АЧХ реального ТЗВ

Потери записи и воспроизведения можно разделить на два вида: частотные, которые зависят от частоты и не зависят от длины волны записи, и волновые, которые зависят только от длины волны записи. Примером частотных потерь являются потери, возникающие на высоких частотах, вызванные расходом энергии на вихревые токи в сердечнике головки. В работе рассматриваются лишь волновые потери.

На величину потерь в ТЗВ оказывают влияние параметры ГУ, МЛ и ЛПМ. При анализе прохождения сигналов по ТЗВ рассматривают его идеализированную модель (рис.1.5).

Под идеализиро­ван­ной понимают такую модель реального ТЗВ, которая предполагает от­сут­ствие статических де­фектов и технологических допусков на параметры ГУ и ее расположение относи­тельно МЛ. МЛ с рабочим слоем толщиной d, с магнитной проницаемостью М = 1 намагничивается однородно по толщине гармоническим сигналом с ГУ, работающей в режиме записи. ГУ имеет зазор шириной 2d и расположена на расстоянии а от МЛ. Рабочая поверхность ГУ имеет бесконечную протяженность вдоль оси движения ленты x. Проницаемость сердечника ГУ М = ¥.

ТЗВ можно рассматривать как линейную систему и для анализа использовать методы теории линейных цепей. Входное воздействие – остаточный магнитный поток дорожки Ф_r(х), а отклик – поток в сердечнике ГУ, работающей в режиме воспроизведения

 

, (1.3)

 

где – функция чувствительности ГУ; l – координата вдоль направления записи.

Выражение (1.3) представляет собой аналог интеграла Дюамеля для ТЗВ. Физический смысл функции заключается в том, что она показывает какова в каждой точке пространства степень связи между потоком в сердечнике ГУ и намагниченностью МЛ.

Для ГУ кольцевого типа при ширине рабочего зазора 2d и расстоянии а до МЛ:

 

. (1.4)

 

После подстановки (1.4) в (1.3) поток в ГУ запишется как

 

, (1.5)

 

где - волновая плотность записи.

Поток в ГУ в раз меньше потока в МЛ. Указанные коэффициенты зависят от длины волны, поэтому определяемые ими потери называются волновыми. Максимальное значение каждого коэффициента равно единице. Коэффициенты характеризуют различия в уровнях при воспроизведении сигналов с различной длиной волны и определяются конструктивными факторами: - коэффициент щелевых потерь, К_а – коэффициент контактных потерь, К_d – коэффициент слойных потерь. Зависимость указанных и результирующего K_рез коэффициентов от длины волны показана на рис.1.6.

Щелевые потери (рис.1.6,а) возникают из-за того, что ширина рабочего зазора ГУ соизмерима с длиной волны записи. В точке первого нуля 2d=l ширина рабочего зазора равна длине волны записи и сигнал не будет воспроизводиться, т.к. разность магнитных потенциалов между полюсами ГУ равна нулю. Обычно в аудиомагнитофонах используется диапазон длин волн записи l_min>2d, т.е. рабочим диапазоном является участок левее первого нуля.

Контактные потери (рис.1.6,б) вызваны тем, что МЛ не полностью прижата к ГУ, и только часть магнитного потока замыкается через сердечник и создает полезный эффект. Другая его часть замыкается в пространстве между ГУ и МЛ и теряется. Контактные потери определяют экспоненциальное уменьшение уровня сигнала при укорочении длины волны записи. Контактные потери выражают в децибелах К_а = 54,6 а/l. При а = l отдача падает на 54,6 дБ (почти в 500 раз), что практически приводит к пропаданию воспроизводимого сигнала.

Слойные потери (рис.1.6,в) тем больше, чем толще рабочий ферромагнитный слой ленты d. При d = 5l слойные потери снижают отдачу более чем в 30 раз. Однако с уменьшением толщины рабочего слоя уменьшается и абсолютная отдача. Лента имеет определенную толщину слоя. Уменьшение слойных потерь достигается применением МЛ с тонким рабочим слоем и магнитным материалом с большой остаточной намагниченностью.

Результирующий коэффициент (рис.1.6,г) имеет вид спадающей кривой без периодического чередования нулей, так как в современных аудиомагнитофонах контактные и слойные потери больше, чем щелевые.

По известной амплитудно-волновой характеристике можно определить и АЧХ ТЗВ. Подставляя (1.5) в (1.2), вычислим ЭДС на один виток ГУ:

 

. (1.6)