第三章 盒式磁带录放机座与收录机汇总Word格式.docx
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磁头记录原理和磁头重放原理。
【教学难点】
【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】
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〗
二、偏磁录音原理
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。
理解偏磁录音的意义,掌握偏磁录音原理和方法。
直流偏磁与交流偏磁原理和方法
交流偏磁原理
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。
三、抹音原理
四、录、放音中的损耗及频率补偿
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。
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。
抹音原理,频率补偿的原理及方法。
交流抹音,频率补偿网络的工作原理。
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。
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