Записывают звук обычно от микрофона, звукоснимателя или радиоприемника. Но их напряжение мало для непосредственной записи. Поэтому только после соответствующего усиления сигнала магнитная головка может записать звуковую информацию на магнитной ленте.
При воспроизведении записи э. д. с. звуковой частоты, возникающая в магнитной головке, также очень мала (сотни микровольт). Поэтому для воспроизведения звука с достаточной громкостью также необходим усилитель.
В массовых магнитофонах обычно применяются усилители на электронных лампах. Усилитель магнитофона должен давать необходимое усиление с минимальными искажениями как при записи, так и при воспроизведении звука. Этому требованию наиболее полно удовлетворяют магнитофоны с отдельными усилителями для записи и воспроизведения. Два раздельных усилителя дают возможность контролировать и регулировать качество записи в процессе работы. Так построены специальные и профессиональные магнитофоны, но они обладают большим весом, размерами и высокой стоимостью.
В большинстве массовых магнитофонов применяется один универсальный усилитель, который по выбору используется для записи или воспроизведения. Такой усилитель в зависимости от режима работы (запись или воспроизведение) должен отвечать требованиям, предъявляемым к усилителю записи или к усилителю воспроизведения.
Рассмотрим особенности усилителей записи и воспроизведения. Начнем с усилителя воспроизведения, так как к нему предъявляются наиболее жесткие требования, определяющие чувствительность и выходную номинальную мощность универсального усилителя.
Усилитель воспроизведения
На вход усилителя воспроизведения подводится напряжение от магнитной головки. Это напряжение значительно ниже напряжений, подаваемых на вход усилителя записи. На низших частотах звукового диапазона оно составляет около 150 мкв и растет с увеличением частоты. При усилении такого малого напряжения нелегко получить достаточно высокое отношение сигнала к шуму и сигнала к фону. Наибольшие трудности при этом возникают в первом каскаде усилителя. К усилителю предъявляются также требования возможности частотной коррекции, т. е. изменения частотной характеристики усилителя для компенсации частотных искажений, возникающих в магнитной головке.
Магнитная головка вносит большие частотные искажения, которые при отсутствии коррекции создали бы искажение звука на выходе усилителя. Электродвижущая сила, создающаяся в магнитной головке при воспроизведении сигналов различных частот, в соответствии с законом электромагнитной индукции увеличивается с повышением частоты сигнала.
Частотные искажения, вносимые магнитной головкой, зависят от скорости движения ленты, величины рабочего зазора, потерь в сердечнике и потерь, связанных с неплотным прилеганием ленты к головке. Этим объясняется некоторый завал характеристики на высоких частотах. Для устранения частотных искажений необходимо «поднять» усиление на низких и высоких частотах. Кривая 2 показывает реальную частотную характеристику усилителя воспроизведения с коррекцией частотных искажений.
Коррекция осуществляется включением в схему усилителя специальных корректирующих цепочек, состоящих из емкостей, активных сопротивлений и индуктивностей. Используются также частотно-зависимые отрицательные обратные связи.
Чтобы запись на магнитной ленте можно было воспроизводить на различных магнитофонах, имеющих одинаковую скорость движения ленты, усилители воспроизведения этих магнитофонов должны иметь одинаковую частотную характеристику. Для получения этого частотные характеристики усилителей воспроизведения строго нормируются, применительно к частотным характеристикам так называемого стандартного канала воспроизведения. Этот канал считают состоящим из. идеальной головки (т. е. головки с неограниченно узкой рабочей щелью и без потерь энергии в сердечнике) и усилителя воспроизведения, частотная характеристика которого соответствует характеристике изменения полного сопротивления параллельно соединенных активного сопротивления и емкости. При этом постоянная времени такой параллельной цепи считается зависящей от скорости движения ленты и равной 70 мксек для скорости 19,05 см / сек, 140 мксек для скорости 9,53 см/сек и 280 мксек для скорости 4,76 см/сек.
Усилитель воспроизведения должен иметь следующие параметры: рабочий диапазон частот 40—12 000 гц для скорости 19,05 см/сек, 63—10 000 гц для скорости 9,53 см/сек и 80—5 000 гц для скорости 4,76 см/сек.
Относительный уровень шумов (для монофонических магнитофонов) не более 40 дб\ коэффициент нелинейных искажений не выше 5%; мощность на выходе в пределах от 1 до 3 ет в зависимости от особенностей данного магнитофона. Усилитель должен иметь регуляторы усиления (громкости) и тембра. Напряжение на выходе, предназначенном для внешнего усилителя, должно быть не менее 0,5 в.
Усилитель записи
Усилитель записи имеет несколько каскадов, при помощи которых осуществляется усиление и частотная коррекция. Нагрузкой усилителя служит записывающая головка, представляющая собой главным образом индуктивное сопротивление. В цепи питания головки происходит смешение токов звуковой частоты усилителя и переменного тока подмагничивания.
В соответствии с действующими стандартами усилитель записи должен иметь регулятор и индикатор уровня записи. Чувствительность усилителя определяется величиной э. д. с., развиваемой микрофоном. Напряжение от звукоснимателя составляет 0,1—0,2 в, а напряжение от радиоприемника или трансляционной линии измеряется несколькими вольтами. Мощность, потребляемая универсальной головкой при записи, измеряется сотыми долями ватта. К головке необходимо подвести напряжение звуковой частоты порядка 15—20 в. Отношение сигнал/шум при записи должно быть не менее 40—45 дбу что обычно достигается сравнительно легко, так как уровень сигнала достаточно высок.
Пренебрегая малым активным сопротивлением, можно считать, что сопротивление магнитной головки чисто индуктивное и поэтому оно растет с увеличением частоты. Следовательно, сама головка вносит частотные искажения. Намагничивание ленты магнитным полем головки при записи также зависит от частоты сигнала. С увеличением частоты остаточное намагничивание ленты ослабевает и вызывает завал частотной характеристики на высоких частотах. Кроме того, частотная характеристика при записи зависит от свойств магнитной ленты, скорости ее движения и конструкции магнитной головки. Все эго заставляет и при записи вводить частотную коррекцию, которая сводится к подъему усиления на высоких частотах. Частотная характеристика усилителя записи с коррекцией приведена на рис. 86 для ленты типа 2, скорости Г9,05 см/сек и головки с зазором 7 мк. На этой характеристике за О дб принято усиление в диапазоне частот 50—1 000 гц. Частотная коррекция осуществляется включением в схему усилителя специальных корректирующих цепочек, состоящих из активного сопротивле-
Усилитель записи имеет несколько каскадов, при помощи которых осуществляется усиление и частотная коррекция. Нагрузкой усилителя служит записывающая головка, представляющая собой главным образом индуктивное сопротивление. В цепи питания головки происходит смешение токов звуковой частоты усилителя и переменного тока подмагничивания.
В соответствии с действующими стандартами усилитель записи должен иметь регулятор и индикатор уровня записи. Чувствительность усилителя определяется величиной э. д. с., развиваемой микрофоном. Напряжение от звукоснимателя составляет 0,1—0,2 в, а напряжение от радиоприемника или трансляционной линии измеряется несколькими вольтами. Мощность, потребляемая универсальной головкой при записи, измеряется сотыми долями ватта. К головке необходимо подвести напряжение звуковой частоты порядка 15—20 в. Отношение сигнал/шум при записи должно быть не менее 40—45 дбу что обычно достигается сравнительно легко, так как уровень сигнала достаточно высок.
Пренебрегая малым активным сопротивлением, можно считать, что сопротивление магнитной головки чисто индуктивное и поэтому оно растет с увеличением частоты. Следовательно, сама головка вносит частотные искажения. Намагничивание ленты магнитным полем головки при записи также зависит от частоты сигнала. С увеличением частоты остаточное намагничивание ленты ослабевает и вызывает завал частотной характеристики на высоких частотах. Кроме того, частотная характеристика при записи зависит от свойств магнитной ленты, скорости ее движения и конструкции магнитной головки. Все эго заставляет и при записи вводить частотную коррекцию, которая сводится к подъему усиления на высоких частотах. Частотная характеристика усилителя записи с коррекцией приведена на рис. 86 для ленты типа 2, скорости Г9,05 см/сек и головки с зазором 7 мк. На этой характеристике за О дб принято усиление в диапазоне частот 50—1 000 гц. Частотная коррекция осуществляется включением в схему усилителя специальных корректирующих цепочек, состоящих из активного сопротивле-
подмагничивания регулируется подстроечным конденсатором Ср. Фильтр-пробка, состоящий из индуктивности 1ф и емкости Сф и настроенный на частоту генератора, преграждает путь высокочастотному току в усилитель.
Головка записи включается в анодную цепь выходного каскада усилителя с помощью выходного трансформатора или по схеме параллельного питания. Важно не допустить постоянную составляющую анодного тока лампы в цепь магнитной головки для избежания излишних искажений. В массовых магнитофонах большее распространение получили более простые и дешевые схемы параллельного питания. Схемы с трансформаторным выходом нашли ограниченное применение.
Индикаторы уровня записи
Во время записи звука необходимо следить за тем, чтобы уровень, определяющий степень полезной намагниченности ленты, был необходимой величины для данной ленты. При низком уровне записи получится слабое воспроизведение звука, а относительный уровень шумов будет выше. Чрезмерно высокий уровень записи приводит к значительным искажениям записи. Для каждого типа ленты устанавливается оптимальный уровень записи. В магнитофонах для определения уровня записи применяются специальные индикаторы. К ним предъявляется ряд требований. Индикатор должен иметь чувствительность, соответствующую подводимому напряжению, не вносить искажения в записываемый сигнал, успевать реагировать на быстрые изменения уровня записи. Время запаздывания показаний индикатора относительно изменения уровня записи не должно превышать 200 мсек.
В массовых магнитофонах выбор оптимального уровня записи ведется по показаниям индикатора уровня, косвенно измеряющим напряжение, подводимое к магнитной головке. В качестве таких индикаторов применяют электронно-световой индикатор настройки. Переменное напряжение усилителя записи выпрямляется и подается на индикатор. При использовании электронно-светового индикатора уровень записи регулируют по величине затемненного сектора. Нормальный уровень обычно соответствует сокращению затемненного сектора индикатора до 1 мм при самом громком сигнале. При стрелочном индикаторе уровень записи регулируют так, чтобы при максимальном сигнале стрелка прибора не заходила дальше специальной метки на шкале.
Универсальный усилитель
Универсальный усилитель включает в себя каскады и цепи, обеспечивающие чувствительность, выходную мощность и частотную коррекцию, необходимые как при записи, так и при воспроизведении. Чувствительность универсального усилителя определяется необходимой чувствительностью при воспроизведении. Выходная мощность также определяется режимом «воспроизведение», так как нагрузкой в этом случае служат один или несколько громкоговорителей. В универсальном усилителе обычно используются самостоятельные цепи частотной коррекции для записи и для воспроизведения. Универсальный усилитель переводят в режим «запись» или «воспроизведение» переключением универсальной головки, отдельных каскадов и деталей, а также цепей частотной коррекции.