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

опорной частоты UH и напряжение шума при прохождении мимо головки воспроизведения а) размагниченного участка ленты (Up); б) участка, намагниченного постоянным полем, создаваемым голов­ кой записи, когда по ее обмотке проходит постоянный ток, равный эффективному значению тока записи, создающему нормированный поток (£/„); в) участка, соответствующего паузе (Un). Уровень шума (в дБ) определяется по следующим формулам:

а) для размагниченной ленты

Шр_ 2 0 1 г І І .

б) для намагниченной ленты

Шн= 20 lg

U н

в) для паузы

Шп — 20 lg Un Un

Чтобы понизить шум ленты как в паузе, так и в намагниченном состоянии, технологический процесс изготовления лент должен обеспечивать не только однородность частиц порошка и их малые размеры, но также и равномерную концентрацию их в рабочем слое как по длине ленты, так и по толщине слоя. Шум намагниченной ленты зависит также от чистоты обработки поверхности рабочего слоя.

С т и р а е м о с т ь оценивают степенью ослабления сигнала в результате воздействия поля стирающей головки. Уровень стира­ ния определяют по формуле:

УС= 20 lg

где 1/д — сигнал на выходе усилителя при воспроизведении сигнало­ граммы, на которой записан сигнал с частотою 400 или 1000 Гц с максимально допустимым уровнем записи; UCT — сигнал на выходе усилителя при воспроизведении сигналограммы после стирания.

Для современных магнитных лент значение УС не менее 72— 75 дБ.

Если проанализировать приводящиеся в литературе [32] магнитные свойства и рабочие характеристики лент (независимо от порошкового материала, содержащегося в их рабочем слое), выпускаемых различными зарубежными фирмами, можно сделать ряд полезных для технологии выводов.

Лучшие по рабочим характеристикам ленты отличаются боль­ шими значениями коэффициентов прямоугольности и выпуклости предельных петель гистерезиса и повышенной остаточной намагни­ ченностью насыщения Jrs. Высокое значение указанных параметров достигается при использовании магнитных порошков с однородными по форме и размерам игольчатыми частицами (с однодоменной структурой), а также за счет ориентации игольчатых частиц при нанесении суспензии магнитного порошка на основу. Это обеспечивает

повышение чувствительности лент, уменьшение нелинейных искаже­ ний и улучшение частотной характеристики.

Сравнительные данные по различным магнитным лентам [32] позволяют сделать вывод, что ленты, предназначенные для записи на малых скоростях движения, должны иметь малую толщину рабо­ чего слоя и основы.

2.2.3. Магнитная видеозапись

Телевизионный сигнал и запись магнитной видеограммы.

Принципиально видеозапись не отличается от записи звука. В этом случае также записывается электрический сигнал, изменяющийся во времени и возникающий на выходе передающей телевизионной камеры. При непосредственной передаче телевизионный сигнал поступает на передающее устройство и через канал связи передается

ктелевизионным приемникам. В случае использования видеозаписи

кпередатчику подается сигнал, воспроизводимый с магнитной видео­ граммы.

Основные трудности видеозаписи обусловлены широким частот­

ным диапазоном телевизионного сигнала. При принятом в СССР

и в Европе телевизионном стандарте (625 строк и 25 кадров в 1 с) нижняя граничная частота спектра телевизионного сигнала соста­ вляет 0 Гц, а верхняя — 6,5 МГц.

Выше было показано, что при существующем способе воспроиз­ ведения сигнала с магнитной сигналограммы, основанном на кон­ такте сигналограммы с воспроизводящей головкой, неизбежны слойные, контактные и щелевые волновые потери. Они ограничивают минимальную длину волны записи, с которой сигнал может быть надежно записан и воспроизведен. Минимально допустимое значение длины волны записи является критерием, характеризующим раз­ решающую способность системы запись —воспроизведение.

