МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання лабораторних робіт з дисципліни

"Пристрої запису та відтворення інформації"

для студентів спеціальності "Радіотехніка"

усіх форм навчання

Черкаси

2009

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ЧЕРКАСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ТЕХНОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

до виконання лабораторних робіт з дисципліни

"Пристрої запису та відтворення інформації"

для студентів спеціальності "Радіотехніка"

усіх форм навчання

Затверджено

на засіданні кафедри

радіотехніки,

протокол № 9 від 14.04.2009

та Методичною радою ЧДТУ,

протокол № 8 від 28.05.2009

Черкаси

2009

Методичні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни "Пристрої запису та відтворення інформації" для студентів спеціальності "Радіотехніка" усіх форм навчання / Укл. А.В. Гончаров. – Черкаси: ЧДТУ, 2009. – с.

Укладач: Гончаров А.В., к.т.н.

Рецензент: Воробкало Т.В., к.т.н.

Подано загальні вказівки до виконання лабораторних робіт з дисципліни "Пристрої запису та відтворення інформації", наведено теоретичні відомості, порядок виконання та вимоги до оформлення лабораторних робіт. Наведено перелік контрольних питань та рекомендованої літератури, що допоможуть студенту в підготовці до захисту робіт.

Для студентів спеціальності "Радіотехніка", які навчаються за освітньо-кваліфікаційним рівнем спеціаліста та магістра.

© Черкаський державний технологічний університет, 2009

© Гончаров А.В.

ВСТУП

Сучасні радіотехнічні комплекси є вельми складними і в їх склад в багатьох випадках входять апарати, що здійснюють запис і відтворення сигналів, використовуючи при цьому різноманітні носії інформації.

При запису сигнали, що змінюються у часі перетворюються в просторові зміни фізичного стану носія інформації, внаслідок цього утворюється сигналограма. Відтворення – це процес витягання інформації з сигналограми.

Пристрої, призначені для запису та відтворення сигналів набули широкого поширення в радіомовленні, системах зв'язку і телеметрії, застосовуються в медицині, біології, при наукових дослідженнях, в системах автоматики і управління, входять до складу ЕОМ. Тому вивчення особливостей та принципів запису інформації, а також її відтворення є досить важливим та актуальним питанням.

Запропоновані методичні вказівки містять чотири лабораторні роботи з дисципліни "Пристрої запису та відтворення інформації", які сприяють розумінню принципів магнітного запису та особливостей цифрового оброблення звукової та відеоінформації, засвоєнню практичних навиків по оцифровці, кодуванню і монтажу звуку та відео.

Лабораторна робота № 1 ознайомлення з основними блоками та принципом роботи побутового аудіомагнітофона

Мета роботи: ознайомитися з основними блоками побутового аудіомагнітофона, дослідити стрічкопротяжний механізм та електричну частину пристрою. Вивчити принципи магнітного запису та відтворення звуку.

Теоретичні відомості

Магнітний запис  процес, при якому змінні в часі електричні сигнали S(t) перетворюються в просторові зміни S(х) магнітного стану носія запису, в результаті чого утворюється сигналограма.

Звукова сигналограма (фонограма, аудіограма) – звуковий (фоно, аудіо) сигнал, перетворений в електричні сигнали і записаний на магнітний носій (стрічку).

Відтворення  процес отримання інформації від магнітного носія, що містить сигналограму.

Аудіомагнітофон (магнітофон) – це пристрій, який використовується для запису та відтворення звукової інформації, що знаходиться на магнітній стрічці. Він складається з двох основних частин: електричної та механічної.

Механічна частина призначена для приведення в рух магнітної стрічки для пошуку, відтворення та запису на неї магнітної інформації.

Електрична частина призначена для перетворення, підсилення, обробки електричних сигналів.

Механічна частина включає в себе стрічкопротяжний механізм з набором керуючих ним пристроїв (кнопки керування), що забезпечують користувачу необхідні режими роботи (запис, відтворення, пошук...). Рух стрічки в стрічкопротяжному механізмі забезпечується електродвигуном.

Електрична частина виконує значно більше функцій ніж механічна і включає в себе наступні блоки:

• набір головок:

  • записуюча – перетворює електричний сигнал в магнітний з подальшим записом його на магнітну стрічку.

  • відтворююча – перетворює магнітний сигнал в електричний з подальшою передачею його через комутатор в підсилювач відтворення.

