагнитного слоя ленты J_r. Из диаг­раммы видно, что такому способу записи свойственны большие нелинейные искажения сигнала: синусоидальному изменению на­пряженности внешнего поля 1 соответствует нелинейное изменение остаточной намагниченности 2 (а, следовательно, и воспроизве­денного сигнала\ который пропорционален намагниченности лен­ты).

Причиной этихЧискажений является нелинейность начальной кривой намагничивания магнитной ленты 3. Поэтому для звуко­записи этот способ нечприменяется.

При использовании, способа с ВЧП в головку записи кроме полезного сигнала подается синусоидальный ток высокой частоты от генератора Г (см. рис.. 15.5). В результате этого на магнитную ленту, проходящую над \рабочим зазором будет воздействовать суммарное намагничивающее поле, состоящее из поля звуковой частоты и поля высокочастотного подмагничивания ВЧП. Частота тока ВЧП выбирается такого чтобы каждый участок магнитной ленты в районе рабочего зазора перемагнитился несколько раз. Для этого частоту генератораУвыбирают в 5... 10 раз больше верхней частоты сигнала. Так в ■ студийном магнитофоне МЭЗ-102 частота генератора ВЧП равна 120 кГц при верхней частоте сиг­нала записи равной 16 кГц. \

Влияние тока ВЧП /вчп сказывается на форме и крутизне кривой намагничивания. Из зависимости остаточной намагничен­ности ленты от тока ВЧП (рис. 15.13, а) при постоянном токе сигнала записи /_c=const видно, что Лри /вчп=0 ее форма 1 такая же, как и на рис. 15.12, а. При Хвчп = /вчпз кривая ли­неаризуется и процесс намагничивания характеризуется диаграм­мой рис. 15.12, 6. Как видно из рис. 15.12L6 при записи с ВЧП увеличивается как линейность, так и остаточная намагниченность.

И

/ачп

N. Лзпг 1 ''опт 1

\ ©

Рис. 15.13, Зависимости остаточного намагничивания: \

а —при разниц? значениях тока ВЧП; б —при записи' сигнале вЧнизкнх а высоких частот знукового диапазона

При изменении /вчп в широких пределах изменяется линей­ность и крутизна кривой намагничивания. Значение /вчп. при котором намагничивание максимально, называется оптимальным током ВЧП — /_опт. Он зависит от' типа применяемой магнитной ленты.

При настройке магнитофон*'обычно устанавливают максималь­ный уровень сигнала записи /с.иакс= (0, 1... 0, 2)/_Оп_Т- Значение /опт частотно-зависимо. ГДриведенные кривые 1 при /i= 10 000 Гц, и 2 при f₂ = 400 Гц, и 5— зависимость коэффициента гармоник от /вчп- типичны для современных магнитных лент (рис. 15.13, 6). Виддо, что частотная характеристика тракта записи зависит от тока ВЧП. В профессиональной записи обычно выби­рают /вчп =/опт2 при этом получают большую намагниченность в области низких и средних частот /_г£ , близкие к минимальным нелинейным искажениям, а также минимальные шумы ленты. Уро­вень намагниченности, соответствующий высокочастотным состав­ляющим⁷ /гь будет ниже 1_Т2- Спад частотной характеристики в области, верхних частот компенсируют применением цепей кор­рекции в усилителе записи.

Стирание сигналограмм. Процесс стирания необходим для подготовки магнитной ленты к записи. Существуют способы сти­рания магнитной записи размагничиванием или намагничиванием до насыщения. В звуковом и телевизионном вещании используется только первый способ.