Усовершенствование магнитных головок и разработка магнитных лент с тонкими рабочими слоями, содержащими однородные, одно­ доменные частицы магнитного порошка, повысили разрешающую способность магнитной записи. В настоящее время минимальная длина волны записи доведена примерно до 2—3 мкм. Следовательно, чтобы записать составляющие спектра телевизионного сигнала, соответствующие верхней граничной частоте 6,5 МГц с минимально допустимой длиной волны записи порядка % = 3 мкм, скорость относительного движения лента — головка должна быть: ѵ = к мин/в^ ^ 20 м/с. Осуществить такую скорость движения ленты относи­ тельно неподвижной магнитной головки сложно. Аппаратура, рабо­ тающая при таких высоких скоростях, не достаточно надежна, а расход ленты очень велик.

Наиболее широкое распространение получил способ строчной записи, в котором необходимая для записи высоких частотных соста­ вляющих телевизионного сигнала большая скорость относительного движения лента — головка создается за счет быстрого перемещения головок относительно ленты. Скорость движения ленты при этом невелика и не превышает величин, обычно используемых в магнито­

66

фонах. В СССР применяют видеомагнитофоны со строчной записью [33].

На рис. 31 показано схематически устройство для строчной записи с четырьмя вращающимися магнитными головками. Четыре одина­ ковых головки укреплены на диске со смещением относительно друг друга на 90°.

Диск с головками вращается с постоянной скоростью. Плоскость вращения диска с магнитными головками перпендикулярна поверх­ ности магнитной ленты, движущейся с постоянной скоростью в на­ правлении, параллельном оси вращения диска. При этом головки поочередно соприкасаются с магнитной лентой, которая в месте соприкосновения с головками изгибается в виде лотка при помощи направляющей стойки, где она удер­

того же вращающегося диска с головками, последние поочередно соприкасаются со «строчками» видеограммы. Специальное электрон­ ное коммутирующее устройство соединяет сигналы, воспроизводимые отдельными головками, в единый сигнал. Скорость относительного движения головка — лента при этом может быть большой при малой скорости движения ленты. Например, когда диск с головками вра­ щается со скоростью 250 об/с, а лента шириною 50 мм движется со скоростью 397 мм/с, скорость движения головки относительно ленты достигает 40 м/с.

В одну секунду записывается на магнитной ленте 4 X 250 = = 1000 магнитных дорожек, или строк, на которых фиксируется телевизионный сигнал, соответствующий 25 кадрам телевизионного изображения. Ширина магнитной дорожки 0,25 мм, расстояние между соседними дорожками 0,14 мм. Кроме видеограммы на краях ленты располагаются: дорожка с записью звукового сопровождения, дорожка с записью режиссерских указаний и дорожка с записью управляющего сигнала. Эти сигналограммы записываются отдель­ ными головками, установленными за диском по ходу движения ленты. Полученная при строчной записи высокая скорость движения головок относительно ленты обеспечивает запись высоких частот,

но при этом возникают затруднения с воспроизведением низких частот. Низкочастотные составляющие записываются с длинами волн порядка нескольких десятков сантиметров и даже метров. Чтобы магнитный поток сигналограммы замыкался в основном по сердечнику воспроизводящей головки, длина рабочей поверх­ ности головки (т. е. поверхности, соприкасающейся с лентой) должна быть больше длины волны записи [28].

Выполнить это условие для низких частот в видеограмме невоз­ можно, поэтому низкочастотные составляющие телевизионного сиг­ нала при воспроизведении окажутся ничтожно малыми. Таким обра­ зом, строчная запись также не обеспечивает передачи всего спектра телевизионного сигнала при прямой записи последнего. Поэтому при видеозаписи используют мщуляцалшый способ, записывая некоторую несущую, модулируемую телевизионным сигналом. При­ меняют способ частотной модуляции, при котором частота несущей изменяется в некоторых пределах относительно своего среднего значения в такт с изменениями величины модулирующего сигнала:

(о= ü)q-(- AcücosQ t

где cö0 — несущая частота; Асо — амплитуда отклонения частоты, или девиация; Й — модулирующая частота (в нашем случае — ча­ стота телевизионного сигнала).

