книги из ГПНТБ / Козырев А.В. Конструирование любительских магнитофонов

ет потери примерно в 4 раза. В последнее время начинают приме­ нять ферритовые головки для записи и воспроизведения. Они имеют большой срок службы. Фирма «Akai» разработала технологию изготовления воспроизводящих и записывающих головок из моно­ кристаллического феррита с узкими и стабильными во времени ра­ бочими зазорами.

По типу размещения обмотки головки разделяются на симметрич­ ные и несимметричные. Симметричные головки (рис. 86, я) имеют об­ мотку, состоящую из двух поло­ вин, соединенных последовательно.

Несимметричные головки (рис. 86, б) содержат одну обмотку. Симметрич­ ное расположение обмоток лучше с точки зрения снижения уровня на­ водимых помех, поскольку напря­ жения, индуцируемые параллель­ ным полем помех, взаимно унич­ тожаются. Несимметричные же обмотки проще в изготовлении.

В зависимости от индуктивности магнитные головки разделяются на низкоомные и высокоомные. Применение высокоомных головок упрощает схему усилителя,так как отпадает необходимость в согласу­ ющем трансформаторе. Такие головки широко используют в бытовых, промышленных и любительских магнитофонах. При этом универ­ сальные головки ламповых магнитофонов имеют индуктивность поряд­

ка 1Г, в то время как в транзистор­ ных магнитофонах для получения большого отношения сигнал — шум индуктивность универсальной го­ ловки берется порядка 50 —- 100 мГ.

Обмотки записывающих и сти­ рающих головок имеют сравнитель­ но небольшое число витков, что облегчает их согласованнее генера­ тором высокой частоты, а для запи­

сывающих головок—и с усилителем. С этой целью высокоомные уни­ версальные головки иногда выполняют с отводом.

Особенности конструкции блоков головок. Основные требования к блокам головок следующие: обеспечить максимальное переходное за­ тухание между головками блока при их минимальных размерах; ли­ нейность и параллельность рабочих зазоров и отсутствие сдвигов в продольном и поперечном направлениях.

Если рабочие зазоры головок находятся не точно в одной плос­ кости, то при обмене фонограммами будут возникать пространст­ венно-временные искажения звучания. Для увеличения переходного затухания между головками, входящими в блок, помещают магнит­ ные экраны.

НО

Расстояние между рабочими зазорами сердечников головок можно уменьшить, расположив сердечники, как показано на рис. 87.

Особенности конструкции головок кассетных магнитофонов. Го­ ловки кассетных магнитофонов отличаются малыми размерами, обу­ словленными размером окна в кассете, в которое входит головка. Высота

реофоническойзаписи—0,66 мм. В кассетных стереофонических магни­ тофонах дорожки левого и правого каналов располагаются рядом. Такое размещение дорожек сильно затрудняет обеспечение большого переход­ ного затухания между головками блока, но позволяет воспроизводить как монофоническую, так и стереофоническую фонограммы без потери громкости. Корпус головки кассетного магнитофона одновременно ис­ пользуют для ограничения вертикального перемещения ленты. С этой

целью в нем укрепляют направляющие ограничители в виде штырей или пружин (рис. 88).

Срок службы магнитных головок. Этот параметр головок зависит не только от материалов и конструкции самой головки, но и от конст­ рукции лентопротяжного тракта, скорости движения, типа ленты и т. д. Так, например, обычные кольцевые головки в магнитофоне без отвода ленты при ускоренных перемотках работают примерно по 250— 300 часов. В магнитофоне с отводом ленты при ускоренных перемотках, но при наличии подушечных лентоприжимов, срок службы головок составляет 500 •— 600 часов. Использование ленточных прижимов поз­ воляет увеличить срок службы до 1000 часов. Отказ от лентоприжимов в магнитофонах с автоматическими следящими системами еще больше увеличивает срок службы головок. Применение головок, изготовлен­ ных из феррита и монокристаллического феррита со стеклянным корпу­ сом, позволяет довести срок службы головок до десятков тысяч часов.

В процессе эксплуатации износ рабочей поверхности головки про­ исходит неравномерно по высоте. Это приводит к тому, что контакт ленты с головкой для верхней и нижней дорожек становится различным, при этом наблюдается как уменьшение отдачи, так и ухудшение вос­ произведения высших частот для одной из дорожек. Особенно это ска­ зывается при воспроизведении стереофонических программ. Поэтому в стереофонических магнитофонах необходимо периодически (если углубления на рабочей поверхности головки достигают 50 — 100 мкм) производить ее шлифовку. Для того чтобы износ рабочей поверхности головки сделать более равномерным, в последнее время на ней профре-

на рис. 90. С помощью переключателя В го­ ловку ГУ подключают на короткое время к конденсатору С, который разряжается через обмотку головки. Возникающие при этом

Рис. 90 затухающие колебания размагничивают головку.

