Магнитофоны

Системы стабилизации скорости протяжения ленты

Поддержание постоянства скорости протяжения ленты в магнитофоне — одна из важнейших задач при необходимости точного сохранения тональности воспроизводимых записей. При жестких требованиях к качеству работы магнитофона задача эта оказывается трудноразрешимой, поэтому полезно рассмотреть основные моменты этой проблемы.

Для этого чтобы оценить необходимую степень поддержания постоянства скорости протяжения ленты, нужно знать способность человеческого уха к дифференцированию звуков по частоте и зависимость частоты воспроизводимого тона от скорости протяжения ленты в магнитофоне.

При изменении частоты человек различает на слух ничтожную разницу между двумя соседними тонами разной высоты, порядка 0,3%. Это значит, что частоты в 1 000 и 1 005 гц могут быть уверенно различены любым нетренированным слушателем. Правда, способность уха различать соседние по высоте тона не остается постоянной для всех участков частотного диапазона, тем не менее она весьма высока даже на краях диапазона слышимых частот. Рисунок 76 иллюстрирует зависимость изменения чувствительности уха к изменениям частоты f/f на различных участках диапазона.



Изменение же частоты на 5-т-6% (например, воспроизведение тона с частотой 240 гц вместо записанного тона 256 гц) приведет к тому, что вместо записанного «среднего ДО» можно услышать ноту «СИ» предыдущей октавы, т. е. запись окажется недопустимо искаженной (смещенной в другую тональность).

С другой стороны, высоту воспроизводимого тона (его частоту) в магнитофоне можно в первом приближении считать прямо пропорциональной скорости движения ленты, откуда становится понятным, что скорости протяжения ленты при записи и воспроизведении должны различаться между собой не более, чем на единицы процентов в массовой аппаратуре широкого применения и на доли процента для студийной и профессиональной аппаратуры.

ГОСТ № 8088—62 установлены следующие предельные отклонения средней скорости движения ленты от номинальной: для профессиональных магнитофонов при скорости протяжения ленты 33,1 и 19,05 см/сек — не более ±0,5%, для бытовых магнитофонов при скоростях протяжения ленты 19,05 и 9,53 см/сек — не более ±2%,? для бытовых магнитофонов при скоростях протяжения ленты 4,76 и 2,38 см/сек — на более ±3,0%.

Выпрямленный сигнал ошибки с двух половин вторичной обмотки трансформатора Tpi подается на две обмотки поляризованного реле, замыкающего и размыкающего добавочный гасящий резистор Rs в цепи обмотки двигателя.

Принцип действия этого регулятора такой же, что и у любого автоматического регулятора, использующего дискриминатор в качестве преобразователя сигнала ошибки, поэтому здесь не будут детально анализированы процессы, происходящие в схеме при изменении числа оборотов двигателя. При тщательной настройке кон туров дискриминатора и регулировке контактов поляризованного реле, среднем числе оборотов двигателя 1 800 в минуту и диск с60 отверстиями удается обеспечить стабильность числа оборотов двигателя лучше ±1%. На рис. 78 изображена схема стабилизации напряжения питания на двигателе. Схемы этого типа рассчитаны на использование низковольтных двигателей постоянного тока и применяются в большинстве транзисторных магнитофонов (например, «Яу- за-20»). Они обеспечивают стабильное число оборотов при, изменении питающего напряжения на 10ч-15%, однако, как и всякие схемы на транзисторах, чувствительны к изменению температуры окружающей среды Системы реверсирования, переключения и регулирования скорости вращения двигателя Для обеспечения стабильного протяжения ленты, как было видно выше, возникает необходимость в некоторых пределах изменять скорость вращения ведущего двигателя. В двух-, трех- и многоскоростных магнитофонах, кроме того, необходимо иметь возможность дискретно изменять скорость вращения двигателя в кратное число раз. Наконец, в некоторых специальных и студийных магнитофонах нужно иметь регулятор для плавного изменения числа оборотов ведущего двигателя. Эти задачи решаются с помощью систем регулирования, некоторые из которых здесь будут рассмотрены.

Дискретное изменение скорости двигателя в целое число раз может быть осуществлено в однофазных синхронных и асинхронных двигателях переключением числа пар полюсов, в трехфазных двигателях, питающихся от однофазной сети с фазосдвигающим конденсатором—переключением с треугольника на звезду. Реверсирование двигателя производят изменением полярности включения фазосдвигающей обмотки.

