Рис. 16-39. Многодо-рожечный блок магнитных головок. J - сердечники головок; 2 - экраны между головками; 3-площадка для крепления блока; 4 - корпус блока; 5 - стяжные вннты.

Вращающиеся блоки магнитных головок используются для строчной видеозаписи, строчной звукозаписи на магнитный лист в диктофонах и для специальных преобразований сигналов - путем транспонирования (см. § 16-3 и 16-7).

Одна из наиболее распространенных конструкций неподвижных многодорожечных блоков головок показана на рис. 16-39. Латунный корпус блока состоит из двух симметричных половин, в пазы блока запрессовываются сердечники с обмотками, после чего блок собирается и шлифуется его рабочая поверхность.

К блоку головок предъявляются следующие жесткие требования: сердечники отдельных головок должны быть расположены на заданных расстояниях друг от друга; рабочие зазоры всех головок должны располагаться вдоль одной прямой с минимальным сдвигом друг относительно друга в направлении движения ленты, а их углы наклона не должны значительно различаться между собой.

При многодорожечной записи и вопроиз-ведении сталкиваются с нежелательным прохождением сигналов из одного канала передачи информации в другой. Это явление называется прониканием, а его мерой является переходное затухание, выражающее в децибелах ослабление сигнала при его переходе из одного канала в другой. При длинных волнах записи, когда поле рассеяния магнитной сигналограммы распространяется сравнительно далеко, оно является главной причиной проникания. Величина переходного затухания зависит от отно-щенкя %/а, где - длина волны записи, а - расстояние между соседними краями дорожек записи. При %/а=1 переходное затухание равно примерно 30 дб, с увеличением Х/а переходное затухание резко падает. Данное проникание не может быть ослаблено экранировкой, и с ним необходимо считаться при конструировании аппаратуры.

Другая причина проникания - индуктивные и емкостные связи между отдельными головками многодорожечного блока. Эти связи могут быть существенно ослаблены экранами из магнитномягкого материала, располагаемыми в блоке. Желательно, чтобы экраны разделяли соседние головки в пределах всего блока, в крайнем случае можно применять частичные экраны в районах рабочего и дополнительного зазоров, где поля рассеяния особенно велики. При расстоянии между краями дорожек записи примерно

2-2,5 мм сравнительно нетрудно получить переходное затухание в многодорожечной блоке около 50 дб.

Для ряда применений магнитной записи бывает необходимо достичь максимального числа дорожек записи, по возможности сокращая их ширину и сближая между собой. Однако чем уже дорожка записи, тем меньше э. д. с. головки воспроизведения и относительно сильнее становится шум усилителя. Кроме того, чем ближе дорожки записи, тем меньше переходное затухание. Поэтому увеличение плотности дорожек записи возможно лишь при снижении требований к величине отношения сигнал/помеха в каждом канале. Предел возможного увеличения плотности определяется тем, что при очень узких дорожках начинается сильное выпадение сигнала (см. § 16-4), а при очень близком расположении дорожек резко возрастает проникание из-за неизбежных перемещений ленты в направляющих вверх и вниз, так как ширина ленты непостоянна. Для звукозаписи среднего качества достижима плотность 0,5 дорожки на 1 мм, для звукозаписи речи, причем пониженного качества, 1 дорожка и для импульсной записи до 2 дорожек на 1 мм.

Характеристики магнитных головок

Электрические характеристики. Для

внешней цепи магнитная головка представляет собой источник (головка воспроизведения) или потребитель (головка стирания и записи) энергии, обладающий комплексным сопротивлением электрическому току. Оно определяется активным сопротивлением обмотки (или проводника), индуктивным и емкостным сопротивлениями, а также потерями энергии на перемагничивание и вихревые токи в сердечнике и арматуре головки.

Эквивалентная электрическая схема магнитной головки изображена на рис. 16-40. Параллельно емкости обмотки головки Со подключена емкость соединительных проводов и схемы. Z головки зависит от частоты. На резонансной .частоте Z головки сильно возрастает, напряжение на обмотке головки воспроизведения становится намного больше ее э. д. с, а намагничивающий ток головки записи - намного больше тока через ее обмотку.

Резонансные явления в обмотке должны учитываться при конструировании аппаратуры и при измерениях. В большинстве случаев эти явления нежелательны, и только иногда резонанс воспроизводящей головки используют для увеличения ее выходного напряжения на высоких частотах.

У проводниковых головок резонансных явлений не возникает. Их сопротивление

Рис. 16-40. Эквивалентная электрическая схема магнитной головки.

активно и практически неизменно в очень широком диапазоне частот.

Выбор числа витков обмотки и отсюда выбор Z зависит от назначения головки и схемы, в которой она будет использоваться. Условно обмотковые головки.записи, воспроизведения и стирания разделяются на нт-коомные (с индуктивностью до 0,1 гн) и высокоомные (с индуктивностью более 0,5 гн).

Головки стирания и записи делают обычно низкоомными, а головки воспроизведения-и низкоомными и высокоомными. Низкоомные головки используют, когда необходимо удалять головку от усилителя на расстояние более 20-30 см. Их включают через повышающий трансформатор. Высокоомные головки используются во всей массовой аппаратуре широкого применения. Универсальные головки для записи и воспроизведения чаще всего также делают высокоомными.

Важной электрической характеристикой любой магнитной головки являются потери энергии в ее сердечнике и арматуре. Их удобно характеризовать параллельным сопротивлением потерь (R на рис. 16-40). Сопротивление потерь головки можно измерить, пользуясь схемой, изображенной на

Рис. 16-41. Схема измерения параллельного сопротивления потерь магнитной головки.

рис. 16-41. Конденсатором переменной емкости настраршают головку в резонанс по минимуму тока через контур (напряжение Ui), после чего измеряют напряжение на головке и вычисляют резонансное сопротивление

которое равно искомому параллельному сопротивлению потерь. Потери энергии в головке зависят от частоты и напряжения на обмотке, поэтому измерения надо проводить в режиме, соответствующем условиям работы головки. Потери энергии подсчитыва-ются путем деления действующего переменного напряжения на головке в квадрате на сопротивление потерь.

< электрическим характеристикам относится также сопротивление изоляции обмотки головки относительно корпуса, которое обычно должно быть ие менее 500 Мом при испытательном напряжении ~ 500 в,.

Рис. 16-42. Распределение магнитного потока из сигналограммы.

Характеристики воспроизводящих головок

Чувствительность индукционной головки.

Чувствительностью называется э. д. с, развиваемая головкой при воспроизведении записи определенного уровня. Для того чтобы исключить влияние различного рода потерь, определяемых другими характеристиками головки, чувствительность измеряют на частоте не выше 1 ООО гц и при таких длинах волн записи, когда волновые потери в головке незначительны. Часто чувствительность определяют при проигрывании измерительной ленты (см. § 16-7) с записью максимального уровня. Низкоомные головки, предназначенные для воспроизведения записи с продольным намагничиванием на порошковых магнитных лентах, развивают при этих условиях (Ф=1 600 пеб, /=400 гц) э. д. с, равную 1,5-2 мв, а высокоомные - до 5-6 мв. Электродвижущая сила может быть вычислена по формуле

E = 2nf0w,

где Е-действующее значение э.д.с, в;

Ф - эффективное остаточное значение

магнитного потока, вб; f- частота сигнала, гц\ W - количество витков обмотки. (Для проводниковой головки гу=0,5).

В приведенной формуле Ф - поток, сцепленный с витками обмотки. Он меньше остаточного потока Фс магнитной сигналограммы ввиду того, что часть последнего замыкается через рабочий зазор и прилегающее пространство, минуя сердечник (рис. 16-42, поток Фр.з). Отношение А=Ф/Фс называется коэффициентом шунтирования головки. Чем ближе значение А к единице, тем выше чувствительность головки. Коэффициент шунтирования определяется магнитными сопротивлениями отдельных участков магнито-провода головки. Если Rp.3- сопротивление рабочего зазора, Rc - сопротивлевие сердечника, i?fl.3- сопротивление дополнительного зазора, то

Л =--.

р.з + д.з+Яс

Так как у воспроизводящих головок дополнительный зазор специально не предусматривается, то

Rp.B + Rc

и определяется размерами и материалом сердечника и размерами рабочего зазора. На

рис. 16-43 приведен график зависимости коэффициента шунтирования (а следовательно, и чувствительности головки) от начальной проницаемости fx сердечника, на рис. 16-44 - от ширины рабочего зазора и на зис. 16-45 -от глубршы рабочего зазора Л. 29]. Две последние зависимости вычислены для fx =25 ООО и с учетом того, что небольшой дополнительный зазор (~ 5 жк) не-

10000 15000

Рис. 16-43. График зависимости коэффициента шунтирования от начальной проницаемости материала сердечника.

избежно существует во всех воспроизводящих головках. Для нахождения коэффициента шунтирования головки необходимо перемножить частичные коэффрш,иенты, найденные из приведенных графиков, и умножить полученное произведение на коэффициент занолнения сердечника (см. рис. 16-31).

Рис. 16-44. График зависимости коэффициента шунтирования от ширины рабочего зазора.

Рис. 16-45. График зависимости коэффициента шунтирования от глубины рабочего зазора.

Чувствительность головки возрастает с увеличением числа витков, но одновременно увеличивается и ее индуктивность L. Так как допустимое значение последней ограничено резонансом головки, желательно получать наибольшее значение

называемое эффективностью головки. Эффективность не зависит от числа витков обмотки и определяется лишь конструкцией магнитопровода головки:

Эффективность головки связана с чувствительностью соотношением

где L - индуктивность головки.

Эффективность, как и чувствительность, определяются при определенной остаточной намагниченности, низких частотах и длине волны записи, в несколько раз большей ширины рабочего зазора. Например, у головки типа В-03, применяемой в студийных магнитофонах,

Q=2Q-,

при /=400 гц и Фс = 1600 пеб [Л. 23].

Волновая характеристика головок с сердечником. Дайной характеристикой называется зависимость э. д. с. воспроизводящей головки от длины волны записи при неизменном уровне записи (например, при неизменном остаточном магнитном потоке). Если геометрическая ширина рабочего зазора равна I, то приближенно волновая характеристика определяется законом электромагнитной индукции и так называемой щелевой функцией:

sin-

Кг,.

р.з-

где /эф~1,2 - эффективная ширина рабочего зазора, мк; X - длина волны записи, мк.

О ~2

-№ -16

i г 5 в 10

Рис. 16-46. График щелевой функции.

График щелевой функции представлен на рис. 16-46. Приближенно щелевая функция может быть вычислена по формуле .

%з=1 -

При Х-1дф Кр.з =0, что дает возможность экспериментально определять эффективную ширину рабочего зазора в процессе записи и воспроизведения как длину волны записи, соответствующую первому минимуму э. д. с. головки. Чем острее этот минимум, тем лучше линейность рабочего