В табл. 7 приведены данные некоторых магнитных головок.

142

Ч а с т ь III

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ МАГНИТОФОНОВ

Г л а в а 9. СТРУКТУРНЫЕ СХЕМЫ

Электрические схемы бытовых и любительских магнитофонов раз­ нообразны. Они определяются классом магнитофона и его целевым на­ значением.

Функциональные части. Назначение и особенности. Рассмотрим основные функциональные части электрической схемы на примере маг­ нитофона для монофонической записи и воспроизведения (рис. 91). К ним относятся: усилитель записи УЗ (иногда со схемой автомати­ ческой регулировки уровня записи АРУЗ), усилитель воспроизведе­ ния УВ (или один общий универсальный усилитель УУ), генератор высокой частоты ГВЧ для стирания и подмагничивания, записывающая головка ГЗ, воспроизводящая головка ГВ (или одна универсальная — ГУ), стирающая головка ГС, индикатор уровня И, блок питания БП, блок управления и коммутации БУК, обеспечивающий необходимое взаимодействие указанных частей.

Кроме того, к электрической схеме магнитофона относятся входное устройство ВУ для подачи сигналов от разных источников напряжения звуковой частоты на усилитель записи, оконечный усилитель мощности УМ, включающий в себя регуляторы тембра РТ и внутренние динами­ ческие громкоговорители Гр. Иногда схему дополняют вспомогатель­ ной стирающей головкой для «редактирования», головкой для записи и воспроизведения импульсов синхронизации, управляющих работой диа- и кинопроекторов.

От полного или частичного использования указанных'функциональных частей зависят эксплуатационные данные магнитофона.

Рассмотрим назначение и особенности основных функциональных частей, показанных на рис. 91.

Входное устройство обеспечивает возможность подключения к уси­ лителю записи источников сигналов с различными уровнями. В прос­ тейшем случае это делитель напряжения, к разным точкам которого можно подключать микрофон, звукосниматель, радиотрансляционную линию, выход детектора радиоприемника (телевизора) или выход дру­ гого магнитофона.

Усилитель записи служит для усиления сигналов, поступающих от микрофона или других источников, чтобы создать достаточную ве­ личину магнитного поля в рабочем зазоре записывающей головки.

143

Специфические особенности усилителя записи, отличающие его от обычного усилителя низкой частоты,— работа на индуктивную нагруз­ ку (записывающую головку), смешение выходного сигнала с высоко­ частотными колебаниями для подмагничивания ленты во время записи, а также наличие частотных предыскажений усиливаемого сигнала. Последнее необходимо для компенсации специфических частотных ис­ кажений, возникающих в процессе магнитной звукозаписи. Источники этих искажений — магнитная лента и головки.

Усилитель воспроизведения служит для усиления сигналов, сни­ маемых с воспроизводящей головки. Его выходная мощность обычно

Рис. 91

не превышает 0,1 Вт, а выход (так называемый «линейный выход») может быть рассчитан на подключение линии с сопротивлением нагрузки 200— 600 Ом или высокоомного входа оконечного усилителя мощности для работы на громкоговоритель.

Усилитель воспроизведения работает при малом уровне входного сигнала, поскольку э. д. с. даже высокоомной воспроизводящей голов­ ки на низких частотах рабочего диапазона составляет примерно 100 мкВ. Это вызывает серьезные трудности в получении достаточно хорошего перекрытия собственных шумов усилителя, особенно, если он со­ бран на. транзисторах. Специфичным для усилителя воспроизведения является то, что источником сигнала служит магнитная головка, э. д. с. которой, как известно, изменяется в зависимости от частоты воспроиз­ водимого сигнала. Из-за этого, а также ряда других факторов и осо­ бенностей магнитной записи (типа ленты и скорости ее движения, ширины рабочего зазора головки воспроизведения и т. д.) возникает необходимость в частотной коррекции усилителя воспроизведения,

К усилителям воспроизведения предъявляются также жесткие тре­ бования в отношении нелинейных искажений, которые не должны пре­ вышать 1 %, чтобы общие нелинейные искажения магнитофона опреде­ лялись только магнитной лентой.

144

Генератор высокочастотных колебаний (ГВЧ) служит для питания током высокой частоты головок стирания и записи. В бытовых магнито­ фонах ГВЧ можно выполнять отдельным каскадом или совмещенным

прослушивание записи. Его выходная мощность составляет от долей

Рис. 92

подключения внешних акустических систем («Выход 2»). В мощном усилителе имеется регулировка тембра.

В усилителях записи и воспроизведения регулировка тембра не производится, поскольку они должны иметь частотные характеристики определенного вида.

Усиление обычно регулируют в усилителе мощности, но, в некото­ рых магнитофонах — в усилителе воспроизведения.

