Ленточная головка

Ленточная головка — это тип преобразователя, используемого в магнитофонах для преобразования электрических сигналов в магнитные колебания и наоборот. Их также можно использовать для чтения кредитных / дебетовых / подарочных карт , поскольку полоска магнитной ленты на обратной стороне кредитной карты хранит данные так же, как и другие магнитные ленты. Кассеты , катушечные ленты , 8-дорожечные ленты , ленты VHS и даже дискеты и ранние жесткие диски — все они используют один и тот же физический принцип для хранения и считывания информации. Среда намагничена по рисунку. Затем он движется с постоянной скоростью над электромагнитом . Поскольку движущаяся лента несет в себе изменяющееся магнитное поле, она индуцирует переменное напряжение на головке. Затем это напряжение можно усилить и подключить к динамикам в случае аудио или измерить и отсортировать по единицам и нулям в случае цифровых данных.

Принципы работы

Электромагнитное видеомагнитофоны устройство ленточной головки в целом одинаково для всех типов, хотя физическая конструкция значительно различается в зависимости от применения - например, ( VCR) используют вращающиеся головки, реализующие спиральное сканирование , тогда как большинство аудиомагнитофонов имеют фиксированные головки. Головка состоит из сердечника из магнитного материала, имеющего форму пончика или тороида , в котором имеется очень узкий зазор. Этот зазор заполнен диамагнитным материалом , например золотом . ^{[ нужна ссылка ]} Это вынуждает магнитный поток выходить из зазора в магнитную ленту в большей степени, чем воздух, а также вытесняет магнитный поток из магнитной ленты в зазор. Таким образом, поток намагничивает ленту или индуцирует ток в катушке в этой точке. Катушка провода, обернутая вокруг сердечника напротив зазора, соединяется с электрической стороной устройства. Базовая конструкция головки полностью обратима: переменное магнитное поле в зазоре индуцирует электрический ток в катушке, а электрический ток в катушке индуцирует магнитное поле в зазоре.

обратимость

Хотя головка в принципе и на практике является обратимой, существуют желательные характеристики, которые различаются на этапах воспроизведения и записи. Одним из них является сопротивление катушки – воспроизведение предпочитает высокое сопротивление, а запись низкое. В самых лучших магнитофонах используются отдельные головки, чтобы избежать ухудшения этих желательных характеристик. Наличие отдельных головок для записи и воспроизведения имеет и другие преимущества, такие как мониторинг вне ленты во время записи и т. д.

Ширина зазора головы

Ширина зазора головки также имеет решающее значение — чем уже зазор, тем лучше будет головка — узкий зазор обеспечивает гораздо лучшую транскрипцию в магнитном домене (что соответствует большему выходу высокочастотных сигналов в случае с воспроизводящими головками) . Желательность узкого зазора означает, что большинство практичных головок изготавливаются путем формирования узкой V-образной канавки на задней поверхности сердечника и шлифования передней поверхности до тех пор, пока V-образная канавка не будет просто прорвана. Таким образом, достигаются зазоры порядка микрометров.

С другой стороны, зазор головки звукозаписи обычно в шесть раз больше, чем у головки воспроизведения, что дает больший поток для намагничивания ленты. Идеальный размер зазора в кассетной деке: широкий зазор головки записи и узкая головка воспроизведения. Больший зазор не влияет на частотную характеристику, поскольку «изображение» в основном создается задним фронтом зазора. Комбинированная головка записи/воспроизведения имеет компромиссный размер зазора, обычно в три раза превышающий размер головки только воспроизведения.

Существуют и отрицательные стороны узких зазоров между головками, особенно при магнитной записи . Чем уже зазор головки, тем больший сигнал смещения должен использоваться для поддержания линейности сигнала на ленте, что, в свою очередь, уменьшит запас по высокочастотному уровню или SOL (насыщенный выходной уровень), особенно при более медленных скоростях ленты. По этой причине производители должны найти компромисс между предполагаемой скоростью ленты и зазором между головками.

