Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Основные теоретические положения.

ЛЕНТОПРОТЯЖНЫЕ МЕХАНИЗМЫ.

Общие сведения. Лентопротяжный механизм магнитофона предназначен для перемещения магнитной ленты по рабочей поверхности магнитных головок с заданной номинальной скоростью. Кроме того, конструкция механизма должна обеспечивать удобства эксплуатации, быстрый пуск, ускоренную перемотку магнитной ленты в обоих направлениях, а также быструю остановку ее после записи, воспроизведения и перемотки.

Лентопротяжный механизм является источником ряда искажений, которые вносятся в фонограмму в процессе ее записи и воспроизведения. В основном эти искажения обусловлены изменением скорости движения магнитной ленты и непостоянством контакта ленты с магнитными головками. Медленное изменение скорости движения ленты приводит к изменению тональности звука при воспроизведении, а быстрое изменение скорости при записи и воспроизведении — к возникновению паразитной частотной и амплитудной модуляции. Амплитудная модуляция характеризуется появлением частотных и гармонических искажений. Непостоянство контакта магнитной ленты с головками ухудшает качество записи и воспроизведения высших частот. Следует отметить, что эти искажения невозможно компенсировать в усилительных каскадах магнитофона. Поэтому лентопротяжный механизм является одним из самых ответственных узлов магнитофона, и к нему предъявляются жесткие требования.

При записи и воспроизведении механизм должен перемещать ленту по рабочей поверхности магнитных головок с постоянной заданной скоростью. Несоблюдение этого требования приводит к тому, что запись, выполненная на одном магнитофоне, прослушивается на другом в искаженном виде. Кроме того, к отклонениям скорости движения ленты относятся также периодические колебания мгновенной скорости. Они вызывают искажения звука, получившие название детонации. Колебания скорости около номинального значения не должны превышать пределы, указанные для магнитофонов данной группы сложности.

Во время перемещения ленты в процессе записи и воспроизведения фонограммы должно обеспечиваться плотное прилегание ее к рабочим поверхностям магнитных головок, а натяжение — быть по возможности постоянным и не зависящим от количества ленты на подающей или приемной катушке. Неравномерность натяжения ленты вызывает изменение средней скорости ее движения, давления ленты на головки, а также изменение плотности и качества намотки рулона на приемную катушку. Однако чрезмерное натяжение ленты (более 1,5—2,0 Н) приводит к тому, что край ленты при взаимодействии с устройствами, направляющими ее в поперечном направлении, начинает пластически деформироваться. Поэтому в бытовых магнитофонах применяют меньшие натяжения (примерно 0,2— 0,1 Н), а для обеспечения надежного контакта с магнитными головками используют лентоприжимы.

Перемещение ленты ограничивается и по высоте. Это нужно для того: чтобы она протягивалась над зазорами магнитных головок у всех магнитофонов на одинаковой высоте; для получения ровного рулона ленты при намотке ее на катушку; для исключения изменения уровня сигнала при записи, воспроизведении и наложении дорожки на дорожку в случае многодорожечной записи. Чтобы ограничить перемещение ленты по высоте, применяют направляющие стойки, которые устанавливаются возле магнитных головок и у прижимного ролика.

Высокие требования предъявляются к точности изготовления ведущего вала, правильности установки прижимного ролика и магнитных головок. Рабочие зазоры магнитных головок должны быть расположены строго перпендикулярно к направлению движения ленты. Перекос приводит к ухудшению воспроизведения высших звуковых частот.

Лентопротяжный механизм должен обеспечивать ускоренную перемотку ленты в прямом и обратном направлениях с отводом ее от магнитных головок. Ускоренная перемотка является вспомогательной, но очень важной функцией лентопротяжного механизма. Один и тот же рулон ленты в процессе записи и воспроизведения подвергается неоднократным ускоренным перемоткам. При этом требуется, чтобы время перемотки было минимальным. Для различных групп сложности магнитофонов оно определено стандартом и в среднем составляет 3—4 минуты для лент толщиной 34 мкм. В кассетных магнитофонах время перемотки ленты в кассете типа МК-60 не превышает 1,5 минуты. При перемотке подающая катушка должна подтормаживаться, чтобы наматываемый рулон на приемной катушке был достаточно плотным и ровным. Во избежание износа магнитных головок тракт перемотки ленты содержит устройство, отводящее ленту от головок при ускоренных перемотках.

