Нелінейнасць дынамічнай характарыстыкі ў пачатку каардынатаў стварае ўмовы для ўзнікнення біццяў паміж высокачашчынным подмагничиванием і вышэйшымі гармонікамі нізкачашчынных ваганняў. Біцця (рознасныя тоны) асабліва прыкметныя пры запісу верхніх гукавых частот і залежаць ад выбару частоты высокачашчыннага току подмагничивания. Яны выяўляюцца ў тым, што пры плыўным змене частоты сігналу ў запісу праслухоўваюцца свіст, прычым гэта з'ява носіць перыядычны характар: частата свістаў спачатку ўзрастае, потым падае да нуля і зноў узрастае. Частата свістаў роўная нулю пры частотах запісу, роўных 1/n частоты высокачашчыннага подмагничивания, дзе n - цэлыя лікі (n = 1, 2, 3, 4 і г. д.). Калі, напрыклад, частата высокачашчыннага току подмагничивания роўная 60000 Гц, нулявыя біцця з'явяцца пры частотах 15000, 12000, 10000, 7500 Гц і г. д. Чым вышэй парадкавы нумар n, тым слабей праслухоўваюцца свіст. Таму частату высокачашчыннага току подмагничивания пажадана выбіраць па магчымасці большай, па меншай меры ў пяць разоў вышэй найбольшай частаты які запісваецца нізкачашчыннага сігналу.

Выбар высокачашчыннага току подмагничивания вельмі істотным для атрымання магнітнай запісу гуку (фанаграмы) высокай якасці, бо ад яго велічыні залежаць амаль усе паказчыкі выніковай магнітнай запісу. Распавядаючы аб магнітнай стужцы, мы вызначылі як аптымальны такі ток высокачашчыннага подмагничивания, пры якім носьбіт запісу для зададзенага карыснага сігналу і пры зададзеных умовах запісу валодае найбольшай адчувальнасцю. Аднак адчувальнасць носьбіта запісу не з'яўляецца адзіным крытэрыем для ацэнкі рэжыму запісу. Раней мы таксама згадвалі, што велічыня высокачашчыннага току подмагничивания ўплывае на частотную характарыстыку запісу і гарманічныя скажэнні. Таму на практыцы звычайна прыходзіцца ўсталёўваць ток высокачашчыннага подмагничивания, які адрозніваецца ад аптымальнага, але пры якім усе гэтыя параметры знаходзяцца ў межах нормы. Такі ток высокачашчыннага подмагничивания называюць намінальным. Ён, з'яўляючыся кампрамісным, характэрны для канкрэтнай мадэлі магнітафона і дадзенага тыпу магнітнай стужкі, на працу, з якой разлічана гэтая мадэль. У прыватным выпадку намінальны ток высокачашчыннага подмагничивания можа быць роўны аптымальнаму. Каб атрымаць дастатковую намагнічанасць носьбіта запісу на ніжніх і сярэдніх гукавых частотах пры невялікі велічыні каэфіцыента гарманічных скажэнняў і запісы шырокага спектру гукавых частот, ток высокачашчыннага подмагничивания ўсталёўваюць пры дастаткова вялікай даўжыні хвалі запісу (практычна на частаце 1000 Гц). Пры правільным выбары велічыні высокачашчыннага подмагничивания частотная характарыстыка носьбіта запісу найбольш лінейная. Адхіленне велічыні высокачашчыннага току подмагничивания нязначна адбіваецца на рэшткавым магнітным струмені ў стужцы пры запісу ніжніх і сярэдніх гукавых частот, але рэзка ўплывае на велічыню рэшткавага магнітнага патоку пры запісу верхніх гукавых частот. Напрыклад, павелічэнне высокачашчыннага току подмагничивания на 20% звыш аптымальнага значэння прыводзіць да памяншэння рэшткавага магнітнага патоку ў стужцы на частаце 10 000 Гц амаль у два разы. Наадварот, памяншэнне высокачашчыннага току подмагничивания на тыя ж 20% прыводзіць да павелічэння рэшткавага магнітнага патоку ў стужцы таксама амаль у два разы.

Нельга не адзначыць і таго факту, што высокачашчыннае подмагничивание аказвае стабілізуе дзеянне на рэшткавую намагнічанасць носьбіта запісу, то ёсць на фанаграму. Пры малой велічыні высокачашчыннага току подмагничивания ўзровень запісу фанаграмы аказваецца недастатковым, няўстойлівым і пры кожным прайграванні прыкметна слабее. Запіс з вялікім токам высокачашчыннага подмагничивания, наадварот, вельмі ўстойлівая і дапускае вялікая колькасць прайграванняў без прыкметнага паслаблення ўзроўню запісу.

Мы разгледзелі з вамі фізічныя працэсы, якія адбываюцца пры магнітнай запісу гуку. Але вы ўжо ведаеце, што запісаць гук - гэта толькі палова справы; гук яшчэ трэба прайграць. Таму, працягваючы наш аповяд, мы разгледзім фізічныя працэсы, якія адбываюцца пры прайграванні гуку з магнітнай фанаграмы.

Пры прайграванні зробленай намі запісу магнітная стужка павінна раўнамерна рухацца міма працоўнага зазору капіюючы магнітнай галоўкі і з той жа хуткасцю, з якой была праведзена запіс гуку. Пры гэтым рэшткавы магнітны паток носьбіта запісу замыкаецца праз стрыжань магнітнай галоўкі і индуктирует у абмотцы магнітнай галоўкі электрарухаючая сілу, прама прапарцыйную частаце запісанага гуку, колькасці віткоў у абмотцы і рэшткавага магнітнага патоку носьбіта запісу.

Для далейшага разгляду працэсу прайгравання гуку з магнітнай фанаграмы дапусцім, што магнітная фанаграма мае на ўсіх частотах цікавіць нас дыяпазону гукавых частот нязменны (аднолькавы) рэшткавы магнітны паток, а ў якасці капіюючы выкарыстоўваецца ідэальная магнітная галоўка. У гэтым выпадку, у сілу дзеяння закона электрамагнітнай індукцыі ў абмотцы капіюючы магнітнай галоўкі будзе индуктироваться электрарухаючая сіла, прычым з змяненнем частоты на кожную актаву велічыня гэтай электрарухаючая сілы будзе ўзрастаць на 6 дБ (у два разы). Кажучы іншымі словамі, характарыстыка электрарухаючая сілы ідэальнай капіюючы магнітнай галоўкі изобразится прамой лініяй з крутасцю 6 дБ на актаву. Такім чынам, пры павелічэнні частоты ў два разы электрарухаючая сіла капіюючы магнітнай галоўкі таксама падвойваецца. Характарыстыка ідэальнай капіюючы магнітнай галоўкі паказана на малюнку пункцірам.

Мал. 20. Так выглядае характарыстыка э. д. с ідэальнай (пункцірнай лінія) і рэальнай (суцэльная лінія) прайграваюць магнітных галовак.

У рэальнай магнітнай галоўцы прайгравання заўсёды ўзнікаюць страты, і яе характарыстыка рэзка адрозніваецца ад характарыстыкі ідэальнай капіюючы магнітнай галоўкі. У капіюючы магнітнай галоўцы ўзнікаюць частотныя страты (страты ў стрыжні галоўкі) і так званыя шчылінныя страты, якія вызначаюцца памерамі працоўнага зазору магнітнай галоўкі. Акрамя таго, на характарыстыку электрарухаючая сілы капіюючы магнітнай галоўкі ўплывае няшчыльнае прылеганія магнітнай стужкі да галоўцы (кантактныя страты), саморазмагничивание магнітнай стужкі (слойных страты) і страты пры запісе, у сілу якіх немагчыма запісаць усе частоты гукавога дыяпазону так, каб атрымаць аднолькавую велічыню рэшткавага магнітнага патоку фанаграмы. Усё гэта прыводзіць да таго, што характарыстыка электрарухаючая сілы рэальнай капіюючы магнітнай галоўкі супадае з характарыстыкай ідэальнай магнітнай галоўкі толькі на ніжніх гукавых частотах, а затым адхіляецца ад яе і, дайшоўшы да максімуму ў раёне сярэдніх гукавых частот, пачынае крута спадаць. Характарыстыка рэальнай капіюючы магнітнай галоўкі паказана на тым жа малюнку суцэльнай лініяй.

Разгледзім, у чым сутнасць асобных відаў страт і як яны ўплываюць на характарыстыку электрарухаючая сілы капіюючы магнітнай галоўкі.

Частотныя страты капіюючы магнітнай галоўкі ўзнікаюць у стрыжні з-за павелічэння магнітнага супраціву матэрыялу з павышэннем частоты прайграванага сігналу і з-за страт на віхравыя токі ў металічных диамагнитных пракладках працоўных зазораў. У сілу гэтых страт электрарухаючая сіла прайгравання на верхніх гукавых частотах слабее.

Асноўным відам страт пры прайграванні магнітнай фанаграмы з'яўляюцца шчылінныя страты. Яны выяўляюцца ў тым, што па меры памяншэння даўжыні хвалі запісу электрарухаючая сіла капіюючы магнітнай галоўкі паніжаецца і, калі даўжыня хвалі запісу стане роўнай эфектыўнай шырыні працоўнага зазору, электрарухаючая сіла капіюючы магнітнай галоўкі стане роўная нулю. Прычына гэтага з'явы, спадзяемся, вам зразумелая. Бо калі даўжыня хвалі запісу становіцца роўнай эфектыўнай шырыні працоўнага зазору, на краях працоўнага зазору размяшчаюцца аднайменныя магнітныя канцавоссі і магнітны паток праз стрыжань магнітнай галоўкі не праходзіць. Для магнітных галовак завадскога вырабу эфектыўная шырыня працоўнага зазору звычайна бывае роўнай 1,2 геаметрычнага памеру диамагнитной пракладкі ў стрыжні. Карыстаючыся спецыяльнай формулай, можна разлічыць шчылінныя страты для кожнай частоты і вызначыць так званы першы мінімум магнітнай галоўкі, то ёсць частату, пры якой электрарухаючая сіла капіюючы магнітнай галоўкі роўная нулю. Веданне частоты першага мінімуму капіюючы магнітнай галоўкі вельмі важна для правільнага яе выкарыстання, бо лічыцца магчымым скампенсаваць шчылінныя страты аж да частоты, у два разы меншай частоты першага мінімуму. Праілюструем гэта прыкладам. Большасць універсальных магнітных галовак, якія выкарыстоўваюцца ў бытавых магнітафонах, маюць геаметрычную шырыню працоўнага зазору, роўную 3 мкм. Тады эфектыўная шырыня працоўнага зазору магнітнай галоўкі будзе каля 3 х 1,2 = 3,6 мкм. Такім чынам, электрарухаючая сіла прайгравання такой магнітнай галоўкі стане роўнай нулю ў тым выпадку, калі даўжыня хвалі запісу будзе роўная 3,6 мкм. Пры хуткасці руху магнітнай стужкі 9,53 см/з такой даўжыні хвалі запісу будзе адпавядаць частата каля 26500 Гц. Прымаючы пад увагу, што скампенсаваць шчылінныя страты можна аж да частоты, у два разы меншай, чым частата першага мінімуму, верхняя мяжа працоўнага дыяпазону частот магнітафона павінна ляжаць у раёне 13 000 Гц. Менавіта такі (12 500 Гц) з'яўляецца верхняя мяжа працоўнага дыяпазону частот для бытавых магнітафонаў другога класа.

Мал. 21. Пры перакосе працоўнага зазору магнітнай галоўкі b на кут а эфектыўны працоўны зазор становіцца роўным b'.

Страты ад непараллельности працоўных зазораў запісвае і якая прайгравае магнітных галовак па характары падобныя са шчыліннымі. Пры рэгуляванні магнітафона працоўныя зазоры магнітных галовак ўсталёўваюць перпендыкулярна кірунку руху магнітнай стужкі. Адносны перакос працоўных зазораў магнітных галовак таксама прыводзіць да паслаблення ўзмацнення на верхніх гукавых частотах працоўнага дыяпазону частот, і гэта паслабленне будзе тым больш, чым шырэй дарожка запісу і менш хуткасць руху магнітнай стужкі. Каб зразумець прычыну паслаблення ўзмацнення на верхніх гукавых частотах, зірніце на мал. 21, дзе ў некалькі утрированном выглядзе паказаны перакос працоўнага зазору магнітнай галоўкі. З гэтага малюнка ясна, што перакос працоўнага зазору магнітнай галоўкі эквівалентны павелічэння яго эфектыўнай шырыні і, як следства, эквівалентны паніжэння частоты першага мінімуму. У якасці прыкладу паведамім, што для двухдорожечной запісу і хуткасці руху магнітнай стужкі 9,53 см/з перакос працоўнага зазору магнітнай галоўкі на кут ўсяго 5 хвілін выклікае на частаце 10000 Гц паслабленне ўзмацнення на 2 дБ. Менавіта 5 хвілін - гэта той максімальны кут перакосу працоўнага зазору магнітнай галоўкі, які дапусцім пры рэгуляванні магнітафона, разлічанага на двухдорожечную запіс і прайграванне гуку. Для четырехдорожечного магнітафона дапушчальны кут перакосу працоўнага зазору магнітнай галоўкі не больш за 8 хвілін, які выклікае той жа ўзровень паслаблення ўзмацнення для частоты 10 000 Гц.

Перакос працоўнага зазору магнітнай галоўкі аказвае вялікі ўплыў на так званую сумяшчальнасць запісаў. Пад сумяшчальнасцю запісаў разумеюць, што запіс, зробленая на адным магнітафоне пры пэўнай хуткасці руху магнітнай стужкі, павінна прайгравацца з тым жа якасцю на іншым магнітафоне, які мае тую ж хуткасць руху магнітнай стужкі. Для кожнага ў асобнасці магнітафона перакос працоўнага зазору універсальнай магнітнай галоўкі (або адпаведна зазораў запісвае і якая прайгравае магнітных галовак) на пэўны кут не мае вырашальнага значэння. Уявіце сабе, што ў вашым магнітафоне працоўны зазор універсальнай магнітнай галоўкі перакошаны на кут у 3 хвіліны. Такім чынам, зробленая на гэтым магнітафоне запіс будзе мець перакос магнітнага рыскі ў 3 хвіліны. Пры прайграванні на гэтым жа магнітафоне зробленай раней запісу страт ад перакосу працоўнага зазору магнітнай галоўкі не будзе, так як становішча універсальнай магнітнай галоўкі засталося нязменным і магнітныя рыскі як пры запісе, так і пры прайграванні зробленай запісу супадуць. Іншая справа, калі запіс, зробленая на адным магнітафоне, прайграваецца на іншым магнітафоне. Бо ў іншым магнітафоне універсальная магнітная галоўка таксама можа мець перакос працоўнага зазору, ды яшчэ ў процілеглы ад перпендыкулярнага становішча бок. Тады агульны кут перакосу працоўнага зазору сумуецца і можа выклікаць паслабленне ўзмацнення на верхніх гукавых частотах больш за 3 дБ. А такое паслабленне ўзмацнення наша вуха заўважае выразна. Вось чаму рэкамендуюць пры перазапісу з аднаго магнітафона на іншы ў якасці прайгравае выкарыстоўваць толькі той магнітафон, на якім была зроблена запіс, якая падлягае перазапісу. Прытрымліваючыся гэтага правілы, вы заўсёды будзеце гарантаваныя ад магчымага пагаршэння якасці пры перазапісу цікавіць вас фанаграмы.

Так як канструяванне магнітафона заўсёды вырабляецца з улікам канкрэтнага тыпу магнітнай галоўкі, частотныя і шчылінныя страты якіх вядомыя (вядома, без уліку страт на перакос працоўнага зазору), то для іх кампенсацыі ў электрычную схему ўзмацняльніка прайгравання ўводзяць так званую карэкцыю частотнай характарыстыкі. Дзякуючы гэтаму частотная характарыстыка гасцінца прайгравання набліжаецца да прамалінейнай, маючы невялікае паслабленне ўзмацнення на крайніх частотах працоўнага дыяпазону частот, што абсалютна не адбіваецца на якасці прайгравання разнастайных праграм і не адбіваецца на працы магнітафона ў цэлым.

Кантактныя страты ўзнікаюць з-за няшчыльнага прылеганія магнітнай стужкі да галоўцы прайгравання. Прычынай гэтага могуць быць забруджванне рабочай паверхні магнітнай галоўкі пры ссядання на ёй пылу або ферамагнітнага парашка, дрэнны прыціск магнітнай стужкі да галоўцы, недастатковае нацяжэнне магнітнай стужкі пры няспраўнасці лентопротяжного механізму, і, нарэшце, сама магнітная стужка, якая ў выніку працяглага выкарыстання або няправільнага захоўвання выцягнулася або покоробилась (стала корытообразной). Кантактныя страты аказваюць вялікі ўплыў на прайграванне верхніх гукавых частот. Напрыклад, няшчыльна прылеганія магнітнай стужкі да капіюючы галоўцы за ўсё ў 2 мкм прыводзіць да паслаблення ўзмацнення на частаце 10000 Гц пры хуткасці руху магнітнай стужкі 9,53 см/з амаль на 11 дБ (больш чым у тры разы). Да кантактным страт адносяць і дрэннае прайграванне верхніх гукавых частот магнітнымі стужкамі з ярка выяўленай шурпатай паверхняй.

Мал. 22. Структурная схема гасцінцаў магнітнай запісу і прайгравання гуку і частотныя характарыстыкі асобных іх звёнаў.