Проходя мимо рабочего зазора стирающей головки, участок магнитной ленты подвергается воздействию интенсивного перемен­ного симметричного магнитного поля, изменяющегося с большой частотой, При удалении участка ленты от зазора ГЗ магнитноеполе плавно спадает до нуля. В результате воздействия такого поля в рабочем слое магнитной ленты разрушается упорядоченная структура ориентации доменов, вызванная действием поля записи. Домены ориентируются хаотически, остаточная намагниченность становится равной нулю и в голове записи магнитная лента при­ходит размагннченной[}В=у1ШРЧ)туд11Й11ьи^зя8ННФефи11Оц для лих целе^л^юдьзуе^ея—озэдадынугй-тся^Йтор^^ большинстве магни­тофонов высокочастотные сигналы на сеГловки записи и стирания подают от одного генератора.(см. piijK 15.5)ГДля стирания может быть использован и ток промышленной частоты 50 Гц. При этом используют специальные дроссели и размагничиванию подверга­ется весь рулон магнитной лентыГТ

[^Копирование сигналограмм. в ряде случаев требуется полу­чить копию программы, записанной на магнитную ленту, напри­мер, при обменах программами между студиями звукозаписи и видеозаписи, при размножении программ для продажи любите­лям и т. п." 7

Q Самым простым методом размножения фонограмм является перезапись. При этом сигнал, полученный при воспроизведении фо­нограммы на одном магнитофоне, одновременно используется для получения копии на втором аппарате звукозаписи. Если необхо­димо получить большое число копий, то сигнал с оригинала может быть подан на несколько одновременно работающих аппаратов магнитной записиЛ

Стремление сократить время и стоимость производства копий записей с оригинала привело к развитию метода контактного ти­ражирования. При этом магнитная лента с сиглалограммоп и чистая магнитная лента в пределах небольшого промежутка при­кладываются рабочими слоями и протягиваются с большой ско­ростью, подвергаясь в месте контакта воздействию вспомогатель­ного переменного поля. Аналогично тому, как это имеет место при записи с ВЧП, применение высокочастотного вспомогательно­го поля позволяет повысить линейность записи и чувствитель­ность ленты. При соответствующем выборе значения вспомога­тельного поля и типа магнитной ленты изменения оригинала запи­си будут незначительны. Такой метод тиражирования применяется при размножении видеограмм.

Процесс взаимодействия магниткого поля фонограммы с голов­кой воспроизведения заключается \в следующем. Фонограмма, движущаяся при воспроизведении с\той же скоростью, с какой двигалась магнитная лента при записи, соприкасается ферромаг­нитным слоем с сердечником воспроизводящей головки. Магнит­ный поток фонограммы будет замыкагься\через сердечник. Так как магнитный поток по длине фонограммы изменяется в соответствии с законом изменения во времени записанного сигнала, то также 400

во временидЗудет изменяться и поток в сердечнике. Согласно за­кону электромагнитной индукции это вызовет появление ЭДС в обмотке головки воспроизведения. Индуцированная ЭДС прямо пропорциональна частоте сигнала f, числу витков обмотки п и остаточному магнитному потоку Ф_г ленты, замыкающемуся через

сердечник: \ e=knfd>, _t (15.3)

где k — коэффициент пропорциональности.

Частотная характеристика ЭДС воспроизводящей головки со­гласно (15.3) изображается прямой с крутизной 6 дБ (рис. 15.14, кривая /) при изменении частоты в 2 раза (на октаву). Это — идеальная характеристика. Реальная характеристика значительно отличается от идеальной и совпадает с ней по частоте примерно до 1...2 кГц. При больших частотах сигнала характеристика спадет, так как уменьшается магнитный поток ленты, замыкаю­щийся через сердечник головки воспроизведения (рис. 15.14, кри­вые 2, 3). Магнитный пото\ уменьшается из-за волновых потерь, основными из которых можно считать нарушение контакта между головкой воспроизведения и дейтой, и щелевой эффект.

Процесс воспроизведения характерен тем, что между головкой и лентой всегда имеется некоторый зазор а. Отсутствие тесного контакта приводит к тому, чтоУтолъко часть магнитного потока ленты Ф_п замыкается через \ сердечник и создает ЭДС (см. рис. 15.11). Часть потока Ф_р замыкается в пространстве меж­ду головкой и лентой и не участвует в создании ЭДС. С увеличе­нием зазора а растет магнитное сопротивление участка головка — лента и магнитный поток, создающий полезный эффект Ф„, умень­шается. Поскольку ЭДС головки воспроизведения пропорциональ­на ф„ (15.3), она также уменьшается. Возникающие при этом потери называют контактными, дБ

Л_а=54, 5 а/Л (15.4)

Для снижения контактных потерь рабочие поверхности головки и магнитной ленты тщательно полируют, а в про­цессе эксплуатации система­тически протирают. Однако вследствие неизбежной шеро­ховатости поверхностей а— = 1... 3 мкм. Если принять, что а=2 мкм, то при длине записи Л=12, 7 мкм (и = = 19, 05 см/с, / = 15 000 Гц) контактные потери Я_а— = 8, 6 дБ, а при Л—6, 35 мкм (^=9, 53 см/с /=15000 Гц) Я„=17, 2дБ.

Рис. 15.14. Частотные ^арактерис-ли-ки головки воспроизведения

Спаду частотной характеристики ЭДС на высоких частотах способствуют также потери из-за щелевого эффекта или щелевые потери. 19ти потери возникают из-за конечных размеров ширины рабочего Зазора (щели головки) и зависят от соотношения шири­ны рабочего зазора щели головки воспроизведения 26 и длины волны записи! к. При 25 = Л, о по ширине рабочего зазора уклады­ваются два магнита, магнитные потоки которых встречно направ­лены друг другу (см. рис. 15.11) и результирующий магнитный поток в сердечнике головки равен нулю. Нулевому значению ЭДС головки соответствует частота сигнала записи f₀ = v/%o=' = v/2b.

Например, при ширине рабочего зазора ГВ 26=5 мкм, скорости движения ленты и = 19, 05 см/с /о=Ш, 05- 10-" ^г/5- lQ-^e=38, l кГц. Обычно, выбирая головку воопронзведення и скорость, движения ленты, стремятся к тому, чтобы верхняя частота спектра сигнала Ь*Ц(0, 5... 0, 6)/₀, В этом случае щелевые потери на верхней частоте не будут превышать 4... 5 дБ. Для приведенного примера Ь^0, 5/₀=ь; 19 кГц. Чем выше сиюость и меньше ширина рабочего зазора голов­ки воспроизведения, тем больше \южет быть верхняя частота /_в-

С уменьшением скорости движения ленты уменьшается длина волны сигна­ла записи X к увеличиваются все виды волновых потерь.

На рис. 15.14, кривые 2 и > 3 получены при разных скоростях движения ленты: v₂> v₃. Для снижения волновых потерь зазоры

записывающей и воспроизводящей головок должны быть парал­лельны друК другу и перпендикулярны направлению движения магнитной ленты. Непараллельность (перекос) зазоров приводит к увеличению гютерь на высоких частотах.

В результате\эолновых потерь, вносимых при записи и воспро­изведении, частотная характеристика (рис. 15.15, 6) всего канала магнитной записи -\-воспризведения, снятая на выходе головки воспроизведения, искажается (см. рис. 15.14, кривые 2 и 3 и рис. 15.15, кривая 4).\Необходимо, чтобы результирующая частот­ная характеристика тракта магнитной записи воспроизведения имела вид, близкий к идеальной характеристике (рис. 15.15, кри­вая 6). Для этого в усилителях записи и воспроизведения уста­навливают цепи коррекции. Обычно коррекцию распределяют между усилителями записной воспроизведения. Как показано на рис. 15.15, требуемая частотная характеристика 6 канала магнит­ной записи — воспроизведения\астично формируется в усилителе записи 2 (частотные предыскажения), а частично в усилителе вос­произведения 5{частотная коррекщя).

