Ленты с металлическим магнитным порошком

Дальнейшее развитие лент для компакт-кассет связано с применением металлических магнитных порошков. Такие ленты иногда условно называют лентами с порошком чистого металла (Metal), желая подчеркнуть отличие от лент с оксидными магнитными порошками.

Ленты с металлическими порошками имеют коэрцитивную силу 1000 Э и максимальную остаточную индукцию 3000 Гс и дают выигрыш в максимальном рабочем уровне на высоких частотах на 7 - 10 дБ по сравнению с лентами с диоксидом хрома.

Высокое значение коэрцитивной силы требует большой напряженности поля ВЧП. Поэтому ток оптимального ВЧП для лент с мeталлическим порошком приблизительно на 6 дБ выше, чем для лент с диоксидом хрома, т.е. генератор высокой частоты магнитофона должен обладать большой мощностью. По этой же причине в магнитофонах, работающих с металлопорошковыми лентами, вместо ферритовых магнитных головок применяют головки из материала с более высокой индукцией насыщения, чем у ферритов, например из сплава 10 СЮ-ВИ (сплав системы Fe-Al-Si; сендаст).

Постоянная времени коррекции АЧХ уровня записи для лент с металлическим магнитным порошком сохранена на уровне 70+3180 мкс, что обеспечивает некоторый запас усиления на высоких частотах (см. также типы магнитных лент для компакт-кассет). МАГНИТНЫЕ ПОРОШКИ
активные материалы рабочего слоя носителей магнитной записи. Основные разновидности МП приведены в таблице.

* Значения при объемной концентрации магнитного порошка в измеряемом образце 35%
**Значения при условной 100%-й объемной концентрации магнитного порошка в образце (получены путем пересчета по данным измерений при концентрации 35%}
***Частицы порошков содержат металл и оксидную поверхностную пленку

Каждая из приведенных разновидностей имеет много различных модификаций. Чтобы частицы МП при изготовлении носителей можно было располагать в определенном направлении (от этого улучшаются свойства носителя), их получают в форме иголки или пластинки (см. ориентирование). Игольчатые МП (рис. 1) применяются в носителях для продольной записи; пластинчатые МП (рис. 2) - в носителях для перпендикулярной.

Рис.1. Игольчатые частицы магнитного порошка диоксида хрома

Рис.2 Пластинчатые частицы магнитного порошка феррита бария. Внизу схематически показана форма частицы и стрелкой - направление легкого намагничивания

МАГНИТНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
(магнитных и магнитооптических носителей) - определяются из предельной кривой намагничивания носителя, показанной на рис.1 к статье магнитная запись. К основным М.x. относятся максимальная остаточная намагниченность М_R, получаемая если намагнитить носитель до насыщения (до значения M_S) и выключить напряженность намагничивающего поля Н; коэффициент прямоугольноcти предельной кривой намагничивания К_п = M_R/М_S; коэрцитивная сила Н_с - значение напряженности поля, при которой намагниченность равна нулю, т.е. когда происходит размагничивание носителя. Единицы измерения см. Приложение. МАГНИТНЫЙ НОСИТЕЛЬ
общее наименование различных разновидностей носителей магнитной записи: магнитной ленты, диска, барабана и др. (см. классификация магнитных носителей). МАГНИТНЫЙ ПОТОК КОРОТКОГО ЗАМЫКАНИЯ
магнитный поток сигналограммы, проходящий через рабочую поверхность магнитного носителя, находящуюся в контакте с сердечником головки воспроизведения. При продольной магнитной записи длинноволнового сигнала равен полному внутреннему потоку через поперечное сечение носителя. Может достигать двукратного превышения над магнитным потоком холостого хода. МАГНИТНЫЙ ПОТОК ХОЛОСТОГО ХОДА
магнитный поток сигналограммы, проходящий через рабочую поверхность магнитного носителя, находящегося в свободном пространстве, т.е. когда в окружающем пространстве отсутствуют намагничиваемые среды. МАГНИТОФОН
(от магнит и греч. phone - звук) - аппарат для магнитной записи и воспроизведения звука. Первый аппарат " для магнитной записи речевых сообщений, передаваемых по телефону", создай в 1898г. датским инженером Вальдемаром Поульсеном и получил наименование телеграфона. Магнитная запись в телеграфоне производилась на стальную проволоку диаметром 0.5 - 1 мм без применения электронных усилителей, которых техника того времени не знала. Аппарат под наименованием М. сконструирован германской фирмой AEG В 1934г. В нем применялась порошковая магнитная лента (т.е. принципиально такая же, как и применяемая в настоящее время); магнитные головки кольцевого типа и электронные усилители записи и воспроизведения звука. С этого времени началось, хотя сначала и медленно, непрерывное развитие аппаратуры магнитной записи.

