3.1. Запись без подмагничивания

В

x=vt

Рис.1.9. Запись без подмагничивания:

а– кривая начального намагничивания;б– процесс намагничивания при записи;

В– магнитная индукция;В_rs– остаточная магнитная индукция;Н– напряженность магнитного поля, создаваемая в РЗ ГУ и определяемая током сигнала записи в обмотке

этом режиме МЛ предварительно размагничивается, а в ГУ подается только ток сигнала. Намагничивание ферромагнетика МЛ происходит по кривой начального намагничивания используемого материалаОА (рис.1.9,а).

При попадании МЛ в поле H его магнитная индукция по кривой ОА достигает некоторого значения В, а после выхода МЛ из зоны действия записывающего поля (Н=0) на ней остается остаточная индукция В_rs. Впоследствии именно эта индукция при воспроизведении сигналограммы создает магнитный поток (1.1), являющейся источником ЭДСЕ (1.2). Величина В_rs нелинейно зависит от Н (рис.1.9,б), поэтому при приложении синусоидального записывающего сигнала в рабочую точку С форма кривой остаточного намагничивания В_rs(х) будет симметрична, но отлична от синусоиды. Появляются третья и пятая гармоники сигнала (четных гармоник нет). Величина нелинейных искажений сигнала составляет 10 – 15 % . Это недопустимо в любой аппаратуре магнитной записи.

3.2. Запись с подмагничиванием постоянным током

Необходимо уменьшить нелинейные искажения при записи. Первый путь – это подмагничивание постоянным полем. Есть два варианта реализации этого пути: запись на размагниченную МЛ и запись на предварительно намагниченную МЛ.

В первом случае в ГУ вместе с сигналом подается постоянный ток, смещающий рабочую точку a на середину линейного участка кривой начального намагничивания (рис.1.10).

Нелинейные искажения уменьшаются, но в паузе носитель приобретает остаточную намагниченность , что приводит к увеличению шумов. Второй недостаток – рабочий участок намагничивания мал, а значит, амплитуду сигнала записи надо ограничивать, как следствие мала будет и амплитуда сигнала считывания.

При записи на намагниченный носитель вначале лента намагничивается до насыщения в одном направлении (точка а на рис.1.11), а затем в процессе записи в головку кроме сигнала подается постоянный ток, смещающий рабочую точку на «спинку» петли гистерезиса (точка б на рис.1.11).

Дополнительный поток выбирается таким, чтобы намагниченность в паузе оказалась близкой к нулю. Это снижает шум паузы. Протяженность линейного участка примерно в два раза больше, чем в первом варианте. Нелинейные искажения - 2-3%. Это вполне допустимо в диктофонах, где самое главное – простота конструкции.

3.3. Запись с высокочастотным подмагничиванием (ВЧП)

При этом способе в записывающую головку подается сумма токов сигнала и синусоидального тока высокой частоты. Частота тока ВЧП выбирается настолько большой, что каждый элемент магнитной ленты при прохождении в районе рабочего зазора работающей в режиме записи УГ испытывает несколько циклов перемагничивания. Обычно f _вчп= (5 – 10) f _max , где f _max – максимальная частота записываемого сигнала.

Намагничивание носителя при записи с ВЧП имеет много общего с идеальным намагничиванием. Идеальное намагничивание осуществляется при помощи катушки, которая создает в ферромагнетике сумму напряженностей постоянного и переменногополей. Амплитудузадают нужной величины, это как бы полезный сигнал. Значение жепостепенно уменьшают до нуля. При этом ферромагнетик испытывает многократные перемагничивания. Потери на гистерезис возмещаются энергией переменного поля, а полезная намагниченность создается постоянным полем в отсутствие потерь. Поэтому характеристика идеального намагничивания (рис.1.12,а) отличается от ранее представленной на рис.1.9,а кривой начального намагничивания. Действие переменного поля приводит к увеличению чувствительности и улучшению линейности кривой намагничивания.

Повышение чувствительности определяется тем, что малым постоянным полям соответствуют большие, чем при отсутствии значения остаточной намагниченности. Улучшение линейности определяется спрямлением характеристик намагничивания. При этом существует некоторое критическое значение, превышение которого уже не сказывается наB_rs (рис.1.12,в).

Магнитная запись с ВЧП близка к идеальному намагничиванию, но несколько отличается от него. Запись осуществляется суммарным низкочастотным полем сигнала и высокочастотным полем подмагничивания. Напряженность записывающего поля максимальна при прохождении лентой центра рабочего зазора УГ и спадает по мере удаления от него влево или вправо. Поэтому каждый элемент феррослоя ленты по мере приближения к зазору сначала попадает под действие суммарного возрастающего поля, проходит его максимум, а затем подвергается действию плавно спадающего поля по мере удаления от зазора.

Это похоже на идеальное намагничивание. Отличие от последнего заключается в том, что в идеальном случае не меняется, спадает только. При записи с ВЧП участок ленты, прошедшей рабочий зазор, подвергается действию двух одновременно спадающих полей.

Это приводит к тому, что характеристики намагничивания с ВЧП, изображенные на рис.1.12,б,г, отличаются от идеальных, показанных на рис.1.12,а,в.

Очевидно, что имеется оптимальный ток высокочастотного подмагничиванияI_{ВЧП ОПТ1}, обеспечивающий максимальный уровень записанного на ленту сигнала. Нелинейные искажения при ВЧП не превышают 2%. Это значение можно минимизировать, подбирая значения I_ВЧП. Имеется некоторое значение I_{ВЧП ОПТ2}  I_{ВЧП ОПТ1} (рис.1.13), при котором коэффициент гармоник минимален.

При разработке и настройке магнитофона приходится выбирать, что важнее – минимальный или максимальная B_rs. Соответствующее значение I_ВЧП подмешивается в сумматоре к току сигнала.