Воспроизведение и стирание магнитной записи

Воспроизведение и стирание магнитной записи

1. Процесс воспроизведения магнитной записи

В процессе воспроизведения носитель перемещается над зазором воспроизводящей головки. Намагниченный элемент носителя, расположенный над зазором головки, создаёт в сердечнике головки магнитный поток . Так как разные элементы носителя имеют различную намагниченность, то при движении носителя магнитный поток в сердечнике головки изменяется, возбуждая в обмотке головки

э.д.с. .

Если намагниченность изменяется вдоль его длины по синусоидальному закону, то магнитный поток будет создавать в обмотке головки

э.д.с. ,

где  - число витков обмотки головки. Амплитуда

э.д.с. ,

т.е. амплитуда растет прямо пропорционально частоте. Полученная зависимость амплитуды от частоты справедлива в том случае, когда ширина рабочего зазора головки бесконечно мала.

Реальные головки имеют рабочий зазор конечной ширины δ. Рассмотрим, как влияет ширина рабочего зазора δ на вид зависимости амплитуды э.д.с. от частоты. Пусть напряженность магнитного поля, созданного носителем в рабочем зазоре головки:

.

Тогда магнитодвижущая сила (м.д.с.), создаваемая элементом носителя , равна:

М.д.с., создаваемую участком носителя, находящемся против рабочего зазора головки, определим, интегрируя выражение для  в пределах от до .

.

Магнитный поток в сердечнике головки:

 

Здесь учтено, что:  и .

Зная величину магнитного потока в сердечнике головки, находим э.д.с.:

.

Амплитуда э.д.с.:

.

В этом выражении первый множитель растет прямо пропорционально частоте (как в идеальной головке), а второй множитель учитывает влияние конечной ширины рабочего зазора головки. График зависимости э.д.с. от частоты изображен на рис. 1.

Из рисунка следует, что с повышением частоты э.д.с. реальной головки растет медленнее, чем идеальной. Это уменьшение э.д.с. называют «щелевыми потерями». Множитель:

называют коэффициентом щелевых потерь. График зависимости  от частоты показан на рис. 2. На частотах, для которых ,  обращается в ноль. Это происходит тогда, когда между полюсами головки оказываются одноименные полюса намагниченного участка носителя.

Рисунок 1. 1 – АЧХ идеальной головки, 2 – АЧХ реальной головки

Рисунок 2. Зависимость коэффициента щелевых потерь от частоты, .

При воспроизведении с магнитного носителя (ленты) возможно появление зазора между носителем и поверхностью головки. Причиной возникновения зазора может быть пыль, попавшая на поверхность носителя, деформация носителя, неровность рабочего слоя носителя и т.п. Зазор вносит дополнительное магнитное сопротивление в магнитную цепь головки. Это вызывает уменьшение магнитного потока в сердечнике и, соответственно э.д.с. на зажимах головки.

Уменьшение э.д.с., обусловленное плохим контактом носителя и головки называют контактными потерями. Контактные потери учитывают коэффициентом контактных потерь:

,

где а – величина зазора между поверхностью головки и носителем. Зависимость коэффициента контактных потерь от частоты приведена на рис. 3.

м, м/с.

Рисунок 3

Рабочий слой носителя имеет конечную толщину. Хороший контакт с рабочей поверхностью головки имеет только внешняя поверхность рабочего слоя носителя. Внутренние области рабочего слоя носителя удалены от поверхности головки. Их вклад в создание магнитного потока меньше, чем внешней поверхности носителя. Поэтому э.д.с. на зажимах головки оказывается меньшей по сравнению с э.д.с., которая могла бы быть при равном вкладе в создание магнитного потока всей толщи рабочего слоя носителя. Это уменьшение э.д.с. называют слойными потерями. Слойные потери учитывают коэффициентом слойных потерь .

,

где  - толщина рабочего слоя носителя. Зависимость коэффициента слойных потерь от частоты показана на рис. 4.

м, м/с.

Рисунок 4

Рабочий зазор записывающей и воспроизводящей головок должен быть установлен перпендикулярно направлению движения носителя. Если это правило не соблюдено, то возникают потери, которые называют потерями перекоса. Действие перекоса аналогично увеличению ширины рабочего зазора. Эффективная ширина рабочего зазора , где  - ширина дорожки,  - угол перекоса. Коэффициент потерь перекоса:

.

Зависимость коэффициента потерь перекоса от частоты при разных значениях угла перекоса α показана на рис. 5. Из рисунка следует, что даже небольшое изменение угла перекоса сильно изменяет величину коэффициента потерь перекоса на высоких частотах. Так, при изменении угла от 0.25⁰ до 1.0⁰ на частоте 10 кГц коэффициент изменяется от 0.92 до 0.09. Этим пользуются при регулировке положения зазора головки. На отрегулированном магнитофоне записывают синусоидальный сигнал, частота которого ~ 10 кГц. Эту фонограмму устанавливают на регулируемый магнитофон и, изменяя угол перекоса головки α, добиваются максимального значения уровня сигнала на линейном выходе магнитофона. Регулировку можно выполнить, используя измерительные ленты 6ЛИТ4.ЧВН, 3ЛИТ2.ЧВН или им подобные.

Рисунок 5 Кривая 1 -  2 - , 3 - , 4 - .

Теперь нетрудно представить результирующую амплитудно-частотную характеристику пары лента – воспроизводящая головка:

,

где учтено, что . Вид АЧХ, вычисленной для  и  показан на рис. 6. Как следует из рисунка, АЧХ процесса воспроизведения неравномерен. Для правильного воспроизведения сигналов необходимо корректировать АЧХ усилителя воспроизведения (на рис. 6 эта АЧХ показана пунктиром).

Рисунок 6. АЧХ пары лента – воспроизводящая головка.