В настоящее время М. является одним из наиболее массовых бытовых аппаратов, например только кассетных М. во всем мире выпущено к 1994г. около 1 млрд. штук. Почти все современные М. работают с ленточным носителем, главным образом с лентой шириной 3, 81 мм и 6, 35 мм. На теле-, радио- и киностудиях для многоканальной стереофонической записи звука и выполнения работ в монтажно-панировочном периоде применяют также М. с лентой шириной 12, 7, 25, 4 и 50, 8 мм. Выпускаемые в настоящее время М. можно подразделить на профессиональные и любительские (бытовые); для аналоговой (прямой) и цифровой записи звука; катушечные и кассетные; стационарные и переносные, в т.ч. карманные; одно-, двух- и многоканальные; двух-, трех- и многоголовочные с неподвижными и вращающимися магнитными головками; одно-, двух- и трехмоторные с копланарным (т.е. в одной плоскости) или с соосным расположением рулонов ленты; для узкой и для широкой ленты и т.д.

Рий.1. Блок-схема магнитофона для аналоговой записи звука: ГС, ГЗ и ГВ - соответственно магнитная головка стирания, записи и воспроизведения, ГТС - генератор тока стирания, УЗ - усилитель записи, УВ - усилитель воспроизведения, М - микрофон, Гр - громкоговоритель

На рис.1 приведена блок-схема трехголовочного М. для аналоговой записи звука. Основные узлы М. - лентопротяжный механизм, магнитные головки, усилители записи и воспроизведении звука, генератор тока стирания информации. Магнитная лента, прижатая обрезиненным прижимным роликом к ведущему валу, протягивается с постоянной скоростью мимо магнитных головок, разматываясь с подающего узла и наматываясь на принимающий узел. Принятые скорости движения ленты: 38, 1; 19, 05; 9, 53 см/с (для профессиональной записи звука); 9, 53; 4, 76 (для любительской записи звука); 2, 38 и 1, 2 см/с (в портативных магнитофонах с микро и пикокассетами). С увеличением скорости увеличивается длина волны записи, соответствующая сигналу данной частоты, что улучшает запись высоких частот. Современный аналоговый М. при скорости 4, 76 си/с может записывать и ВОСПРОИЗВОДИТЬ, диапазон звуковых частот от 40 Гц до 20 кГц. Более высокие скорости применяются для передачи такого же диапазона частот с лучшим отношением сигнал/шум и меньшим коэффициентом нелинейных искажений.

В М., показанном на рис.1, записываемый звуковой электрический сигнал, например с микрофона, усиливается усилителем записи и подается в головку записи. Для снижения нелинейных искажений в аналоговых магнитофонах применяют запись с высокочастотным подмагничиванием (ВЧП). Генератор тока стирания во многих случаях является и источником тока ВЧП для головки записи. Запись можно немедленно прослушать, используя канал воспроизведения.

Рис.2. Цифровой магнитофон Nagra-D

Наиболее высокие характеристики звукопередачи обеспечивают М. для цифровой записи звука. Приведенный на рис.2 цифровой профессиональный М. швейцарской фирмы Nagra предназначен для работы во всех сферах профессиональной звукозаписи: репортажи, телевидение, радиовещание, кино. Запись и воспроизведение осуществляются вращающимися магнитными головками, подобно тому, как это происходит при магнитной видеозаписи (см. наклоннострочная запись). М. Nagra-D обладает следующими характеристиками:

МАКСИМАЛЬНАЯ ОСТАТОЧНАЯ ИНДУКЦИЯ
одна из магнитных характеристик носителей магнитной записи, а также магнитооптических носителей. В системе единиц СГС равна максимальной остаточной намагниченности, умноженной на 4p (см. приложение). Второе определение МОИ - максимально достижимый магнитный поток через единицу площади внутри магнитного носителя, обнаруживаемый после выключения намагничивающего поля. Например, МОИ магнитной ленты может быть найдена как максимальный остаточный магнитный поток продольно намагниченной ленты, проходящий через единицу площади поперечного сечения ее рабочего слоя. Измерение МОИ в данном случае проводят в поперечном сечении, расположенном в середине достаточно длинного (не менее нескольких см) отрезка ленты, чтобы исключить влияние на точность измерения размагничивающего магнитного поля, обусловленного магнитными полюсами на концах отрезка.

