На рис. 1.13 приведена однодвигательная кинематическая схема ЛПМ с двумя пассиками. С помощью пассика 7 вращение вала электродвигателя 8 передается ведущему узлу 9. На приемный 6 и подающий 3 узлы вращение передается с маховика ведущего узла через второй пассик 4. При помощи обводного ролика 2 осуществляется изменение направления вращения подающего узла.

Рассматриваемая кинематическая схема изображена в положении «стоп». При переводе ЛПМ в положение «рабочий ход» магнитные головки 11 и 12 и обрезиненный прижимной ролик 10 входят в контакт с магнитной лентой 14. Постоянство скорости перемещения ленты обеспечивается системой ведущий вал 13 - прижимной ролик 10. Подмотка ленты на приемный узел осуществляется за счет использования в приемном узле фрикционной муфты, а требуемое натяжение ленты производится фрикционной муфтой подающего узла, ведущий шкив которого вращается в обратную сторону.

Рис. 1.13. Кинематическая схема однодви-Рис. 1.14. Кинематическая схема одно-

гательного лентопротяжного механизмадвигательного лентопротяжного меха-

кассетного магнитофона с двумя пасси-низма кассетного магнитофона с од-

ками.ним пассиком.

В режимах перемоток вперед и назад магнитные головки и прижимной ролик отводятся отмагнитной ленты и с помощью одного из обрезиненных роликов 6 и / производится выключение фрикционной муфты приемного или подающего узлов. При остановке и переходе из одного режима работы в другой движение ленты тормозится фрикционными муфтами узлов.

Применение двух пассиков упрощает конструкцию ЛПМ и позволяет обеспечить необходимую развязку ведущего узла с подающим и приемным.

Кинематическая схема однодвигательного ЛПМ с одним пассиком изображена на рис. 1.14. Вращение вала электродвигателя 7 с помощью пассика 5 передается маховику ведущего узла 8, шкиву фрикционной муфты приемного узла 4 и обводному ролику 3. Схема показана в режиме «стоп». При включении рабочего хода головки 10, 11 и прижимной ролик 9 входят в контакт с магнитной лентой 12. Система ведущий вал 13 - прижимной ролик 9 приводит в движение ленту с постоянной скоростью. Требуемое натяжение магнитной ленты на участке ведущий вал - приемный узел производится фрикционной муфтой приемного узла, а натяжение на участке ведущий вал - подающий узел 2 - при помощи специального тормоза 1. В режиме перемотки «Вперед» магнитные головки и прижимной ролик отводятся от ленты, а обрезиненный ролик 6 производит выключение фрикционной муфты приемного узла. Натяжение ленты обеспечивается тормозом 1.

В режиме перемотки в обратном направлении обводной ролик 3, находящийся на подвижном рычаге, входит в зацепление со шкивом подающего

узла, и вращение от ведущего узлапередается на подающий. Требуемое натяжение ленты обеспечивается фрикционной муфтой приемного узла.,

В магнитофонах первой и высшей групп сложности применяют ЛПМ с тремя двигателями. Это позволяет обеспечить заданные параметры магнитофона и повысить надежность ЛПМ. Принцип работы трехдвигательного ЛПМ кассетного магнитофона аналогичен принципу работы такого же ЛПМ катушечного.

Двухдвигательные лентопротяжные механизмы находят применение в кассетных магнитофонах и заметных преимуществ перед одно- и трехдвигатель-ными не имеют.

Как было сказано выше, основной задачей ЛПМ является перемещение ленты с заданной скоростью. Однако действительная скорость несколько отличается от номинальной, что приводит к возникновению искажений, вносимых в фонограмму. При медленном изменении скорости происходит изменение тональности звука, при быстром возникает частотно-амплитудная модуляция и, как следствие, частотные и нелинейные искажения. Поэтому к лентопротяжным механизмам предъявляются жесткие требования (к стабильности скорости перемещения ленты около зазоров магнитных головок).

Основными параметрами, характеризующими ЛПМ, являются: средняя скорость ленты; отклонение средней скорости от номинальной; дрейф скоро: сти; колебания скорости; коэффициент детонации.

