7. Влияние на волновую характеристику дефектов рабочего зазора

Проведенный выше анализ волновых характеристик тракта воспроизведения сделан в предположении, что качество исполнения воспроизводящей головки идеально. В реальных магнитных головках возможны технологические огрехи исполнения рабочих зазоров, особенно в тех случаях, когда речь идет о головках с шириной рабочего зазора в единицы или доли микрон. Рассмотрим влияние неточности изготовления рабочего зазора на характеристики головок.

1. Непараллельность граней зазора. При таком дефекте в геометрии зазора (рис. 33) коэффициент щелевых потерь уменьшается:

К

Рис. 33

роме уменьшения модуля коэффициента щелевых потерь появляется еше и фазовый сдвиг .

2. Скругление граней рабочего зазора (рис. 34). При таком дефекте зазора, наряду с изменением конфигурации поля над головкой (см. выше), наблюдается уменьшение коэффициента щелевых потерь. При этом эффект такой же, как будто зазор расширился до величины  + 0,2 .

Рис 34

Лекция 4

КАЧЕСТВЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ МАГНИТОФОНОВ

ШУМЫ КАНАЛА ЗАПИСИ – ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ

Шумы такого типа – результат действия различных возмущений, как электромагнитных, так и механических, возникающих из-за несовершенства отдельных элементов канала и неидеальности их работы.

Шумы в канале записи-воспроизведения существенно отличаются от шумов канала связи. В каналах связи шумы аддитивные, т.е. линейно складываются с полезным сигналом. В магнитной записи такой шум тоже бывает, но в основном преобладают модуляционные шумы: S_вых= S₀(1 + т).

Совершенно специфическими шумами канала записи-воспроизведения являются возникающая паразитная модуляция частоты и связанные с ней изменения временных соотношений в сигнале.

СТРУКТУРНЫЙ ШУМ

Причина возникновения структурного шума заключается в неоднородности частиц магнитного порошка и неравномерности его концентрации в рабочем слое магнитного носителя. Самый малый структурный шум – у размагниченной ленты (-55...-65 дБ относительно номинального уровня сигнала). Если размагниченную ленту подвергнуть действию поля подмагничивания, то, как показывает опыт, уровень структурного шума возрастает на 3... 10 дБ. Это шум паузы. Он ослабляется симметрированием формы тока подмагничивания, тщательным размагничиванием сердечника головки и элементов лентопротяжного механизма, с которыми соприкасается лента.

Структурный шум имеет нормальное распределение и низкочастотный энергетический спектр. Относительный уровень структурного шума зависит от ширины дорожки. Если ее увеличить в n раз, то уровень полезного сигнала (в силу его когерентности) тоже увеличится в n раз, тогда как случайный шум увеличится раз. Однако этим способом снижения структурного шума пользуются очень редко. Во-первых, увеличение длины рабочего зазора головки ужесточает требования к качеству её установки, а, во-вторых, снижение структурного шума на 3 дБ ценой двойного увеличения расхода магнитной ленты устраивает далеко не всех пользователей.

ФЛУКТУАЦИИ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ТРАКТА

Такие флуктуации порождают чисто модуляционные шумы. К этим флуктуациям относятся: флуктуации неконтакта; непостоянство толщины рабочего слоя; изменяющиеся во времени перекосы ленты и т.п.

Контактный шум записи возникает из-за колебаний неконтакта "а". Он минимален при токе подмагничивания примерно на 20% выше оптимального. В этом случае при увеличении неконтакта уровень подмагничивания снижается, приближаясь к оптимальному, отчего несколько повышается уровень записываемого сигнала.

Контактный шум воспроизведения – в чистом виде модуляционный шум. Он является преобладающим среди шумов тракта воспроизведения.

Непостоянство толщины рабочего слоя носителя приводит к изменению коэффициента слойных потерь К_d и также порождает модуляционный шум, как правило, с очень низкочастотным энергетическим спектром

Изменяющиеся во времени перекосы магнитной ленты дают такой же эффект, как появление переменного по длине рабочего зазора неконтакта, либо неперпендикулярность зазора вектору движения ленты. И то и другое приводит к изменению амплитуды считываемого сигнала, т.е. к модуляционным шумам.

АДДИТИВНЫЕ ШУМЫ И ПОМЕХИ

Среди этих типов шумов и помех выделим главные:

• переходные помехи между дорожками. С целью экономии носителя и из желания разместить на нем большее число дорожек просветы между дорожками делают небольшими, что и приводит к таким помехам. При желании уровень этих помех может быть сведен к требуемому ценой уменьшения ширины магнитных дорожек либо их количества на ленте.

• копирэффект. При сматывании ленты в рулон рабочие слои соседних витков расположены на расстоянии 10...30 мкм, что определяется толщиной основы ленты. При длительном хранении возможно частичное намагничивание соседних слоев, особенно заметное при соседстве участков фонограммы с высоким и низким уровнем намагниченности. Копирэффект может достигать уровня -50...-58 дБ, что для высококлассной аппаратуры может быть неприемлемо. Максимум уровня копироффекта достигается на тех частотах, на которых выполняется условие:

λ = 2d_Л

где λ длина записанной волны; d_Л – общая толщина ленты.

• собственные шумы головок у усилителей. Поскольку уровень сигнала записи в головке гораздо выше, чем сигнала воспроизведения, речь здесь может идти только о канале воспроизведения. Шумы такого типа подразделяются на несколько составляющих: собственные шумы сердечника и обмотки воспроизводящей головки, обусловленные тепловым движением электронов; собственные шумы транзисторов усилителя; тепловые шумы сопротивления базы транзистора. Меры борьбы с подобными шумами – применение в каскадах усилителей воспроизведения малошумящих активных элементов.

• внешние помехи и наводки. Самым активным компонентом этих шумов является сеть переменного тока. Главными их источниками являются силовые трансформаторы, дроссели фильтров питания и двигатели лентопротяжного механизма. Для борьбы с этими помехами используют как экранирование воспроизводящих головок двойными экранами (медь, пермаллой), так и рациональное размещение основных источников помех в корпусе магнитофона.

Подводя итог рассмотрению вопроса о шумах канала записи-воспроизведения, прежде всего следует отметить их многообразие и относительно высокий уровень. По этой причине, а также из-за относительно высокого уровня нелинейных искажений аналоговые устройства магнитной записи звука не могут иметь те высокие технические характеристики, которые предъявляются к современной аппаратуре записи-воспроизведения.