Области применения носителей

Все многообразие применений магнитной записи можно разбить на четыре основные области: звукозапись, видеозапись, вычислительная техника, инструментальная техника. В соответствии с применением производят и специализацию носителей магнитной записи, поскольку в разных областях применения различна форма и условия записи сигнала, а, следовательно, различны и требования к носителям записи и их свойствам. Следует отметить, что с развитием техники записи происходит сближение этих требований. При существующей тенденции перехода к записи сигналов с высокой плотностью (когда длина намагниченных участков носителя соизмерима с толщиной рабочего слоя или меньше ее) требования к свойствам носителя все меньше зависят от формы записываемого сигнала. Другая причина сближения связана с развитием цифровой записи, требования в которой не зависят от области применения.

КЛИМАТИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ
условия температуры и относительной влажности, рекомендуемые для эксплуатации и хранения аппаратуры и носителей информации (см. также эксплуатация и хранение магнитных лент).

КОЛЕБАНИЯ СКОРОСТИ
движения носителя и вращение магнитных головок в барабане при аудио- и видеозаписи вызывают детонацию звука и нарушение четкости изображения. Возникновение заметных колебаний скорости в видеомагнитофоне говорит о неисправности системы управления скоростью носителя или головок.

КОМПАКТ-ДИСК (КД)
наименование разновидности лазерного диска и одновременно наименование распространенной системы лазерной записи и воспроизведения звука, основанной на применении КД. Запись звука производится изготовителем КД на специализированном предприятии, потребитель получает КД с уже имеющейся на нем нестираемой записью и может только воспроизводить ее, т.е. КД применяют как граммофонную пластинку.

Общий вид и размеры КД показаны на рис.1. КД имеет диаметр 120 мм и центральное посадочное отверстие диаметром 15 мм. Зона записи звука заключена в кольце с внутренним диаметром 50 мм и наружным - 116 мм. Вне ее находится зона, содержащая вспомогательную информацию, которая позволяет автоматизировать процесс воспроизведения. Сигнал записан на дорожке, расположенной на КД в виде спирали. Шаг витков спирали 1,6 мкм, т.е. поперечная плотность записи 625 дорожек/мм. Всего дорожка образует на КД 20000 витков общей протяженностью 5 км и начинается не у наружной границы зоны записи, как на обычных грампластинках, а у внутренней. Дорожка записи представляет собой цепочку впадин, называемых питами, и интервалов между ними (рис.1). Глубина и ширина питов неизменны и равны соответственно 0,1 мкм и 0,8 мкм, а длина питов изменяется в соответствии с записанным сигналом.

Схема воспроизведения КД показана на рис.2. КД установлен на валу двигателя прозрачным слоем вниз. Лазерная головка расположена под КД. Луч лазера через прозрачный слой сфокусирован на дорожку записи, покрытую отражающим слоем. В процессе воспроизведения КД вращается против часовой стрелки, если смотреть со стороны воспроизведения, т.е. со стороны прозрачного слоя, а фокальное пятно лазера медленно перемещается по радиусу КД от центра к периферии. Если на дорожке нет питов, то излучение лазера почти полностью отражается и улавливается светоприемником. Когда луч попадает в пит, излучение почти полностью рассеивается и не улавливается светоприемником.

Рис.1. Размеры компакт-диска

Таким образом, питы модулируют отраженное излучение: на выходе светоприемника возникает импульсный электрический сигнал, который преобразуется в аналоговый звуковой сигнал (см. цифровая запись звука, цифро-аналоговое преобразование). Запись на КД односторонняя. При скорости воспроизведения 1,4 м/с длительность звучания КД 65 мин; при скорости 1,2 м/с - 75 мин. От начала до конца воспроизведения КД скорость его вращения снижается в 2,5 раза - от 500 до 200 мин^-1, чтобы обеспечить постоянство линейной скорости воспроизведения.

За один оборот КД фокальное пятно лазера на дорожке записи должно перемещаться по его радиусу точно на 1,6 мкм. Случайное перемещение пятна по оси КД на 0,1 мкм уже может привести к ошибке воспроизведения, поскольку 0,1 мкм - это глубина пита. С другой стороны, неизбежные эксцентриситет и осевое биение КД много больше вышеприведенных величин. Поэтому в устройствах лазерной записи и воспроизведения предусмотрены следящие системы, поддерживающие правильное положение фокального пятна относительно дорожки записи по радиусу и оси КД.