Средняя скорость ленты - путь, проходимый лентой в единицу времени. Значения средней скорости стандартизированы. В бытовых катушечных магнитофонах применяют в основном следующие скорости: 19,05; 9,53 и 4,76 см/с, в кассетных - 4,76 см/с и иногда 2,38 см/с.

Отклонение средней скорости от номинальной оценивается в процентах и зависит от точности изготовления деталей ЛПМ, задающих скорость движения ленты. Оно приводит к тому, что при записи и воспроизведении на разных ацпаратах время воспроизведения отличается от времени записи, а также искажается тембр звуковых сигналов. Допустимое отклонение средней скорости от номинальной не должно превышать долей процента.

Дрейф скорости - случайное изменение средней скорости, оцениваемое в процентах от номинального значения. Допустимое значение дрейфа скорости в зависимости от группы сложности магнитофона лежит в пределах 0,5...3 %. Дрейф скорости вызывают: проскальзывание ленты; изменение питания электродвигателей; нестабильность частоты питающей сети; «вытягивание» ленты и т. д.

Колебания скорости - отклонение скорости от среднего значения. Возникают из-за неидеальности изготовления вращающихся элементов лентопротяжного механизма, наличия у них эксцентриситетов и эллиптичности. Эти колебания имеют периодический характер, частота их совпадает или кратна частоте вращения элементов лентопротяжного механизма.

Другим источником колебаний скорости являются продольные колебания ленты, вызванные случайным изменением коэффициента трения ленты о головки и неподвижные направляющие втулки. Такие изменения связаны с наличием шероховатости у рабочих поверхностей лент, головок и неподвижных частей лентопротяжного механизма, по которым перемещается лента. Частота этих колебаний, часто называемых струнным эффектом, зависит от материала основы и длины колеблющегося отрезка ленты.

При звукозаписи колебания скорости приводят к изменениям высоты тона, называемым детонацией. Оценивается детонация коэффициентом детонации.

Коэффициент детонации рассчитывается в процентах как отношение амплитуды колебания скорости движения ленты к номинальному значению. Для бытовых магнитофонов коэффициент детонации должен быть не более ±(0,04...0,7)%.

На слух детонация воспринимается как искажение звука. Детонация с частотой 2...10 Гц воспринимается как периодическое изменение высоты тона. Такое явление называют «плаванием» звука. Колебания скорости с частотой 10...25 Гц воспринимаются как дрожания звука, а выше 25 Гц- как хриплость.

Глава 2

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СХЕМЫ МАГНИТОФОНОВ

В настоящее время промышленностью выпускается свыше 70 разновидностей магнитофонов, магнитофонных приставок, воспроизводящих устройств индивидуального пользования и автомобильных. В отличие от телевизионных приемников магнитофоны строятся не по унифицированным схемам, а по индивидуальным, характерным для данной марки и группы сложности. Несмотря на это, все они построены по одной из двух структурных схем - с универсальным усилителем или с раздельными усилителями записи и воспроизведения.

2.1. Структурные схемы магнитофонов

Структурная схема монофонического магнитофона с универсальным усилителем приведена на рис. 2.1. В состав схемы входят: входное устройство (ВУ); универсальный усилитель (УУ); цепи коррекции (К); генератор стирания и подмагничивания (ГСП); магнитные головки стирания (ГС) и универсальная (ГУ); индикатор уровня записи (И); усилитель мощности (УМ).

в/з

SA1.2

Рис. 2.1. Структурная схема монофонического магнитофона с универсальным усилителем.

Входное устройство в простейшем случае представляет собой делители напряжения, выполненные на резисторах. Выбор источника сигнала для записи осуществляется подключением его на соответствующий разъем (Мк - микрофон, Зв - звукосниматель, Р - радиоприемник или телевизор, А-радиотрансляционная линия). Делители напряжения понижают уровень входного сигнала, если это необходимо, до величины, равной номинальной чувствительности универсального усилителя.

В режиме записи сигнал с входного устройства через переключатель SA1.1 поступает на универсальный усилитель. В универсальном усилителе

происходит усиление сигнала и коррекция амплитудно-частотной характеристики при помощи цепей коррекции (К).

Усиленный сигнал с выхода усилителя через переключатель SA1.2 поступает на универсальную головку, работающую в качестве записывающей. Через этот же переключатель на головку подается ток подмагничивания от генератора стирания и подмагничивания. Одновременно ГСП запитывает и головку стирания. Для контроля уровня записи сигнал с выхода усилителя через переключатель SA1.3 подается на индикатор уровня записи. Установка уровня записи производится регулятором, расположенным в универсальном усилителе.

Качество записываемого сигнала на слух контролируется громкоговорителем ВА1, на который нагружен усилитель мощности. Сигнал на вход усилителя мощности поступает с выхода универсального усилителя. В схеме усилителя мощности предусматриваются регуляторы громкости и тембра.

В режиме воспроизведения сигнал с универсальной головки через пере-

36.

р ; л

ви

SAi.l

ва

ЙА Рис. 2.2. Структурная схе-ма двухкаиального стерео-Lis) фонического магнитофона с универсальными усилителями.

ключатели SA1.2 и SA1.1 поступает на вход универсального усилителя, в котором осуществляется усиление и коррекция АЧХ. Цепи коррекции в режиме воспроизведения несколько отличаются от цепей коррекции в режиме записи. Выбор необходимой цепи коррекции при переходе с режима на режим производится переключателем SA1.1.

С выхода универсального усилителя сигнал поступает на вход усилителя мощности и на линейный выход ЛВ. Линейный выход предназначен для подключения другого магнитофона в режиме записи или более мощного усилителя низкой частоты.

По рассмотренной схеме в настоящее время выпускаются кассетные магнитофоны четвертой, третьей и второй группы сложности.

Наиболее распространенной следует считать схему стереофонического магнитофона с универсальными усилителями. По этой схеме строятся стереомагнитофоны и магнитофоны-приставки первой группы сложности.

Структурная схема двухкаиального стереофонического магнитофона изображена на рис. 2.2. Она содержит два идентичных канала (левый и правый), аналогичных рассмотренному выше. Общим для обоих каналов является генератор стирания и подмагничивания, который включается при установке

переключателя режимов работы SA1 в положение «Запись» (3). Магнитные головки выполнены в виде блоков. В каждом блоке по две головки, выполняющие одинаковые функции и подключенные к своему каналу.

Стереофонический магнитофон можно использовать для записи и монофонических программ. В этом случае работает только один канал (левый или правый). При записи левым каналом отключаются стирающая и универсальная головки правого канала. При этом, чтобы не изменился режим работы генератора стирания и подмагничивания (при отключении головок), генератор нагружают на эквивалентное сопротивление. При воспроизведении монофонической записи универсальные головки подключены ко входам усилителей, но оба усилителя мощности подключаются к одному из предварительных усилителей.

Применение такого режима снижает эксплуатационные возможности кассетного магнитофона и в промышленных образцах не предусматривается.

Рис. 2.3. Структурная схема магнитофона с раздельными усилителями записи и воспроизведения

Магнитофоны первой и высшей Трупп сложности выполняются по схеме с раздельными усилителями для записи и воспроизведения (рис. 2.3) и только в стереофоническом варианте. Так как оба канала такого магнитофона идентичны, как и в предыдущем случае, рассмотрим принцип работы на примере одного канала.

При включении магнитофона на запись сигнал от источника сигнала через входное устройство подается на вход усилителя записи, в котором осуществляется его усиление и коррекция. Усиленный и скорректированный сигнал поступает на головку записи совместно с сигналом от генератора стирания и подмагничивания. Уровни обоих сигналов выбираются такими, чтобы обеспечить необходимую остаточную намагниченность ленты при минимальных шумах и искажениях.

Записанный на магнитную ленту сигнал в виде остаточного магнитного потока при движении ленты возле рабочего зазора головки воспроизведения наводит в ней ЭДС, которая далее поступает на усилитель воспроизведения. После усиления и соответствующей коррекции сигнал поступает на гнездо «Линейный выход» (ЛВ), используемый при перезаписи на другой магнитофон.

