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.