Сделай Сам Свою Работу на 5

Конструкция магнитных лент и головок

 

Магнитная лента конструктивно представляет собой немагнитную основу с нанесенным на ней магнитным рабочим слоем. Материалом основы современных лент является лавсан, толщиной , обладающий необходимыми качественными показателями: эластичностью и прочностью, влагостойкостью и т.д. Рабочий слой, в среднем, имеет толщину и выполнен из магнитотвердого материала (гамма-окисла железа , феррит кобальта, диоксид хрома, чистое железо и др.) с магнитной проницаемостью , с большой величиной коэрцитивной силы и остаточной намагниченностью. Ширина лент стандартизована [6].

Различают магнитные головки записи, воспроизведения, стирания (ГС) и универсальные (ГУ).

Рисунок 10.1

Универсальные головки используются в бытовых магнитофонах, выполняя функции З и В.

Магнитная головка представляет собой электромагнит, состоящий из катушки медного провода (обмотки) 1, укрепленной на сердечнике 2 (магнитопроводе) с помощью специального каркаса. Сердечник выполняют из магнитомягкого материала (пермаллой, альфенол, сендаст) с тысяч и более. Чаще всего форма сердечника тороидальная или прямоугольная, состоит из двух половинок (рисунок 10.1). В местах стыка полусердечников образуется рабочий зазор (РЗ) 3 и дополнительный зазор (ДЗ) 4. РЗ заполняется немагнитным материалом (например, фольгой из берилевой бронзы), чтобы РЗ не засорялся, имеет большое магнитное сопротивление (для формирования необходимого поля рассеяния) и такую же стойкость к истиранию, что и материал сердечника.

Для уменьшения потерь на гистерезис металлические сердечники выполняются из тонких пластин, склеиваемых между собой для уменьшения взаимных помех и защиты от внешних наводок, головки помещают в электромагнитные экраны. При многодорожечной записи головки объединяют в блоки.

Дополнительный зазор имеется только в ГЗ и предназначен для предотвращения насыщения сердечника при больших токах записи. Ширина ДЗ составляет 30-310 мкм. Ширина РЗ в зависимости от тока и назначения головки разная: от долей до десятков мкм. Самый широкий РЗ у стирающей головки, до 100-150 мкм.



 

10.3 Процессы намагничивания ферромагнитных материалов. Явление гистерезиса

 

Любой ферромагнетик, не подвергаемый действию внешнего магнитного поля, находится размагниченном состоянии. Ферромагнетик состоит из доменов различной величины от 0,07 до 0,8 мкм (областей различной намагниченности), векторы намагниченности которых по отношению друг к другу расположены хаотически. Если же ферромагнетик поместить в магнитное поле, то домены ориентируются по полю определенным образом. Их собственные магнитные поля складываются, тело приобретает намагниченность . Процесс намагничивания можно изобразить в виде зависимости намагниченности от напряженности внешнего магнитного поля (рисунок 10.2).

Рисунок 10.2

При увеличении от 0 до значения (начиная с которой намагниченность не изменяется) намагниченность тоже увеличивается от 0 до значения по кривой , называемой начальной кривой намагничивания. Эта кривая нелинейная, т.е. намагниченность материала идет непропорционально изменению внешнего поля из-за изменения величины магнитной проницаемости при действии внешнего поля с разной напряженностью. Когда все домены ориентированы по полю, намагниченность достигает максимального значения , называемой намагниченностью насыщения. И если изменить поле дальше так, чтобы , состояние ферромагнетика не изменится. Если поле уменьшить, то намагниченность тоже будет уменьшаться, но по другой кривой - таким образом, что при тело будет иметь намагниченность , называемую остаточной. Происходит как бы отставание размагничивания тела от уменьшения интенсивности внешнего магнитного поля. Это явление называется гистерезисом. Чтобы устранить остаточную намагниченность и вернуть тело в исходное размагниченное состояние необходимо изменить направление поля на обратное. При этом намагниченность уменьшается и станет равной 0 при отрицательном значении напряженности поля , называемой коэрцитивной силой. При дальнейшем увеличении отрицательного поля тело будет намагничиваться в противоположной полярности до т. , а далее стадии процесса повторятся. Во время перемагничивания точка на кривой намагничивания замкнет линию , которая называется петлей гистерезиса. Эта петля является предельной. Если же начать уменьшать поле с напряженности менее , то получим частотные петли перемагничивания, лежащие внутри предельной. По ширине петли гистерезиса судят о магнитных свойствах материала. При “широкой” петле гистерезиса (больших ) – материал называют магнитотвердым, “узкие” петли соответствуют магнитному материалу. Остаточная намагниченность зависит как от величины внешнего магнитного поля, так и от состояния, в котором находился магнитный материал.

