Основной частью магнитной головки служит сердечник. На нем размещены катушки, по которым проходит электрический ток.
Сердечник магнитной головки обычно имеет два полукольца из магнитного материала с большой магнитной проницаемостью, в качестве которого применяются железо-никелевые сплавы, пермаллой, мюметалл и др. Для уменьшения потерь на вихревые токи сердечники собирают из отдельных, изолированных друг от друга пластин толщиной 0,1—0,3 мм. Пластины склеивают между собой, при этом клей используется как изолятор между пластинами. Применяются также сердечники из прессованного феррита.
В местах соединения полуколец образуются зазоры: передний и задний. Передний зазор для всех головок служит «рабочим зазором». Задний зазор необходим только записывающим и универсальным головкам и называется дополнительным. Для устранения заднего зазора торцы сердечников воспроизводящих и стирающих головок тщательно шлифуют для их плотного соприкосновения между собой в собранной головке. Рабочий зазор между торцами сердечника заполняют прокладкой из немагнитного материала — бериллиевой бронзы. Размеры рабочего зазора (его ширина и глубина) сильно влияют на качество записи и воспроизведения и определяются назначением головки и скоростью движения ленты. Рабочую часть головки тщательно шлифуют и полируют для более плотного прилегания к ней ленты. На сердечнике головки помещают в зависимости от конструкции одну или две катушки с обмотками из медного провода с эмалевой изоляцией диаметром от 0,09 до 0,4 мм.
Части головок (сердечник, катушки, прокладки) закрепляют в арматуре из металлов, текстолита, пластмасс или литьевых смол. Высота сердечника головки зависит от ширины ленты и количества дорожек на ней.
Для защиты от внешних электрических и магнитных полей головки экранируют.
Записывающая головка
Эта головка создает магнитное поле сигнала, а для оптимального режима и уменьшения искажений при записи, также и поле высокочастотного подмагничивания. Напряженность этих полей должна быть достаточной для намагничивания ленты и зависит от величины тока записи и тока подмагничивания. Сердечник делается таким, чтобы в нем не наступало магнитное насыщение. Для этого в записывающих головках служит дополнительный зазор, резко увеличивающий магнитное сопротивление сердечника. Ширина этого зазора лежит в пределах 0,1—0,4 мм. Обмотка записывающей головки должна иметь небольшое сопротивление, а так как практически в ней преобладает индуктивное сопротивление, то ее индуктивность должна быть сравнительно малой. Она составляет обычно около 10 мгн, что соответствует относительно небольшому числу витков.
Чувствительность записывающей головки и ее частотная характеристика сильно зависят от ширины рабочего зазора, которая в свою очередь зависит от скорости движения ленты. Чем меньше эта скорость, тем меньше должен быть рабочий зазор в головке. Обычно ширина рабочего зазора составляет 5—7 мк при скорости движения ленты 4,76 см /сек; 7—1C мк при скорости 9,53 см/сек; 10—15 мк при скорости 19,05 см/сек.
Воспроизводящая головка
Воспроизводящая головка должна быть чувствительной к магнитному полю ленты и надежно защищена от воздействия внешних магнитных полей. Сердечник головки должен обладать минимальной остаточной индукцией для уменьшения шумов при воспроизведении. Электродвижущая сила, возникающая в головке, должна быть достаточной для первого каскада усилителя при относительно хорошей частотной характеристике головки. Для получения высокой чувствительности воспроизводящую головку делают без дополнительного зазора, а глубина рабочего зазора делается возможно меньшей, что достигается уменьшением еечения сердечника вблизи зазора. При длительной эксплуатации головки сердечник у рабочего зазора стирается, его сечение уменьшается, а следовательно, чувствительность головки повышается, однако при этом одновременно ухудшается ее частотная характеристика (возникает «завал» высоких частот).
Один из основных параметров воспроизводящей головки представляет собой ее «отдача», т. е. электродвижущая сила, возникающая при воспроизведении записи максимального уровня. Отдача зависит от количества витков обмотки, магнитной проницаемости сердечника и тщательности его сборки. Высокие требования предъявляются к экранированию воспроизводящей головки от внешних магнитных полей. Головку помещают часто не в один, а в два или даже три экрана. Внешний экран уменьшает напряженность поля помехи, а от этого поля, уже ослабленного внешним экраном, головка экранируется дополнительным внутренним экраном.
В практике применяются следующие размеры зазоров воспроизводящих головок.
Универсальная головка
В большинстве массовых магнитофонов вместо специальных записывающей и воспроизводящей головок применяется одна универсальная головка. Поскольку требования к записывающим и воспроизводящим головкам различны, то универсальная головка не может полностью удовлетворять всем этим требованиям. Поэтому параметры универсальных головок лежат в пределах между параметрами записывающих и воспроизводящих головок.
Для уменьшения остаточной намагниченности при записи сердечник универсальной головки имеет дополнительный зазор. Глубина рабочего зазора сердечника делается меньшей, чем у записывающих головок. Это необходимо для улучшения чувствительности и частотной характеристики при воспроизведении. Число витков обмотки и индуктивность катушки берутся меньшими, чем нужно было бы для воспроизведения Вследствие этого универсальная головка дает больший уровень шумов при воспроизведении, чем специальная воспроизводящая головка.
Стирающая головка
Стирающая головка предназначена для удаления имеющихся на ленте записей, полного размагничивания ленты и для устранения остаточных шумов. Эти процессы выполняются переменным магнитным полем головки. По обмотке головки проходит переменный ток от генератора стирания и подмагничивания с частотой выше звуковой, доходящей до 70 кгц. Ток возбуждает в рабочем зазоре стирающей головки переменное магнитное поле, которое воздействует на движущуюся магнитную ленту. При приближении элемента ленты к зазору напряженность может возрастать настолько, что элемент намагнитится до насыщения. Дальнейшее продвижение ленты перемещает этот элемент в зону, где напряженность поля головки уменьшается, приближаясь к нулю, а затем возрастает, но уже с противоположной полярностью. В современных магнитофонах каждый элемент магнитной ленты, движущейся в магнитном поле стирающей головки, испытывает воздействие магнитного поля различной полярности несколько раз, что и размагничивает ленту.
Сердечники стирающих головок не имеют дополнительного зазора. Рабочий зазор у них шире, чем у других головок, и лежит в пределах.0,1—0,4 мм. Обмотка имеет небольшое число витков, но так как по обмотке проходит относительно большой ток стирания (от 30 до 100 ма), то магнитное поле головки полностью размагничивает ленту.
Двухканальные головки
В стереофонических магнитофонах применяют специальные двухканальные магнитные головки, так как запись, воспроизведение и стирание ведутся одновременно по двум дорожкам. На магнитной ленте записываются (а следовательно, и воспроизводятся) две стереофонические фонограммы на четырех дорожках. Расположение дорожек на ленте и их ширина определяют размеры рабочей части головки. Запись (воспроизведение) одной стереофонической фонограммы ведется на дорожках 1 и 3, а другой фонограммы — на дорожках 2 и 4.
По своему устройству и работе двухканальные (стереофонические) головки отличаются от головок монофонических магнитофонов гем, что в общей арматуре размещены две головки на расстоянии, определяемом промежутком между двумя действующими дорожками. Такое расположение универсальных головок при записи (воспроизведении) может вызвать вредное воздействие их друг на друга. Для устранения связей между ними применяется экранирование. В одном общем экране размещены две универсальные головки одна над другой. Их рабочие зазоры находятся на одной вертикали. Обе эти головки разделены между собой экраном, а каждая головка помещена в свой внутренний экран. Собранную двухканальную головку помещают в общий экран и заливают специальной массой.
Двухканальная стирающая головка устроена проще. Две обычные стирающие головки размещают одна над другой в общей пластмассовой арматуре так, что их рабочие зазоры находятся на одной вертикали.
Блоки магнитных головок
Для удобства замены, регулировок и испытания магнитных головок в ряде магнитофонов они установлены не на плате лентопротяжного механизма, а на специальном основании, на котором также установлены направляющие стойки, лентоприжимы и другие вспомогательные детали. Все эти детали образуют отдельный съемный узел — «блок магнитных головок».