Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Основные теоретические положения.

Структурные схемы электронной части магнитофонов разнообразны. Объясняется это различными требованиями, предъявляемыми к магнитофонам разных групп сложности.

На рис. 1 приведена структурная схема монофонического магнитофона с раздельными усилителями записи (УЗ)и воспроизведения (УВ)а также оконечным усилителем мощности (УМ).К входу усилителя записи через входное устройство (ВУ)подключаются источники входного сигнала, микрофон (Мк),звукосниматель (Зв),радиотрансляционная линия (Л)и радиоприемник (Р).Входное устройство в простейшем случае это делитель напряжения, в котором напряжения разных источников сигнала приводятся к одному уровню (обычно к уровню сигнала от микрофона). Во избежание искажений записываемого сигнала его амплитуда регулируется в усилителе записи регулятором уровня (РУ)и контролируется по индикатору уровня записи (ИУЗ).

В усилителе записи кроме усиления осуществляется коррекция амплитудно-частотной характеристики. Нагрузкой усилителя записи служит записывающая головка (ГЗ).Одновременно с записываемым сигналом в нее подается ток подмагничивания от генератора тока стирания и подмагничивания (ГСП).Кроме того, этот же генератор питает током стирания и подключенную к нему стирающую головку (ГС).

При воспроизведении сигнала магнитная лента, перемещаясь вдоль рабочей поверхности воспроизводящей головки (ГВ), наводит в ее обмотке ЭДС, которая далее поступает на усилитель воспроизведения (УВ). После достаточного усиления и соответствующей коррекции сигнал поступает на гнездо "Линейный выход" (ЛВ), используемый при перезаписи на другой магнитофон, а через переключатель SA1 (в положении "В" — ("Воспроизведение") — на усилитель мощности (УМ), нагруженный на динамическую головку громкоговорителя В. В усилителе мощности обычно осуществляются регулировки громкости (РГ) и тембров (РТ).

Благодаря имеющимся раздельным усилителям записи и воспроизведения образуется так называемый сквозной канал, что позволяет вести одновременно слуховой и визуальный контроль усилителями качества записи.

Рис. 1. Структурная схема монофонического магнитофона с раздельными усилителями.

Слуховой контроль производится методом сопоставления звучания оригинала и воспроизводимой фонограммы. Сопоставительный контроль осуществляется при помощи переключателя SA1,подключающего усилитель мощности и динамическую головку либо к выходу усилителя воспроизведения (в положении "В"),либо к промежуточному выходу усилителя записи (в положение "3").Одновременно переключается и индикатор уровня записи, который используется для визуального контроля. Уровень записи контролируют при помощи индикатора (ИУЗ),откалиброванного так, что при его максимальном показании и магнитной ленте среднего качества (типовой) обеспечивается максимально допустимая намагниченность.

Для сопоставительного контроля уровни сравниваемых напряжений должны быть равны. Поэтому напряжение для контроля от усилителя записи берется с промежуточного выхода, т. е. от такой точки его схемы, где напряжение равно или достаточно близко к напряжению на выходе усилителя воспроизведения. Если эта точка находится после каскада усилителя, где осуществляются при записи частотные предискажения сигнала, то для устранения различия в звучании сигналов, сравниваемых при сопоставительном контроле, вводится LС-фильтр, корректирующий сигнал.

Рассмотренная структурная схема применяется в основном в профессиональных магнитофонах и в бытовых высшей группы сложности. Использование раздельных усилителей для записи и воспроизведения позволяет значительно расширить эксплуатационные возможности магнитофона. Так, например, можно получить искусственную реверберацию (эхо), позволяющую сделать запись более интересной по звучанию, осуществлять комбинированную запись путем наложения записи на ранее произведенную запись.

Однако схемы магнитофонов с отдельными усилителями записи и воспроизведения сложны. Два усилителя увеличивают массу и стоимость магнитофона, поэтому большинство бытовых магнитофонов строятся по структурной схеме, приведенной на рис. 2. В этой схеме применяется один универсальный усилитель (УУ)для записи и воспроизведения и универсальная головка (ГУ),которая в режиме "Запись" работает, как записывающая головка, а в режиме "Воспроизведение" — как воспроизводящая.