Рис. 15.15. Коррекция частотных искажений в канале магнитной^ записи— вос­произведения: \

а — структурная схема канала; б —частотные характеристики отдельных звеньев канала

Б процессе записи и воспроизведения на полезный сигнал на­кладываются шумы и помехи, которые могут быть аддитивными (суммирующимися с сигналом) и модуляционными, зависящими от уровня сигнала. Модуляционные шумы, возникающие при запи­си, делят па структурные и контактные. К аддитивным относят переходные помехи при миогодорожечной записи, колирэффект, собственные шумы усилителей V внешние помехи.

Структурный шум возникает из-за того, что в каждой единице объема рабочего слоя ленты содержится неодинаковое количество ферромагнитных частиц. При воздействии на ленту постоянным полем вследствие намагничивания в единицу време­ни разного количества частиц результирующая намагниченность в продольном направлении будет хаотически меняться, вызывая при воспроизведении появление ЭДС шума. Уровень шума уве­личивается пропорционально намагниченности ленты и при зна­чении, близком к насыщению, составляет 26... 30 дБ (уровень шума размагниченной ленты колеблется в, пределах 65...50 дБ). Для снижения структурного шума ленты следует избегать на­магничивания ее постоянным полем, которое может возникнуть из-за асимметрии стирающего поля и поля\ВЧП, а также из-за намагничивания ленты намагниченными металлическими элемен­тами ЛПМ (валики, головки и т. п.)

Контактный шум появляется при записи вследствие хао­тического нарушения контакта головки с поверхностью ленты, вызванного шероховатостью рабочих поверхностей'. \

Для снижения контактного шума необходимо тщательно по­лировать рабочие поверхности головки и магнитной ленты, ток ВЧП устанавливать на\20% больше оптимального.

Из-за колебаний средней скорости ЛПМ, в устройствах маг­нитной записи возникают, особые помехи, называемые детонаци­ями, Детонации приводят*, к паразитной частотной модуляции сигнала. При колебаниях '.скорости с частотой примерно доли герца детонации приводят'., к изменениям высоты (плаваниям) тона. При увеличении частоты детонации выше 25 Гц помехи проявляются в виде хриплости звучания. В современных студий­ных магнитофонах колебаний скорости малы (0, 05%) и шум, вызванный детонациями, практически на качество звукозаписи не влияет. \

Копирэффект. При хранении магнитной сигналограм-мы более сильно намагниченные участки рабочего слоя ленты мо­гут, как при контактном тиражировании, копироваться на участ­ки ленты " с меньшим уровнем намагничивания. В результате этого при воспроизведении создаются помехи; напоминающие эхосигналы, возникающие до (опережающее эхо) и после (за­паздывающее эхо) сигнала, вызвавшего их. Такое явление назы­вается копирэффектом. У современных лент относительный уро­вень помехи от копирэффекта составляет 57... 58 дБ. При повы­шении температуры и под воздействием внешних магнитных по­лей копирэффект растет.

Переходные помехи при многодорожечной записи воз­никают по двум причинам: из-за индуктивной связи между об­мотками головок в многодорожечком блоке и через магнитные потоки рассеяния с соседних дорожек. Помехи из-за первой при­чины проявляются как при записи, так н при воспроизведении и могут достигать 30 дБ. Для устранения взаимовлияния между головками применяют электромагнитные экраны. Помехи из-за второй причины сказываются в процессе воспроизведения. Они возникают вследствие того, что часть магнитного потока с одной дорожки может попадать в воспроизводящие головки других до­рожек. Уровень возникающей помехи зависит от расстояния меж­ду дорожками и длины волны записи: переходная помеха тем меньше, чем больше расстояние между дорожками и меньше ширина дорожки записи.

Внешние помехи. Развиваемая головкой воспроизведения ЭДС невелика и составляет обычно сотни микровольт, Поэтому следует принимать специальные меры защиты от сильных маг­нитных полей, создаваемых двигателями магнитофона и сило­выми трансформаторами, например, тщательное экранирование головок сложными экранами, состоящими из двух или трех не­зависимых экранов из пермаллоя и меди, и дифференциальное включение воспроизводящей головки, обмотка которой состоит из двух полуобмоток.

Собственные ш у\м ы усилителей и головок. Уси­лители и головки также 'являются источниками шума, обуслов­ленного тепловым движением электронов. Уровень шума растет с увеличением полосы пропускания тракта. Эти шумы наиболее заметно проявляются при воспроизведении, вследствие малых уровней входных сигналов. Для уменьшения собственных шумов усилителя во входных каскадкх применяются малошумящие ак-

£ _Студийные магнитофоны используются в аппаратных звуко­записи радиодомов и телецентров, в студиях грамзаписи и позво­ляют записывать и воспроизводить звук по высшему классу ка­чества. Они выпускаются в моно- и стереофоническом исполне-нииТ^На рис5НЙ) приведена структурная схема монофоническо­го студийного магнитофона. Аппарат состоит из трех основных функциональных узлов: I —ЛПМ; II — магнитное звено, состоя­щее из стирающей ГС, записывающей ГЗ н воспроизводящей ГВ головок; III — электронные блоки магнитофона, включающие усилители записи УЗ и воспроизведения УВ, генератор высокой частоты Г, блок электронной стабилизации средней скорости ленты БС (^HM^t57)

БС

нты БС (cx£ wa=^HMp) Магнитофон имеет два функционально разделенных канала записи и воспроизведения, которые при записи могут работать одновременно, образуя сквозной канал магнитофона. Такой ре­жим работы позволяет осуществить непрерывный акустический контроль качества записи, через КГ или головные телефоны.. Ве­щательные сигналы поступают на УЗ с линии или с микрофона (микрофонного усилителя). Уровень номинального входного на­пряжения сигнала 0....15, 5 дБ. Такой же уровень напряжения обеспечивается на выходе УВ. Генератор подмагничивания и сти­рания генерирует синусоидальные колебания с частотой 80...! 20 кГц, которые подаются в обмотки ГС и ГЗ. Блок элек­тронной стабилизации пред­ставляет собой устройство стабилизации частоты враще­ния двигателя. Режимами ра­боты управляют с помощью специального блока. ^J

В студийных магнитофонах применяютскскорости движе­ния ленты 3iy и 19, 05 см/с. Для акустического контроля качества входного, сигнала в

схеме предусмотрено переключение КГ с выхода на вход. [Гнезда S1 и S2 позволяют контролировать работу магнитофона с помощью-

головных телефонов^

Стереофонический вариант магнитофона отличается конструк­цией блока головок записи и¹' воспроизведения (каждый блок состоит из двух головок) и наличием двух комплектов усилителей записи и воспроизведения ш/одному _в левом и правом каналах- Основные характеристики /студийных магнитофонов производства ВНР СТМ-600 (моно) и GTM-610 (стерео)

Скорость движения ленты, см/с. -..... 38, 1 и 19, 05 Коэффициент детонации/ %, не более.... 0, 08 Диапазон рабочих частот при неравномерности АЧХ

не более 3 дБ, Гц /.........31, 5... 16 000

Относительный уровень помех в тракте запись — вос­произведение, дБ/.........60

Коэффициент гаршЬннк,.%, не более.....3

Переходные затухания между стереоканалами (СТМ-610) пай частоте 1000 Гц, дБ,... 32

Минимальный ^входной уровень, дБ.....0... 12

Максимальны?! выходной уровень, дБ.... 12 В монофонических студийных магнитофонах ширина дорожки записи равн/ширине ленты (рис. 15.17, а), в стереофонических — на ленту/записываются одновременно две дорожки шириной 2, 7 мм кашгая (рис, 15.17, 6). Стереофоническая магнитная запись совместим^ с монофонической, так как при ее воспроизведении на магнитофоне с головкой воспроизведения, перекрывающей обе дорожки, сигналы обоих каналов суммируются, позволяя обеспе­чить правильное монофоническое звучание. Если монофоничес­кую запись воспроизводить на стереофоническом магнитофоне, то по/ обоим каналам к громкоговорителям будут поданы одина-ковь/е сигналы, обеспечивающие монофоническое звучание, " у^епортерские магнитофоны используют для внестудийной за­писи актуальных речевых программ. Они однодорожечные и име­ют скорость 9, 53 см/с. Прослушивание осуществляется только с помощью головных телефонов и служит для контроля записи.^}

[^Бытовые магнитофоны (рис.6> 1-S^ES) состоят из тех же функ­циональных узлов, что и студийные магнитофоны, однако по сравнению с ними имеют более простую конструкцию. Лентопро-тяженный механизм содержит чаще всего один двигатель. Маг-

Н Лвбьш

, Правый

\

нитное звено состоит из ГС и уни­версальной магнитной головки ГУ для записи и воспроизведе­ния. Электронные блоки аппара­та включают генератор высокоча­стотного подмагничивания Г и универсальный усилитель УУ. В режиме записи ко входу УУ источник сигнала (микрофон, ли­ния, звукосниматель, магнито­фон) подключается через дели­тель напряжения ДН, к выходу УУ подключается ГУ, а на гене­ратор Г подается питание. Уро-••»" ^гш-тпплиоуется с по-

схема быто-

ратор Г подается питание. #ии~ ------

^{r r r} вото магнате

вень записи контролируется с по- pUC f мощью индикатора И. В режиме ' **■ воспроизведения ГУ подключается ко входу УУ, а выход нагру­жается на громкоговоритель. Недостатком магнитофонов, в ко­торых используются универсальные головки, является невозмож­ность акустического контроля в процессе ее записи.

Бытовые магнитофоны бывают катушечными н кассетными. В катушечных магнитофонах используют скорости 4, 76; 9, 53 и 19, 05 см/с и ленту шириной 6, 25 мм, в кассетных 4, 76 см/с и Магнитофоны могутЛ бшь и двух, и четырехдорожечными, монофоническими и стереофоническими. На рис. 15.17, в показа­но расположение дорожак в четырехдорожечном магнитофоне. При монофоническое зап\си последовательно используются до­рожки 1, 2, 3, 4; _/йри стереофонической 1, 2 затем 3, 4. Такая стереофоническая запись является совместимой. На двухдоро-жечном магш*тофоне ее можно воспроизвести в качестве моно-

жеч фоническо

15.9.

видеозапись

) Рис. 15.17. Расположение дорозйе^ злписн на магнитной ленте

/^Отличительная особенность записи телевизионных сигналов по сравнению с звукозаписш& — необходимость широкой полосы частот. При магнитной/записи звука достаточна полоса частот 30... 15 000 Гц, для видеозаписи 50...6 • 10⁶ Гц.

При прямой записи (в-~е& *ад^ -магнитофоне бвз-еиваиалмго-ро—йреобраэовашпг—сигнала -изображения, см. рие. 15.5) воз­никает ряд осложнений. Для записичверхних частот телевизион­ного сигнала иуза щелевого эффекта ичдругих источников волно­вых потерь скорость движения ленты должна быть выбрана не ниже i> —30/..40 м/с. Такую большую\корость реализовать трудно из-зд сложности изготовления ЛПМ\а также из-за не­достаточно^ прочности магнитной ленты. 'KpoVe того, при боль-

\ 407

Система аналоговой записи и воспроизведения звука

Около 90 % вещательных программ звукового и телевизионного вещания передается в записи. Запись программ вещания позволя­ет повторно воспроизводить наиболее интересные и важные собы­тия, осуществлять междугородный и международный обмен прог­раммами без загрузки каналов связи. Звукозапись и видеозапись на многие годы позволяют сохранить выступления выдающихся политических деятелей, лучшие образцы исполнительского мастерства.

Организация передач центрального радио и телевизионного вещания в отдаленные районы страны из-за большой разницы во времени невозможна без предварительной записи программ, учи­тывающих эти временные сдвиги.

