Специфические искажения при аналоговой записи

К ним относятся: копир-эффект, детонации I и II рода, шумы и помехи. Копир-эффект проявляется в “отпечатке” сильного сигнала на соседние участки ленты при её плотной намотке в рулон или на бобину. Для уменьшения копир-эффекта необходимо уменьшить плотность намотки (в магнитофонах предусмотрена регулировка намотки), уровень записи сигнала, улучшить технологию изготовления лент (у слойных лент копир-эффект меньше, чем с однородным заполнением ферромагнетиком по всей толще рабочего слоя) или, отполировать её (пропустив через блок головок для снятия неровностей рабочего слоя), уменьшить асимметрию в токах стирания и подмагничивания, применять ленты с большей коэрцитивной силой и меньшей остаточной намагниченностью, правильно хранить фонограммы (в отдельной коробочке, в вертикальном положении, при определенных параметрах микроклимата). Детонации связаны с плаванием звука и изменением характера звучания из-за непостоянства момента трения в подшипниках ведущих двигателей, из-за качания роторов двигателей, из-за колебания напряжения в сети, из-за изменения натяжения ленты при перемотке. Детонации первого рода (медленные колебания скорости движения ленты) лежат в области частот ниже 16 Гц, в области выше 16 Гц (в слышимом диапазоне) – детонации II рода. Колебания частотой 3-4 Гц воспринимаются как изменение высоты тона (“плавание” звука), 25-200 Гц воспринимаются на слух как хриплость звучания, жесткость, дребезжание, выше 1000 Гц – как шипение. Наиболее слышны искажения, модулирующие частоты которых равны 3-6(10) Гц (лежат в области собственных колебаний органов тела). Для субъективной оценки детонации измеряют глубину паразитной ЧМ, так называемый коэффициент детонации. Чем совершеннее ЛПМ и выше стабильность питающей сети, тем меньше детонации.

Шумы и помехи возникают в канале З-В из-за неоднородности и дискретности магнитного слоя ленты (это структурные шумы), собственных шумов в цепях УВ, межканальных переходных связей, наводок от источников внешних магнитных полей и т.п. По виду взаимодействия с сигналом записи помехи делится на аддитивные и мультипликативные. Различают структурный шум размагниченной ленты (-60¸65 дБ), намагниченной ленты (увеличивается до -35¸45 дБ), в паузе и модуляционный. Намагниченная лента кроме структурного шума имеет еще и контактную составляющую шума, связанную с изменением расстояния между лентой и головкой. Он зависит от величины тока подмагничивания. Поэтому на практике величину тока подмагничивания выбирают на 25¸25% выше оптимального. Шум паузы определяется как шум на выходе УВ при включении магнитофона на запись, он на 3-5 дБ выше, чем шум размагниченной ленты. Он определяется степенью намагниченности головок и носителя, уровнем внешних наводок и др. Зависимость структурного шума от намагниченности ленты приводит к тому, что воспроизводимый сигнал будет промодулирован шумом по амплитуде. Это явление и называется модуляционным шумом. Он зависит также от конструктивных параметров магнитного звена (от неконтакта, от ширины дорожки записи).

Волновые потери

Волновые потери присутствуют и при записи, и при воспроизведении. При записи волновые потери можно представить в виде зависимости остаточной намагниченности поля записываемого сигнала при различных значениях длины волны записи (частоты сигнала)-рисунок 10.7.

10.9 Особенности построения цифровых магнитофонов [5]

Цифровая запись сигналов улучшает все качественные показатели: практически устраняются детонации и шумы ленты, коэффициент гармоник и неравномерность АЧХ значительно меньше, а диапазон записываемых и воспроизводимых частот больше, чем в аналоговых магнитофонах. В настоящее время применяют цифровые магнитофоны с продольной многодорожечной записью и наклонно-строчной записью. В магнитофонах с наклонно-строчной записью звуковой сигнал записывается вращающимися головками, как это делается в видеомагнитофонах. Магнитная лента, движущаяся с небольшой скоростью (около 1 см/с), охватывает барабан, на котором находятся две или большее число головок. Лента и барабан ориентированы таким образом относительно друг друга, что в результате движения ленты и вращения барабана на ленте формируется строка с определенным наклоном по отношению к краю ленты. Запись и воспроизведение осуществляются по одному каналу З-В. При этом используются 2 головки, которые последовательно подключаются к УЗ (в режиме записи) и ко входу УВ (в режиме воспроизведения). Благодаря большой скорости вращения головок относительно ленты (около 3 м/с) удается производить запись цифрового сигнала с приемлемой минимальной длиной волны, не увеличивая расход ленты.