Источники записываемого сигнала при записи подключаются через входное устройство и переключатель SA1.1на вход универсального усилителя. Последний имеет два выхода: один в режиме "Воспроизведение" подключается к гнезду "Линейный выход" (ЛВ)и через систему шумопонижения (СШП)— ко входу усилителя мощности, нагрузкой которого служит динамическая головка громкоговорителя ВА1, другой в режиме "Запись" через переключатель SA1.3подключается к индикатору уровня записи (ИУЗ)и через корректирующую цепь (К)и переключатель SA1.2— к универсальной головке. Одновременно при записи к универсальной головке и головке стирания подключается генератор тока стирания и подмагничивания. Переход из одного режима работы в другой осуществляется с помощью переключателя SA1.1.

Система шумопонижения служит для снижения уровня шумов, обусловленных самим принципом магнитной записи звука. Причем уровень шумов возрастает с уменьшением скорости движения ленты и ширины дорожки записи. Поэтому такой каскад применяется в основном в кассетных магнитофонах.

Рис. 2 Структурная схема монофонического магнитофона с универсальным усилителем.

Широкое распространение получили системы шумопонижения компандерная "Долби", названная по фамилии своего изобретателя американского инженера Р. М. Долби, и динамическая. Основой динамической системы шумопонижения является управляющий фильтр нижних частот, полоса пропускания которого изменяется в зависимости от уровня высокочастотных составляющих входного сигнала. Динамическая система шумопонижения включается после усилителя воспроизведения.

В компандерной системе шумопонижения сигнал в усилителе записи подвергается компрессии (сжатию), а в усилителе воспроизведения экспандированию (расширению) в области высоких частот (выше 1000 Гц). В результате компрессии уровень слабых высокочастотных сигналов повышается и записывается, а при воспроизведении понижается на ту же величину. Одновременно с понижением уровня полезного сигнала пропорционально снижается и уровень шумов в наиболее заметной высокочастотной части спектра. Отличительной особенностью этой системы шумопонижения от динамической является их работа, как при записи, так и при воспроизведении. Систему "Долби" применяют в магнитофонах с раздельными усилителями записи и воспроизведения.

В современном типовом магнитофоне (рис. 3.)управление работой узлов производится от специального контроллера системы управления. Предполагается, что все соединения между блоками двухканальные (для стереофонии). В зависимости от класса модели состав блоков может изменяться, но общая взаимосвязь остается одинаковой. Например, особенностью построения магнитофонных панелей автомобильных аудиосистем и переносных плееров является то, что они работают только в режиме воспроизведения сигналов и имеют упрощенную структуру электронной части.

Модели могут отличаться друг от друга конструкцией лентопротяжного механизма (количеством электродвигателей, числом дек). Наличие отдельных электродвигателей перемотки и вращения ведущего вала существенно снижает коэффициент детонации. Очень удобно наличие автоматического переключения режимов записи и воспроизведения с прямого на реверсивный и наоборот. Техническая реализация этой процедуры может быть различной от механического переключения элементов привода до смены направления вращения самого электродвигателя.

Воспроизводящая и записывающая головки магнитофона (или универсальная) обычно имеют четыре рабочих зазора, поэтому при смене направления воспроизведения не требуется ее поперечного механического перемещения относительно магнитной ленты, что упрощает конструкцию узлов. Но есть модели, в которых используется более простая магнитная головка с двумя зазорами, поэтому в них используется специальный механизм ее перемещения.

В некоторых магнитофонах (очень часто в автомобильных магнитолах) имеется устройство загрузки/выгрузки кассеты. Оно может выполняться с электрическим приводом механизма в моделях высокого класса и применением обыкновенного механического принципа в более простых моделях. В первом случае перемещение деталей кассетоприемника производится специальным электродвигателем, управляемым от контроллера системы управления (сигнал SM).

Для контроля наличия кассеты внутри кассетоприемника обязательно имеется сенсор-переключатель, сигнал ТАРЕ IN которого используется как информационный для привода механизма загрузки/выгрузки, а также для включения/выключения питания магнитофонной панели.

Наличие сенсоров типа магнитной ленты (сигнал N/C/M) облегчает работу с разными магнитофонными кассетами. Но иногда такие сенсоры не устанавливаются, и поэтому при смене типа ленты для изменения параметров трактов записи и воспроизведения требуется осуществлять соответствующее переключение с клавиатуры панели управления.

В зависимости от класса модели возможны различия в схемах трактов записи и воспроизведения.

Это касается наличия элементов системы шумопонижения (обычно Dolby), схемы поиска фонограмм. Тракты могут быть раздельными (усилители записи и воспроизведения выполнены на разных активных элементах) или совмещенными (используются одни и те же активные элементы усилителей, но разные цепи коррекции АЧХ).

Наличие отдельных магнитных головок и усилителей для записи и воспроизведения позволяет получить высокое качество фонограммы, так как в этом случае каждая головка и усилитель наиболее полно отвечают предъявленным к ним требованиям. Раздельные каналы записи и воспроизведения образуют так называемый сквозной канал, что позволяет сразу контролировать качество записи. Слуховой контроль производится методом сопоставления звучания программы, поступающей на вход усилителя записи и воспроизводимой фонограммы. Это позволяет своевременно заметить и быстро устранить недостатки, возникающие в процессе записи.

Рассмотрим работу магнитофона в режиме воспроизведения.

Сигналы воспроизводящей магнитной головки вначале поступают на коммутатор (см. рис. 3.), который может быть механическим и электронным. При использовании головки с четырьмя рабочими зазорами он по сигналу F/R контроллера системы управления осуществляет выбор пары стереосигналов в зависимости от направления перемещения магнитной ленты. В случае применения головки с двумя зазорами такой коммутатор является механическим и в режиме автореверса должен менять местами выводы левой и правой обмоток головки для предотвращения инвертирования стереоканалов при перемещении головки.

Двухканальный усилитель воспроизведения имеет стандартную амплитудно-частотную характеристику, для этого он снабжен корректирующими цепями, обычно включаемыми в обратную связь каскадов. Используются также переключаемые цепи коррекции АЧХ, необходимые при смене типа применяемой магнитной ленты Normal, СгО2 или Metal. Сигнал управления коммутацией этих цепей формируется контроллером системы управления при нажатии соответствующей клавиши или автоматически при наличии соответствующего сенсора.

Стандартная АЧХ усилителя воспроизведения кассетного магнитофона определяется частотными свойствами воспроизводящей головки и имеет обратный вид по отношению к АЧХ этой головки. Этим достигается результирующая линейность характеристики тракта воспроизведения в рабочем диапазоне частот. Спад АЧХ усилителя воспроизведения в области средних частот составляет 6 дБ/октава. Переключаемые цепи коррекции для разных типов магнитных лент строятся на базе RC элементов и дополнительно корректируют вид этой характеристики. Так, для ленты типа Normal постоянная времени подключаемой цепи равна 120 мкс, а для ленты на основе СгО₂ и Metal - 70 мкс.

После усиления и коррекции низкочастотные колебания стереоканалов поступают на экспандер системы шумопонижения Dolby (см. рис. 3.). Иногда перед ним устанавливаются регуляторы уровня воспроизводимых сигналов - переменные резисторы. Включение режима шумопонижения производится при необходимости с клавиатуры управления (сигнал DOLBY). Окончательно сформированные таким образом сигналы левого и правого каналов подаются в низкочастотный тракт для регулировки и усиления. Если экспандер в какой-либо модели отсутствует, то выходом описываемого тракта является выход усилителя воспроизведения.

Схема поиска фонограмм обычно контролирует наличие пауз определенной длительности в выходных сигналах усилителей воспроизведения. При этом лентопротяжный механизм работает в режиме ускоренной перемотки магнитной ленты, а воспроизводящая головка не полностью отводится от нее. Формирующиеся при этом импульсы напряжения MS передаются на вход контролера системы управления, который анализирует их, подсчитывает и при совпадении текущих условий с заданными переводит механизм магнитофонной панели в режим воспроизведения. Такой способ поиска имеет недостатки. Он чувствителен к длительности пауз и уровню шумов (особенно в паузах), которые могут вызывать ложные срабатывания системы.

Рассмотрим работу магнитофона в режиме записи.