Рассмотрим некоторые наиболее распространенные структурные схемы электрической части магнитофонов. Этот материал поможет лю­ бителям ориентироваться в тенденциях конструирования современных магнитофонов.

Структурная схема монофонического магнитофона. На рис. 92 при­ ведена такая схема (так называемого «полного моно») с раздельными каналами записи и воспроизведения, а также оконечным усилителем мощности. Чтобы не усложнять рисунок, вспомогательные цепи и эле­ менты, а также блок питания не рассматриваем.

Записываемый сигнал от микрофона Мк, звукоснимателя Зс или

145

радиотрансляционной линии Лин. поступает на входное устройство ВУ, в котором напряжения разных источников сигнала приводятся к одному уровню (обычно к уровню сигнала от микрофона). Далее сигнал подается на усилитель записи УЗ, имеющий регулятор уровня записи РУ . К выходу усилителя записи подключена записывающая го­ ловка ГЗ. Одновременно с записываемым сигналом в головку записи от генератора высокой частоты ГВЧ подается подмагничивание. Генератор ГВЧ питает также стирающую головку ГС. Записанный на ленту сигнал в виде остаточного магнитного потока ленты при ее дви­ жении наводит в воспроизводящей головке ГВ э. д. с , которая далее поступает на усилитель воспроизведения УВ. С «Выхода /» усилителя воспроизведения («Линейный выход») сигнал может подаваться на внешнюю нагрузку (например, для перезаписи на вход другого маг­ нитофона), а также через переключатель ВЗ (в положении 2) на усили­ тель мощности УМ, нагруженный на громкоговоритель Гр.

В усилителе мощности имеется регулятор усиления РУ и регуля­

Раздельные усилители для записи и воспроизведения образуют так называемый «сквозной канал», что позволяет вести одновременно слу­ ховой и визуальный контроль качества записи. Для визуального конт­ роля используют индикатор уровня И. Слуховой контроль производится методом сопоставления звучания оригинала и воспроизводимой фоно­ граммы. Это позволяет своевременно заметить и быстро устранить недостатки, возникающие в процессе записи. Слуховой контроль осу­ ществляется через усилитель мощности и громкоговоритель, которые с помощью переключателя ВЗ («Сопоставительный контроль») подключа­ ются либо к выходу усилителя воспроизведения (переключатель ВЗ в по­ ложении 2), либо к промежуточному выходу усилителя записи (переклю­ чатель ВЗ в положении 1). В тех случаях, когда микрофон расположен вблизи магнитофона и громкоговорящий контроль может привести к самовозбуждению из-за акустической обратной связи, слуховой кон­ троль производится на головные телефоны Тф.

Для сопоставительного контроля уровни сравниваемых напряже­ ний должны быть равны. Поэтому напряжение необходимо брать с той части усилителя записи, где оно близко или равно напряжению на выходе усилителя воспроизведения. Так как в усилителе записи осу­ ществляются частотные. предыскажения сигнала, то для устранения различия в звучании сигналов, сравниваемых при сопоставительном контроле, вводится корректор К, исправляющий сигнал. Такой кор­ ректор представляет собой RC-фильтр, частотная характеристика за­ тухания которого совпадает с частотной характеристикой усилителя записи. В последнем желательно иметь регулятор уровня для компен­ сации разброса параметров лент, головок и т. п. Этот регулятор должен быть включен после той точки усилителя, откуда берется напря­ жение для сопоставительного контроля. Большую часть времени кон­ троль ведется с выхода усилителя воспроизведения. Сопоставление

146

звучания до записи и после производят лишь кратковременно при помо­ щи переключателя ВЗ, устанавливая его в положение 1.

Применение раздельных усилителей для записи и воспроизведения позволяет значительно расширить эксплуатационные возможности магнитофона. Так, например, можно получить искусственную ревер­ берацию (эхо), позволяющую сделать запись более интересной по зву­ чанию. Для этого в режиме записи переключатель В1 «Эхо» устанавли­ вается в положение 2. Напряжение сигнала с «Выхода h усилителя вос­ произведения через потенциометр RK подается вновь в канал записи, имитируя отражение звуков. Подбором величины сигнала с потенцио-

Рис. 93

метра RK можно регулировать эхо-сигнал, создавая впечатление записей в разных по объему помещениях. Запаздывание эхо-сигнала зависит от времени прохождения ленты между записывающей и вос­ производящей головками.

В магнитофоне с раздельными усилителями записи и воспроизве­ дения возможно осуществлять и комбинированную запись путем на­ ложения записи на ранее произведенную запись. Для этого в режиме записи переключатель В2 «Трюк» устанавливают в положение 2, отклю­ чая тем самым стирающую головку и одновременно подключая к гене­ ратору ГВЧ ее эквивалент R3.r.