В магнитофонах с продольной многодорожечной записью осуществляется многоканальная запись. Сигнал записи распределятся по нескольким каналам записи. В результате скорость цифрового потока в каждом канале меньше, чем скорость следования символов в исходном цифровом потоке. Запись и воспроизведение выполняются одновременно по нескольким дорожкам с помощью неподвижного блока головок. При воспроизведении – из нескольких цифровых потоков формируется исходный. Магнитофоны различаются числом каналов З-В и значением скоростей цифрового потока в канале. Методы обработки сигналов записи и воспроизведения схожи. Современные цифровые магнитофоны позволяют записывать и аналоговые и цифровые сигналы. Основные режимы при цифровой записи: преобразование и запись с частотой дискретизации 48 кГц и 16-ю разрядами на отсчет (хотя возможны и другие параметры).

Рисунок 10.11

Для уменьшения ошибок при записи и воспроизведении применяют помехоустойчивое кодирование и перемежение отсчетов цифрового сигнала. Наиболее известный стандарт многодорожечной записи при профессиональной записи является стандарты и , имеющие ряд модификаций. Запись цифровых сигналов осуществляется без подмагничивания. Головки стирания не используются, т.к. старая запись уничтожается полем ГЗС записью нового сигнала. Для цифровой записи в кассетных магнитофонах используется стандарт : - с вращающейся головкой (наклонно-строчная запись) и - со стационарной головкой (многодорожечная запись). Для примера на рисунке 10.11 приведена функциональная схема цифрового магнитофона с наклонно-строчной записью.

Аналоговый сигнал через ФНЧ поступает на ИКМ-кодер, где он преобразуется в ИКМ-сигнал. Цифровые сигналы подаются на цифровые входы магнитофона. С выхода ИКМ-кодера сигналы поступают на мультиплексор МП, где несколько цифровых потоков объединяются в один общий. Сформированный поток поступает в кодер помехоустойчивого кода КПК, обычно выполняющий операции кодирования с разбиением цифрового потока на блоки определенной длины и добавлением к ним символов для обнаружения и исправления ошибок. Эта последовательность символов заносится в оперативное запоминающее устройство ОЗУ, с помощью которого осуществляется изменение временного масштаба и перемежение отсчетов сигнала. Изменение временного масштаба необходимо для исключения потерь символов при переключении головок при переходе с одной строки на другую, введением служебной информации и т.п. При считывании информации из ОЗУ в поток данных вводятся служебная информация о параметрах кодирования (Fg и m), служебные сигналы для разделения потока при воспроизведении и работы системы синхронизации и т.д. Далее сформированный поток через канал записи КЗ подводится к блоку вращающихся головок БВГ. При воспроизведении цифровой поток, сформированный на выходе канала воспроизведения КВ, поступает на ОЗУ, с помощью которого восстанавливается временной масштаб и исходный порядок следования отсчетов сигнала. Применение ОЗУ при воспроизведении позволяет устранить влияние колебаний скорости носителя на качество записи. Это достигается благодаря тому, что считывание информации из ОЗУ осуществляется с постоянной скоростью. Даже при отклонениях скорости следования символов цифрового потока на входе ОЗУ. Из потока символов выделяется служебная информация, которая направляются в систему управления СУ для установки необходимых режимов работы ЦАП-декодера, обеспечения синхронизации работы узлов магнитофона (например, система автоматического регулирования САР двигателей и скорости БВГ), а также сервисная информация (поиск фрагментов записи и т.п.). Декодер помехоустойчивого кода ДПК служит для обнаружения и исправления ошибок, которые могут возникнуть в процессе З-В сигнала. Цифровой поток с выхода декодера подается на демультиплексор ДМП, который разделяет общий цифровой поток на несколько, соответственно числу записываемых сигналов на входах магнитофона и числу его выходов. Для восстановления аналогового сигнала поток с выхода ДМП подается на ЦАП соответствующего канала. После прохождения ФНЧ восстановленный сигнал поступает на аналоговый выход магнитофона.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: