ВОЛНОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИДЕАЛИЗИРОВАННОГО ТРАКТА ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ

Рассмотрим некую идеализированную ситуацию, когда имеется магнитная лента толщиной рабочего слоя d с относительной магнитной проницаемостью m » 1, движущаяся с постоян

Рис 30

Остаточный магнитный поток в носителе:

(4.3)

Определим магнитный поток в сердечнике воспроизводящей головки Ф(x):

где - функция чувствительности воспроизводящей головки, аналог импульсной характеристики для линейных электрических цепей.

Выражение имеет следующий вид:

(4.5)

Подставляя (4.3) и (4,5) в (4.4) и интегрируя по обеим переменным, получаем:

где К_b= 2 sin Wd/Wd – коэффициент щелевых потерь;

К_а= - коэффициент контактных потерь;

K_d = (1 - )/(Wd)– коэффициент слойных потерь.

Максимальное значение каждого из этих коэффициентов равно единице.

График коэффициента щелевых потерь приведен на рис. 31,а. Наличие этих потерь связано с конечным размером рабочего зазора d. Если отношение d/l мало, то коэффициент K_b близок к единице, так как на протяжении зазора d намагниченность носителя практически постоянна. Если же l и d соизмеримы, то на протяжении зазора d часть носителя будет намагничена в одну сторону, а часть – в другую, в результате чего поток в головке будет уменьшаться. В частности, при l = d отдача носителя вообще равна нулю, так как разность магнитных потенциалов между гранями головки равна нулю. Следовательно, для эффективной записи и воспроизведения высоких частот необходимо уменьшать зазор d или увеличивать l, т.е. скорость движения носителя. В аппаратуре магнитной записи используются такие параметры головок и скорость движения носителя, при которых l_min > 2d, где l_min – длина волны максимальной частоты в спектре записываемого сигнала. Так что практически можно использовать только левую половину первого лепестка (рис. 31,а).

График коэффициента контактных потерь показан на рис. 31,в Природа этих потерь связана с тем, что пленка неплотно прижата к головке и часть магнитного потока не уходит в головку, а замыкается через воздушный зазор а. Влияние этого зазора очень велико. Например, при а = l отдача носителя в головку уменьшается более чем в 500 раз. Поэтому плотность прилегания пленки к головке (величина неконтакта) и постоянство этого неконтакта в процессе воспроизведения имеет важнейшее значение.

Рис. 31

График коэффициента слойных потерь приведен на рис. 31,6. Природа этих потерь чем-то схожа с потерями неконтакта. Действительно, всю толщину рабочего слоя носителя можно мысленно представить в виде многих элементарных, тонких слоев. Тогда понятно, что более удаленные от головки слои будут слабее связаны с полем головки и не вся толщина намагниченного носителя будет иметь одинаковую отдачу.

На рис. 31,г представлен график произведения К_p = К_a К_b К_d. Из него ясно видно, что частотная характеристика тракта воспроизведения крайне неблагоприятна.

Напомним, что мы обсуждаем частотную характеристику по магнитному потоку в головке воспроизведения. Если же говорить об ЭДС на обмотке головки, то нужно продифференцировать функцию магнитного потока во времени:

что фактически наложит на график зависимости рис. 31 .г необходимость умножения его на линейно растущую функцию. Это определяется свойством гармонического сигнала: чем больше его частота, тем при той же амплитуде выше значение производной. В результате такого домножения на рис. 32 представлена частотная характеристика идеализированного тракта воспроизведения.

Рис. 32

- скорость движения носителя. Из этой зависимости можно сделать очень важные выводы.

1. Частоты, близкие к нулю и к w₀, не могут быть воспроизведены магнитной головкой.

2. Если расширять АЧХ в область верхних частот принципиально возможно, увеличивая скорость носителя или уменьшая ширину рабочего зазора головки, то в области очень низких частот завал АЧХ некомпенсируем.

Поскольку АЧХ тракта записи также не идеальна, в аналоговых магнитофонах используют сложные схемы предыскажения спектра записываемого сигнала с целью ослабления неблагоприятного влияния АЧХ факта записи-воспроизведения. Тем не менее достижение хороших показателей АЧХ при значительных перекрытиях частотного диапазона невозможно. Так, получение удовлетворительной равномерности АЧХ при коэффициенте перекрытия диапазона @ 10³ считается очень хорошим результатом.

В заключение интересно отметить, что в системах цифровой магнитной записи обсуждаемая проблема не существует вообще; она решается автоматически.