Файл: Брагинский, Г. И. Технология магнитных лент.pdf

цмакс *=* JrsßHc\ следовательно, для ее уменьшения нужно увеличи­ вать коэрцитивную силу Н с и уменьшать J rs. Уменьшение остаточ­ ной намагниченности насыщения нежелательно. Поэтому коэрци­

к прямоугольной, или коэффициенты прямоугольности и выпуклости должны быть возможно большими, так как чем больше коэффициент

од н од ом е н н ы е части ц ы .

прямоугольности, тем больше остаточная намагниченность насыще­ ния, а чем круче боковые ветви предельной петли гистерезиса, тем больше крутизна кривой квазиидеального намагничивания, т. е. больше восприимчивость ленты.

Магнитные свойства рабочего слоя лент зависят не только от материала ферромагнитного порошка, но и от структуры слоя — от формы и размеров частиц, их концентрации в слое, а также рас­ пределения их в слое. Так, в современных магнитных лентах при­ меняется в основном гамма-окись железа, но, в зависимости от тех­ нологического процесса получения порошка и изготовления лент, структура рабочего слоя лент разных типов изменяется в широких пределах, и, как следствие этого, магнитные свойства и рабочие характеристики лент также различны. Коэрцитивная сила слоя увеличивается при использовании частиц порошка с выраженной анизотропией формы, что является одной из причин применения игольчатых частиц. Коэрцитивная сила оказывается больше при большем отношении длины частиц к их ширине и при условии, что диапазон распределения частиц по размерам мал, так что основная масса частиц имеет однодоменную магнитную структуру. Однодомен­ ная структура частиц порошка обеспечивает также приближение формы петли гистерезиса к прямоугольной (рис. 29) [23].

61

Крутизна боковых ветвей петли гистерезиса, а также кривой квазиидеалытого намагничивания возрастает за счет ориентации длинных осей частиц порошка в направлении намагничивающего поля, осуществляемой в процессе изготовления лент (рис. 30). Кроме того, однородность частиц по коэрцитивной силе и их однодоменная структура, критерием которых является крутизна боковых ветвей гистерезисной петли, обеспечивают незначительную протяженность критической зоны, а следовательно, лучшую передачу сигналов, записанных с малой длиной волны.

Частицы порошка должны быть мелкими для снижения структур­ ного шума, но число частиц с излишне малыми размерами, при кото­ рых они теряют свои магнитные свойства, должно быть как можно меньше.

Рабочие характеристики лент в сильной степени зависят от чи­ стоты поверхности рабочего слоя. Очень малые по величине шерохо­ ватости поверхности (порядка нескольких десятых микрометра) приводят к ухудшению передачи высоких частот (вернее, сигналов, записанных с малой X) и к возрастанию модуляционного шума. Для улучшения поверхности рабочего слоя лент ее подвергают специаль­ ной обработке.

В заключение рассмотрим основные рабочие характеристики магнитных лент и способы их определения.

К рабочим характеристикам магнитных лент относятся: средняя чувствительность Ч, неравномерность чувствительности, частотная характеристика ЧХ, нелинейные искажения, уровень шума раз­ магниченной ленты Шр, уровень шума паузы ПІп, уровень шума намагниченной ленты ІПН, стираемость.

С р е д н я я ч у в с т в и т е л ь н о с т ь . Величина абсолютной чувствительности магнитной ленты оценивается отношением оста­ точного магнитного потока в ленте Фг к напряженности поля запи­ сываемого сигнала Н=:

Ча=Фг/Н

Абсолютная чувствительность может быть определена при усло­ вии равномерного намагничивания по кривой квазиидеального намагничивания. В этом случае:

Фг= noJrba

По кривой квазиидеального намагничивания при оптимальном

Ча= poYba

Чувствительность ленты зависит от структуры рабочего слоя, определяющей крутизну кривой квазиидеального намагничивания у, в частности от концентрации порошка в слое, и от толщины рабочего слоя а. Увеличивать чувствительность ленты за счет повышения толщины рабочего слоя нельзя, так как при этом возрастают потери

62

при малых значениях длины волны записи. Чем больше чувствитель­ ность ленты, тем меньше поле, которое должна создавать головка записи, и больше получаемый при воспроизведении сигнал. Для сравнительной оценки лент вводят относительную среднюю чув­ ствительность Ч. Для ее определения на испытываемой и типовой лентах записывают одной головкой сигнал опорной частоты (400 Гц) при одинаковых токах записи и оптимальных для каждой ленты токах подмагничивания. Относительную чувствительность оцени­ вают отношением напряжений на выходе усилителя воспроизведения для испытываемой Ua и типовой UT лент, выраженным в децибелах:

4 = 20 lg иг

Н е р а в н о м е р н о с т ь - ч у в с т в и т е л ь н о с т и . Величиной мак­ симального отклонения относительной чувствительности ленты от ее среднего значения оценивают неравномерность чувствительности. Чувствительность изменяется по длине за счет неравномерной кон­ центрации порошка в рабочем слое и степени ориентации частиц в нем, а также за счет неравномерной толщины слоя. При малых значениях длины волны записи неравномерность чувствительности является следствием шероховатости поверхности рабочего слоя.

Ч а с т о т н а я х а р а к т е р и с т и к а . Способность ленты переда­ вать составляющие высоких частот оценивается частотной характе­ ристикой. Поскольку ослабление сигналов высокой частоты за счет лент обусловлено волновыми потерями, было бы правильнее определять волновую характеристику ленты, т. е. зависимость воспроизводимого сигнала от длины волны записи. Однако обычно определяют частот­ ную характеристику при фиксированной скорости движения ленты. Так как передача сигналов с разной частотой зависит от совместного действия ленты и магнитных головок, вводят относительную частот­ ную характеристику лент. Для этого на испытуемую и типовую ленту записывают сигналы опорной частоты и высокой частоты с оди­ наковым током записи и при оптимальных для каждой ленты токах подмагничивания. При последующем воспроизведении измеряют сигналы на выходе воспроизводящего устройства и находят относи­ тельную частотную характеристику ленты так:

ЧХ = 20 lg и - 20 lg -^в- ч-т

где и 0шч и и £/0 ч т — напряжение на выходе при воспроизведе­ нии с испытуемой и типовой лент фонограммы с записью сигнала опорной частоты; UB ч и и [/в ч т — напряжение, соответству­ ющее записи высокой частоты на испытуемой и типовой лентах. Чем больше указанная разность, тем лучше лента передает сигналы высокой частоты.

Для улучшения частотной характеристики магнитных лент сле­ дует уменьшать толщину рабочего слоя и повышать их гибкость. Технология изготовления магнитного порошка должна обеспечивать

63

однородность частиц по форме и размерам, причем размеры должны

правило, оцениваются коэффициентом третьей гармоники. Для их определения записывают с максимальным уровнем записи синусо­ идальный сигнал опорной частоты (400 Гц) при установленном зна­

Уровень записи устанавливают с помощью измерительной ленты. На последней записан сигнал опорной частоты с нормализованным значением остаточного магнитного потока в ленте (256 нВб на 1 м ширины сигналограммы для лент шириной 6,25 мм). При больших длинах волн записи равенство сигналов, получаемых при воспроиз­ ведении, имеет место при равенстве остаточных потоков в лентах. Поэтому ток записи, при котором воспроизводимый сигнал равен сигналу, получаемому при воспроизведении измерительной фоно­ граммы, создает в ленте тот же остаточный поток (при равенстве частот). Для оценки лент по нелинейным искажениям определяют также допустимый уровень записи, при котором коэффициент третьей гармоники имеет определенное заданное значение. С этой целью записывают сигнал опорной частоты при разных токах записи, пре­ вышающих ток, соответствующий нормированному остаточному по­ току. При последующем воспроизведении измеряют К 3 и находят ток записи, при котором искажения не превышают заданной вели­ чины. Отношение напряжения £/д, получаемого на выходе при вос­ произведении сигналограммы, которая записана с уровнем, соот­ ветствующим заданному значению К 3, к напряжению С/н на выходе того же устройства при воспроизведении сигналограммы, которая записана на той же ленте с нормированным уровнем, определяет перегрузочную способность ленты (в дБ): 201g UJUH.

Исследования большого количества лент разных типов показало, что нелинейные искажения, вносимые лентой, уменьшаются, а пере­ грузочная способность возрастает с увеличением остаточной намаг­ ниченности насыщения рабочего слоя лент [11]. Поэтому повышение однородности частиц порошка и их ориентация снижают нелинейные искажения.

Ш ум ле нт ы. Относительные уровни шума размагниченной и на­ магниченной ленты и шум паузы определяют по отношению к сигналу, записанному с максимальным нормированным остаточным потоком. Для этого измеряют напряжение на выходе при воспроизведении сигналограммы с записанным при нормированном уровне сигналом

64