 

10.4 Структурная схема аналогового магнитофона. Физические основы З и В

 

Различные магнитофоны отличаются параметрами качества, по внешнему виду, назначению, габаритам ми массе, числу дорожек и другим характеристикам, но имеют ряд общих узлов (рисунок 10.3).

В каждом магнитофоне, предназначенном для записи и воспроизведения звука, имеется магнитное звено, в которое входят: головки записи ГЗ, стирания ГС, воспроизведения ГВ, магнитный носитель 1; лентопротяжный механизм ЛПМ, усилители записи УЗ и воспроизведения УВ, генератор высокой частоты ГВЧ (для стирания записи и подмагничивания) и ряд электронных узлов, необходимых для управления магнитофоном (на схеме не показаны).

Рисунок 10.3 – Упрощенная структурная схема аналогового магнитофона

ЛПМ предназначен для транспортирования магнитной ленты 1 с номинальной скоростью в режиме записи и воспроизведения, её перемотки на подающий 2 или приемный узел 3, обеспечения необходимого натяжения ленты, надежного её прижима к головкам и плотной намотки. Профессиональные магнитофоны содержат несколько двигателей (а). Заданная скорость движения ленты обеспечивается ведущим двигателем. Протягивание ленты осуществляется её прижимом к вращающемуся валу 4 с помощью прижимного ролика 5. Натяжение ленты обеспечивается инерционным роликом 6. Для неискаженного воспроизведения записанного сигнала скорость протяжки ленты при записи и воспроизведения должна быть одинаковыми. Ряд номинальных скоростей стандартизован: 19,05; 9,53; 4,76 см/с. Процесс записи связан с воздействием локального магнитного поля, создаваемого ГЗ на участок НЗ, находящегося рядом с ГЗ. Поле записи меняется в соответствии с сигналом, подаваемым в обмотку ГЗ. При движении ленты рядом с ГЗ рабочий слой ленты намагничивается по-разному. Требуемый уровень остаточной намагниченности обеспечивается подачей в ГЗ сигнала от УЗ.

УЗ обычно снабжается регуляторами уровня записей, чтобы можно было осуществить запись от различных источников, имеющих разный уровень. В состав УЗ входят и частотно-зависимые цепи для формирования требуемой ЧХ УЗ. В современных магнитофонах в ГЗ кроме тока сигнала через усилитель подается ток от генератора в.ч. ГВЧ, частота колебаний которого в 5-10 раз выше максимальной частоты записываемого сигнала. Такой режим называется режимом записи в.ч. подмагничиванием. При определенном уровне тока в.ч. подмагничивания улучшается качество записи. Этот ГВЧ используется и для стирания ненужной фонограммы. Для этого сигнал с ГВЧ подается в ГС, которая устанавливается перед ГЗ. Поле ГС должно быть таким большим, чтобы размагнитить рабочий слой ленты перед записью. Воспроизведение сигнала осуществляется ГВ. Остаточный магнитный поток рабочего слоя ленты, движущейся над РЗ ГВ, наводит в её сердечнике магнитный поток, который вызывает появление электрического сигнала (ЭДС воспроизведения на выходе ГВ). Этот сигнал незначительный, поэтому далее усиливается УВ, где с помощью частотно-зависимых цепей корректируются частотные искажения, возникающие при З и В.

ГЗ и УВ образуют канал записи КЗ, а ГВ и УВ – канал воспроизведения КВ. КЗ и КВ образуют сквозной канал. В профессиональных магнитофонах он обязателен для осуществления контроля записи. В бытовых магнитофонах используется одна ГУ и универсальный усилитель, работающий либо в режиме З, либо – В.

В аналоговых магнитофонах применяется продольная запись. Для контроля за уровнями сигналов записи и воспроизведения магнитофоны снабжаются измерителями уровнями ИУ.

При записи и воспроизведении сигналов возможны волновые потери, частотные, нелинейные и специфические искажения.



©2015- 2019 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.