Первый способ используется в многоскоростных двигателях и позволяет получить пять синхронных скоростей (3000, 1500, 1000, 750 и 500 рад/сек) при частоте питающей сети 50 гц. Примером может служить трехскоростной двигатель типа ДМ-3.

Второй способ, обеспечивающий получение двух скоростей путем электрической коммутации обмоток двигателя, использован в промышленном магнитофоне «Мелодия». В качестве примера на рис. 79 приведена одна из таких схем.

При необходимости плавного изменения скорости вращения ведущего двигателя можно применить систему, блок-схема которой приведена на рис. 80. Принцип действия регулятора основан на том, что скорость вращения х асинхронных и синхронных двигателей можно регулировать как изменением числа пар полюсов, так и изменением частоты питающей сети.

Здесь источником питания двигателя служит не сеть, а специальный мощный УНЧ, на вход которого подается синусоидальное напряжение от отдельного задающего генератора, частоту которого можно плавню менять в пределах 35ч-70 гц. Грубая регулировка числа оборотов двигателя достигается переключением числа пар полюсов статора, плавная — изменением частоты задающего генератора.

Эти системы, как правило, построены па том, что с валом двигателя тем или иным образом соединен центробежный регулятор-переключатель, с помощью которого в период разгона либо увеличивается напряжение питания двигателя, либо увеличивается емкость конденсатора его фазосдвигающей обмотки.

И в том и в другом случае значительно (1,5ч-2,5 раза) увеличивается потребляемая двигателем электрическая мощность и, соответственно, механическая мощность на валу и пусковой момент. Схемы таких устройств приведены на рис. 81. В первом случае номинальная (рабочая) емкость фазосдвигающего конденсатора равна 2,0 мкф, а пускового (добавочного) — 10 мкф. Оба конденсатора должны быть рассчитаны на утроенное напряжение питания двигателя. Во втором случае номинальное напряжение на двигателе равно 170 в, пусковое — 240 в.

Оставлять постоянно включенными повышенное напряжение на двигателе или большую емкость в цепи фазосдвигающей обмотки нельзя, так как при этом двигатель будет недопустимо перегреваться. Некоторые типы двигателей, применяемые в промышленных магнитофонах (например, ДМ-2), имеют встроенный центробежный регулятор, к толкателю которого достаточно лишь подключить контактную группу, которая будет коммутировать схему форсирования.

Поскольку после разгона двигателя до номинального числа оборотов центробежный регулятор обязательно автоматически переключается с режиму форсирования на облегченный режим, в некоторых студийных магнитофонах предусматривают, кроме автоматического, еще и ручной переключатель режима двигателя.



Если с его помощью, к примеру, оставить двигатель в форсированном режиме на время ускоренной перемотки рулона ленты, намотка получается очень плотной, что бывает особенно важно для бес кассетных километровых рулонов.

Переключатели такого рода обычно имеют два маркированных положения: Нормальная намотка и Плотная намотка. Электрическое включение такого регулятора ясно из рис. 81.

Разумеется, что сказанное относится к ведущему двигателю лишь для одномоторных аппаратов. Если в магнитофоне перемотка осуществляется отдельным двигателем, то для получения плотной намотки нужно форсировать именно этот двигатель, а не ведущий.

Системы «автостопа» при обрыве или окончании проигрывания ленты К приспособлениям, повышающим эксплуатационные удобства пользования магнитофоном, относятся системы, отключающие лентопротяжный механизм при окончании рулона ленты или в случае ее обрыва.

Принципиально такие системы могут быть электрическими, электромеханическими или оптическими. Наиболее просто осуществляется электрическая система. Направляющую металлическую колонку на выходе тракта протяжения ленты либо делают составной из двух изолированных друг от друга половин, либо после нее помещают вторую колонку, причем одна из них бывает заземлена, а вторая изолирована от корпуса магнитофона.

Обе колонки (или две половины разрезной колонки) включают в цепь исполнительного механизма или релейной схемы таким образом, чтобы при их замыкании отключался прижимной механизм магнитофона или, в крайнем случае, обесточивался ведущий двигатель.

На каждую катушку ленты в конце рулона (а для двухдорожечных лент — ив начале рулона) наклеивают со стороны рабочего слоя полоски фольги длиной 5—ТО см. По окончании рулона ленты фольга протягивается по направляющим колонкам и, замыкая их, вызывает срабатывание механизма автоматической остановки.