Таким образом, при работе магнитофона в режиме «Запись» записанный головкой записи сигнал сразу же может считываться головкой воспроизведения. Благодаря раздельным усилителям для записи и воспроизведения образуется так называемый сквозной канал, позволяющий вести одновременно слуховой и визуальный контроль качества записи. В отличие от магнитофона с универсальными усилителями магнитофон с раздельными усилителями позволяет осуществлять контроль не только записываемого сигнала, но и записанного. Выбор сигнала для контроля производится переключателем SA1 (визуальный

л?1 Л3

?. ш S

у о о

31 > р > л >

ГСП

Н=Ь-

~ЗА2

Уд

S/I1

-<т им -[т

И слуховой). В хорошо отлаженном магнитофоне показания индикатора И при подключении к усилителю воспроизведения должны быть равны показаниям при подключении индикатора к усилителю записи. Так как в усилителе записи осуществляются частотные предыскажения сигнала, то для устранения различия в показаниях индикатора вводится корректор, исправляющий сигнал. Усилитель мощности также подключается к усилителю записи через корректор.

Применение раздельных усилителей для записи и воспроизведения позволяет значительно расширить эксплуатационные возможности магнитофона (наложение записи на запись, перезапись с дорожки на дорожку и т. д.). Наложение записи осуществляется отключением головки стирания от генератора стирания и подмагничивания переключателем SA2. Головка же записи производит запись нового сигнала на существующий. Чтобы не изменился режим работы ГСП, он нагружается на эквивалент стирающей головки Э.

2.2. Усилитель воспроизведения

Входным сигналом усилителя воспроизведения является ЭДС воспроизводящей головки, величина которой на нижних частотах не превышает 100... 150 мкВ и растет с увеличением частоты. Это требует от усилителя большого коэффициента усиления, чтобы обеспечить необходимый динамический диапазон. Как известно, динамический диапазон ограничивается снизу шумами. Источниками шума являются магнитная лента, магнитная головка и собственно усилитель воспроизведения. Шумы усилителя воспроизведения преобладают над шумами, создаваемыми головкой и лентой. Отсюда первое требование к усилителям подобного рода - низкий уровень собственных шумов, обеспечивающий наибольшее отношение сигнал/шум. Удовлетворение этого требования зависит как от схемных решений каскадов электрической схемы, так и от рационального их исполнения.

Наиболее ответственным узлом усилителя является первый каскад, так как именно к нему предъявляются жесткие требования по обеспечению необходимого превышения сигнала над собственными шумами. Даже незначительные шум или помеха, возникающие в первом каскаде и усиленные остальными каскадами, способны значительно уменьшить отношение сигнал/шум на выходе усилителя воспроизведения.

Высокочастотные шумы ощущаются на слух как шипение в громкоговорителях, оказывающее раздражающее действие на слушателя. Поэтому в относительном уровне суммарных помех усилителя воспроизведения доля высокочастотных помех должна быть на 20...30 дБ меньше остальных. К высокочастотным шумам относятся тепловой шум сопротивления базы, дробовой шум эмиттерного и коллекторного переходов и шумы перераспределения тока эмиттера. Отсюда следует, что уменьшение высокочастотных шумов возможно только за счет правильного выбора транзисторов в усилителе воспроизведения и их режимов.

Во входных каскадах транзисторных усилителей для уменьшения высокочастотных шумов применяют транзисторы с возможно меньшим коэффициентом шума. В магнитофонах прошлых выпусков широко применялись транзисторы МП27, МП28. Они отличаются малым обратным током коллектора 2...3 мкА. В настоящее время входные каскады строятся на транзисторах КТ3102, КТ3107, обратный ток коллектора которых на два порядка меньше и составляет 0,01... 0,08 мкА. Это позволяет использовать их в режиме микротоков, что уменьшает уровень шумов на 2...3 дБ. При этом ток коллектора составляет 30...60 мкА. , Малым уровнем шумов обладают также полевые транзисторы. Но они не нашли применения во входных каскадах из-за частого выхода из строя при размагничивании магнитных головок и узлов лентопротяжного механизма.