Типы

Физическая конструкция головки зависит от того, фиксирована она или вращается. В любом случае поверхность головки, где находится зазор, должна быть прочной и очень гладкой, чтобы избежать чрезмерного износа головки. Также можно видеть, что из-за особенностей конструкции зазора головки износ головки будет иметь тенденцию расширять зазор, что со временем снижает производительность головки. Вертикальное выравнивание головок ( азимут ) также должно совпадать при записи и воспроизведении для обеспечения хорошей точности, а зазор должен быть как можно ближе к вертикали, насколько это возможно, для обеспечения максимальной частотной характеристики . Большинство механизмов транспортировки ленты допускают точную механическую регулировку азимута головок. Иногда этого можно достичь с помощью автоматической схемы — фактическая механическая регулировка азимута осуществляется за счет использования пьезоэффекта определенных типов кристаллического материала.

Вращающиеся головки

Вращающиеся воспроизводящие головки, используемые в видеомагнитофонах, цифровых аудиокассетах и других приложениях, используются для достижения высокой относительной скорости головки/ленты при сохранении низкой общей скорости транспортировки ленты. Один или несколько преобразователей установлены на вращающемся барабане под углом к ленте. Барабан вращается быстрее по сравнению со скоростью, с которой лента движется мимо него, так что преобразователи описывают путь полос поперек ленты, а не линейно вдоль нее, как это делает фиксированная головка. Характеристики износа таких спиральных сканирующих головок еще более критичны, поэтому требуются тщательно отполированные головки и ленты. Электрические сигналы вращающихся головок связаны либо индуктивно, либо емкостно – прямой связи с катушками головок нет.

Стереть головы

Стирающая головка устроена аналогично головке записи или воспроизведения, но имеет гораздо больший зазор или, чаще, два больших зазора. Стирающая головка во время записи питается от источника высокой частоты (обычно от того же генератора, который обеспечивает смещение переменного тока). В некоторых недорогих кассетных магнитофонах стирающая головка представляет собой постоянный магнит, который механически приводится в контакт с движущейся лентой только во время записи. Стирающие головки с постоянными магнитами также иногда используются в машинах, оснащенных смещением постоянного тока.

Перекрестные головки

Вместо того, чтобы подавать как сигнал смещения , так и аудиосигнал в одну и ту же записывающую головку, некоторые марки аудиомагнитофонов , в частности Tandberg , Akai и его американский двоюродный брат Roberts, использовали отдельную головку смещения на противоположной стороне ленты от записи . голова ; эта система получила название перекрестного поля .

Материалы головки

Головки записи и воспроизведения традиционно изготавливаются из мягкого железа (мягкость является важным условием хороших характеристик записи и воспроизведения). Этот материал обладает чрезвычайно хорошими электроакустическими свойствами, но довольно быстро изнашивается с последующим ухудшением характеристик. Некоторые записывающие устройства более высокого класса имели головки, изготовленные из феррита, который обладает превосходными электроакустическими свойствами, но при этом является очень твердым и устойчивым к износу материалом. Два его основных недостатка заключаются в том, что он хрупкий и легко повреждается, а также имеет гораздо более высокий уровень шума из-за эффекта Баркгаузена . В последние годы появились более экзотические материалы, некоторые из которых включают керамику, которая сочетает в себе лучшее из обоих традиционных материалов.

Очистка

В процессе использования головка загрязняется, отслаивается лента. Очиститель видеоголовок можно использовать для очистки видео, аудио, стирания или управления головками дорожек.

Галерея

D6 HDTV VTR Сканер и видеоголовка сняты
Внутри кассетной деки D6 HDTV VTR, сканера видеомагнитофона и видеоголовки на месте.
Видеокассета типа B Сканерная головка
Видеомагнитофон типа B, кассетный стол BCN 20 и видеосканер
Квадруплексная видеокассета Ampex AVR-2 Video Head
Sony U-Matic Видеоголовка
Ampex без чехлов Аудиомагнитофон
VHS Головки
Nagra : стирайте, записывайте и воспроизводите Аудиоголовки
SONY UVW-1400P_1400AP Betacam SP Видеоголовки
Летающая стирающая головка Sony UVW-1800P Betacam SP
Считыватель магнитных карт карманного программируемого калькулятора НР-67 (1976 г.) с транспортировочным механизмом

См. также