Очевидные недостатки этой системы — необходимость наклейки станиолевых наконечников на все ленты и невозможность остановки механизма при обрыве ленты в середине катушки.

Две другие системы хотя и несколько сложнее конструктивно, но свободны от обоих указанных недостатков.

Другое приспособление построено по принципу фото-электрического контроля.

Системы коррекции частотных характеристик усилителей записи и воспроизведения Частотные характеристики каналов записи и воспроизведения любого магнитофона для одной скорости протяжения ленты неизменны и регулируются лишь один раз при настройке магнитофона в процессе производства. Однако в двух- и многоскоростных аппаратах возникает необходимость изменять форму указанных характеристик при переключении скоростей.

Как правило, частотные характеристики обоих каналов для каждой скорости формируются заранее, а в магнитофоне предусматривают связанный непосредственно с рычагом переключения скоростей переключатель или отдельное реле, с помощью которого осуществляют коммутацию элементов схемы, формирующих частотную характеристику.

Схемы самих корректирующих ячеек могут быть самыми разнообразными и могут использовать как принцип частотно-зависимых делителей с реактивными элементами, так и частотно-зависимую обратную связь. Так же успешно могут быть применены и схемы обычных регуляторов тембра, подробно рассмотренные во второй главе.

Как правило, для формирования характеристик с монотонными подъемами и спадами на границах полосы пропускания используют RC фильтры, и лишь для получения избирательных подъемов и завалов на отдельных частотах внутри полосы, а также для выравнивания отдельных участков характеристики применяют резонансные LC контуры и режекторные фильтры.

При коммутировании элементов корректирующих фильтров е помощью галетного переключателя необходимо саму коммутирующую плату располагать вблизи соответствующих ламп или транзисторов, а рычаг переключателя сочленять с ручкой переключения скоростей с помощью механической передачи.

При использовании для коммутации электромагнитного реле нужно питать его обмотку хорошо отфильтрованным постоянным током, не содержащим пульсаций с частотами 50 и 100 гц, и, кроме того, экранировать контактные группы реле от его обмотки стальным экраном.

На рис. 84 приведены наиболее. простые схемы коррекции для усилителей записи и воспроизведения на три скорости протяжения ленты и соответствующие этим схемам частотные характеристики. Разумеется, количественные показатели этих характеристик будут зависеть от величин входящих в схемы элементов, которые должны подбираться опытным путем.

Регуляторы токов стирания и подмагничивания Стирание старых записей (размагничивание ленты) и подмагничивание ленты в процессе, записи в подавляющем большинстве магнитофонов осуществляют с помощью токов высокой частоты (30-5- 7-100 кгц) от специального вч генератора.

Известно, что наилучшему качеству записи и надежному стиранию старых записей соответствуют вполне определенные, оптимальные токи подмагничивания и стирания. Для того чтобы обеспечить получение таких оптимальных токов, в магнитофонах предусматривают соответствующие ручные регуляторы.

Поскольку уровень выбранных токов в процессе эксплуатации остается неизменным, регуляторы эти не выводят на панель управления и пользуются ими лишь при регулировках и ремонтах магнитофона. До сих пор такие регуляторы еще не рассматривались (так называемые «установочные» или подстроенные регуляторы), однако дело в том, что выбранный оптимальный уровень токов стирания и подмагничивания является оптимальным лишь для одного типа лен-ты.

Для лент других типов потребуется найти другие оптимальные значения этих токов. В промышленных бытовых и многих полупрофессиональных магнитофонах уровни токов стирания и подмагничивания устанавливают неизменными из расчета на наиболее употребительный тип ленты, тогда как для студийных и других аппаратов высокого класса такая интеграция недопустима.

В этих случаях на панель управления магнитофоном выводят специальный дополнительный переключатель Тип ленты, с помощью которого коммутируют ручные регуляторы токов стирания и подмагничивания. В свою очередь, эти ручные регуляторы при регулировке магнитофона устанавливаются в положения, оптимальные для нескольких наиболее употребительных типов лент, и оставляются в этих положениях постоянно.

Одна из наиболее простых систем такого типа, рассчитанная на три типа ленты (тип «2», «6» и «CR»), показана на рис. 85. Вначале с помощью потенциометров R3, R4 и Rs устанавливаются оптимальные токи стирания для каждого из типов ленты, а после второого с помощью полупеременных конденсаторов С5, С6 и С7—оптимальные токи подмагничивания.