  • стираюча – призначена для стирання запису з магнітної стрічки.

• комутатор – здійснює комутацію головок з підсилювачами запису та відтворення.

• підсилювачі запису з автоматичним регулюванням рівня запису(АРРЗ) та відтворення з ланцюгами корекції – відповідно для регулювання сигналу, що подається на записуючу головку та для підсилення сигналу, що надходить з відтворюючої головки.

• генератор струму стирання-підмагнічування – призначений для регулювання струму записуючої та стираючої головок.

• пристрої обробки сигналів:

  • ланцюги корекції тембральних та частотних характеристик сигналу,

  • проміжні та кінцеві (вихідні) підсилювачі рівня сигналу,

  • шумоподавлячі.

• схему керування електродвигуном – призначена для встановлення та підтримування на заданому рівні швидкості двигуна.

• сенсори руху стрічки – призначені для контролю переміщення магнітної стрічки в стрічкопротяжному механізмі.

• магнітоелектричні пристрої (акустичні) – призначені для перетворення звукових сигналів в електричні і навпаки.

• пристрій керування – виконує функцію керування усіма іншими пристроями.

Для здійснення запису аудіомагнітофони мають канал запису, а для відтворення  канал відтворення. Канали можуть забезпечити один або декілька видів запису: прямий амплітудний, з частотною модуляцією і цифровий. В подальшому будуть розглядатись аудіомагнітофони з прямим амплітудним записом.

Канал запису (КЗ) – сукупність пристроїв, що забезпечують в процесі запису передачу інформації на магнітну стрічку.

Канал відтворення (КВ) – сукупність пристроїв, що забезпечують при відтворенні передачу записаної інформації від магнітної стрічки.

Канал наскрізний (КН) – сукупність пристроїв, що забезпечують одночасне утворення КЗ і КВ та включає підсилювач запису (ПЗ), головку запису (ГЗ), носій запису (НЗ), головку відтворення (ГВ) і підсилювач відтворення (ПВ).

Тракт наскрізний (ТН) – частина КН від входу ГЗ до виходу ГВ і включає в себе ГЗ, НЗ и ГВ.

Канал запису-відтворення (КЗВ) – сукупність пристроїв, що забезпечують почергове утворення каналу запису або відтворення та включає підсилювач універсальний (ПУ), головку універсальну (ГУ) і НЗ.

Тракт запису-відтворення (ТЗВ) – частина КЗВ від входу ГУ в режимі запису до її виходу в режимі відтворення, включає ГУ та НЗ.

В побутових аудіомагнітофонах можуть застосовуватись як роздільні ПЗ та ПВ, які сумісно включені до КН аудіомагнітофона (рисунок 1.1 – а), так і ПУ, які по-черзі використовуються або як ПЗ, або як ПВ КЗВ (рисунок1.1 – б).

Роздільні підсилювачі зазвичай застосовують в магнітофонах 1-го та вищого класів, де в першу чергу необхідно отримати високу якість запису і відтворення. В таких магнітофонах, як правило є дві магнітних головки: ГЗ і ГВ.

Рисунок 1.1 – Структурна схема каналів запису і відтворення аудіомагнітофона: а  з роздільними підсилювачами та головками; б  з універсальним підсилювачем і універсальною головкою

ПУ як правило застосовують в магнітофонах 2-го, 3-го та 4-го класів, де де вимоги вартості і ваги переважають над вимогами якості запису та відтворення. Зазвичай з ПУ використовується ГУ. Перехід ПУ з одного режиму в інший здійснюється за допомогою пристроїв комутації, при цьому перемикаються вхід і вихід ПУ, а також ланцюги їх корекції.

Амплітудно-частотна характеристика (АЧХ) аудіомагнітофона характеризує правильність передачі спектра записаного сигналу. Для неспотвореної передачі інформації аудіомагнітофон повинен мати рівномірну результуючу АЧХ в усьому робочому діапазоні частот.

При вивченні АЧХ КЗВ необхідно розглядати такі взаємопов’язані питання: принцип роботи аудіомагнітофона, норми на АЧХ КЗВ, АЧХ ідеального и реального ТЗВ, вплив конструктивних параметрів ТЗВ на його АЧХ, коректування АЧХ ТЗВ в ПЗ і ПВ для отримання результуючої рівномірної АЧХ КЗВ.