определяется формулой

N(f) = 101g[l + -J-r] - 101g[l + (27ifTa].

(5.1)

Стандартные значения постоянных времени Tj и Т2 указаны в табл. 5.2.

Таблица5.2. Стандартные значения постоянных времени коррекции

Номинальная скорость магнитной Постоянная времени, мкс ленты, см/с -

19,05

9,63

4,76

при использовании лент:

I МЭК

II МЭК, III МЭК, IV МЭК

50 90

120 70

3180 3180

3180 3180

Стереофонические магнитофоны должны обеспечивать синфазность записанных сигналов при синфазных входных электрических сигналах и синфазность выходных сигналов при воспроизведении сигналов, записанных синфазно.

Структурные электрические схемы магнитофонов

По функциональным возможностям магнитофоны подразделяют на магнитофоны со сквозным каналом записи-воспроизведения (и тремя головками) и магнитофоны с универсальным или совмещенным каналом (и двумя головками).

Структурная схема магнитофона с тремя головками показана на рис. 5.5. Сигнал записи, проходя через усилитель записи (УЗ) А1, подвергается частотной коррекции и усилению по мощности для получения стандартной АЧХ потока короткого замыкания магнитной ленты и стандартного уровня записи. Для линеаризации характеристики намагничивания магнитной ленты к головке записи (ГЗ) В2 кроме сигнала звуковой частоты подводят ток высокочастот-

ного подмагничивания, вырабатываемый генератором стирания и подмагничивания (ГСП). От этого же генератора питается головка стирания (ГС) В1, размагничивающая магнитную ленту (стирающая старую фонограмму) в режиме записи. Генератор стирания и подмагничивания работает только в режиме записи.

При движении магнитной ленты (МЛ) изменяющийся во времени магнитный поток, соответствующий сигналу записи, наводит в головке воспроизведения (ГВ) ВЗ напряжение, которое после усиления и частотной коррекции поступает на линейный выход магнитофона. Индикатор уровня (ИУ) Р1 предназначен для установки такого напряжения сигнала записи (намагниченности магнитной ленты), который соответствует наиболее широкому динамическому диапазону канала записи-воспроизведения или отношению сигнал-шум. Уровень записи регулируют путем изменения коэффициента усиления УЗ. Индикатор уровня можно подключать к выходу усилителя УВ и УЗ для контроля качества магнитной ленты.

Телефонный усилитель (ТУ) A3 предназначен для усиления по мощности сигнала воспроизведения. К ТУ подключают низкоомные головные телефоны или контрольный громкоговоритель. Усилитель мощности, предназначенный для работы с выносными громкоговорителями, как правило, выделяют в отдельный блок, что позволяет уменьшить размеры и облегчить тепловой режим магнитофона.

Структурная схема магнитофона с двумя головками показана на рис. 5.6. Она отличается от рассмотренной тем, что вместо двух головок-ГЗ и ГВ-используется одна универсальная головка (ГУ) В2, попеременно выполняющая функции записи и воспроизведения. Универсальную головку подключают к электронному блоку переключателем режима работы S1. В связи с невозможностью непосредственного контрольного воспроизведения фонограммы в режиме записи индикатор уровня записи Р1 подсоединен к выходу УЗ А1, поэтому его показания соответствуют не уровню намагниченности ленты, а току записи, протекающему через ГУ.

В простейшем магнитофоне с двумя головками, структурная схема которого изображена на рис. 5.7, функции УЗ и УВ попеременно выполняет универсальный усилитель УУ Al, АЧХ и

ГСП

Источник

ТУ(УП) Шфои-

Д, X,BZ Л^ВЗ

Линейный дыкод

гсп

г 1-1

ГС ГУ

..3 /.В

мл

.Линейный Выход

Ланеаныа выход

Рис. 5.7

коэффициент усиления которого изменяются при переходе из режима записи в режим воспроизведения. Противоречивость требований, предьяв-ляемых к УВ и УЗ (различие диапазонов входных и выходных напряжений и сопротивлений и др.), не позволяет создать УУ, одинаково хорошо работающий в обоих режимах, поэтому магнитофоны с УУ используют в магнитофонах не выше третьей группы сложности.