Дополнительные регуляторы при записи по системе наложения При осуществлении первичной записи на магнитофоне как в профессиональных, так и в любительских условиях возникает необходимость микширования, т. е. смешения сигналов от различных источников. При этом часто оказывается нужным в процессе записи изменять соотношения уровней сигналов этих разных источников, либо кратковременно уменьшать уровень основного сигнала для осуществления дикторских и авторских ремарок, вставок и т. п.

Эти регулировки осуществляются по разному в различной аппаратуре, однако можно выделить несколько наиболее употребительных приемов, которые стоит рассмотреть подробно. Лучший из них — это применение в канале записи магнитофона отдельного специального микшерного блока (МБ). Схема одного из таких блоков приведена на рис. 86.



Триодная часть лампы 6Ф1П работает катодным повторителем. Сделано это для того, чтобы сам микшерный блок вместе с регуляторами уровней, входными разъемами, штекерами и системой коммутации можно было конструктивно объединить в отдельную автономную систему, располагаемую в наиболее удобном для оператора месте, без опасности возникновения наводок и фона.

Сигнал с выхода катодного повторителя, имеющего низкое выходное сопротивление, подводится к усилителю записи экранированным кабелем, поэтому также не возникает условий для появления наводок. Сетка его через разделительные резисторы Rg, R12» R15 и Ri9 подключена к движкам потенциометров R7, R8, Rn и служащих индивидуальными регуляторами уровня соответственно адаптерного, микрофонного, детекторного и линейного входов магнитофона. Назначение разделительных резисторов — уменьшить влияние каждого из индивидуальных регуляторов на остальные, а также предотвращение инномодуляционных искажений в цепи сетки при чрезмерно больших входных сигналах.

Каждый из индивидуальных регуляторов уровня является, в свою очередь, специальных частотно корректирующих фильтров, назначение которых — скорректировать частотную характерце тку соответствующего источника нч сигнала до уровня некоторой средней характеристики, общей. для всего канала записи.

Па выходе МБ имеемся еще один регулятор уровня, позволяющий изменять уровень полного смешанного сигнала. При этой системе очень просто осуществлять наложение одних записей на другие, плавно и в широких пределах изменять уровень сигнала любого из перечисленных источников, при необходимости быстро или постепенно сводить на нет любой из сигналов, т. е. иначе говоря, осуществлять произвольное микширование записываемых сигналов и регулировать их общий уровень. Пентодная часть лампы усиливает подлежащий микшированию сигнал от микрофонного канала, поскольку он, по крайней мере, па порядок ниже уровня сигналов остальных каналов.

Весь монтаж микшерного блока, включая лампу и все регуляторы, должен быть заключен в стальной экран, предотвращающий наводки па входную часть блока как со стороны силовой части блока питания, так и со стороны пеней питания двигателей и элементов их коммутации.

Очевидным достоинством описанной схемы являются большая гибкость в режиссерских решениях при записи и эксплуатационные удобства. К недостаткам можно отнести заметное усложнение схемы магнитофона и необходимость исключительно тщательного монтажа с соблюдением всех правил и требований по монтажу входных цепей УНЧ во избежание увеличения собственного фона магнитофона.

Другой способ совмещения двух записей на одной ленте получил название «трюковые записи» или сокращенно «трюк». Этот способ нельзя применять при первичной записи. Его основное назначение — наложение новой первичной записи на уже записанную фонограмму. В качестве основной фонограммы чаще всего используется музыкальное сопровождение, а накладываемые на нее записи обычно представляют собой пояснительный (дикторский) текст или авторские ремарки, хотя возможны и иные сочетания.

Для осуществления трюковых записей в магнитофон добавляют дополнительный регулятор, схема которого приведена на рис. 87а. Он представляет собой несложный коммутатор, состоящий из двух позиционного тумблера рода записи («. нормальная запись» — «трюк») и кнопки наложения («трюк»).

Работа системы основана на том, что если на магнитофон установить ленту с готовой записью и, отключив предварительно стирающую головку, начать производить новую запись, то за счет тока подмагничивания старая запись окажется по уровню наполовину стертой, а новая «наложится» на нее так, что на участках с вновь произведенной записью окажутся слышными обе записи — и старая, и новая.

Техника трюковой записи также очень проста. Для наложения тумблер П ставят и положение Трюк. Места, на которые нужно сделать накладку, находят путем предварительного прослушивания и отмечают но счетчику ленты, либо с помощью бумажных закладок.

Магнитофон с заранее отрегулированным положением регулятора уровня записи включают в режим Запись и при отпущенной кнопке Трюк ждут, пока помеченный участок ленты не подойдет к записывающей головке. В этот момент нажимают кнопку Трюк и немедленно начинаю г новую запись. Также немедленно по окончании наложения новой записи кнопку Трюк необходимо отпустить, иначе дальнейший участок первой (основной) записи окажется на-половину стертым.

Помимо указанных выше недостатков, «трюковая» система не позволяет осуществлять плавную регулировку соотношения уровнен старой и новой записей, а также микшировать на одном участке лепты больше двух сигналов, зато она несравненно проще микшерного блока и может быть без труда добавлена почти в любой готовый магнитофон.

При необходимости схему «трюка» можно несколько видоизменить, добавив в нее дополнительный регулятор уровня ослабления старой записи. Из схемы рис. 876 видно, что в этом случае при переключении тумблера Лх в положение Трюк стирающая головка не отключается совсем, а в ее цепь включается последовательно гасящий резистор—проволочный реостат R.

Если старую запись в процессе наложения нужно постепенно свести на нет, то сначала ручку реостата R устанавливают в положение наибольшего сопротивления, а после нажатия кнопки Трюк плавно вращают ее до нулевого положения (реостат закорочен), при котором стирающая головка оказывается полностью подключена к выходу генератора тока стирания и подмагничивания.

Описанным системам «трюк» свойственен один существенный недостаток: при нажатии кнопки уровень старой записи уменьшается резко, скачком, что на слух воспринимается в виде щелчка. Такой же щелчок сопровождает и отпускание кнопки.

Чтобы избежать это, можно изменить схему, и вместо отключения и подключения вторичной обмотки вч генератора кнопкой Трюк коммутировать анодную цепь лампы генератора через RC фильтр с большой постоянной времени (порядка 0,5ч-1,0 сек). В этом случае нарастание тока подмагничивания от нуля до номинального значения будет происходить плавно в течение указанного времени, и щелчков на записи не будет. Такая схема коммутации «трюка» показана на рис. 87в.

Например, регулятор уровня записи, не являющийся одновременно и регулятором громкости, при воспроизведении работает как -регулятор тембра высших частот, а регулятор тембра низких частот при этом способе может в процессе записи использоваться как дополнительный регулятор в системе «трюк».

Вообще принципиально можно «привязывать» к одной ручке управления самые разнообразные регуляторы. Существуют два способа построения схем регуляторов с различными функциями.

При первом из них (регулятором является обычный одиночный -потенциометр (или в более общем случае — любой регулирующий элемент), который с помощью контактных групп переключателя рода работ Запись — воспроизведение подключается к тому или иному участку схемы. Примером такого регулятора может служить совмещенный регулятор Уровень записи — тембр вч, схема которого приведена на рис. 88а.

Недостатком схем подобного рода является то, что они могут использоваться лишь в случаях, когда электрическая величина (номинал) потенциометра одинакова для обоих регуляторов. Это обстоятельство значительно ограничивает возможности сочетания функций в одном регуляторе.

Схема на рис. 886 хотя и построена па том же принципе, но имеет неограниченные возможности сочетания функций и даже допускает комбинацию трех, четырех и более функций в одном органе управления при различных режимах работы.

Это оказывается возможным потому, что здесь на одной оси находится не один потенциометр, а два (или три, четыре и т. д.), каждый из которых подключается к своему участок схемы. Ясно, что в этом случае сами потенциометры могут иметь разные величины, а в более общем случае одной ручкой можно управлять одновременно и потенциометром, и переменным конденсатором, и сердечником катушки индуктивности.

Поскольку целесообразность сочетания регуляторов с разными функциями целиком определяется индивидуальными особенностями конкретных аппаратов (млч. не приводятся другие схемы), автор ограничился лишь рассмотрением самого принципа таких совмещенных регуляторов.

Осуществлять дистанционно другие регулировки, помимо коммутационных, в магнитофоне сложнее, поскольку регуляторы громкости и уровня записи нельзя непосредственно выносить за пределы магнитофона из-за возникновения наводок и фона.

Яндекс.Метрика