1.5. Аппаратура для магнитной записи и воспроизведения звука

К аппаратуре для магнитной записи и воспроизведения звука относятся разные виды магнитофона.

Собственно магнитофон состоит из панели, усилителя сигна­лов звуковой частоты и акустических систем. Структурная схема магнитофона показана на рис. 1.9. Усилители сигналов звуковой частоты и акустические системы были описаны в предыдущих разделах, поэтому здесь рассматривается только устройство маг­нитофонной панели.

1.5.1. Устройство магнитофонной панели

Магнитофонная панель — это самостоятельный узел, который может целиком входить в состав магнитофонной приставки (деки), магнитолы, магниторадиолы или музыкального центра. Магнито­фонная панель включает лентопротяжный механизм, магнитные головки, корректирующие усилители, индикатор уровня записи и генератор высокой частоты.

Лентопротяжный механизм (ЛПМ) обеспечивает стабильное движение ленты во время записи и воспроизведения звука, а так­же ее ускоренную перемотку. В бытовых магнитофонах обычно применяют две системы ЛПМ, различающиеся способом зарядки ленты: катушечную и кассетную.

12 3 4

1 — микрофон; 2 — усилитель записи; 3 — усилитель воспроизведения; 4 — акустическая система; 5 — подающий узел; 6 — генератор высокой частоты; 7 — стирающая головка; 8 — записывающая головка; 9 — воспроизводящая головка; 10 — прижимной ролик; 11 — тонвал; 12 — приемный узел

Качество ЛПМ зависит главным образом от типа используемых электродвигателей и их числа. В магнитофонах с питанием от сети переменного тока применяют один, два или три однофазных асин­хронных электродвигателя. Основной двигатель обеспечивает ра­бочую скорость движения ленты в режиме запись — воспроизве­дение. Этот двигатель сам или через ременную передачу вращает ведущий вал магнитофона — тонвал. Лента прижимается к валу резиновым роликом и равномерно перематывается с одной боби­ны на другую. Второй и третий боковые двигатели подкручивают бобины соответственно влево и вправо, создавая необходимое натяжение ленты перед магнитной головкой. Боковые двигатели обеспечивают также ускоренную перемотку влево и вправо. У мно­гих современных кассетных магнитофонов второй двигатель ис­пользуется для ускоренной перемотки ленты влево и вправо, а третий — для плавного выдвижения кассетоприемника. Трехмо­торные ЛПМ наиболее надежны и устойчивы, поэтому использу­ются в высококачественных кассетных магнитофонах.

В одномоторных ЛПМ один двигатель с помощью дополни­тельных шкивов, муфт, пассиков и роликов выполняет все опера­ции, связанные с перемещением ленты. Наличие значительного числа кинематических цепочек влечет за собой искажения звука, называемые детонацией. Достоинством одномоторных механизмов является их невысокая стоимость, что предопределяет их исполь­зование в недорогих настольных и особенно носимых магнитофо­нах и магнитолах.

В высококачественных магнитофонах используют сверхтихоход­ные синхронные серводвигатели с электронным управлением ча­стотой вращения ротора. Шкивы и пассики в таких механизмах отсутствуют. Тонвал, который протягивает ленту, является про­должением оси двигателя, поэтому детонация звука несущественна.

Магнитные головки представляют собой кольцеобразные сер­дечники с обмоткой из медного провода. Наибольшее распрост­ранение получили сердечники кольцевого типа (формы тороида). Для их изготовления используются материалы с высокой магнит­ной проницаемостью — пермаллой (железоникелевый сплав); сен- даст (альсифер); феррит (сплав оксидов железа с никелем, цин­ком, марганцем) и др. Особо ценными являются сендастовые го­ловки, обработанные лазером. Они отличаются высокой устойчи­востью к истиранию. Реальный ресурс таких головок 5... 8 тыс. ч.

Важной особенностью головок является наличие тончайшего (около 5 мкм) зазора в сердечнике, заполненного немагнитным материалом (бронза, слюда, стекло, титан). Именно этот немаг­нитный рабочий зазор играет принципиально важную роль при записи и воспроизведении электрического сигнала: чем он тонь­ше, тем выше качество записи. На рис. 1.10 показан процесс вос­произведения головкой магнитной записи на ленте

.2

1

В зависимости от выполняе­мых функций магнитные голов­ки подразделяются на записы­вающие, воспроизводящие и стирающие.