Рис.2. Воспроизведение компакт-диска. Малыми стрелками показан падающий на КД и отраженный свет: когда нет питов, отраженный свет возвращается в объектив и попадает на светоприемник, если на пути падающего света оказывается пит, то отряженный свет рассеивается в ките и не попадает на светоприемник

КД обеспечивает очень высокие характеристики звукопередачи: диапазон частот 16Гц-20кГц (равномерная АЧХ); динамический диапазон > 90 дБ во всем диапазоне частот; переходное затухание между каналами > 90 дВ во всем диапазоне частот; коэффициент нелинейных искажения <0,03% во всем диапазоне частот; шум определяется шумом аналоговой части канала воспроизведения (после ЦАП); коэффициент детонации звука ниже порога чувствительности измерительной аппаратуры; долговечность КД не ограничена; оперативность - произвольный доступ в течение 2-3 с.

Воспроизведение КД бесконтактно, поэтому он не изнашивается, а мелкие дефекты и пылинки на его поверхности не влияют на качество звукопередачи, поскольку воспроизводящее фокальное пятно лазера находится в глубине прозрачного слоя КД на расстоянии около 1 мм от поверхности.

Достоинства КД привели к тому, что он, подобно грампластинке, нашел широкое применение в различных КД проигрывателях и плеерах, стационарных деках, переносных (Discman) и автомобильных устройствах.

Схема записи звука на диск для изготовления первого оригинала КД приведена на рис.3. В качестве носителя, на котором записывают первый оригинал, применяют прецизионно изготовленный и отполированный стеклянный диск толщиной 1,0 - 1,5 мм с нанесенным на него слоем фоторезиста толщиной 0,1 мкм. На поверхность слоя фоторезиста сфокусирован луч лазера, образующий на ней фокальное пятно диаметром 0,5-0,8 мкм. При записи диск вращается, а модулируемое фокальное пятно медленно перемещается по радиусу диска от начала записи в его центральной области к внешнему краю. По мере перемещения пятна частота вращения диска снижается, чтобы обеспечить постоянство линейной скорости записи и максимально использовать информационную емкость диска.

Звук на диске записывается с цифровой форме (см. цифровая запись звука). Преобразование звукового сигнала в цифровой происходит в показанном на рис.3 источнике записываемого сигнала с помощью генератора вспомогательного кода. Луч лазера модулируется оптическим модулятором в соответствии с записываемым сигналом, который можно представить как последовательность импульсов двоичного кода, включающих и выключающих излучение лазера. В результате записи вдоль спиральной дорожки на диске возникает последовательность микроскопических незасвеченных и засвеченных участков, превращаемая после проявления слоя фоторезиста в последовательность питов и интервалов между ними. Интервалы и питы различной протяженности представляют собой в закодированной форме запись звукового сигнала. Поверхность диска металлизируют и получают первый оригинал записи. Затем гальванопластически с него получают второй металлический оригинал. По второму оригиналу изготовляют матрицу, с помощью которой прессуют пластмассовые заготовки КД. Заготовка - диск из поликарбоната с отпечатком микрорельефа записи на одной стороне. На завершающем этапе производства КД эту сторону металлизируют для придания ей отражательной способности и покрывают сверху непрозрачным защитным слоем из прочной пластмассы.

Рис.3. Структурная схема записи на диск для получения первого оригинала

КОМПАКТ-КАССЕТА (КК)
наименование кассеты для аналоговой (прямой) записи звука, а также широко распространенной системы звукозаписи, основанной на применении КК. КК были разработаны в 1963г. фирмой Philips с первоначальной целью упростить обслуживание магнитофона, исключив операцию зарядки ленты в лентопротяжный тракт, и создать массовый переносной аппарат невысокого класса. В настоящее время кассетная запись стала не только самостоятельным, но и доминирующим направлением в технике магнитной записи звука. Специально для нее созданы новые магнитные и конструкционные материалы и технологические процессы, например технология магнитных лент с двумя рабочими слоями (см. магнитные ленты для компакт-кассет). Качество современной кассетной звукозаписи приближается к качеству профессиональной записи звука. Применение КК позволило существенно повысить оперативность и плотность записи на единицу массы и объема носителя.

Магнитная лента и КК представляют собой единый функциональный элемент. При этом зарядка собственно ленты исключается, что обуславливает особенности кассетной записи. Одна из них состоит в том, что в КК применяют очень тонкие магнитные ленты толщиной 9-18мкм, эксплуатация которых в не кассетных устройствах связана с большими трудностями из-за их малой прочности и неудобства обращения. Например, ленту толщиной 9мкм трудно зарядить в аппарат, не повредив ее.

Упрощение обслуживания в системе кассетной записи достигается тем, что рулоны ленты и элементы лентопротяжного тракта (направляющие колонки, устройство прижима ленты к головке, фланцевые антифрикционные прокладки рулонов и др.) объединены в корпусе кассеты, которая одним движением руки устанавливается в аппарат записи. Система кассетной звукозаписи получила чрезвычайно широкое распространение и дала толчок развитию других кассетных систем - для видеозаписи, вычислительной и инструментальной техники.