Структурная схема стереофонического магнитофона отличается от рассмотренных удвоенным числом магнитных головок, усилителей и индикаторов уровня. Генератор стирания и подмагничивания-общий на оба стереоканала, но имеет удвоенную выходную мощность.

5.2. СХЕМОТЕХНИКА ЭЛЕКТРОННЫХ УЗЛОВ МАГНИТОФОНОВ

Усилитель записи. Он усиливает входное напряжение до уровня, обеспечивающего необходимый ток записи (достаточный для получения номинального уровня намагниченности ленты). Номинальному уровню намагниченности соответствует магнитный поток короткого замыкания, равный 320 нВб/м на частоте 400 Гц для скорости ленты Vq = 19,05 см/с и 250 нВб/м-для 9,53 и 4,76 см/с. Кроме того, УЗ частотно корректирует ток записи для обеспечения стандартной АЧХ канала записи.

В связи с тем, что внутреннее сопротивление ГЗ (или ГУ, выполняющей функции ГЗ) имеет индуктивный характер и повышается с увеличением частоты, для поддержания неизменности тока записи выходное сопротивление УЗ должно по крайней мере в несколько раз превышать полное сопротивление головки на высшей частоте рабочего диапазона. Для выполнения этого условия на выходе УЗ включают токостабилизи-рующие цепи или используют УЗ, построенные по схеме преобразователя напряжение-ток.

На рис. 5.8 показаны схемы наиболее распространенных токостабилизирующих цепей. В простейшей из них на рис. 5.8,а стабилизации тока достигают выбором сопротивления резистора Л/ > 4я X f Lpj, где f, высшая частота рабочего диапазона; Lp3-индуктивность ГЗ. При этом УЗ должен развивать выходное напряжение

не менее и.ы, уз (3... 5) RI-Ij.hom (где 1з.яом-номинальный ток записи ГЗ). Преимуществом такой цепи кроме простоты является хорошая развязка выхода УЗ от цепей подмагничивания, обеспечиваемая низким выходным сопротивлением усилителя А1 без каких-либо подстроечных элементов. К недостаткам этой цепи (особенно при использовании в магнитофонах с двумя головками ГУ большой индуктивности) относится необходимость большого выходного напряжения усилителя А1. Поэтому цепь по схеме на рис. 5.8,а применяют исключительно в стационарных магнитофонах с сетевым питанием.

В переносных магнитофонах с низковольтным питанием более удобна токостабилизирую-щая цепь R1, С1 (рис. 5.8,6). В ней сопротивление резистора R1 может быть выбрано в 3 раза меньшим, чем в предыдущей, что при неизменном токе записи позволяет во столько же раз уменьшить максимальное выходное напряжение УЗ. Стабилизацию тока в диапазоне частот поддерживает конденсатор С1, емкость которого выбирают так, чтобы увеличение индуктивного сопротивления ГЗ скомпенсировать соответствующим уменьшением емкостного сопротивления конденсатора. В связи с тем, что на частоте подмагничивания конденсатор С1 имеет малое сопротивление, для развязки УЗ от цепей подмагничивания использован фильтр-пробка-параллельный колебательный контур C2L2, настроенный на частоту подмагничивания. Элементы фильтра рассчитывают по формулам

L, = (0,2...0,5)L , С2 = 1/[(2яи^Ь2],

где Гд-частота подмагничивания. Конструкция катушки должна позволять регулировать индуктивность катушки L2 на 10 ... 20%, чтобы точно настраивать фильтр-пробку в резонанс с частотой подмагничивания. Расчет токостабилизи-рующей цепи производят по формулам

R1 = 1Д5яГ.(Ьгз + Ь21 С1 = l/[(2nfJ(Lj3 + L2)],

коэффициент усиления усилителя А1 определяют исходя из получения выходного напряжения

в сетевых магнитофонах, выходное сопротивление УЗ которых R y3 равно единицам килоом (например, с выходным транзистором, включен-