Величина МОИ зависит от природы активного материала рабочего слоя, а также от технологии получения этого материала и рабочего слоя и определяет те же рабочие характеристики магнитных носителей, что и максимальная остаточная намагниченность. МАКСИМАЛЬНАЯ ОСТАТОЧНАЯ НАМАГНИЧЕННОСТЬ
одна из магнитных характеристик носителей магнитной записи, а также магнитооптических носителей. Если магнитный носитель намагнитить до насыщения в каком-либо направлении, а затем выключить намагничивающее поле, то самопроизвольная намагниченность отдельных доменов носителя сохранит направление, близкое к направлению намагничивавшего поля, обуславливая этим определенный остаточный магнитный момент носителя. МОН представляет собой максимальный остаточный магнитный момент в данном направлении, создаваемый единицей объема намагниченного носителя (см. рис.1 к ст. магнитная запись, приложение).

Величина МОН магнитных носителей зависит от природы активного материала рабочего слоя, например магнитного порошка, а также от технологии получения этого материала и рабочего слоя. Значение МОН влияет на рабочие характеристики магнитных носителей, например максимальный рабочий уровень и отношение сигнал/шум магнитных лент. МЕХАНИЧЕСКАЯ ЗАПИСЬ ЗВУКА
способ записи звука путем механического воздействия на носитель - прорезание на нем канавки, форма которой соответствует форме записываемых звуковых колебаний. МЗЗ - исторически наиболее ранний способ звукозаписи. Впервые осуществлен Т. А. Эдисоном в 1887г. на аппарате, названном им фонографом. В фонографе Эдисона носителем информации служил валик, покрытый слоем воска. В настоящее время МЗЗ осуществляют на пластмассовом диске. В процессе записи диск вращается, а резец, связанный с электромеханическим преобразователем и каналом записи, медленно перемещается по радиусу диска, прорезая на нем канавку в виде спирали. Обычно записываемый на диск сигнал поступает с фонограммы на магнитной ленте.

После записи диск гальванопластическим путем покрывают слоем никеля и наращивают этот слой медью. Отделив пластмассовый диск от никелево-медного покрытия, получают первый оригинал записи. Аналогично получают вторые оригиналы, с которых изготовляют никелевые матрицы. Последние служат для прессования граммофонных пластинок - перенесения записи с матрицы на пластмассовую заготовку грампластинки.

Стереофоническую запись по двум каналам на грампластинках получают аналогично, лишь используется более сложная система управления резцом: сигнал каждого из 2 стереофонических каналов записывается резцом на одной из 2 сторон канавки.

Оригиналы записи и грампластинки изготовляют на специализированных предприятиях, а потребитель получает готовую грампластинку с нестираемой записью, которую можно только воспроизводить.

В процессе воспроизведения МЗЗ граммофонная игла движется по канавке и передает колебания формы канавки мембране, излучающей звук через рупор, или звукоснимателю электропроигрывателя. МИКРОШЕРОХОВАТОСТЬ
характеристика качества рабочей поверхности носителя записи, а также поверхности подложки (основы) носителя записи. Обычно требуется минимальная М. Измеряют М. специальным и приборами - профилографами-профилометрами по профилограмме поверхности. Критерием М. служит параметр R_a - среднеарифметическая М., представляющая степень отклонения неровностей от средней линии. Значения R_a рабочей поверхности современных магнитных лент для аудио- и видеозаписи лежат в пределах от 0, 05 мкм до 0, 005 мкм. МИНИ-ДИСК (МД)
наименование разновидности реверсивного магнитооптического диска и распространенной системы цифровой лазерной записи звука, основанной на применении МД (не следует путать с гибким магнитным диском диаметром 130 мм для персональных компьютеров, также называемым мини-диск). МД - первый стираемый лазерный диск для бытовой звукозаписывающей аппаратуры; представляет собой магнитооптический дисковый носитель диаметром 63 мм, заключенный в пыленепроницаемую пластмассовую кассету прямоугольной формы размером 68x72x5 мм. Дисковый носитель имеет толщину 1, 2 мм и центральное приводное отверстие диаметром 11 мм, а кассета снабжена окном с отодвигаемой шторкой для доступа к носителю лазерного луча и магнитной головки.

МД в отличие от компакт-диска позволяет пользователю не только воспроизводить записанный на нем звук, но и самому записывать его, повторяя не менее 1 млн. раз циклы запись - воспроизведение-стирание. При этом стирание информации как самостоятельная операция выполняется только если надо оставить на МД чистое место. Если же требуется записать новую информацию на месте старой, то старая запись стирается под воздействием новой.

