Поиск по сайту:



Проверить аттестат

Мы принимаем Яндекс.Деньги

Смотри также:

ПРОВЕРКА И ИЗМЕРЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ МАГНИТОФОНА - Практика.

Практическая работа №3. Организация сертификации продукции и услуг в РФ - Практика.

Проверка исправности моточных изделий - Практика.

Аттестационная работа по спортивной медицине - Практика.

Все новинки...

Практика «Основы магнитной записи и воспроизведения звука»

Где сдавалась работаБЭМТ
Файл: 4 КБ
Поделиться:

Основы магнитной записи и воспроизведения звука

Как происходит магнитная запись и воспроизведение звука?

В бытовых магнитофонах используется способ продольной записи, при котором направление записи совпадает с направлением движения носителя записи. При магнитной записи длина волны зависит от скорости движения носителя записи. Связь между длиной волны записи , частотой сигналограммы f и поступательной скоростью носителя записи V выражается отношением , = V/f. Если в этой формуле скорость носителя записи выразить в микрометрах в секунду, частоту записи в герцах, то длина волны записи будет выражена в микрометрах.
Теперь в самых общих чертах представим процесс магнитной записи, основанный на способности некоторых материалов намагничиваться, проходя через внешнее магнитное поле, и сохранять свое намагниченное состояние, называемое остаточным намагничиванием, после выхода из этого поля.
Процесс записи звука представляет собой фиксацию его в форме некоторого следа на носителе записи. Этот след называется дорожкой записи, а носитель записи, на котором уже образовалась дорожка записи звука,- фонограммой. При магнитной записи звука изменяется остаточное намагничивание носителя записи, соответствующее уровню записываемых звуковых колебаний.
В магнитофоне - устройстве, предназначенном для магнитной записи и воспроизведения звука, записываемые звуковые колебания, преобразованные в электрический ток звуковой частоты, усиливаются усилителем записи (УЗ) и поступают в специальное устройство, называемое магнитной головкой записи (ГЗ). В сердечнике и около рабочего зазора ГЗ возникает магнитное поле, пропорциональное току, протекающему через обмотку головки. Напряженность и направление магнитного поля при записи изменяются в такт со звуковыми колебаниями. Поэтому различные участки носителя записимагнитной ленты, равномерно движущейся перед рабочим зазором ГЗ, будут намагничиваться поразному.
При воспроизведении фонограмма с той же скоростью носителя записи перемещается перед рабочим зазором другой головки, называемой магнитной головкой воспроизведения (ГВ). Так как на разных участках фонограммы остаточная намагниченность имеет различное значение, около рабочего зазора ГВ образуется переменное магнитное поле, которое изменяет магнитный поток в сердечнике ГВ. В результате в обмотке ГВ индуцируется электродвижущая сила (э.д.с.), соответствующая изменениям магнитного потока. Это э.д.с. после усиления теперь уже усилителем воспроизведения (УВ) и усилителем мощности (УМ) подводится к громкоговорителю и преобразуется им в звук, являющийся копией записанного.

Как происходит стирание фонограммы?

Когда производится новая запись, старую фонограмму нужно стереть. Для этого по ходу носителя записи перед ГЗ помещают еще одну головку- магнитную головку стирания (ГС). Она питается током ультразвуковой частоты от специального высокочастотного генератора. Около рабочего зазора ГС образуется сильное магнитное поле высокой частоты, спадающее до нуля при удалении от рабочего зазора по ходу движения ленты, которое сначала намагничивает её рабочий слой до насыщения, а затем размагничивает его.

Почему ток высокочастотного подмагничивания улучшает качество записи?

Когда около рабочего зазора ГЗ движется предварительно размагниченная лента и по обмотке ГЗ протекает только ток звуковой частоты ( ток записи), зависимость намагниченности рабочего слоя от напряженности магнитного поля около рабочего зазора магнитной головки имеет нелинейный характер. На рис. 1 (кривая I) показана получаемая в таких случаях зависимость между остаточной намагниченностью рабочего слоя Jr от действующего на него напряженности магнитного поля Н. Результат записи подводимого к обмотке ГЗ синусоидального сигнала проиллюстрирован на рис. 1 эпюрой остаточной намагниченности Jr, имеющей искажения.
Когда же по обмотке ГЗ протекают одновременно синусоидальные токи записываемого сигнала и высокочастотного подмагничивания и ток подмагничивания имеет надлежащие значение, характеристика остаточной намагниченности рабочего слоя приобретает вид кривой II. При этом характеристика намагничивания имеет практически прямолинейный участок, используемый при записи звука, с крутизной, значительно превышающий крутизну соответствующего начального участка кривой намагниченности рабочего слоя при отсутствии тока подмагничивания. В результате не только уменьшаются искажения записываемого сигнала, но и увеличивается отдача магнитной фонограммы (э.д.с. ГВ). Следовательно, при записи звука с высокочастотным подмагничиванием запись низкочастотных колебаний осуществляется на прямолинейном участке динамической характеристики, полученной в результате воздействия высокочастотного подмагничивания на ферромагнитный материал рабочего слоя; сами же высокочастотные колебания при существующих скоростях движения магнитной ленты практически не регистрируются.

