ной амплитудной модуляции записываемого сигнала вспедствие неплотного контакта носителя записи с магнитными головками. Шумы, сопровождающие запись, называются модуляционными.. Их можно уменьшить, если установить подмагничивание больше оптимального для длинных волн записи. Выбор увеличенного подмаг-

♦с град

Рис. 16-6. Зависимость тока оптимального подмагничивания от температуры (для ленты типа 2). и =4,76 см/сек; f=m гц: f=170 кгц- рабочий зазор головки записи 10 мк.

ничивания связан, однако, и с двумя недостатками: 1) вспновая и частотная характеристики при этом ухудшаются: 2) стереть сигналограмму становится труднее. С этими недостатками приходится мириться или выбирать подмагничивание компромиссно.

При увеличении температуры окружающей среды величина оптимального подмагничивания уменьшается (рис. 16-6), чем в значительной степени объясняется происходящее одновременно изменение всех характеристик магнитной записи. Характеристики восстанавливаются при подстройке подмагничивания [Л. 8].

Уровень магнитной записи. При записи с продольным намагничиванием уровнем записи называется величина полезного остаточного магнитного потока в поперечном сечении магнитной сигналограммы, отнесенная к ширине дорожки записи. Для носителей, имеющих форму нити (проволоки), уровень записи определяют как остаточный поток в поперечном сечении сигналограммы. Измеряется уровень записи соответственно в веберах на метр или веберах, а также в долях этих единиц.

При малом уровне записи больше относительная величина различного рода помех; при слишком большом уровне возникают нелинейные искажения. Кроме того, очень большие различия в уровне записи затрудняют обмен сигналограммамп и воспроизведение их на других аппаратах. Поэтому для каждого вида применения магнитной записи и для определенной группы носителей нормируется максимально допустимый уровень записи. Эталонируется он с помощью измерительных лент (см. § 16-7), содержащих запись с максимально допустимым уровнем. В процессе записи уровень записи контролируют по специальному при-

бору-вольтметру, называемому индикатором уровня (§ 16-7). Предварительно индикатор уровня настраивают по измерительной ленте.

Стирание магнитной записи. Можно использовать магнитную и тепловую системы стирания. При тепловой системе требуется нагрев до температуры, превышающей точку Кюри, что часто портит носитель (у порошковых лент температура Кюри более 500° С).

Наиболее распространена магнитная система стирания, основанная на магнитном воздействии на сигналограмму. Известны два способа магнитной системы стирания: стирание размагничиванием и стирание намагничиванием. При первом способе на сигналограмму действует постепенно убывающее по амплитуде переменное поле, достаточно сильное в первый момент. В результате носитель записи размагничивается. При втором способе носитель записи однородно намагничивается в постоянном по направлению поле. Стирание можно осуществить в процессе записи с помощью стирающей магнитной головки или до записи, поместив всю сигналограмму (рулон ленты, катушку проволоки, диск) в поле специального размагничиваю-

Рис. 16-7. Конструкция ручного размагничивающего электромагнита. Сердечник имеет 60 стальиых пластни толщиной 0,35 и длиной 70 мм. Обмотка содержит 1 680 витков провода ПЭЛ 0,38 для напряжения электросети 220 в ила 840 витков ПЭЛ 0,47 для напряжения ПО в.

Рис. 16-8. Конструкция стационарного размагничивающего электромагнита. Сердечник собран из пластин толщиной 0,5 мм. Обмотка содержит 200 витков провода ПВО 2,6 для напряжения электросети 127 е. Потребляемая реактивная мощность около 2 ква.

шего электромагнита, питаемого от сети переменного тока. Конструкция ручного размагничивающего электромагнита показана на рис. 16-7, конструкция более мощного стационарного электромагйиТа - на рис. 16-8.

При пользовании электромагнитом сначала нужно включить егОна расстоянии не менее 0,5 м от размагничиваемой сигна-

лограммы, затем, сблизив их, перемещать электромагнит относительна сигналограммы (и.пи наоборот), стараясь, чтобы не осталось участков, не подвергшихся воздействию электромагнита. После этого надо также медленно удалить сигналограмму от электромагнита и на расстоянии 0,5 ж выключить его. Ручной электромагнит нельзя оставлять включенным в электросеть более 1-2 мин, чтобы он не перегрелся.

Ручным электромагнитом можно точно так же размагнитить сердечники магнитных головок и стальные детали аппарата, с которыми соприкасается лента в процессе движения. Эти детали могут случайно намагнититься и испортить сигналограмму (появляются шум и трески). Рекомендуется раз в 1-2 мес. производить профилактическое размагничивание. Во время размагничивания аппарат должен быть выключен.

Процесс стирания имеет следующие особенности:

1) Свежая запись стирается лучше, чем долго хранившаяся.

2) Двукратное стирание с помощью головки понижает уровень остающейся записи.

3) Запись низких частот стирается хуже, чем средних и высоких.

4) Запись, произведенную с сильным подмагничиванием, стереть труднее.

5) Из отечественных лент хуже стирается запись с ленты типа 2.

6) Чтобы старая запись после стирания совершенно не прослушивалась, необходимо ослабить ее уровень на 75-80 дб; в магнитофонах достигается стирание не более чем на 70 дб.

7) Нагрев сигналограммы облегчает ее стирание.

8) При воздействии поля ВЧ подмагничивания во время новой записи на стертую сигналограмму она частично проявляется , уровень старой записи повышается. Это явление особенно заметно у ленты типа 2. Если новую запись делать в направлении, противоположном тому, которое было при предыдущей записи, эффект проявления ослабевает.

Визуализация магнитной записи. При определении размеров и расположении дорожки магнитной записи, при монтаже фонограммы и в ряде других случаев необходимо сделать магнитную запись видимой. Этого можно достичь, нанеся кистью на поверхность сигналограммы суспензию мел ких (2-3 мк) частиц карбонильного железа в бензине или гептане (1 г порошка на 100 г жидкости). Сигналограммы можно, кроме того, визуэлизировать, размягчив рабочий слой магнитной ленты соответствующим растворителем.

В обоих случаях видимыми становятся те места сигналограммы, где магнитный поток наиболее интенсивно выходит наружу. Например, при.записи импульса постоянного тока видимцми становятся начало и конец намагниченного участка. Сигналограмма

гармонического колебания визуализируется намного слабее, чем сигналограмма прямоугольных импульсов. Таким образом, визуализация не позволяет увидеть форму записанных сигналов. При необходимости этого применяют запись с перемещаемой границей (см. стр. 274).

Копир-эффект. При хранении магнитной сигналограммы более сильно намагниченные участки дорожки записи воздействуют на расположенные вблизи другие ее участки и копируются на них. При воспроизведении эти копии создают помехи в виде сигналов-эхо, как отстающих, так и опережающих полезный сигнал. Такое явление называют копир-эффектом. Наиболее сильно копир-эффект проявляется при записи на ленте и проволоке, так как благодаря намотке получаемой сигналограммы в рулон расстояния между отдельными участками дорожки записи оказываются очень небольшими. Мерой данного явления является относительный уровень копир-эффекта, равный выраженному в децибелах отношению уровня записи наибольшего сигнала-копии к уровню записи сигнала, с которого получена копия. При звукозаписи копир-эффект особенно неприятен в записях речи, при других применениях магнитной записи копир-эффект, создавая ложные сигналы, понижает точность записи. При относительном уровне копир-эффекта около -54 дб помехи столь малы, что практически не играют роли.

Из порошковых магнитных лент отечественного производства наилучшей по этому показателю является лента типа 6 (-49 дб).

Величина относительного уровня копир-фекта определяется магнитными свойствами носителя, длиной волны записи и способом намотки сигналограммы для хранения. У порошковых магнитных лент максимум копир-эффекта наблюдается при к = =2nd, где d -расстояние между рабочими слоями соседних лент. У магнитной проволоки диаметром 50 мк копир-эффект максимален при Я =90 мк. Копир-эффект сильно зависит от магнитного последействия в носителе записи. Последействие велико в порошковых магнитных лентах и мало в проволоке, поэтому у первых копир-эффект заметно увеличивается по мере копирования, а у вторых не зависит от времени копирования.

Относительный уровень копир-эффекта у порошковых лент не зависит от уровня записи полезного сигнала, а у магнитной проволоки - зависит.

При повышении температуры и под воздействием внешних магнитных полей копир-эффеет- растет. Этим иногда пользуются для контактного копирования магнитных сигналограмм. Сигналограмма и свободный от записи носитель складываются вместе и подвергаются воздействию переменного поля с частотой 50 гц. После плавного ослабления переменного поля на носителе записи отпечатывается копия сигна-

лограммы. Для контактного копирования применяют специальные типы магнитных носителей записи. Во всех остальных случаях копир-эффект представляет собой вредное явление. Меры борьбы с ним: улучшение магнитных свойств носителей записи, намотка сигналограммы с прокладками или с принудительным шагом (для магнитной проволоки) и, наконец, размагничивание поверхностного слоя сигналограммы перед воспроизведением. Так как скопированные сигналы, в отличие от полезных сигналов, неглубоко проникают в глубь носителя записи, такое размагничивание ослабляет главным образом их [Л. 9].

Специальные способы магнитной записи и воспроизведения

Недостатки прямого способа записи состоят в малой точности и ограниченности частотного диапазона не только сверху, но и снизу.

Малая точность прямой записи объясняется тем, что вследствие неоднородности носителя записи, особенно его магнитных свойств, и из-за непостоянства механического контакта между носителем и головкой коэффициент пропорциональности между остаточным магнитным потоком в носителе и током записи в головке не остается постоянным, а подвержен в процессе записи случайным изменениям. Эти изменения создают паразитную амплитудную модуляцию сигнала. Величины модуляции и возникающей при этом ошибки записи зависят от свойств носителя, плотности его контакта с головкой, частоты сигнала и выбора подмагничивания. Особенно велика (до 50%) паразитная модуляция на высоких частотах (при малых длинах волн) и при узких дорожках записи. Паразитную модуляцию можно несколько ослабить, если выбрать высокочастотное подмагничивание больше оптимального. Однако при всех условиях не удается сделать ошибку записи меньше 10%.

Второй недостаток - ограничение диапазона частот снизу - связан с тем, что воспроизводящая головка перестает эффективно работать, когда длина волны записи превышает размеры ее полюсов. Воспроизвести же постоянную составляющую записываемых сигналов при прямой записи с продольным намагничиванием вообще нельзя, так как остаточный поток от этой составляющей не выходит за поверхность носителя и не может быть обнаружен никаким воспроизводящим устройством.

По указанным причинам, когда необходима точная запись сигналов (например, в телеметрии или при изучении формы каких-либо колебаний), вместо прямой записи применяют модуляционную или цифровую. Прямая запись используется для звукозаписи и в тех случаях, когда точное знание величины сигналов не имеет значения, например при частотном анализе спектра.

Модуляционная и цифровая запись. При

модуляционном способе записи сигналы модулируют вспомогательное колебание, которое записывается на носитель. При воспроизведении после детектирования и фильтрования получают исходные сигналы. Применяют разные виды модуляции, главным образом частотную (ЧМ), частотно-импульсную (ЧИМ) и широтно-импульсную

VM колебанир (сопротиЬлето нагризки Мам}

Рис. 16-9. Схема модулируемого генератора пилообразных колебаний,

0 ЙТ W

ЧМ сигнал

Инфра-збукоВай сигна/1

Рис. 16-10. Схема частотного демодулятора.

(ШИМ). Амплитудная модуляция применяется редко, гак как при ней точность записи ограничена из-за паразитной амплитудной модуляции, свойственной магнитной записи. Модуляционная запись может осуществляться как с подмагничиванием, так и без него. Схемы модуляторов и демодуляторов в каналах записи и воспроизведения в принципе не отличаются от общеизвестных, позволяющих получать большую девиацию частоты (обычно 50%)). На рис. 16-9 изображена схема модулируемого генератора (f=3 000 гц), пригодного для ЧМ записи инфразвуковых колебаний в диапазоне 1- 250 гц, а на рис. 16-10 - схема соответствующего демодулятора. В зависимости от частотного диапазона записи и конструкции аппарата при модуляционной записи можно получить точность 0,5-1%). Точность ограничивается паразитной частотной модуляцией, вызванной нестабильностью скорости записи и воспроизведения в аппарате.

Наибольшую точность записи можно получить при цифровой записи, когда записываемые сигналы преобразуются в специальном устройстве в серии кодовых импульсов, т. е. отображаются многоразрядным двоичным числом. Чаще применяется параллель- ный код, каждый знак которого записывается на одной из дорожек записи многодоро-жечной сигналограммы. При цифровой записи ошибка может возникнуть только вслу-