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

На каждой магнитной строчке записывается один полукадр телеви­ зионного изображения. Поэтому число оборотов диска с головкой связано с телевизионным стандартом [33, 34]. При принятой в Со­ ветском Союзе и в европейских странах частоте смены полукадров 50 диск с головкой должен делать 50 об/с. В зависимости от диаметра диска и ширины магнитной ленты (применяются ленты шириной 50,8; 25,4 и 12,7 мм) разные значения имеют линейная скорость головки и скорость движения головки относительно ленты. В видеомагнито­ фонах этого типа при скорости движения ленты 100—250 мм/с ско­ рость относительного движения головка — лента — 18—25 м/с. При этом уверенно записывается с длиной волны порядка 5 мкм несущая частота 4—4,5 МГц и верхняя частота модулирующего телевизион­ ного сигнала 2,5—3 МГц [33].

Рис. 33. Расположение видеограммы и фонограммы на магнитной ленте:

1 — к о н т р о л ь н ы й с и гн а л ; 2 — с и г н а л з в у к о в о г о со п р о в о ж д е н и я ; 3 — ви д е о ­ сигн ал .

На краях по длине ленты записывается звуковое сопровождение и управляющий сигнал. Последний, как и в видеомагнитофонах с четырьмя вращающимися головками, в процессе воспроизведения используется в системе автоматического регулирования движения ленты и видеоголовок, которая обеспечивает точное движение головок

врежиме воспроизведения по следу записи [33].

Вустройствах с двумя вращающимися головками лента охваты­ вает немного больше половины окружности направляющего бара­ бана (рис. 34). Как и в предыдущей модели, в щели между верхней

инижней частями направляющего барабана вращается диск с маг­ нитными головками. Для записи и воспроизведения используют две универсальные головки, диаметрально расположенные на диске.

Дорожки видеограммы располагаются на ленте наискось, как и в устройствах с одной вращающейся головкой. На каждой дорожке также записывается сигнал, соответствующий одному полукадру телевизионного изображения, поэтому для телевизионных систем с частотой смены полукадров 50 скорость вращения диска с голов­ ками должна быть 25 об/с. Скорость записи (скорость относительного движения головки — лента) зависит от диаметра диска, но и в этом случае она в 100 и более раз может превышать скорость движения ленты. Телевизионный сигнал записывается также с использованием частотной модуляции. Видеомагнитофоны с двумя или одной враща­ ющимися головками несколько проще по сравнению с видеомагнито­

70

фонами с четырьмя головками. Кроме того, в пих отсутствуют иска­ жения, связанные с неточной установкой головок и отличием голо­ вок друг от друга. Изображение, получаемое при воспроизведении, можно рассматривать при любой скорости движения ленты, даже при неподвижной ленте можно рассматривать один полукадр.

В настоящее время устройства с четырьмя вращающимися голов­ ками широко используют в профессиональной аппаратуре для теле­ видения.

Магнитная лента для видеозаписи. Магнитная лента для видео­ записи аналогична ленте для звукозаписи, однако она должна удо­ влетворять более высоким требованиям в отношении рабочих харак­ теристик и физико-механических свойств. Лента должна обеспечивать

/

Рис. 34. Схема устройства для записи и воспроиз­ ведения телевизионных сигналов с двумя враща­ ющимися головками:

га те л ь д и с к а с го л о в к а м и ; 6 — п р и в о д л ен ты ; 7 — п р и н и ­ м а ю щ а я бо бина ; 8 — з в у к о в а я и с т и р а ю щ а я го л о в к и ; 9 — к о л л е к то р .

запись коротких длин волн, это означает, что она должна иметь хорошую частотную характеристику и возможно большее отно­ шение сигнал/шум. Для того чтобы получить такие характеристики, магнитные ленты для видеозаписи делают с более тонким рабочим слоем из ферромагнитного порошка с однодоменной структурой частиц. Коэрцитивную силу частиц порошка и слоя в целом следует повышать, так же как и остаточную намагниченность насыщения, чтобы при малых значениях длины волны записи и ширины сигнало­ граммы получить при воспроизведении необходимую величину сиг­ нала. Для повышения чувствительности ленты и приближения формы петли гистерезиса к прямоугольной игольчатые частицы порошка в рабочем слое ориентируют в процессе нанесения суспензии порошка на основу. В лентах, предназначенных для видеозаписи с четырьмя вращающимися головками, направление ориентации почти перпен­ дикулярно длине ленты. Однако такая ориентация частиц порошка неблагоприятна для записи звукового сигнала, который записы­ вается вдоль ленты. Поэтому некоторые зарубежные фирмы и отече­ ственные заводы производят видеоленты, ориентированные под углом 45°. Для видеомагнитофонов, работающих с одной или двумя

71

вращающимися головками, выпускают ленты с ориентацией иголь­ чатых частиц в направлении движения ленты, поскольку строки видеограммы только на 3—5° отклоняются от этого направления.

Одним из главных показателей качества ленты для видеозаписи является отношение сигнал/шум. Диапазон частот, передаваемых при видеозаписи, в 500 раз шире, чем при записи звука, что обусло­ вливает значительное возрастание абсолютной величины шумового сигнала. Для понижения шума при изготовлении видеолент должен применяться специальный «малошумящий» магнитный порошок с ма­ лыми размерами частиц, должно обеспечиваться равномерное распре­ деление частиц порошка как по толщине, так и по длине рабочего слоя. Ленты для видеозаписи делают с гибкой и тонкой основой, а поверхность рабочего слоя тщательно обрабатывают, чтобы умень­ шить шероховатость, обеспечить хороший контакт головок и ленты и исключить паразитную модуляцию.

При видеозаписи имеется еще один источник шума, обусловлен­ ный возникновением значительных электростатических зарядов на поверхности ленты. Высокое поверхностное сопротивление рабочего слоя ленты и значительное трение при быстром движении головок относительно ленты приводят к тому, что потенциал локальных участков на поверхности ленты превышает 500 В [35]. Возникающие при этом электрические разряды воздействуют на головки, и при воспроизведении видеозаписи возрастает шум, на экранах телеви­ зоров появляются мелкие белые точки. Кроме того, наэлектризо­ ванная поверхность ленты притягивает пыль и мелкие частички магнитного порошка, отколовшиеся от ленты. При значительном давлении головок на ленты эти частички могут впрессовываться в рабочий слой, ухудшая поверхность последнего. Поэтому при изготовлении лент для видеозаписи принимают специальные меры для повышения электропроводности рабочего слоя.

Специфическая помеха при воспроизведении сигнала с видео­ граммы возникает за счет выпадений сигнала. Выпадение сигнала — это кратковременное полное пропадание сигнала или его резкое уменьшение, возникающее за счет таких дефектов ленты, как посто­ ронние немагнитные включения в рабочем слое, выступы на поверх­ ности, резко нарушающие контакт между головкой и лентой. Выпа­ дение сигнала, практически незаметное при воспроизведении звука, на воспроизводимом телевизионном изображении создает значи­

слоя могут появиться царапины, пыль, что увеличивает число выпа­ дений сигнала. Большая относительная скорость головки — лента и значительный прижим между ними в профессиональных видео­ магнитофонах с четырьмя вращающимися головками создают тяже­ лые эксплуатационные условия для ленты. В видеомагнитофонах с одной и двумя вращающимися головками, несмотря на меньшую скорость движения головок относительно ленты и меньший прижим между ними, условия работы ленты также достаточно трудны. Рабо­

72

чий слой ленты испытывает сильное трение при движении по напра­ вляющему барабану. Кроме того, в видеомагнитофонах этого типа предусматривается возможность длительного воспроизведения одного неподвижного кадра, при этом головка тысячи раз проходит по одной и той же строчке видеограммы. Поэтому физико-механические свой­ ства ленты для видеозаписи должны быть более высокими по срав­ нению с лентами для звукозаписи. Лента должна быть возможно более прочной, ее параметры должны быть стабильными и не завися­ щими от окружающих условий (температура, влажность). Это определяет повышенные требования к основе лент для видеозаписи.

Рабочий слой лент для видеозаписи должен обладать износо­ стойкостью, термостойкостью и повышенной электропроводностью. Повышения износостойкости рабочего слоя достигают за счет сни­ жения коэффициента трения между головкой и лентой и повышения микротвердости слоя [36]. Снижение коэффициента трения между лентой и головками важно также с точки зрения уменьшения на­ грева поверхности рабочего слоя. При чрезмерном нагреве из рабо­ чего слоя ленты могут выделяться летучие компоненты, создающие твердый нагар на поверхности магнитных головок, который нарушает контакт между головками и лентой и резко снижает качество изобра­ жения.

Износ рабочего слоя лент для видеозаписи, за счет которого резко возрастает количество выпадений сигнала и увеличивается шум, ограничивает срок службы лент. Большинство изготовителей в настоящее время гарантирует число прогонов ленты для видео­ магнитофонов с четырьмя головками не менее 200.

Усовершенствование технологии изготовления лент для видео­ записи с целью улучшения физико-механических свойств, рабочих характеристик и повышения срока их службы — задача весьма актуальная. Ведутся поиски новых материалов для рабочего слоя магнитных лент. В этом плане представляют интерес ленты с магнит­ ным порошком двуокиси хрома, модифицированной теллуром, оло­ вом и др. Магнитная лента, изготовленная на таком порошке, имеет большую чувствительность, обеспечивает повышенное отношение сигнал/шум и значительно лучшую частотную характеристику по сравнению с лентой, рабочий слой которой содержит гамма-окись железа. К тому же электропроводность этой ленты на 5 порядков выше, чем у ленты с гамма-окисью железа. Недостатком порошка двуокиси хрома является низкая температура Кюри: 120° С. Однако полиэтилентерефталатная основа для видеолент допускает темпе­ ратуру не выше 90° С, поэтому данное свойство порошка двуокиси хрома не ограничивает его применения для изготовления видеолент.

2.2.4.Точная магнитная запись

Кточной магнитной записи относится запись электри­ ческих сигналов, в которые преобразуются различные физические явления, а также запись чисел, представленных в виде соответству­ ющим образом закодированных импульсов.

73