а) Г С1 сг

л, -II II

А1 т вг в1

Рис. 5.8

ным по схеме ОЭ), применяют токостабилизи-рующую цепь, собранную по схеме на рис. 5.8,в. Емкость конденсатора С1 выбирают так, чтобы цепь R1, С1 не вносила затухания на высшей частоте рабочего диапазона, а цепь R2, С1 значительно ослабляла проникание напряжения с частотой подмагничивания на выход усилителя А1. Элементы цепи рассчитывают по формулам

(R1 + R2) 47tf,Lr3, Rl = R2/10, С1 = 1/ [4nf.(Rl + R.b y,)]-

Коэффициент усиления усилителя Al определяют исходя из получения номинального выходного напряжения и,щ„ = 1з. (R1 -I- R2), а максимальное входное напряжение должно превышать это значение в 3 ... 5 раз.

Практическая схема УЗ катушечного магнитофона с =15 ... 25 мГн и f, = 20 кГц показана на рис. 5.9. Амплитудно-частотная характеристика канала полностью определяется цепью частотно-зависимой отрицательной ОС, охватывающей ОУ DA1; АЧХ предкоррекции на частотах ниже fj = 1/(2ях2) = 50 Гц обеспечивает цепь R5, СЗ с постоянной времени 3100 мкс.

Частотные и волновые потери ГЗ и магнитной ленты на высших частотах звукового диапазона компенсирует последовательный резонансный контур L1C4R8R9. Он настроен на высшую рабочую частоту и шунтирует резисторы R6, R7, задающие коэффициент усиления на средних частотах. Добротность контура регулируют пе-

ременным резистором R9, что позволяет изменять степень коррекции в пределах 6 ... 20 дБ в зависимости от потерь конкретной ГЗ и магнитной ленты. Резисторы R2-R4 обеспечивают режим ОУ по постоянному току от однополяр-ного источника питания, а резистор R1 выполняет функции регулятора уровня записи. Чувствительность УЗ равна 0,2 В, входное сопротивление 50 кОм, максимальный ток записи 1,5 мА. Кроме указанного на схеме могут быть использованы ОУ К140УД6, К140УД7, К157УД2 и др.

Схема типового УЗ кассетного магнитофона показана на рис. 5.10. На транзисторах VT1, VT2 вьшолнен линейный усилитель с высоким входным сопротивлением и коэффициентом усиления, равным шести. Низкочастотную коррекцию вьшолняет пассивная цепь R8, R9, С4 (R9 С4 = Xj). Чувствительность УЗ регулируют резистором R10. На высших частотах ток записи при использовании магнитной ленты I МЭК (FcjOj) корректирует последовательный резонансный контур R15L1C9C10, уменьшающий глубину последовательной отрицательной ОС по току, которая охватывает выходной каскад на транзисторе VT3. При использовании магнитной ленты II МЭК (CrOj) отключают конденсатор СЮ и резонансная частота контура увеличивается. Усилитель обеспечивает максимальный ток записи 0,6 мА и рассчитан на работу с ГУ индуктивностью 45 ... 80 мГн.

Схема УЗ высококачественного кассетного магнитофона представлена на рис. 5.11. Регулятор уровня записи - резистор R5. Делитель напряжения R5~R9, RIO корректирует чувствительность УЗ для разных типов магнитной ленты. Низкочастотные предыскажения обеспечивает цепь R15, R16, С5, включенная на выходе линейного усилителя на транзисторе VT2. Выходной каскад вьшолнен на транзисторе VT4 по схеме ОЭ с динамической нагрузкой в коллекторной цепи. Положительная ОС по переменному току через конденсатор С6 значительно повышает его выходное дифференциальное сопротивление в цепь базы VT3. Практически выходное сопротивление УЗ (около 26 кОм) определяют параллельно соединенные резисторы R19, R20.

Усилитель записи представляет собой, по существу, генератор тока. Отсутствие токостаби-лизирующей цепи и сравнительно высокое напряжение питания позволяют получить большую

BI ЗЗОк

20 В

С8 390 J-L

3,ЗпГн / . 09 Ф LFeOa ..СгОг

0,03ПК

010 -0,01 ПК