Посвящение в радиоэлектронику

Устройство электромагнитной головки стереофонического звукоснимателя:

_{1 — игла; 2 — иглодержатель; 3 — крестовина; 4, 4' — тяги магнитов; 5 — магниты; 6 — катушки}

Что произойдет, если стереопластинку поставить на обычный, монофонический проигрыватель? Будут воспроизводиться колебания иглы только в поперечном направлении, вызываемые извилинами обеих стенок канавки. Следовательно, воспроизведется монофонический сигнал, образованный суммой сигналов левого и правого каналов. Принятая система стереофонической грамзаписи полностью совместима с монофонической техникой.

У грамзаписи много достоинств, но есть и один существенный недостаток: пластинку, которая «разонравилась», нельзя переписать заново. Да и вообще, любитель грамзаписи не может записать услышанную и понравившуюся мелодию — он должен ждать, когда это сделает за него фирма «Мелодия», выпускающая грампластинки.

Совсем по-другому обстоят дела у любителей магнитной записи. Они могут записывать сами, что хотят и когда хотят.

Магнитная запись звука

Магнитофон прочно вошел в нашу жизнь. Равнодушных здесь нет — один мечтает о «маге», другой имеет его, но недоволен и хочет приобрести другую модель, третьему он уже надоел, но продать или подарить его жалко…

Посмотрим, как устроен магнитофон. Вопросов возникнет много: почему запись ведется именно на пленку? Откуда взялось значение скорости 4,75 см/с? И т. д.

В первых опытах по магнитной записи звука никакой пленки действительно не было. Запись вели на тонкую стальную проволоку, перематываемую с катушки на катушку. Проволока оказалась плохим носителем: она легко размагничивалась, велик был копирэффект (намагничивание одного витка проволоки на катушке магнитным полем другого, соседнего витка), и от проволоки в конце концов отказались. Может быть, идею записи на пленку подсказало кино — ведь там тоже запись ведется на пленку, правда, оптическим способом. Как и кинопленка, магнитная лента имеет основу из пластмассы, например поливинилхлорида, терилена, а в последнее время — лавсана. Основа с одной стороны покрыта тонким слоем магнитодиэлектрика. Чаще всего это окись железа Fe₂0₄ или его закись Fe₃0₄. Используют также сплавы железа, кобальта и двуокись хрома СrO₂.

Принцип магнитной записи звука объяснить несложно. Лента протягивается с постоянной скоростью мимо магнитной головки. При записи по обмотке головки проходит переменный ток звуковой частоты, соответствующий записываемой программе. Ферромагнитный слой ленты намагничивается в такт со звуковыми колебаниями, и записанная магнитная фонограмма может храниться сколь угодно долго. При воспроизведении лента снова протягивается около магнитной головки. Никакого тока в это время в головку не подается, а выводы ее обмотки подключаются ко входу усилителя воспроизведения. Магнитный поток ленты, проходя через сердечник головки, наводит в ее обмотке ЭДС самоиндукции в полном соответствии с записанной программой. Для записи и воспроизведения звука в профессиональных магнитофонах используют различные головки.

Магнитное поле головки направлено вдоль ленты, таким образом осуществляется продольная запись. Это не единственно возможный вариант. Возможна в принципе и поперечная запись, при которой магнитное поле головки направлено поперек направления движения ленты. Но получить приемлемые качество и уровень записи в этом случае не удается. Огромное значение имеет ширина зазора магнитной головки. Чем она меньше, тем более высокие частоты удастся записать и воспроизвести при данной скорости движения ленты.

Давайте немного посчитаем. При скорости движения ленты 4,75 см/с современные магнитофоны воспроизводят частоты до 12 кГц. Это значит, что длина самой короткой магнитной волны на пленке составляет λ = v/f = 4,75 см/с/12000 1/с ~= 4 мкм. Всего четыре микрометра! Если ширина зазора головки будет больше половины длины этой волны, то воспроизвести сигнал не удастся: на ширине зазора уложится более полуволны сигнала и результирующее магнитное поле в магнитопроводе головки будет близко к нулю. Раньше, когда не умели изготавливать высококачественные головки со столь малыми зазорами, приходилось увеличивать скорость движения ленты. Длина волны записи при этом возрастала.