Согласно действующим отечественным (ГОСТ 20492-75) и международным стандартам компакт-кассета представляет собой конструкцию с симметричным корпусом, коплапарным расположением катушек с лентой и с двумя катушечными отверстиями (рис.1). Размеры кассеты - 100x64x12 мм. Ширина ленты для компакт-кассет - 3,81 мм, максимальная толщина - 20 мкм. На ленте расположены 4 дорожки записи, каждая шириной 0,6 мм, в т.ч. две дорожки (1-я и 2-я) для работы в одном направлении и две дорожки (3-я и 4-я) - для работы в обратном направлении (рис.2). При монофонической записи фонограммы на дорожках 1 + 2 и 3 + 4 синфазны.

Стандартами предусмотрено применение прижима ленты к головке и электромагнитного экрана, защищающего головку от паразитных наводок. В большинстве случаев прижим осуществляется фетровой подушечкой, укрепленной на плоской пружине, а для экранирования служит пластина из магнитно-мягкого сплава, расположенная за прижимной пружиной. В корпусе кассеты между катушками имеется окно со шкалой и делениями, позволяющее наблюдать за лентой и определять количество ленты в катушках.

Рис.1. Компакт-кассета: 1 - предохранительный упор, при удалении которого предотвращается случайное стирание записи, 2 - рычаг для укладки ленты в некоторых типах компакт-кассет, 3 - лентоприжимное устройство с фетровой подушечкой, 4 - магнитная лента, 5 - винт, 6 - окно со шкалой и делениями, 7 - направляющий ролик, 8 - электромагнитный экран, 9 - антифрикционная прокладка, 10 - корпус

Стандартизованы скорость 4,76 см/с и постоянные времени коррекции АЧХ уровня записи: 120 + 3180 мкс - для лент с магнитным порошком оксида железа и 70 + 3180 мкс - для лент с магнитным порошком диоксида хрома и металлическим магнитным порошком.

Рис.2. Расположение дорожек на ленте: а - при монофонической записи, б - при стереофонической записи.

В системе кассетной записи не предусмотрен монтаж записи посредством разрезания и склейки ленты, что остается за катушечными магнитофонами. Лента в кассете открыта только в пяти небольших вырезах в передней стенке корпуса, и поэтому хорошо защищена от повреждений и пыли. В средний вырез, где за лентой находятся пружина с фетром и экран, входит универсальная магнитная головка (у трехголовочных аппаратов - головка воспроизведения); в левый - головка стирания; в правый - обрезиненный прижимной ролик. Через левый из двух меньших вырезов к ленте подходит головка записи трехголовочных аппаратов; через правый - имеющийся в некоторых конструкциях рычаг устройства остановки ленты.

На задней стенке компакт-кассеты имеются два гнезда с предохранительными упорами (язычками), при удалении которых предотвращается случайное стирание записи с помощью механической блокировки в магнитофоне (см. рис.1 и рис.3).

Если смотреть на кассету сверху, то видны два круглых отверстия для ведущего вала и два округленных квадратных отверстия, в которые входят штифты магнитофона, фиксирующие положение кассеты относительно привода и магнитных головок.

Минимальный диаметр сердечников для намотки ленты - 20 мм (без ленты); максимальный диаметр с лентой - 52 мм. В сердечниках имеются радиальный паз глубиной 1.5 мм для крепления ленты и зубчатый венец для посадки на подающий и принимающий узлы магнитофона.

Первоначально кассеты выпускали для записи в течение 2 х 30 мин. Их отечественная маркировка - МК-60 (после первых двух цифр через дефис - номер технологической разработки, например МК-60-2). Международная маркировка - С-60. В этих кассетах применялась лента с тройной длительностью звучания, толщиной 18 мкм. В дальнейшем были выпущены кассеты для записи в точение 2 х 45 мин (С-90) и 2 х 60 мин (С-120) с лентами толщиной соответственно 12 и 9 мкм.

Основная трудность при изготовлении компакт-кассет связана с влиянием корпуса кассеты на движение ленты. Добиться устранения динамических перекосов ленты, вызывающих периодические колебания уровня высоких частот, удается только путем тщательного выбора конструкционных материалов и прецизионного изготовления кассеты.