Записывающая головка 8 (см. рис. 1.9) предназначена для пре­образования электрических ко­лебаний в переменное магнит­ное поле и фиксации его на маг­нитной ленте. Магнитная лента равномерно движется мимо го­ловки, плотно прилегая к сер­дечнику именно в области ра-Рис. 1.10. Процесс воспроизведения бочего зазора 1 (см. рис. 1.10). головкой магнитной записи на ленте: Электрические колебания от 1 — рабочий зазор; 2 — рабочий слой микрофона (телевизора, элект-

рогитары) проходят по катуш­ке и возбуждают в ее сердечнике

переменное магнитное поле. Поле всегда стремится пройти путь от одного полюса к другому по линии наименьшего сопротивления.

Рабочий зазор в сердечнике представляет собой для поля боль­шое сопротивление, поэтому огибает зазор, пересекая прилега­ющий к нему участок ферромагнитной ленты. В результате на лен­те остается магнитный след — мгновенное значение напряженно­сти сигнала. Лента движется, и на ней постепенно пишется весь сигнал.

Следует отметить, что намагниченность ленты не пропорцио­нальна силе магнитного поля записывающей головки. При малой напряженности магнитного поля намагниченность близка к нулю, что приводит к существенным нелинейным искажениям записы­ваемого сигнала. Для устранения этого недостатка на записыва­ющую головку вместе с записываемым сигналом подается ток под- магничивания частотой 120... 150 кГц от генератора высокой час­тоты. Для каждого типа ленты уровень подмагничивания различ­ный и он устанавливается отдельной ручкой — переключателем типа ленты.

Воспроизводящая головка 9 (см. рис. 1.9) предназначена для преобразования остаточного магнитного поля, имеющегося на маг­нитной ленте, в электрические колебания. Источником магнит­ного поля при этом служат намагниченные участки ленты с запи­сью. Они проходят мимо зазора, создавая в сердечнике слабые биения магнитного поля, которое наводит в катушке переменный электрический ток.

магнитной ленты

Усилитель доводит напряжение этого тока до необходимого уровня и направляет его на громкоговоритель

.

В бытовых магнитофонах функции записи и воспроизведения сигнала чаще всего выполняет одна и та же магнитная головка, получившая название универсальной.

Недостатком магнитофонов с универсальной головкой являет­ся невозможность одновременной записи и воспроизведения зву­ка. В результате исключается возможность акустического контроля качества записи. В профессиональных и высококачественных бы­товых магнитофонах применяют раздельные магнитные головки для записи и воспроизведения. Записанный сигнал сразу же про­слушивается через головку воспроизведения. Такие магнитофоны имеют так называемый сквозной звуковой тракт.

Стирающая головка 7 (см. рис. 1.9) осуществляет размагничи­вание ленты. Полное размагничивание фонограммы достигается током высокой частоты (80...90 кГц), который вырабатывает ге­нератор высокой частоты (ВЧ). Если ленту с записанной фоно­граммой не размагнитить, то на старую фонограмму можно нало­жить новое звуковое сопровождение, что часто используется на практике. Другими словами, если в магнитофоне предусмотрено отключение стирающей головки, то можно осуществлять наложе­ние записи на запись.

В стереофонических магнитофонах, где запись, воспроизведе­ние и стирание производят одновременно на двух дорожках, при­меняют блоки магнитных головок. Они состоят из двух одинако­вых головок, расположенных в одном корпусе на небольшом рас­стоянии друг от друга.

Корректирующие усилители записи и воспроизведения пред­ставляют собой усилители звуковой частоты, которые кроме уси­ления выполняют значительную частотную коррекцию поступаю­щего сигнала, главным образом снижают степень усиления сиг­нала особенно на высоких частотах, несущих большую долю шу­мов.

Из всех источников звука, которые могут быть поданы на вход магнитофона для записи, микрофон развивает минимальное на­пряжение 0,5... 0,8 мВ. Напряжение других источников колеблется в пределах 10... 300 мВ. Чтобы сигналы привести к одному напря­жению, на входе усилителя записи устанавливают аттенюатор (де­литель напряжения). В магнитофонах для снижения себестоимости используют универсальный усилитель, который попеременно вы­полняет функции усилителя записи или усилителя воспроизве­дения.

Индикатор уровня записи служит для контроля уровня записы­ваемого сигнала. Он может быть в виде спаренного стрелочного микроамперметра или люминесцентного дисплея. Люминесцент­ные индикаторы более наглядны, чем стрелочные: ими особенно удобно пользоваться в темноте. Они позволяют более точно согла­совывать запись по обоим каналам стереофонического тракта.

Генератор высокой частоты предназначен для размагничива­ния ленты (стирания ранее записанной фонограммы) и подмаг- ничивания ее во время записи.

Питание магнитофона может осуществляться как от сети пере­менного тока, так и от гальванических элементов. В первом случае блоком питания служит выпрямитель со сглаживающим фильт­ром и стабилизатором напряжения. У батарейных магнитофонов имеется встроенный выпрямитель или выпрямитель, оформлен­ный в виде отдельного блока — сетевой адаптер.