(01) (02) (03) (04) (05) (06) (07) (08) (09) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94)
Кандидат техническихнаук М. ХАЛЕЦКИЙ.
Вот чтопроисходит при записи, когдамагнитная лента равномернодвижется мимо головки, плотноприлегая к сердечнику именно вобласти зазора. Меняющийсяэлектрический ток (записываемыйсигнал) проходит по катушке исоздает в сердечнике меняющеесямагнитное поле. Поле всегдастарается пройти по путинаименьшего магнитногосопротивления и поэтому "не хочет"идти через зазор, а замыкаетсячерез прилегающий к нему участокферромагнитной ленты (в этомнетрудно убедиться, проделавнесложный опыт - см. "Наука ижизнь" № 11, 1996 г.). Участок этотнамагничивается, и на лентеостается магнитный след -записанный кусочек сигнала. Лентадвижется, и на ней постепеннопишется весь сигнал.
Магнитнаяголовка - устройство внешне оченьпростое: напоминающий бубликферромагнитный сердечник(магнитопровод) с намотанной нанего катушкой из тонкогоизолированного провода. Но есливсмотреться, можно увидеть ещеодну, едва ли не самую важнуюдеталь: тончайший зазор всердечнике. Чтобы размеры зазора неменялись, в него плотно вставляютпластинку из немагнитногоматериала - бронзы, слюды, титанаили стекла. Именно этот немагнитныйзазор играет принципиально важнуюроль и при записи электрическогосигнала, и при его воспроизведении.
Но своимреальным рождением магнитнаязапись обязана датскому инженеру В.Паульсену, ибо детище О. Смита такникогда и не увидело света.Паульсен продемонстрировалработоспособный аппарат в 1898 году;его магнитной головкой служилсоленоид, внутри которогодвигалась стальная проволока. В 1900году В. Паульсен получил Большойприз на Парижской Всемирнойвыставке, где впервые в историичеловечества в магнитной записипрозвучал голос тогдашнегоимператора Австро-ВенгрииФранца-Иосифа. Запись эта не былашедевром качества: сквозь помехи струдом прослушивался голосимператора, но это не помешало жюриразглядеть великое будущеемагнитной записи.
Впервые мысль отом, что намагничивание может бытьиспользовано для записи звука, былавысказана неким Оверлингом Смитомв 1888 году в противовес принципумеханической записи,использованному в фонографеЭдисона (качество его звучания ссамого начала мало когоустраивало). Описанное Смитомустройство имело все отличительныепризнаки магнитофона: магнитныйноситель информации, механизм дляего транспортирования и (самоеглавное!) магнитную головку в видесоленоида.
Уже сам В.Паульсен в 1906 году сделал попыткуусовершенствовать магнитнуюголовку, разместив соленоид наферромагнитном разомкнутомсердечнике, острый конец которогозаписывал и воспроизводил сигнал.Головка и носитель сталиконструктивно не связанными.
Междудемонстрацией принципиальнойвозможности и настоящимкоммерческим и техническим успехоммагнитной записи лежали годыработы многих исследователей.
Только споявлением кольцевых магнитныхголовок с набранным из пластинсердечником, порошковой магнитнойленты и высокочастотногоподмагничивания началисьзначительные технические сдвиги.Для качественного уровня всейсистемы записи принципиальноезначение имеет ширина магнитногозазора: чем тоньше зазор, тем, вчастности, более высокие частотыможно записать или тем медленнееможно протягивать ленту длязаписи-воспроизведения заданногодиапазона частот.
Полоса частот,которую могли записать, применяявсе новшества начала века, непревышала четырех килогерц, чтодаже по меркам того времени былоявно недостаточно. Долгое времямагнитная запись серьезно несовершенствовалась, и вплоть дотридцатых годов особенноговнимания на нее не обращали.
Привоспроизведении источникоммагнитного поля служат уженамагниченные участки ленты сзаписью. Они проходят мимо зазора,создавая в сердечнике слабоемагнитное поле, которое наводит вкатушке переменный электрическийток. записанный на ленте сигналвоспроизводится и в итоге идет ктелевизионному экрану или кгромкоговорителю. Сравнительнонедавно применяли отдельныеголовки для записи и длявоспроизведения. Сейчас, какправило, используется одна,универсальная головка, котораяпереключается в нужный режимнесложной электронной схемой.
Сорок лет назадтолщина сердечника типичноймагнитофонной головки была 7 мм,ширина рабочего зазора - 20-30микрон, общая длина пути магнитногопотока по сердечнику составлялаболее 66 мм. У современной головки ввидеокамере ширина зазора - 0,3микрона, а длина пути магнитногопотока по сердечнику сократиласьдо 3-4 мм. Естественно, что изделие,один из основных размеров которогосоставляет доли микрона, требует ксебе соответствующего отношения.
Габаритысердечников уменьшены настолько,насколько позволяет технология иизготовления, и сборки. Уже толькопоэтому головка требует нежногообращения, и для ухода за головками,особенно в видеомагнитофонах ивидеокамерах, применяютсяспециальные чистящие ленты.
Чтобы избежатьпотерь в сердечниках головокзвуковых магнитофонов, их собираютиз изолированных пластин (как исердечники трансформаторов), нотолщиной 20 - 100 микрон. Длявидеозаписи этого уженедостаточно, и головки для неечаще всего делают из магнитнойкерамики - спрессованных испеченных вместе крупинокферромагнитного материала.
Для примера втаблице приведены некоторые типычистящих лент фирмы TDK.
Существует дватипа чистящих лент - для сухой ивлажной чистки. При влажной чисткеубираемый сор из тракта движениямагнитной ленты практически неосыпается. Этот способ лучше, хотя инесколько дороже. Однако, еслипрофилактические работы проводитьрегулярно и использовать чистящиеленты не реже одного раза в кварталпри интенсивном использованииаппаратуры, вполне можно обойтись илентами для сухой чистки.
Аудиоголовки нестоль нежны, как их "коллеги" извидеосистем, и поэтому, если подрукой нет чистящих лент, можнопротереть их рабочую поверхностьватой, но только сухой. Иногда"знатоки" рекомендуют применятьдля протирки спирт-ректификат. Ни вкоем случае не делайте этого! Внекоторых головках примененыспиртовые растворы клеев, и еслитакую головку протереть ватой,смоченной спиртом, то на рабочейповерхности может появитьсяневидимая глазом пленка. Послеэтого записать что-либо почищеннойтак головкой уже не удастся.
Попутно заметим,что владельцам персональныхкомпьютеров можно порекомендоватьчистящие дискеты, например, фирмыCOBY, модель CO-HD20.
Чрезвычайноважен хороший контакт междуголовкой и пленкой, он зависит какот головки, так и от состоянияповерхности магнитной ленты (см."самый интересный журнал Наука и жизнь " №№ 9-11, 1996 г.),шероховатость которой достигает0,03-0,04 микрона. Из сказанногоследует, что любая пылинка и грязьна рабочей поверхности головкигубительна для качественнойзаписи. Стоит возникнутьничтожному зазору между лентой иголовкой, как сигнал падает вдесятки раз. И можно понятьтребование эксплуатироватьвидеоаппаратуру в помещениях, повозможности защищенных от пыли, ибосредний размер пылинки в городахколеблется от четырех до двадцатимикрон. Автор как-то наблюдал наэкране осциллографа "страшное"возмущение сигналавоспроизведения аудиомагнитофона,когда рядом с аппаратом простозакурили. В видеокамерах,разумеется, приняты меры, чтобыуберечь головку от попадания пыли,но пренебрегать этой опасностьювсе равно не стоит.
Важнейшаяхарактеристика магнитной головки- шероховатость той ееповерхности, которая соприкасаетсяс лентой. От этой характеристикизависит не только "износ" ленты, ноособый вид потерь энергии сигналапри записи и воспроизведении.Современная технологияобеспечивает шероховатость не хуже0,1 микрона для звуковой головки и 0,03микрона для головок видеосистем, вчастности видеокамер. Стольтщательная обработка говорит о том,что касаться руками рабочейповерхности головки совершеннонедопустимо.
При износевидеоголовок уменьшается четкость,повышаются шумы. Метод исправлениятот же - уменьшение токов записи.
Вся техника впроцессе эксплуатацииизнашивается. Какой бы гладкой нибыла магнитная лента, из какихизносостойких материалов ниизготавливали бы головку, все равнонаступит момент, когда износнарушит заложенные регулировки,особенно заметные в режиме записи.Но как это ни парадоксально, по мереизноса головки некоторые еехарактеристики улучшаются: режимзаписи требует меньших токов дляпромагничивания ленты, а в режимевоспроизведения при прочих равныхусловиях увеличивается уровеньсигнала. Связано это с тем, что приизносе головки высота зазорауменьшается, а его сопротивлениемагнитному потоку увеличивается.Соответственно возрастаетмагнитное поле, которое достаетсяленте. При этом, однако, растут такназываемые нелинейные искажения, ив первую очередь у аудиоголовок,работающих в аналоговом режиме. Врезультате появляется характерноедребезжание, хрип, в музыкевозникают диссонансы, может дойти идо того, что речь станетнеразборчивой. Но все это еще неконец аппаратуре, и даже не поводдля замены головок. Правда, в этойситуации без специалиста необойтись: он прежде всего уменьшит,как правило, примерно на треть, реже- вдвое, токи подмагничивания итоки записи.
Все сказанное -не повод для огорчений, дозаметного износа головок делодоходит не очень скоро.Видеоаппаратура, например, прирегулярном просмотре трех фильмовв неделю потребует регулировок,связанных с износом, черезпятнадцать лет, а замены головок -через тридцать.
Рабочий зазор видеоголовки ссердечником из магнитной керамики- феррита. Головка проработалаоколо пятисот часов; износ ееповерхности выявил дефектыматериала сердечника - мелкиепоры, которые видны как черныеточки и пятна. Увеличение - 2500 раз. Рабочая поверхностьмагнитной головки, загрязненнаясмоляными остатками с рабочегослоя ленты при увеличении в 5000 раз.Грязь на головке сильно ухудшаеткачество записи и воспроизведения.Ее необходимо периодическиудалять, но только при помощичистящих лент.
Сердечникивидеоголовок собирают изминиатюрных пластин. Из такойзаготовки получается комплектголовок для сборки одного каналавидеозаписи.
(01) (02) (03) (04) (05) (06) (07) (08) (09) (10) (11) (12) (13) (14) (15) (16) (17) (18) (19) (20) (21) (22) (23) (24) (25) (26) (27) (28) (29) (30) (31) (32) (33) (34) (35) (36) (37) (38) (39) (40) (41) (42) (43) (44) (45) (46) (47) (48) (49) (50) (51) (52) (53) (54) (55) (56) (57) (58) (59) (60) (61) (62) (63) (64) (65) (66) (67) (68) (69) (70) (71) (72) (73) (74) (75) (76) (77) (78) (79) (80) (81) (82) (83) (84) (85) (86) (87) (88) (89) (90) (91) (92) (93) (94)
|
|