Обязательно ли колебания тока подмагничивания должны быть синусоидальными?

Нет, не обязательно. Вырабатываемые высокочастотным генератором колебания могут, например, иметь форму треугольных и прямоугольных импульсов, но обязательно должны быть симметричными, ибо асимметрия высокочастотного тока подмагничивания всего в 1 % вызывает увеличение шума фонограммы примерно на 4 дБ. Поскольку асимметрия формы сигнала создается только четными гармониками основного колебания, всегда надо стремиться к построению высокочастотного генератора по двухтактной схеме и принять меры к симметрии катушки генератора.
Как в кассетных стереофонических магнитофонах обеспечивается совместимость с монофоническими фонограммами?
В стереофонических кассетных магнитофонах совместимость с монофоническими фонограммами обеспечивается за счет синфазности стереофонических каналов магнитофона от магнитной головки до громкоговорителя. Тогда для принятого расположения дорожек записи (рис.2), где дорожка монофонической записи перекрывает обе стереофонические дорожки, записанные в одном направлении монофонические фонограммы возможно прослушивать на стереофоническом магнитофоне, а стереофонические - но монофоническом, конечно, и в том и в другом случае только в монофоническом воспроизведении.

От чего зависит время звучания кассетного магнитофона?

При использовании магнитофонной кассеты, габаритные размеры которой ограничены и регламентируются стандартом, время звучания магнитофона зависит от количества ленты в кассете. В свою очередь, количество ленты зависит от её толщины. В настоящее время получили распространение кассеты с общим временем звучания 60, 90 и 120 минут, в которых используется магнитная лента толщиной соответственно 18, 12 и 9 мкм.
Можно ли ленту с рабочим слоем из двуокиси хрома использовать в магнитофонах, рассчитанных на работу с лентой, рабочий слой которой из гаммаокисла 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 рабочим слоем из гаммаокисла железа. Чтобы магнитофон мог работать с лентами, рабочие слои которых выполнены из разных магнитных порошков, в схему вводят 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 токи подмагничивания и стирания, что не позволяет использовать все положительные свойства хромдиоксидной ленты. В магнитофонах, не имеющих такого переключателя, пользоваться хромоксидной лентой нецелесообразно.

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

Да, влияет. Чтобы объяснить это, надо вспомнить, что длина волны записи 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 воспроизведение зависит от длины волны записанных колебаний и уменьшается по мере приближения длины волны 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 9,53см/с, в котором установлена ГВ с геометрической шириной рабочего зазора 3мкм. Так как эффективная ширина рабочего зазора l обычно на 20-25% больше геометрической ширины, то l=3*1,25=3,75мкм. Заменяя длину волны записи удвоенной эффективности шириной рабочего зазора, определим верхнюю частоту рабочего диапазона f=V / 2l =95 300 / 7,5 =12 707Гц. Такой примерно верхний предел рабочего диапазона частот (12 500Гц) установлен нормативными документами. При тех же условиях на скорости 19,05 см/с возможна запись и воспроизведение частот до 25 400Гц, а на скорости 4,76см/с - до 6347Гц. Надо учитывать и то обстоятельство, что по мере улучшения качественных показателей лент и магнитных головок рабочий диапазон записываемых и воспроизводимых частот непрерывно расширяется.

Что должен показывать индикатор уровня сигнала?

В бытовой аппаратуре магнитной записи звука с помощью встроенного 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 и 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 350 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 ГОСТу 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, называемым 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 значение сигнала.

Что означает выражение "взвешенное напряжение шумов"?

Взвешенным напряжением шумов называют эффективное значение выходного напряжения, измеренного на линейном выходе магнитофона при отсутствии полезного сигнала с фильтром субъективного восприятия ( кривая А, рекомендуемая МЭК ). Взвешиваюший фильтр с АЧХ вида А имеет минимальное ослабление ( 0 дБ ) на частоте 1000 Гц; на частоте 20 Гц ослабление достигает - 50,5 дБ, а на частоте 20 000 Гц - 9,3 дБ.

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 общи динамический диапазон, отображаемый шкалой индикатора, составляет около 43-46дБ.
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 электроннооптический 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 гаммаокисла 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).

Что означает относительный уровень паразитных сигналов?

За относительный уровень паразитных сигналов при воспроизведении принимается отношение паразитного сигнала в режиме "паузы" к сигналу, соответствующему 3% гармонических искажений. Эффективное напряжение помех и паразитных сигналов измеряется на линейном выходе магнитофона при отсутствии полезного сигнала с использованием взвешивающего фильтра, обладающего АЧХ с кривой типа А или С. Фильтр с АЧХ вида С на частотах 22-22 600 Гц не имеет затухания, на частотах 8 и
64 000 Гц затухания составляют -40 дБ и на частотах 4 и 120 000 Гц - 60 дБ.