Файл: Римский-Корсаков А.В. Электро-акустика.pdf

(t)/v=k,

интересующая нас п е р е м е н н а я часть

п л о щ а д и

составит:

+ Д /2

S = А

Г sin kxdx = S0

(21k A) sin(ft A/2) sin kx =

S0(X[nA)

sin

(nAA)sinb:,

Л/г

(6.14)

где X—

д л и н а

волны

записи,

5 0 = Л Д .

И з

(6.14)

видно, что при

Л = А п е р е м е н н а я часть

п л о щ а д и об ­

всегда

будет

одинаков . Т а к и м об­

разом, д л я передачи высоких

частот, т. е. коротких длин волн

записи

требуется

весьма

у з к а я

щель .

При

скорости

д в и ж е н и я

Ряс. 6.19. ,К расчету

щелевых лекаже ф о н о г р а м м ы

0,5

м/с

и

частоте

шш оптической записи

сигнала

15 кГц длина волны со­

ставит

около

30 мкм . Если штрих

составляет половину згой длины, то амплитуда

светового

потока

будет 2SQ/n,

т. е. снизится

примерно

па

2 д Б . Д л и н а

волны

види­

мого света

л е ж и т

примерно

м е ж д у 0,8 и 0,4 мкм, т а к

что

при щели

в 15 мкм станет заметна размытость

ее краев,

как

из-за

д и ф р а к ц и и

света, т а к

и из-за

рассеяния в слое

эмульсии

пленки. Д л я переда­

чи оптической записью

широкого д и а п а з о н а частот применяется мо­

нохроматический

свет

в коротковолновой

части видимого

спектра.

6.4.

М А Г Н И Т Н А Я З А П И С Ь

З В У К А

Н о с и т е л ь з а п и с и

А п п а р а т ы магнитной записи и воспроизведения звуковых сиг­

налов по

существу не с о д е р ж а т в своих основных звеньях специ­

фических

электроакустических

п р е о б р а з о в а т е л е й . Только

в н а ч а л е

и

в

конце

т р а к т а записи — воспроизведения включены

микрофон

и

громкоговоритель. Б о л е е того, современная техника

магнитной

магнитной записи.

П о д р о б н о е и з л о ж е н и е всех

аспектов магнитной

записи

в книге

по

э л е к т р о а к у с т и к е

нецелесообразно . О д н а к о

маг­

нитная

запись

часто

п р и м е н я е т с я

в составе

электроакустических

систем

(например,

в

связи с

механической з а п и с ь ю ) , и в силу

это­

го краткое знакомство с ней

д л я

специалиста

по технической

аку­

стике необходимо .

Д л я

магнитной

записи звука

в

н а с т о я щ е е

в р е м я п р и м е н я е т с я

лента из пластиков

па целлюлозной

или другой полимерной

осно­

шивается в м а т е р и а л ленты ферромагнитный порошок

из

в о з м о ж ­

но более однородных и м а л ы х по размеру

игольчатых

зерен. Это,

как

правило,

зерна

окисла

ж е л е з а уРегОз или магнетика Р е з О ^

Ферромагнитный порошок д о л ж е н быть магнитотвердым

д л я

ста­

бильного у д е р ж а н и я

остаточного

намагничения .

М а г н и т н а я

лента

стандартизуется

по р а з м е р а м . Н а и б о л е е

рас ­

пространенная

с т а н д а р т н а я

лента, п р и м е н я е м а я

д л я записи звука,

имеет ширину 6 мм . Т о л щ и н а

слоя э м у л ь с и и и л и с а м о й

ленты

име­

ет

в а ж н о е значение,

т а к к а к

определяет

м а к с и м а л ь н у ю

глубину,

на

которой м о ж е т

производиться

намагничение

при сигналах боль­

шой амплитуды .

Н е р а в н о м е р н о с т ь ленты

(или

пол-ива

эмульсии)

по

толщине

т а к ж е д о л ж н а

быть

малой .

Н а к о н е ц , лента

д о л ж н а

в ы д е р ж и в а т ь

значительные

н а т я ж е н и я

без

з а м е т н ы х д е ф о р м а ц и й .

Головки записи и воспроизведения

П р и записи

и воспроизведении лента

р а в н о м е р н о

протягива ­

ным сердечником с обмоткой и с узкой щелью, з а п о л н я е м о й

немаг ­

нитным

м а т е р и а л о м

(рис. 6.20). Когда

по о б м о т к е

головки

пропу­

скается электрический ток, около полюсов сердечника,

образован ­

ных

к р а я м и

щели,

сосредотачивается

у з к а я о б л а с т ь

магнитного

поля

рассеяния . Х а р а к т е р

этого п о л я

иллюстрируется рис .

6.20.

Магнитный носитель, скользя по поверхности

полюсов головки,

проходит через поле рассеяния, в р е з у л ь т а т е чего зерна

ферромаг ­

нитного

м а т е р и а л а

н а м а г н и ч и в а ю т с я .

Д л я записи

высоких

частот

область,

з а н и м а е м а я полем рассеяния,

д о л ж н а

быть очень

узкой .

Полезной компонентой п о л я рассеяния

я в л я е т с я

Нх

—

н а п р я ж е н ­

ность поля, п а р а л л е л ь н а я

д в и ж е н и ю

ленты . В

и д е а л е

все

зерна

ферромагнитного порошка

д о л ж н ы быть ориентированы

своей

д л и ­

ной

в н а п р а в л е н и и

д в и ж е н и я

ленты. Н а п р а в л е н и е

длины игольча ­

того

зерна —

это н а п р а в л е н и е наиболее легкого намагничения, в

котором и действует компонента Нх.

І

В

действительности зерна

не полностью ориентированы

в

оп­

т и м а л ь н о м н а п р а в л е н и и ;

при

обегании с головки,

в о б л а с т и

н а д

ее полюсом, они п о д в е р г а ю т с я е щ е действию вертикальной

к о м п о ­

ненты Нг.

Б л а г о д а р я этому остаточное полезное продольное

намаг -

полнительные полюса,

д е л а ю щ и е п о л е асимметричным . П р и м е р

та­

кой д е ф о р м а ц и и п о л я

с п о м о щ ь ю третьего полюса п о к а з а н на

рис.

6.21а. Компоненты Нг

от действия третьего полюса и полюса

го­

ны

сбегающей

— компенсируют

друг

друга, и

э ф ф е к т и в н а я

зона

записи

уменьшается .

Н а

рис. 6.216 и з о б р а ж е н о

дру ­

ется

пластинка

из

немагнитного,

хорошо проводящего

м а т е р и а л а .

В пластинке

при

записи

разви ­

ваются вихревые токи,

у м е н ь ш а ю ­

щие

вертикальное

поле в

иепо-

а)

ДП

11 /

/ .

средственной

близости от поверхности пластинки и тем

с а м ы м су­

ж а ю щ и е зону

записи.

М а т е р и а л

головки д о л ж е н быть

магнитомягким и с

в о з м о ж н о

большей индукцией

насыщения . .При этом и магнитная

проницае ­

мость д о л ж н а

быть

значительной, с

целью уменьшить о б л а с т ь по-

лезного п о л я о к о л о з а з о р а . В

ярме головки

не д о л ж н ы

т а к ж е

.раз­

виваться значительные вихревые токи вплоть до

у л ь т р а з в у к о в ы х

частот, т а ї к і к а к п р и записи на

п о л е с и г н а л а

н а к л а д ы в а е т с я

ультра ­

звуковое

поле

с м е щ е н и я . Я р м о головки с о б и р а ю т

из тонких л а м е -

лей. К р о м е ферромагнитных металлических с п л а в о в ,

д л я

головок

используются

т а к ж е

ферритовые м а т е р и а л ы . Н о

у

ферритов труд­

но получить г л а д к у ю

п о л и р о в а н н у ю

поверхность,

необходимую в

области

около

з а з о р а ,

где по головке

скользит магнитный

носитель.

П р о к л а д к а з а з о р а д о л ж н а быть такой ж е

твердости,

что

и мате ­

риал я р м а , чтобы зазор при длительной

э к с п л у а т а ц и и

не

з а т и р а л ­

ся и

не

з а б и в а л с я ч а с т и ц а м и

м а т е р и а л а

я р м а или пленки.

К

головке

воспроизведения п р е д ъ я в л я ю т с я

особенно

высокие

требования п о

магнитной проницаемости

м а т е р и а л а и

ширине

за­

зора.

В

высококачественных

а п п а р а т а х

ширина

з а з о р а

воспроиз­

водящей

головки н е более 1 мкм .

Процесс намагничения магнитной ленты полем головки

Магнитное состояние ферромагнитного

м а т е р и а л а

определяет ­

ся историей воздействия на него внешних

полей . П о с к о л ь к у

эти

поля случайны и неизвестны, намагничение носителя к

моменту

использования

его д л я записи т а к ж е

неизвестно .

Т а к и м

о б р а з о м ,

стояние, которое не зависит от

р а н е е действовавших

полей . Та­

ких состояний м о ж е т быть два:

1) намагничение д о

насыщения,

чения; 2) п о л н о е размагничение, при котором остаточная индукция

в м а т е р и а л е отсутствует. Второе

состояние получают,

воздействуя

на носитель п е р е м е н н ы м полем с

амплитудой, достаточной д л я при­

ведения м а т е р и а л а носителя в состояние н а с ы щ е н и я с

последую ­

1) ,и 2) поясняются

на

рис . 6.22 с п о м о щ ь ю известной кривой ги-

стерезисного намагничения .

И д е а л и з и р о в а н н а я

п р е д е л ь н а я

петля гистерезиса

магнитотвер -

дого м а т е р и а л а

имеет

п р я м о у г о л ь н ы й

х а р а к т е р

(рис.

6.23).

Если

м а т е р и а л

находится

в

состоянии

предельного

н а м а г н и ч е н и я

— В т ,

то д л я перевода

его

в

состояние

+ВТ

требуется п р и л о ж и т ь

п о л е

+ #о. Если такой м а т е р и а л

проходит

через поле рассеяния

головки,

го только

те частицы

его,

к о т о р ы е

п о п а д у т

в

зону

п о л я

Н>Н0,

пеоемагнитятся

до +Brj

а о с т а л ь н ы е

сохранят

п р е ж н е е

состояние

—Вг. Н а п о м н и м ,

что величина

Я 0

зависит

от

ориентации

игольча­

т ы х зерен; д л я

н а м а г н и ч е н и я вдоль

длины

требуется меньшее

зна­

чение п о л я Н0.

.Поскольку

зерна

ориентированы

преимущественно

в направлении вдоль ленты, то м о ж н о

считать, что на

них воздей­

ствует только

п о л е

Нх

(рис. 6.20). Т а к и м

о б р а з о м ,

и д е а л и з и р у я

картину,

примем, что

условие

н а м а г н и ч е н и я

состоит

в

том,

что

З о н ы равных значений

Нх

около

весьма

узкого з а з о р а

имеют

вид окружностей, к а с а ю щ и х с я плоскости полюсов

(рис. 6.24). Д и а ­

метр

окружности (D)

д л я

данного

значения

Нх

пропорционален

току,

в о з б у ж д а ю щ е м у

поле

в я р м е

головки D ~

4л//#%-. Т а к и м

об­

разом, если намагниченный

до —

Вг

носитель

проходит

скользя

по

поверхности полюсов и на ко­

роткий момент времени в головку

подается ток /, то в носителе об­

разуется

цилиндрическая

зона

продольного

перемагиичения

Л-В,

с д и а м е т р о м

£ ) - ~ 4 л / / Я о ,

прони­

к а ю щ а я

на

глубину D от

поверх­

ности носителя. Если ток головки

меняется, то меняется

и д и а м е т р

зоны намагничения . Это иллюст­

рируется

рис. 6.246.

И з

рисунка

видно, что: а)

чтобы симметрично

з а п и с ы в а л и с ь

обе полуволны

пе­

риодов сигнала, необходимо к пе­

ременному

току

сигнала

д о б а в ­

л я т ь постоянный

ток,

с о з д а ю щ и й

с м е щ а ю щ е е

поле; б) по мере по­

вышения

частоты

тока а м п л и т у д а

РИС. 6J22. Иллюстрация старания слу­

Рис. 6.23. Идеализиро­

чайных полей:

ванная

кривая намагни­

а — путем намагничения до насыще­

чения

імагаитотвардого

ния; б — путем воздействия перемен­

материала

ным полем. Точка / — случайное на­

чальное намагничение, 2 — циклы из­

менения поля стирания Я