Нелинейные искажения при аналоговой записи

При записи сигнала на размагниченный НЗ каждый элемент (домен) носителя испытывает действие изменяющегося поля.

Будем для простоты считать, что поле ГЗ одинаково во всех точках и изменяется в соответствии с сигналом записи. И если время прохождения участка НЗ мимо РЗ ГЗ мало по сравнению с периодом изменения поля, то можно принять, что каждый элемент ленты намагничивается постоянным полем определенной величины. Поэтому процесс намагничивания можно представить так, что каждый из проходящих последовательно мимо РЗ элементов НЗ приобретает остаточную намагниченность, соответствующую действующему полю (рисунок 10.2) На рисунке 10.4 приведена временная диаграмма такого намагничивания, из которой видно, что создаются большие нелинейные искажения, приводящие к появлению в спектре записанного сигнала нечетных гармоник. Это основной недостаток такого метода записи, препятствующий использованию для записи звуковых сигналов, но он пригоден для записи импульсных сигналов, что используются в цифровой записи. Поэтому сначала для уменьшения нелинейных искажений были предложены 2 режима записи с постоянным подмагничиванием: на размагниченный носитель (рисунок 10.4,б) и предварительно намагниченный носитель (рисунок 10.4,в).

а)

б)

в)

Рисунок 10.4

В первом случае одновременно с током записи полезного сигнала в ГЗ подается постоянный ток ( ), смещающий рабочую точку на середину прямолинейного участка кривой остаточного намагничивания (характеристики намагничивания). При этом нелинейные искажения меньше, чем в случае записи на размагниченный носитель без смещения (рисунок 10.4,а), но нелинейный участок характеристики мал. Это приводит к необходимости ограничивать амплитуду действующего поля, т.е. отдачу ленты. Другой недостаток заключается в наличии остаточной намагниченности в отсутствие сигнала, что приводит к увеличению шума ленты. Сочетание этих недостатков не позволяет записать сигналы с большим динамическим диапазоном. Поэтому была применена запись на предварительно намагниченный носитель предварительно доведенный до насыщения (т. А), а затем к нему кроме поля сигнала прикладывается дополнительное постоянное поле , смещающее рабочую точку на заднюю спинку петли гистерезиса (т. Б). При этом линейный участок увеличивается, остаточная намагниченность уменьшается, динамический диапазон записываемого сигнала увеличивается, нелинейные искажения и шумы снижаются, но недостаточно для обеспечения требуемого качества. Поэтому в современных магнитофонах для уменьшения нелинейных искажений применяют запись с в.ч. подмагничиванием. Предварительно лента должна быть размагничена.

Рисунок 10.5

При записи с в.ч. подмагничиванием в ГЗ подается кроме тока записи сигнала синусоидальный ток в.ч. такой величины (в 5-10 раз выше максимальной частоты записываемого сигнала), чтобы каждый элемент носителя при прохождении мимо РЗ ГЗ испытал несколько десятков циклов перемагничивания. При этом характеристика намагничивания линеаризуется (рисунок 10.5): при отсутствии тока подмагничивания ( ) – кривая нелинейная, при увеличении до линейность и крутизна остаточной намагниченности возрастает, а затем (при ) снижается. Это говорит о том, что амплитуду тока подмагничивания следует выбирать таким образом, чтобы получить малые нелинейные искажения и достаточную отдачу ленты при небольших токах записях. Для выбора необходимого тока подмагничивания построим характеристику подмагничивания – зависимость остаточной намагниченности от амплитуды поля в.ч. при различных значениях напряженности поля сигнала (рисунок 10.6)

Рисунок 10.6

Эта характеристика имеет вид одногорбой кривой. Значение , соответствующее максимуму , называется оптимальным.

Обычно амплитуда тока подмагничивания в 2-3 раза больше амплитуды тока записи, чтобы рабочая точка была на линейном участке характеристики намагничивания. Экспериментально установлено, что линейность характеристики достигается за счет разрыва связи между доменами, когда ток в.ч. перемагничивает каждый элемент НЗ одинаково, независимо от его первоначального состояния.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: