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

В точной магнитной записи применяют аналоговую и цифровую запись. При аналоговой записи в процессе последующего воспроиз­ ведения получается сигнал подобный записываемому. К аналоговой записи относится, в частности, рассмотренная выше запись звука. В цифровой записи осуществляется квантование и цифровое кодиро­ вание сигнала.

Цифровая импульсная запись. В вычислительной технике, где применяют цифровую запись, используют двоичную систему счисле­ ния, которая содержит только цифры 1 и 0. Числа десятичной си­ стемы кодируют в двоичной системе, например:

Двоичный код обеспечивает высокую надежность, так как в этом случае для передачи и запоминания кодированной информации элемент «памяти» должен обладать только двумя устойчивыми со­ стояниями. Закодированный в двоичной системе цифровой сигнал передается по каналам связи в виде группы импульсов, например, цифра 1 передается в виде положительного импульса, а 0 — в виде отрицательного импульса. Таким образом, запись и воспроизведение

не предъявляют жестких условий к идентичности формы сигнала, получаемого на головке воспроизведения, и входного сигнала. Тре­ буемая форма выходного сигнала получается с помощью электронных формирующих устройств. В этих условиях вполне достаточно, чтобы система записи и воспроизведения надежно распознавала два воз­ можных состояния носителя записи: намагниченности и размагни­ ченности.

Для цифровой записи на магнитную ленту используют два спо­ соба — запись «с возвращением к нулю» и запись «без возвращения к нулю». При записи с возвращением к нулю ток в записывающей головке нормально отсутствует. Для записи импульса ток, доста­ точный для насыщения ленты, пропускается по обмотке головки в течение короткого промежутка времени. Время нарастания и спада импульса тока делается настолько малым, насколько это удается. Время, в течение которого ток остается на уровне достаточном для насыщения ленты (длительность импульса), зависит от характери­ стик головок и ленты. При записи очень коротких импульсов э. д. с., получаемая при воспроизведении, оказывается малой. С увеличением длительности записываемых импульсов возрастает э. д. с. при вос­ произведении, но при этом увеличивается расход ленты. Практи­ чески применяют импульсы длительностью 8—15 мкм/с.

На рис. 35 показан ток записи для двоичного числа 1101 и э. д. с., возникающая при последующем воспроизведении. Э. д. с. опре­ деляется производной от магнитного потока, который создает дви-

74

жущаяся сигналограмма в головке воспроизведения, а потому каж­ дый записанный импульс воспроизводится в виде двух импульсов

выходе формирующего устройства возникает импульс. Э. д. с., полу­

и того же знака.

На рис. 36, а изображен код 1100101, в котором 1 представляются положительными импульсами, а 0 — отрицательными. Первый поло­ жительный импульс перебрасывает специальную спусковую схему,

75

на единице длины сигналограммы при условии надежного воспроиз­ ведения. По мере увеличения продольной плотности записи или уменьшения места на ленте, на котором записывается один импульс, как при записи с возвращением к нулю, так и без возвращения к нулю пиковое значение воспроизводимого импульса уменьшается и его форма становится зависимой от последовательности единиц и нулей. Это обусловлено взаимным влиянием соседних им­ пульсов.

Амплитуда и длительность (или ширина) импульса э. д. с. в го­ ловке воспроизведения, получаемой от одной изолированной зоны перепада намагниченнссти ленты от —J rs до + / „ , определяет допустимое значение продольной плотности записи или разреша­ ющую способность системы. На рис. 37 схематически показана зона

э. д. с., возникающей в головке воспроизведения при прохождении мимо нее участка ленты с данной зоной перепада. Когда в непосред­ ственной близости друг от друга располагаются две или более таких зоны перепада намагниченности, соответствующие им импульсы воспроизводимой э. д. с. накладываются друг на друга. Чем меньше длительность импульса э. д. с., соответствующего одному перепаду намагниченнссти ленты, тем выше разрешающая способность си­ стемы записи и больше может быть допустимая плотность записи импульсов.

Форма и амплитуда одиночного воспроизводимого импульса зави­ сят в общем случае от протяженности зоны перепада намагничен­ нссти ленты от - f / , s до —J rs, толщины рабочего слоя ленты, зазора и параметров записывающих и воспроизводящих головок [37, 38]. Для заданных головок длительность и амплитуда воспроизводимого импульса зависят от магнитных свойств носителя записи. Допусти­ мую продольную плотность записи находят экспериментально. Для этого записывают, постепенно повышая плотность записи, импульсы выбранной длительности при токе записи близком к току насыщения ленты. Воспроизводя сигнал с полученной сигналограммы, измеряют

77

пиковым вольтметром напряжение на выходе головки воспроизведе­ ния и строят график зависимости этого напряжения от плотности записи (рис. 38). За допустимую принимают плотность записи, при которой выходное напряжение уменьшается по сравнению с макси­ мальным на 10—20%. Чем выше должна быть надежность передачи импульсов, тем меньше допустимое падение выходного напряжения.

Поверхностная плотность записи определяется числом импульсов, которые могут быть записаны на единице площади ленты. Поверх­ ностная плотность записи, очевидно, зависит от продольной плот­ ности, а также от ширины дорожки записи. При цифровой записи, как правило, используется многоканальная запись — параллельно на ленте записывается несколько дорожек. Чем меньше ширина

каждой отдельной дорожки записи и уже промежутки между ними, тем выше будет поверхностная плотность записи. Но с уменьшением ширины дорожки уменьшается воспроизводимый сигнал, а следова­ тельно, падает надежность его передачи. Сужение промежутков между дорожками приводит к возрастанию помех за счет проникно­ вения сигнала из одного канала в другой. В современных устрой­ ствах для цифровой записи ширина дорожек 0,5—1 мм и промежутки между ними того же порядка.

Аналоговая запись. К аналоговой записи относится прямая за­ пись, когда электрические сигналы непосредственно без каких-либо преобразований записывают на магнитную ленту. При этом система записи и воспроизведения должна обеспечивать равномерную пере­ дачу всех частотных составляющих сигнала и нелинейные искажения не должны превышать допустимого значения. Как это достигается, было показано при рассмотрении записи звука.

В телеметрии во многих случаях электрический сигнал, подлежа­ щий записи, включает в себя постоянный или медленно изменя­ ющийся ток. Как было показано (см. стр. 55), э. д. с. на выходе головки воспроизведения прямо пропорциональна частоте записан­ ного сигнала. Поэтому низкие частоты с магнитной сигналограммы воспроизводятся плохо. Существует нижний предел частоты сиг­ нала, который можно удовлетворительно воспроизвести с магнитной сигналограммы. В частности, при прямой записи невозможно вос­ произвести постоянную составляющую записанного сигнала.

Проблема передачи низкочастотных сигналов и сигналов по­ стоянного тока в точной магнитной записи решается за счет при­ менения модуляционных способов записи. При этом записывается вспомогательная несущая, которая модулируется записываемым сигналом. В качестве несущей используется гармонический сигнал или импульсный. Возможна амплитудная модуляция, когда по закону передаваемого сигнала изменяется амплитуда несущей; такой вид модуляции широко применяется в радиотехнике.

Амплитудная нестабильность воспроизводимого сигнала (обусло­ вленная неоднородностью рабочего слоя ленты и непостоянством контакта между лентой и головками) делает нецелесообразным применение амплитудной модуляции при магнитной записи. В точной магнитной записи применяют только способы так называемой

"78