Девиация Асо пропорциональна амплитуде записываемого сиг­ нала и не зависит от его частоты. При видеозаписи величина деви­ ации Асо устанавливается значительно меньше Ймакс и полоса частот записываемого ЧМ-колебания много уже частотного диапазона телевизионного сигнала. Следовательно, на видеограмме длина волны записи изменяется в меньших пределах по сравнению с прямой записью телевизионного сигнала. В воспроизводящем устройстве демодулятор выделяет из воспроизводимого сигнала телевизионный сигнал.

Вместе с тем частота несущей со0 должна быть больше верхней граничной частоты телевизионного сигнала, и спектр записываемого модулированного сигнала смещается в область более высоких частот, что приводит к необходимости увеличивать скорость относительного движения головка — лента. Ранее отмечалось, что в видеомагнито­ фонах с четырьмя вращающимися головками эта скорость достигает 40 м/с. Частота несущей модулированного сигнала порядка 8 МГц, диапазон, в котором изменяются частоты записываемого сигнала, примерно 0,5—11 МГц, соответственно максимальная длина волны записи 80 мкм и минимальная 3,6 мкм.

Применение частотной модуляции при записи телевизионного сигнала по сравнению с прямой записью позволяет также исполь­ зовать малое расстояние между соседними строчками видеограммы, взаимное влияние которых понижается с уменьшением длины волны записи, и обеспечить соотношение между максимальным воспроизво­ димым сигналом и шумом не менее 40 дБ при малой ширине видео­ граммы. Сигнал, получаемый после демодуляции, определяется законом изменения частоты несущей, и магнитная нелинейность

68

ленты не вызывает искажений сигнала. Поэтому при модуляционном способе запись осуществляется без высокочастотного подмагничивания; за счет амплитудного ограничения в воспроизводимом сигнале подавляется паразитная амплитудная модуляция, возникающая из-за неоднородности рабочего слоя ленты и нарушения контакта между головками и лентой в процессе записи и воспроизведения.

Указанные положительные стороны использования частотной модуляции и определили широкое применение этого способа в видео­ записи, хотя с ним связано некоторое усложнение аппаратуры (вве­ дение в канал модулятора и демодулятора, повышение скорости движения головок относительно ленты).

Рис. 32. Схема устройства для записи и воспроизведения телевизионного сигнала с одной вращающейся головкой:

1 — п о д а ю щ а я к а т у ш к а ; 2 — н а п р а в л я ю щ и й р о л и к ; 3 — м а гн и т ­ н а я л ен та ; 4 — б а р аб а н , н а п р а в л я ю щ и й л е н т у ; 5 — ви д е о го л о в к а ;

Строчная запись телевизионного сигнала может быть осуще­ ствлена и при использовании одной или двух вращающихся головок. В настоящее время ряд фирм различных стран выпускает видео­ магнитофоны такого типа. В большинстве случаев эти модели видео­ магнитофонов обеспечивают передачу суженного частотного диапа­

произведения телевизионного сигнала с одной вращающейся голов­ кой. Магнитная лента огибает гладкий направляющий барабан, образуя полный виток спирали; барабан состоит из двух частей, в щели между которыми находится диск с магнитной головкой. Диск вращается с постоянной скоростью, при этом магнитная го­ ловка, выступающая за образующую барабана, вдавливается в ленту в месте соприкосновения с ней. Этим создается надежный контакт между головкой и лентой. За один оборот диска с головкой на ленте записывается сигналограмма, расположенная под углом Ѳ к краю ленты (рис. 33). В то время как в устройствах с четырьмя враща­ ющимися головками угол Ѳблизок к 90°, в данной модели Ѳ 3-f-5°.

69