Лентопротяжный механизм должен обеспечивать быструю остановку движения ленты, как в рабочем режиме, так и в режиме ускоренной перемотки. Для выполнения этого требования в механизме предусмотрены тормозные устройства. При торможении механизма лента должна останавливаться без образования петли. При выключении магнитофона торможение подающих и приемных узлов исключает провисание и спадание ленты с катушек.

В магнитофонах, имеющих несколько скоростей движения магнитной ленты, применяются переключатели скорости. Изменение скорости движения ленты осуществляется при помощи промежуточного обрезиненного ролика или эластичного резинового пассика. В первом случае вращение оси электродвигателя передается маховику ведущего вала через ролик переключения скоростей. На оси электродвигателя имеется насадка со ступенями двух-трех разных диаметров, С этой насадкой и входит в сцепление ролик при переключении скоростей. Во втором случае изменение скорости движения ленты производится перебрасыванием пассика, соединяющего ось электродвигателя с маховиком ведущего вала, с одной ступени насадки на другую.

Для удобства эксплуатации лентопротяжные механизмы магнитофонов высшей группы сложности, кроме перечисленных требований, должны обеспечивать: автоматическую остановку движения ленты в конце рулона или при обрыве ее (так называемый «Автостоп»); кратковременную остановку ленты в режиме «Временный стоп»; двусторонний рабочий ход ленты, при котором запись и воспроизведение ведутся при любом направлении ее движения; отсчет количества ленты, позволяющий находить участок с нужной записью; возможность работы магнитофона, как в вертикальном, так и в горизонтальном положении. Следует также отметить, что лентопротяжный механизм должен обеспечивать в рабочих режимах и при ускоренных перемотках ленты минимальный уровень акустических шумов и вибраций.

Находящиеся в настоящее время в эксплуатации лентопротяжные механизмы катушечных и кассетных магнитофонов отличаются значительным конструктивным разнообразием. Однако, в составе любого лентопротяжного механизма имеются следующие узлы: узел ведущего вала, обеспечивающий движение магнитной ленты с постоянной скоростью при записи и воспроизведении; приемные (подматывающие) и подающие (перематывающие) узлы, предназначенные для подмотки и подтормаживания магнитной ленты на приемной и передающей катушках в процессе записи и воспроизведения, а также для ускоренной перемотки ленты. Эти узлы приводятся в движение электродвигателем. В лентопротяжных механизмах используются для данной цели один, два или три электродвигателя.

Трехдвигательные лентопротяжные механизмы позволяют более простым способом выполнить вышеуказанные требования, так как функции протягивания, намотки, натяжения ленты и торможения выполняются отдельными электродвигателями. Отсутствие узлов и деталей для передачи вращения упрощает конструкцию лентопротяжного механизма и повышает надежность работы магнитофона. Основным их недостатком является необходимость применения трех электродвигателей, что соответственно увеличивает габариты, массу и стоимость.

Наибольшее распространение в бытовых магнитофонах получили лентопротяжные механизмы с одним электродвигателем. Они меньше по массе, размерам и дешевле других. Однако в таких конструкциях взаимовлияние отдельных узлов при работе механизма оказывается большим. Объясняется это тем, что электродвигатель используется как для равномерного протягивания ленты, так и для ее подмотки и перемотки. При этом неизбежно возникают механические помехи, которые сказываются на стабильность движения ленты. Неравномерность ее движения вызывается пассиками, фрикционными и другими вращающимися деталями. Поэтому к точности изготовления деталей и узлов однодвигательных лентопротяжных механизмов, их сборке и регулировке предъявляются высокие требования. Надежность работы однодвигательных лентопротяжных механизмов, в общем, ниже, чем трехдвигательных.

Двухдвигательные лентопротяжные механизмы не имеют больших преимуществ перед механизмами с одним или тремя электродвигателями. Один двигатель используется, как ведущий, а другой — как перематывающий, который является общим для правой и левой катушек. Однако полностью разделить функции протягивания, намотки и натяжения ленты у них не удается. Для передачи момента вращения и управления отдельными узлами используются пассики, фрикционные передачи, рычаги и т. д. Применение второго электродвигателя облегчает лишь режим работы ведущего электродвигателя, и он может иметь на валу меньшую мощность. Таким образом, конструкция двухдвигательного лентопротяжного механизма получается такой же сложной, как и однодвигательного, а по качеству работы она уступает трехдвигательным механизмам.

КОНСТРУКЦИИ ЛПМ.