В процессе записи лазерная головка расположена под МД, а магнитная головка контактирует с ним с верхней стороны, осуществляя модуляцию магнитного поля в соответствии с записываемым сигналом. Запись начинается на внутренней дорожке диаметром 32 мм и происходит по спирали с постоянной линейной скоростью. Шаг дорожек записи 1, 6 мкм. Ниже приведены данные двух типов МД.

В процессе воспроизведения записи магнитная головка не применяется, а с МД взаимодействует только луч расположенной под ним лазерной головки, который модулируется записанным сигналом.

Кроме звуковой информации на МД фиксируется адрес каждого музыкального произведения, что обеспечивает быстрый произвольный доступ к нему. Многие МД проигрыватели снабжены статической противоударной памятью на полупроводниковых приборах, которая представляет собой " резервуар музыки" (линию задержки). Он включается в случае сбоя лазерной головки с дорожки записи при воспроизведении в трудных условиях (толчки по время движения автомобиля или пользователя вместе с аппаратом). Резервуар обеспечивает звучание длительностью до 10 с - время, необходимое для автоматической корректировки и восстановления правильного положения лазерной головки. МИСТРЕКИНГА
(от англ, mis - приставка, означающая " неправильно", " ложно", и track - путь, колея) - нарушение воспроизведения видеозаписи, обусловленное несовпадением траектории движения видео-голопок с дорожками. Все современные видеомагнитофоны имеют систему автотрекинга, предотвращающую это нарушение. МОДУЛЬ ЮНГА
модуль упругости; физико-механическая характеристика носителей записи и материалов корпусов кассет. У магнитных лент М.Ю. должен быть большим, что повышает способность ленты противостоять короблению и механическим повреждениям. М.Ю магнитной ленты определяют при ее растяжении по максимальному наклону кривой, связывающей относительное остаточное удлинение ленты с приложенным к ней механическим напряжением, при относительном удлинении до 1% (см. динамометрические характеристики магнитных лент). Он может быть найден также по выражению

М.Ю. = 100 · L_I [кг/мм²],

где L_I - напряжение [кг/мм²] при относительном остаточном удлинении ленты 1%. Это значение М.Ю. прямо пропорционально жесткости ленты. У полиэтилентерефталатной основы магнитных видеолент М.Ю. составляет около 400 кг/мм² ~ 4000 Мега Паскалей (МПа).

МОДУЛЯЦИОННЫЙ ШУМ
шум носителя информации с записанным сигналом. Обусловлен неоднородностью внутренней и поверхностной структуры носителя, а также неравномерностью скорости его движения. МШ носителя магнитной записи представляет собой одну из форм шума намагниченного носителя. Величина МШ выше шума размагниченного носители. МШ не накладывается на полезный сигнал, а модулирует его, вызывая паразитную амплитудную модуляцию (ПАМ) полезного сигнала. На этом основан один из способов оценки МШ. Известно, что если некоторую несущую частоту f₀ модулировать частотой f₁, то в получающемся спектре присутствуют суммарная и разностная частоты: f₀ + f₁, и f₀ - f₁. Если модулирующее колебание содержит не одну частоту f₁, а еще много частот f₂, f₃ и др., то в спектре появляются соответствующие дополнительные суммарные и разностные частоты, которые образуют так называемую верхнюю (с суммарными частотами) и нижнюю (с разностными частотами) боковые полосы по отношению к несущей частоте.

Спектры модуляционного шума магнитных лент. Слева сравнивается МШ кассетной ленты для записи звука (нижняя кривая) и типовой ленты. Частота испытательного сигнала 10 кГц. Справа сравнивается МШ видеоленты формата VHS (нижняя кривая) и типовой ленты. Частота испытательного сигнала 4 МГц

При оценке МШ на носителе записывают испытательный сигнал с одной частотой f₀, а частоты f₁, f₂, f₃... рассматривают как частоты паразитных модулирующих колебаний. Если их много, то боковые полосы представляют собой практически сплошные спектры МШ. Чем выше уровень спектров, тем больше МШ. Такие спектры показаны на рисунке. Слева с типовой лентой сравнивается лента в компакт-кассете MA-XG; справа со своей типовой лентой сравнивается видеолента E-180-HD-XPRO. Обе ленты производства фирмы TDK (Япония). Из рисунка следует, что МШ ленты MA-XG на 1 - 5 дБ, а ленты HD-XPRO на 5 - 10 дБ ниже, чем у соответствующих типовых лент (см. также измерение электроакустических характеристик магнитных лент). МЭК
Международная электротехническая комиссия (International Electrotechnical Comission - IEC) - организация, разрабатывающая рекомендации в области записи и воспроизведения информации.< /subr< >

https://www.tps-katyusha.ru/all/enc_10.html