Ведаючы цяпер фізічныя працэсы, якія адбываюцца пры магнітнай запісу гуку і яго прайграванні, давайце разгледзім, якія пераўтварэнні перажывае гукавы сігнал ад моманту яго ўздзеяння на мікрафон і да прайгравання гуку гучнагаварыцелем. Натуральна, што замест мікрафона можа быць і любы іншы крыніца гукавога напружання. Але сутнасць справы ад гэтага не мяняецца. Пераўтварэнні гукавога сігналу ўмоўна паказаны на мал. 22.

Для атрымання на выхадзе магнітафона гуку, які з'яўляецца дакладнай копіяй які запісваецца, гэта значыць без частотных скажэнняў, неабходна так пабудаваць электрычны тракт магнітафона (канал запісу і канал прайгравання), каб у выніку магнітнай запісу і прайгравання гуку забяспечвалася б лінейная характарыстыка гасцінца. Для гэтага, відавочна, трэба скампенсаваць усе частотныя скажэнні, якія ўзнікаюць у працэсе магнітнай запісу гуку і пры яго прайграванні.

Мы выказалі здагадку, што ў якасці крыніцы гукавога напружання выкарыстоўваецца мікрафон М, частотная характарыстыка якога па электрычнаму напрузе (вядома, з улікам ўздзейнічае на яго гукавога ціску) прамалінейная ва ўсім працоўным дыяпазоне частот. Такім чынам, на ўваход магнітафона будзе паступаць напружанне U вх, аднолькавую на ўсіх частотах працоўнага дыяпазону частот. Аднак запісваюцца магнітная галоўка (ГЗ) мае ў асноўным індуктыўны супраціў, якое з павышэннем частоты павялічваецца. Акрамя гэтага, па меры павышэння частоты магнітны струмень у стужцы будзе слабець з-за дзеянні высокачашчыннага току подмагничивания і ўзнікнення эфекту саморазмагничивания. Каб скампенсаваць гэтыя страты і забяспечыць запісвае ў магнітнай галоўцы нязменны ток запісу ва ўсім працоўным дыяпазоне частот, у ўзмацняльнік запісу (УАЗ) ўводзяць частотныя предыскажения, якія маюць на мэце павялічыць на верхніх гукавых частотах напружанне запісу U з, якое падводзіцца да запісвае магнітнай галоўцы. Але бязмежна павялічваць частотныя предыскажения нельга. Таму атрымліваецца ў выніку магнітнай запісу рэшткавы магнітны струмень у носьбіце запісу (магнітнай стужцы) Ф ўсё ж будзе мець некаторы спад на верхніх частотах працоўнага дыяпазону частот.

Электрарухаючая сіла капіюючы магнітнай галоўкі Еў нераўнамерная і моцна залежыць ад даўжыні хвалі запісу, прычым агульная нераўнамернасць электрарухаючая сілы ў працоўным дыяпазоне частот, напрыклад, пры хуткасці руху магнітнай стужкі 9,53 см/з можа дасягаць 20 дБ, або, кажучы інакш, розніца ў велічыні электрарухаючая сілы капіюючы магнітнай галоўкі ў залежнасці ад частаты можа дасягаць дзесяці разоў. Каб скампенсаваць гэтую нераўнамернасць электрарухаючая сілы капіюючы магнітнай галоўкі, у узмацняльнік прайгравання УВ ўводзяць карэкцыю частотнай характарыстыкі Да, якая ўлічвае і паслабленне рэшткавага магнітнага патоку ў носьбіце запісу на верхніх гукавых частотах. У гэтым выпадку напружанне на выхадзе магнітафона U вых, будзе аднолькавым ва ўсім працоўным дыяпазоне прайграваных гукавых частот, то ёсць будзе лінейным і паўторыць уваходнае напружанне, а гучнагаварыцель Гр, падлучаны да выхаду ўзмацняльніка прайгравання, прайграе сапраўды такі жа гук, які быў агучаны перад мікрафонам падчас запісу.

Такі схематычны працэс магнітнай запісу і прайгравання гуку. Спадзяемся, што вам цяпер сталі зразумелымі ўсе тыя фізічныя з'явы, якія пры гэтым адбываюцца. І калі вам давядзецца вырабляць запіс гуку або яго прайграванне, вы, думаем, паставіцеся да гэтага працэсу з поўным разуменнем справы, а таму даможацеся найлепшага якасці. Каб дапамагчы вам у гэтым, мы пераходзім да апісання прылады і працы магнітафона як такога.