Для записи звука и изображения нашли применение фотографи­ческий (оптический), механический и магнитный способы записи.

Фотографическая запись сигналов звука (или фотография при фиксации изображений) заключается в образовании в светочув­ствительном слое кинопленки фотографического изображения. При записи звука на светочувствительный слои воздействует све­товой луч, модулируемый по интенсивности пли ширине сигнала­ми звука. После сложной фотохимической обработки образуется дорожка переменной оптической плотности или ширины.

К недостаткам фотографии следует отнести необходимость сложной фотохимической обработки и невозможность повторного использования носителя для получения новой записи. Механическая запись или грамзапись позволяет обеспечить высококачественную передачу звука. Носители записи — грампла­стинки— тиражируются промышленным способом и используются в основном для воспроизведения звука в домашних условиях.

Недостатком механического способа записи применительно к веща­нию является трудоемкость операций, снижающих оперативность записи; невозможность повторного использования носителя для записи, а также монтажа программу

Наибольшее распространение в вещании получила магнитная запись, что обусловлено ее преимуществами:

1) Высоким качеством записи, не ухудшающимся при много­кратном использовании фонограммы.

2) Технологичностью, Осуществить магнитную запись просто, воспроизвести можно сразу же после записи, без обработки маг­нитной ленты. По сравнению с фотографической записью, где ки­нопленка должна пройти' фотохимическую обработку, оператив­ность магнитной записи значительно выше.

3) Число повторных использований магнитной ленты ограни­чивается только физическим износом магнитной ленты и не зависит от числа перемагничиваний.

4) Магнитную ленту можно монтировать, разрезая ее и склеи­вая в нужной последовательности?!! } вещании этим широко поль­зуются для соединения в единое целое лучших вариантов записи, для удаления дефекта или помехи.

5) Программа, записанная на магнитной ленте, легко может быть размножена с помощью копирования или перезаписи.

6) Магнитная лента с записью может долго храниться. При правильном хранении качество записи не ухудшается в течение

десятков лет.

Как видно из перечисленного, преимущества магнитной записи очень существенны. К ее недостаткам следует отнести то, что она невидима. Это затрудняет монтаж фонограмм и особенно видео­грамм. Для монтажа последних требуется специальная аппарату­ра. Магнитная лента непрочна, легко растягивается и рвется.

Механическая запись

Этот метод записи заключается в том, что записываемый аку­стический сигнал воздействует на резец рекордера, производящий механические колебания, вырезающий на поверхности вращающе­гося носителя записи (имеет форму диска) канавку, конфигурация которой отображает записанный сигнал.

Рекордеры являются электромеханическими преобразователя­ми. К ним от микрофона после усиления подводят электрические сигналы звуковой частоты. При записи плоский диск, покрытый слоем лака, вращается с постоянной скоростью, рекордер с по­мощью червячной передачи перемещается вдоль радиуса диска от края к центру. При отсутствии сигнала резец рекордера не ко­леблется и вырезает на поверхности диска спиральную канавку без извилин — немую канавку. Такая канавка образуется в пау­зах, ею начинается и заканчивается любая звукозапись. В поперечном разрезе канавки характеризуются следующими параметрами; шириной а, глубиной г, радиусом за­кругления у. Расстояние между углублениями двух канавок — шаг записи. При подаче сигнала на рекордер резец начинает ко­лебаться и вырезать извилистую канавку (модулированную). Кон­фигурация модулированной канавки определяется направлением колебаний резца рекордера.

При воспроизведении грампластинка вращается с той же частотой, что и диск при записи. Игла звукоснимателя движется по канавке.

Длительность программы в минутах, которая может быть записана на одной стороне грампластинки

где l — длина поля записи по радиусу пластинки, см; n —частота вращения диска, об/мин.

Для увеличения длительности записи необходимо увеличивать диаметр грампластинки и плотность записи и уменьшать частоту вращения диска. У ранее выпускаемых грампластинок, рассчитан­ных на частоту вращения 78