第三章 盒式磁带录放机座与收录机汇总.docx

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第三章盒式磁带录放机座与收录机汇总

【课题】

第三章 盒式磁带录放机（座）与收录机

第一节 磁记录的基本原理

一、磁记录的基本工作原理

新授课

【教学目标】

1．知识目标：

了解磁性材料、软磁性材料和硬磁性材料的定义，理解软磁性材料和硬磁性材料在磁记录中的应用原则，熟悉电---磁信号转换和磁---电信号转换的原理，掌握磁头记录原理和磁头重放原理。

2．能力目标：

掌握磁头记录原理和磁头重放原理。

3．情感目标：

激发学生浓厚的学习兴趣，培养学生严谨的科学态度，锻炼实际分析能力。

【教学重点】

软磁性材料和硬磁性材料在磁记录中的应用原则。

磁头记录原理和磁头重放原理。

【教学难点】

磁头记录原理和磁头重放原理。

【教学方法】

读书指导法、分析法、演示法、练习法。

【课时安排】

2课时（90分钟）。

【教学过程】

第一节 磁记录的基本原理

一、磁记录的基本工作原理

1．磁性材料

（1）磁化：

某些物质在外界磁场作用下，能够暂时或永久地保持比较明显磁性，这种现象称作磁化。

（2）磁性材料：

这些被磁化的物质称为磁性材料

（3）磁滞回线（B-H曲线）：

表示磁性材料在磁化过程中，磁感应强度B与磁场强度H之间关系的一种曲线。

（4）磁化曲线：

外加磁场H由零逐渐增加，磁性材料的B开始增加较慢，随之急速增加，当H增加到一定程度时B不再增加，称作磁化达到饱和，对应点Bm为饱和点，O→a→b→c即为磁化曲线。

（5）剩磁（Br）：

饱和后，H逐渐减小，B也随之减小，沿c→d曲线下降。

当H减小到零时，B不为零，而保留一定值Br。

（6）矫顽力（-Hc）：

加上一个与原来方向相反的磁场，使剩磁为零，当沿磁化曲线d到达B=0时，H=-Hc，。

（7）磁滞回线：

H继续向反向磁场增加，在f点达到反向饱和态；当反向磁场减弱，H为零时，B=-Br为反向剩磁；当H值再正向增加，，B也随之减小，沿g曲线下降。

在Hc点时B=0，也称Hc为矫顽力；H值继续加，B沿h→c曲线返回，形成闭合曲线。

（8）磁性材料的分类

①软磁性材料

软磁性材料的磁化曲线和磁滞回线。

B随H的变化较为明显。

常见的软磁性材料有硅钢、铁镍合金、坡莫合金等。

电机、变压器和录放机磁头中的铁心都是软磁性材料。

②硬磁性材料

硬磁性材料的磁化曲线和磁滞回线。

B随H的变化不太明显。

常见的硬磁性材料有钢、氧化铁等。

永久磁铁和磁带都是硬磁性材料。

2．录、放音的基本原理

（1）录音过程

①电—磁信号转换

将一块初始B为零的硬磁性材料放到通有音频信号电流的线圈中，磁性材料被磁化，B明显增加，取出后，成为具有一定剩磁的磁铁。

磁头记录原理

通过磁头对磁带的磁化来完成对声音记录的过程。

记录原理：

音频电流通入磁头线圈中，将在其缝隙处形成漏磁场，使与磁头缝隙处的磁带被磁化，磁带以一定的匀速v相对磁头运动，被磁化的磁性层离开磁头缝隙后，就会留下与磁头所产生磁场相一致的剩磁，将音频电信号以剩磁的形式保留在磁带上。

（2）放音过程

①磁—电信号的转换

磁性材料放进线圈时，在线圈中产生感应电流，其电流的大小和方向与磁性材料的剩磁大小与方向一致。

磁头重放原理

放音时，磁带上某段小磁铁的磁场被磁头线圈切割，线圈两端产生感应电动势，线圈中产生随磁场的强弱而变化的感应电流，电流经放大后，送至喇叭还原出声音。

〖板书〗

第一节 磁记录的基本原理

一、磁记录的基本工作原理

1．磁性材料

2．录、放音的基本原理

二、偏磁录音原理

新授课

【教学目标】

1．知识目标：

了解无偏磁录音非线性失真产生的原因，直流偏磁与交流偏磁的特点，熟悉并掌握偏磁录音原理和方法。

2．能力目标：

理解偏磁录音的意义，掌握偏磁录音原理和方法。

3．情感目标：

激发学生浓厚的学习兴趣，培养学生严谨的科学态度，锻炼实际分析能力。

【教学重点】

直流偏磁与交流偏磁原理和方法

【教学难点】

交流偏磁原理

【教学方法】

读书指导法、分析法、演示法、练习法。

【课时安排】

2课时（90分钟）。

【教学过程】

第一节 磁记录的基本原理

二、偏磁录音原理

1．无偏磁录音的非线性失真

磁化曲线的初始部分是非线性的，磁带的磁感应强度B发生畸变，使记录下的磁迹波形严重失真。

导致重放磁头感应的信号电压产生同样的失真。

2．偏磁录音方法

针对无偏磁录音的非线性失真，人们采取了在磁性录音信号之外，再给录音磁头线圈加一个合适的附加电流，使磁头工作缝隙处产生一个附加磁场，并作用到从缝隙通过的磁带上，从而使磁带磁性工作点能移至B-H曲线的线性部分，以减小失真。

这种方法称作偏磁，常用的偏磁方法有直流偏磁与交流偏磁。

（1）直流偏磁

在录音磁头的线圈中加入一个大小适当的直流电流，使其产生一个固定的磁场，与信号电流的磁场叠加后，送到录音磁头线圈，使电磁转换工作在磁化曲线的线性区域，避开了初始磁线的弯曲部分。

这种使磁场偏置的直流电流为偏磁电流。

在录音磁头线圈中另加一个适当的直流电流，使它产生磁场强度H1，而H1对应的磁感应强度正好处在磁化曲线的直线段中央A处，于是线圈中的音频信号电流将使磁带以H为中心磁化，产生的剩磁不再有失真（图中Ⅰ′、Ⅱ＇）o它与电子电路中给晶体管加适当偏压，使晶体管工作点处于特性曲线性部分，以克服失真的方法相似。

直流偏磁方法简单，但在录音时会产生噪声，并且剩磁曲线的线性区范围小，通常用在普及型录放机中。

（2）交流偏磁

在录音磁头的线圈中，除了加有录音音频电流外，还加有一个超音频交流偏磁电流，这个偏磁电流信号频率比录音信号频率大5倍以上，一般为50－200kHz，它的幅度比录音信号大2～3倍左右。

音频电流与超音频偏磁电流叠加后在磁头产生的总磁场波形,其包络为音频信号波形。

经磁带录音后的剩磁情况如图。

可见,剩磁曲线起始部分的非线性段已为固定的超音频偏磁所克服。

这是由于录音信号叠加在超音频信号上,即超音频的包络是按录音信号而变化的。

虽然磁带超音频剩磁的波形是失真的,但由于欲记录的信号仅仅为剩磁的包络,避开了起始弯曲部分,始终处在剩磁曲线的线性部分。

因为交流偏磁没有恒定磁场,所以放音时的背景噪声是很小的。

交流偏磁与直流偏磁相比,突出的优点是灵敏度高、动态范围大、噪声小。

因此,适用于较高档录放机中。

它的缺点是电路较为复杂,并且要求交流偏磁振荡频率、波形及幅度要适中。

〖板书〗

第一节 磁记录的基本原理

二、偏磁录音原理

1．无偏磁录音的非线性失真

2．偏磁录音方法

三、抹音原理

四、录、放音中的损耗及频率补偿

新授课

【教学目标】

1．知识目标：

了解直流抹音、交流抹音的优缺点，录、放音中的各种损耗产生的原因，理解抹音和频率补偿的基本原理，熟悉并掌握标准录、放音频率补偿特性及实际意义。

2．能力目标：

了解交、直流抹音的优缺点及方法，理解频率补偿意义，掌握频率补偿的方法。

3．情感目标：

激发学生浓厚的学习兴趣，培养学生严谨的科学态度，锻炼实际分析能力。

【教学重点】

抹音原理，频率补偿的原理及方法。

【教学难点】

交流抹音，频率补偿网络的工作原理。

【教学方法】

读书指导法、分析法、演示法、练习法。

【课时安排】

2课时（90分钟）。

【教学过程】

三、抹音原理

重新录音时,必须将磁带上原来的剩磁消去,这就是抹音,也称作消音。

抹音的方法有两种,一种是直流抹音,另一种是交流抹音。

1.直流抹音

如图所示，抹音头流过的是直流电流，产生的是一固定方向（单）向的强磁场，当磁带经过抹音头时，抹音头所产生的磁场足以使磁带上所有剩磁都达到饱和，结果抹去以剩磁强弱和极性不同来体现信号的磁化状态，达到抹音目的。

在实际应用中，也有用永久磁铁实现上述过程的。

直流抹音电路简单，成本较低，但由于磁带上留有剩磁，所以噪声与失真较大，适用于一般低档录放机。

2.交流抹音

抹音头流过的是超音频（几十~几百kHz）等幅交流电流，产生的是较强的交变磁场。

磁带通过抹音头时，不论原来的剩磁怎样，各段先受到渐强的超音频磁反复磁化达到饱和点A处。

随着磁带渐渐远离抹音头，交变磁场逐渐减小，磁带的剩磁也逐渐小，并且沿着一个逐渐缩小的磁滞回线变化。

最后收缩至零。

交流抹音可以使磁带剩磁基本为零，故不会产生噪声，失真小，被广泛应用。

它的缺点是电路较复杂。

四、录、放音中的损耗及频率补偿

频率响应特性简称频响，表示一个电子设备的增益（或衰减）随频率而变化的特性。

表示这种特性的曲线称作频率特性曲线（或频响曲线）。

录放机的理想综合频率特性曲线，应该在整个通频带内近似为平直线，如图所示。

1.录、放音中的各种损耗

（1）微分效应

放音时，由电磁感应定律可知，感应电动势e和磁通的变化率成正比，即

由于磁通的变化率与记录信号的频率成正比，其结果使放音磁头的输出随信号频率的升高而增加，形成图中的a直线情况，这种现象称作“微分效应”。

结果把磁带上本来平直的磁信号曲线变换成了中、低频衰减的电信号曲线。

为此，录放机放音时，应该在电路中采取一定措施，补偿微分损耗。

（2）高频损耗

高频损耗是指在高频信号状态时，由于铁磁材料、磁头结构、磁头与磁带的接触关系等原因，使录、放音输出图中b线所示。

录放机中，高频损耗主要表现为下述几种形式：

①铁心损耗

指录、放音过程中磁头铁心所存在的磁滞损耗与涡流损耗。

②录音去磁损耗

是指录音时，若信号频率较高,使已录下的剩磁被反转磁场磁化，部分剩磁被抵消。

③自去磁损耗

是指录音时，磁带上记录下的一段段小剩磁体，在磁带内部又感应出反向磁场，使总剩磁下降。

高频信号的自去磁损耗较大。

④间隔损耗

录音时由于磁带与磁头之间接触不紧密、有间隔,结果使录音、放音磁场受到衰减而引起损耗。

频率越高，损耗越大。

⑤缝隙损耗

缝隙损耗如图所示，当磁带上记录信号波长短到可以与放音磁头缝隙相比拟时，同一瞬间在放音磁头缝隙间所拾取的剩磁通方向有正有负，出现互相抵消的情况，导致损耗增加。

当工作缝隙宽度等于波长整数倍时，损耗最大。

⑥磁头方位角损耗

录、放磁头缝隙若不与磁带运动方向成一直角，而存在一定方位角；或者录、放不用同一磁头,有不同方位角，都相当于加大了放音磁头的缝隙，因此，使高频损耗加大。

从上述可知，录音时铁心损耗、去磁损耗、自去磁损耗、间隔损耗比较明显；放音时微分效应、缝隙损耗、方位角损耗比较明显。

为了使录放机的频率特性与理想频率特性一致，在录音和放音时需采取一定的频率补偿措施，以弥补高频或中、低频的损耗，即频率补偿。

2.频率补偿

（1）频率补偿的必要性与特点

①必要性

录放机理想的录放音（双称全通道）综合频率响应曲线应当比较平坦。

实际上，由于微分效应，以及录、放音过程中的各种高频损耗，使录放机所得到的录、放输出特性如图中实线所示情况。

该曲线中，在中低频段内，输出电压随频率升高而成正比增大，而曲线在中高频段开始下降。

为了能使全通道的频率特性曲线保持平坦，就需要进行频率补偿。

从图所示的不加补偿时的频率特性可知，欲得到与输入信号同样平坦的幅频特性输出，则录放音放大器综合频响就不应该做成平坦的，而必须是实线的镜像，即该图中阴影部分表示的那样，放大器相应提升各对应频率，这样才能保证录、放音时全通道的综合频率响应特性平坦，得到较好的录、放音效果。

②补偿特点

由于录音磁带的固有噪声主要表现为高频成分，而放音放大器是由放音磁头从磁带上拾取信号后进行放大的。

因此，为了降低噪声，放音放大器在进行频率补偿时，主要补偿中、低频的微分损耗，而尽量不去补偿高频成分。

a线为补偿前的录、放音综合特性曲线，c线为放音补偿特性曲线。

另外，考虑到放音磁头的各种高频损耗，应当使放音补偿曲线c在高频端有所回升。

在录音放大电路中主要对高频信号进行频率补偿，其补偿曲线图中b线所示。

考虑到放音补