По конструкции ЛПМ бывают компланарными, коаксиальными и кольцевыми. В бытовых магнитофонах применяют ЛПМ компланарного типа, элементы которого расположены в одной плоскости.

Различают две кинематические схемы компланарных ЛПМ: типа «открытой петли» и типа «закрытой петли». Кинематическая схема компланарного механизма типа «открытой петли» показана на рис. 1.

При работе в режимах записи и воспроизведения лента с подающего узла 1 сматывается и принимается приемным узлом 2. Перемешает ленту электродвигатель 6, к валу которого лента прижимается обрезиненным роликом 5. Чтобы лента не перемещалась по вертикали, применяют направляющие ролики или стойки 3, 4. Магнитные головки располагаются между направляющими стойками в следующем порядке по ходу движения ленты: стирающая 7, записывающая 8 и воспроизводящая 9,

У механизма типа «открытой петли» имеется серьезный недостаток — нестабильность вращения подающего и приемного узлов сказывается на равномерности движения ленты. От этого недостатка свободен механизм типа «закрытой петли» (рис. 2).

В этой конструкции, как и в предыдущей, имеются подающий и приемный 2 узлы. Лента прижимается к ведущему валу 3 прижимными роликами 4,5 с двух сторон. Между этими роликами лента образует петлю, охватывающую инерционный ролик 6.. Стабильность скорости записи и воспроизведения зависит от стабильности движения ленты внутри петли, где расположены головки 7, 8. При этом влияние приемного и подающего узлов на скорость ленты внутри петли ослабляется прижимными роликами.

Лентопротяжные механизмы типа «закрытой петли», несмотря на очевидное достоинство, распространение в бытовых магнитофонах не получили по конструктивным соображениям.

Рис.1.Лентопротяжный механизм типа «открытая петля».

Рис. 2. Лентопротяжный механизм типа «закрытая петля».

Рис. 3. Кинематическая схема однодвигательного лентопротяжного механизма катушечного магнитофона.

В режиме ускоренной перемотки вперед на двигатель приемного узла подается полное напряжение, и он осуществляет намотку ленты на приемный узел. На двигатель подающего узла прикладывается неполное напряжение, обеспечивая тем самым плотность намотки. В режиме перемотки назад полное напряжение подается на двигатель подающего узла и неполное - на двигатель приемного.

При ускоренной перемотке как вперед, так и назад ведущий двигатель отключается, а магнитные головки отводятся от ленты.

На рис. 3 показана кинематическая схема однодвигательного ЛПМ. Механизм приводится в движение электродвигателем 2. Вращение с помощью двух пассиков 5 и 6 передается на маховик 7 ведущего вала 8 и на правый подкатушечник 3. Натяжение пассиков производится натяжными роликами 4 и 11. Прижим ленты к ведущему валу 5, на который насажан маховик 7, осуществляется прижимным обрезиненным роликом 9. Подматывается лента приемным узлом 3, а необходимое натяжение у магнитных головок обеспечивается подающим узлом. При ускоренной перемотке влево ведомый диск подающего узла через паразитный ролик прижимается к обрезиненной насадке на валу электродвигателя и вращается в направлении, обратном указанному на рисунке. Приемный узел при этом обеспечивает натяжение ленты. При ускоренной перемотке вперед тяговое усилие создает приемный узел, а подающий — подтормаживает. Торможение ленты в момент остановки магнитофона производится специальными тормозными устройствами на подающем и приемном узлах.

Лентопротяжные механизмы кассетных магнитофонов строятся также по компланарным схемам с одним, двумя и тремя электродвигателями. Наибольшее распространение получили ЛПМ кассетных магнитофонов с одним двигателем и одним или двумя пассиками.

Рис. 4Кинематическая схема одно – двигательного ЛПМ с 2-мя пассиками.

Рис. 5Кинематическая схема однодвигательного ЛПМ с 1 пассиком.

На рис. 4 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.

В режимах перемоток вперед и назад магнитные головки, и прижимной ролик отводятся от магнитной ленты, и с помощью одного из обрезиненных роликов 6 и 1 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. 5. 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. 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.

В режиме перемотки в обратном направлении обводной ролик 3, находящийся на подвижном рычаге, входит в зацепление со шкивом подающего узла, и вращение от ведущего узла передается 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 трехдвигательными 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 скорости; 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 аппаратах 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 не идеальности 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 дрожание звука, а выше 25 Гц — как хриплость.

⇐ Предыдущая 123 4 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