Старая запись в этом случае будет лишь частично ослаблена за счет поля подмагничивания записывающей головки при наложении новой записи. Подключение к генератору эквивалента нагрузки нужно для сохранения его режима при отключении стирающей головки. Это позволяет оставить неизменным подобранную величину подмагничи­ вания записывающей головки.

Большинство бытовых магнитофонов, рассчитанных на многодорожечную монофоническую запись, строятся по структурной схеме, при­ веденной на рис. 93. Это также «полный моно», но с одним универсаль­ ным усилителем для записи и воспроизведения. Записываемый сигнал от микрофона, звукоснимателя или радиотрансляционной линии через

147

входное устройство ВУ, контакты переключателя "режима работы В1а поступает на вход универсального усилителя УУ. В большинстве бы­ товых магнитофонов универсальный усилитель состоит из каскадов предварительного усилителя ПУ и усилителя мощности УМ.

В предварительном усилителе ПУ производится коммутация (пе­ реключатель В1е) цепей, определяющих его частотную характеристику в режимах записи и воспроизведения. Если магнитофон предназначен для работы на нескольких скоростях ленты, то коммутация этих цепей должна быть предусмотрена для каждой из них. В предварительном усилителе имеется также регулятор уровня записи РУ, который при воспроизведении отключается переключателем В1б.

р: . В некоторых магнитофонах регулятор уровня записи не отклю­ чается при воспроизведении, а служит регулятором усиления. В этом случае регулятор усиления в усилителе мощности отсутствует. Запи­ сываемый сигнал с выхода предварительного усилителя поступает через переключатель В1г на универсальную головку ГУ и через пере­ ключатель Bid на индикатор уровня И. Одновременно при записи включается питание генератора высокой частоты ГВЧ для стирания и подмагничивания.

Переключатель В2 («Трюк») позволяет отключать стирающую го­ ловку ГС для осуществления комбинированной записи путем наложения на ранее произведенную запись, как и в структурной схеме, пока­ занной на рис. 92. При записи со звукоснимателя или радиотрансляци­ онной линии качество звучания можно контролировать по громкого­ ворителю Гр, подключаемому переключателем ВЗ к выходу усилителя мощности УМ. Подобный слуховой контроль не дает представления о качестве фонограммы, но все же позволяет судить о характере самой записи.

При записи с микрофона громкоговоритель отключается переклю­ чателем ВЗ, а усилитель мощности нагружается на эквивалентную на­ грузку R3KB. Слуховой контроль можно вести в этом случае на головные телефоны.

В режиме воспроизведения переключатели В 1а и В1г подключают универсальную головку ко входу универсального усилителя. Регу­ лятор уровня отключается переключателем В1б, а переключатель Ble включает цепи, определяющие частотную коррекцию предвари­ тельного усилителя при воспроизведении. Индикатор уровня записи И отключается с помощью переключателя Bid.

С «Выхода 1» («Линейный выход») воспроизводимый сигнал можно подать, например, на внешний усилитель низкой частоты или на дру­ гой магнитофон для перезаписи. Для громкоговорящего воспроизве­ дения сигнал поступает на усилитель мощности, имеющий регулятор усиления РУ и регулятор тембра РТ, и далее на громкоговоритель Г р. Выход 2 предназначен для подключения внешней акустической систе­ мы. При этом внутренний громкоговоритель отключается (переклю­ чатель ВЗ — в положении 3).

В некоторых магнитофонах, построенных по рассмотренной струк­ турной схеме, генератор высокой частоты совмещается с оконечным

148

каскадом усилителя мощности, что достигается соответствующей ком­ мутацией его элементов.

Иногда регулировка тембра производится в последнем каскаде пред­ варительного усилителя, откуда снимается сигнал в универсальную головку при записи. В этом случае для сохранения неизменной

Лин.

И

Выпад! /

Рис. 94

частотной характеристики записи предусматривается отключение регу­ ляторов тембра в режиме записи.

На рис. 94 приведена структурная схема магнитофонной пристав­ ки (за рубежом их называют «deck»), которая не имеет усилителя мощ­ ности.

ГВ

-(Выход!

В такой схеме универсальный усилитель оканчивается линейным выходом («Выход 1»). Для воспроизведения на громкоговоритель необ­ ходим внешний усилитель, в качестве которого можно использовать усилитель низкой частоты радиоприемника, телевизора или другого звуковоспроизводящего устройства.

На рис. 95 показаны структурные схемы простейших магнитофонов, предназначенных только для записи (рис. 95, а) или только для вос­ произведения (рис. 95, б).

В магнитофонах, выполненных по структурной схеме рис. 95, а, с автономным питанием иногда для экономии потребляемой мощности, уменьшения массы магнитофона, габаритов и стоимости, генератор

149