Запись может осуществляться от различных электронных устройств, входящих вместе с магнитофоном в состав аудиокомплекса (магнитола, музыкальный центр и т.п.), и внешних устройств, например микрофона. Сигналы при записи сначала формируются и коммутируются в низкочастотном блоке усиления, а затем подаются на вход записи магнитофона. Здесь сигналы в первую очередь поступают на компрессор системы шумопонижения, после чего - на вход усилителя записи (УЗ) с амплитудно-частотной характеристикой, определяемой корректирующими цепями. Выходное сопротивление УЗ достаточно велико (много больше сопротивления записывающей головки). При этом он работает в режиме генератора тока.

Стандартная АЧХ УЗ имеет подъемы на низких и высоких частотах. Подъем на низких частотах необходим для создания предыскажений, а подъем на высоких частотах - для создания предыскажений и компенсации потерь в записывающей головке и магнитной ленте. Введение частотных предыскажений позволяет уменьшить усиление на этих частотах в тракте воспроизведения, что снижает уровень собственных шумов тракта. Как и в режиме воспроизведения, АЧХ усилителя записи корректируется с помощью коммутации отдельных RC цепей в зависимости от типа применяемой ленты.

Регулировку записываемого сигнала осуществляет система автоматической регулировки уровня записи (АРУЗ) (см. рис. 3). В ряде магнитофонов (профессиональных и высокого качества) регулировка уровня записи осуществляется вручную.

Сигналы с выходов усилителя записи и генератора тока стирания-подмагничивания (ГСП) суммируются и подаются на обмотку записывающей головки. Для предотвращения попадания сигнала ГСП на выход усилителя записи устанавливаются фильтры-пробки, представляющие собой параллельные LC контуры, настроенные на частоту генератора.

Генератор тока стирания-подмагничивания выполняется обычно в виде транзисторной схемы с трансформатором. Вращением сердечника трансформатора можно регулировать частоту колебаний. Кроме того, частота генерации может изменяться (управляющий сигнал ВР) при записи аудиоинформации с тюнера (в составе аудиокомплекса), для того, чтобы не допустить возникновения «биений». Выходной ток генератора зависит от используемой ленты и соответственно корректируется.

С выходной обмотки трансформатора ГСП высокочастотные колебания поступают и на обмотку стирающей головки.

Схема управления электродвигателем перемещения магнитной ленты может быть двух видов: усилитель мощности с парафазными выходами (при реверсивном двигателе) или ключевая схема, коммутирующая напряжение питания на его обмотку (при использовании двигателя без реверса). Управляющий сигнал М в обоих случаях вырабатывается контроллером системы управления.

Для контроля за фактом и направлением перемещения ленты устанавливаются специальные сенсоры, например оптоэлектронные приборы или обычные механические переключатели. Их сигналы FWD/REV необходимы для индикации режима работы и правильной коммутации магнитной головки и электродвигателя.

В последнее время пользуются широким спросом модели магнитофонов с двумя деками. При этом одна из них может работать только в режиме воспроизведения, а вторая - в режимах воспроизведения и записи. В электронной части таких магнитофонов обычно используется один стереофонический тракт воспроизведения, и подключение воспроизводящих головок дек производится электронным или механическим коммутатором К1 по сигналу 1/2 выбора деки. Тракт записи не отличается от рассмотренного выше. При использовании в схеме записывающей деки универсальной головки используется дополнительный коммутатор К2, соединяющий ее по сигналу Р/В с входом усилителя воспроизведения или с выходом усилителя записи.

Обычно в двухкассетных магнитофонах имеется возможность ускоренной перезаписи аудиоинформации с одной кассеты на другую. В этом случае лентопротяжные механизмы обеих дек переводятся в режим удвоенной скорости движения ленты, а АЧХ усилителей записи и воспроизведения дополнительно корректируются с учетом возникающего при этом смещения спектра сигналов в более высокочастотную область.

Лентопротяжный механизм двухкассетного магнитофона может строиться с общим электродвигателем (в моделях невысокого класса) или с двумя независимыми кинематическими схемами (в моделях высокого класса).

Рис. 3 Типовая схема современного магнитофона

Задание по работе

1. Составить структурную схему магнитофона по выданной преподавателем принципиальной схеме.

2. Расписать назначение и порядок работы в различных режимах магнитофона, схема которого приведена в описании к лабораторной работе.

3. Оформить отчет по лабораторной работе согласно методическим рекомендациям.

⇐ Предыдущая 1 2 3 456 7 8 9 10 Следующая ⇒