Тема 2: Функціональні елементи системи магнітного запису

1. Функціональні схеми каналу запису відтворення. Призначення основних елементів схеми. Поняття про узгодження параметрів сигналу з характеристиками елементів тракту запису-відтворення.

Каналом запису-відтворення (КЗВ) називають сукупність пристроїв, що забезпечують при запису передачу інформації до носія запису від джерела інформації, а при відтворенні – передачу інформації від сигналограми до певного об’єкту чи споживача. Функціональна схема КЗВ зображена на рис. 1.

рис. 1

Оскільки АЧХ, ФЧХ та амплітудні характеристики тракту запису-відтворення неідеальні, то для часткової компенсації спотворень використовують метод внесення поперечних спотворень у записуючі сигнали, в пристрої запису (ПЗ), а відтворюванні сигнали підлягають корекції в пристрої відтворення (ПВ). Крім того можливе неспівпадання спектру вхідних сигналів зі смугою пропускання тракту запису-відтворення, а також відмінності в їх динамічних діапазонах і т. д. Тому для узгодження параметрів сигналу з характеристиками тракту запису-відтворення використовують перетворення сигналу у вхідному пристрої і його відновлення у вихідному. При цьому використовують у відеозапису – ЧМ, в тісному запису – частотну, ШІМ та цифрові методи, а для високоякісного звукозапису – цифрові перетворення сигналу. Якщо вимоги до якості запису невисокі і можуть бути забеспечені без додаткової модуляції, то необхідної якості сигналів можна досягнути шляхом відповідного вибору режимів намагнічення носіїв і корекції характеристик тракту в залежності від властивостей стрічок і магнітних головок. В багатоканальних системах окремі елементи тракту запису-відтворення є аналогічні, а магнітні головки об’єднують в блоки, інформація записується на окрему доріжку сигналограми.

2. Перетворення сигналу в одно- та багатоканальних пристроях запису. Характеристики намагнічування носія інформації, їх лінеаризація з допомогою підмагнічування. Хвильові втрати запису та втрати на саморозмагнічування при повздовжному та поперечному намагніченні носія.

На кожному етапі перетворення в тракті З-В сигнали зазнають спотворень, зокрема оскільки опір магнітної головки має індуктивний характер і зростає з частотою, то для запобігання амплітудно-частотних спотворень ПЗ повинен мати вихідний опір набагато більший за індуктивний опір ПЗ, тоді струм інапруженність магнітного поля не залежатимуть від частоти сигналу. Запис є неленійним процесом, який залежить від режиму намагнічення носія.

……………………………………………………… – на розмагнічений і намагнічений носій з підмагнічуванням постіййними і змінними полями або струмами, з автопідмагнічуванням. Підмагнічування постійним полем використовують для покращення характеристик при імпульсних процесах запису (диктофони). ВЧ підмагнічування змінним полем на стрічку не записується, але покращує характеристики запису вхідного сигналу, який використовується в побутових і професійних магнітофонах. В режимі автопідмагнічування спеціальне поле не створюється, а використовуються окремі складові спектра складного сигналу, які є підмагнічуючими для інших, що має місце у відеомагнітофонах. Підмагнічування лінеаризує характеристики намагнічування носія, але викликають неленійні спотворення. В результаті запису створюється залишковий магнітний потік носія.

де – координата носія в напрямку запису;– довжина хвилі запису.

Неленійність запису призводить до появи додаткових гармонік в залишковому магнітному потоці Ф_r(x). Якість запису оцінюють з допомогою кількісного показника – рівня запису, під яким розуміють потік короткого замикання сигналограми, тобто магнітний потік через осердя головки відтворення, яка володіє ненульовим магнітним опором і знаходиться в тісному контакті із сигналограмою.

Амплітудна характеристика запису (намагнічення) – залежність рівня запису від струму, або поля запису.

Характеристика підмагнічування – залежність рівня запису від струму підмагнічування.

Номінальний рівень запису – нормоване значення рівня запису в середині частотног діапазону, записуваного сигналу. Для звукового діапазону f=1 кГц;V=38,1; 19,05 см/с (=381 мкм, 190 мкм), а такожf=315 Гц приV=3,53 см/с; =300 мкм.

Зменшення довжини хвилі запису приводить до зниження рівня запису. Процес відтворення є лінійними у зв’язку з малим рівнем індукованих сигналограмою в головці відтворення. Крім того використання потокочутливих ГВ забеспечує відтворення ЕРС пропорційно до магнітного потоку сигналограми. Однак, завдяки конструктивній простоті практичного застосування набули індукційні ГВ, але великі хвильові втрати, що характерізуються хвильовим коефіцієнтом:

– хвильова густина запису, а залежні відспотворення називають хвильовими спотвореннями. Розрізняють амплітудні хвильові сотворення і фазові хвильові спотворення. Хвильові спотворення можна виразити у вигляді частотних.

Якість збереження інформації на сигналограмі залежить від процесів саморозмагнічування і визначається напрямком намагнічування при запису довжиною хвилі і шириною стрічки. При повздовжньому намагнічуванні магнітні моменти елементарних ділянок сигналограми направлені зустрічно, що сприяє саморозмагнічуванню. Напруженність поля саморозмагнічування зростає по мірі зростанняd/ і при0,H_d4_r, де_r – залишкова намагніченність носія;d – товщина стрічки.

рис.

Саморозмагнічування приводить до обмеження рівня запису і погіршення відношення сигнал/шум. Приd=1,52 мкм, густина густина запису буде 1500 біт/мм. Співвідношення/dпри перпендикулярному намагніченні зменшується по мірі зменшенняі в граничному випадку при0,H_d0, що показує відсутність саморозмагнічування і допускає підвищення густини запису без зменшення товщини робочого шару. Це знайшло застосування в апаратах цифрового запису. При=0,25 мкм густина складає 8000 біт/мм.

Рис.

Носій запису і магнітні головки при поперечному намагніченні більш дорожчі і складніші ніж при повздовжньому.