Флюктуационные изменения силы трения между катушкой ленты и корпусом или находящимися между ними антифрикционными прокладками могут привести к детонации звука и заеданию ленты. Неровная намотка ленты с выступающими нитками увеличивает эффективную ширину катушки, из-за чего (как крайний случай) вращающий момент магнитофона может оказаться недостаточным для продвижения носителя - тормозной момент сердечника с почти полной катушкой не должен быть выше 5.5x103 Нм, при дополнительном тормозном моменте на другом сердечнике - 0,8x103 Нм. Для предотвращения неровности намотки служат направляющие вырезы в корпусе кассеты и ролики внутри нее; некоторые изготовители применяют различные дополнительные направляющие устройства.

Компакт-кассеты для профессиональной звукозаписи.
Хотя в профессиональной технике кассетная запись не получила широкого распространения, известны конструкции кассет, предназначенные для профессиональной звукозаписи. Их применяют для создания автоматизированных фонотек на радиостудиях, обеспечивающих автоматические поиск, доставку и установку кассеты в аппаратуру; для рекламных передач; для записи репортажей. Ширина лепты в этих кассетах - 6,3 мм; скорость - 9,53 см/с- Длительность записи-воспроизведения 15 - 30 мин в ЗАВИСИМОСТИ от толщины ленты.

Относительно широкие дорожки записи позволяют получить более широкий динамический диапазон, чем н обычных компакт-кассетах, и снизить вероятность выпадения сигналов. В кассетах для профессиональной записи применяют высококачественные ленты толщиной 26 мкм с порошком диоксида хрома или с металлическим магнитным порошком, что позволяет удовлетворить требованиям, предъявляемым к электроакустическим характеристикам лент в радиовещании.

Основная задача при конструировании кассет для профессиональной звукозаписи - снижение влияния корпуса кассеты на транспортирование ленты, поэтому лента внутри корпуса соприкасается только с двумя направляющими роликами и сердечниками для смотки-намотки ленты. Кроме того, в них увеличен угол охвата головки лентой, что позволило исключить прижим ленты фетровой подушечкой. Внесены и другие изменения по сравнению с обычными компакт-кассетами.

КОНТАКТНОЕ КОПИРОВАНИЕ
(магнитной записи). Копировать магнитную сигналограмму, т.е. переносить ее с магнитной ленты, содержащей запись (ленты-оригинала), на другую магнитную лепту (ленту-копию) можно перезаписать с одного аппарата на другой или путем КК. Известны два способа КК: первый основан на воздействии тепла (см. термомагнитное копирование), а второй - дополнительного переменного магнитного поля. Во втором способе лента-оригинал огибает обводной ролик копировального устройства в контакте с лентой-копией. Обе лепты соприкасаются друг с другом рабочими слоями и подвергаются воздействию дополнительного переменного магнитного поля, в присутствии которого лента-копия очень чувствительна к воздействию магнитного поля ленты-оригинала. Действие дополнительного переменного магнитного поля в данном случае эквивалентно действию высокочастотного подмагничивания при аналоговой записи звука. В результате КК лента-копия оказывается намагниченной сигналом ленты-оригинала. Об одной из проблем КК, связанной с обратным направлением намагниченности ленты-копии по отношению к намагниченности ленты-оригинала, см. в статье термомагнитное копирование.

КОПИРОВАНИЕ ПРОГРАММ
производят путем перезаписи с одного аппарата на другой или контактным копированием. Звуковые программы копируют путем перезаписи при обычной рабочей скорости движения носителя или в режиме скоростного копирования. Видеопрограммы копируют перезаписью при обычных рабочих скоростях движения носителя и головок. Скоростное получение копий видеопрограмм осуществляют способом контактного термомагнитного копирования. О тиражировании граммофонных пластинок и компакт-дисков см. механическая запись звука, компакт-диск (КД).

КОПИРЭФФЕКТ
помеха, возникающая в ленточных носителях магнитной записи. Заключается в том, что магнитные поля смотанной в рулон записанной ленты намагничивают смежные витки и на них возникает скопированный сигнал. Величина последнего обычно не превышает нескольких тысячных долей от величины копируемого сигнала и зависит от уровня записи и длины волны записи, а также от температуры, времени хранения записи в рулоне и толщины подложки. Для коротковолновых сигналов с длиной волны записи, соизмеримой с толщиной рабочего слоя ленты, влиянием КЭ можно пренебречь.

КОРОБЛЕНИЕ МАГНИТНОЙ ЛЕНТЫ
физико-механическая характеристика магнитной ленты. Характеризует дефект, заключающийся в искривлении поверхности в направлении, перпендикулярном плоскости ленты. У современных лент при оптимальных условиях эксплуатации и хранения магнитных лент проявляется незначительно.

КОЭФФИЦИЕНТ ТРЕНИЯ
физико-механическая характеристика магнитных носителей, представляющая собой отношение силы трения к силе нормального давления на трущиеся поверхности. Значение трения обусловлено тем, что магнитные носители в большинстве случаев работают в контакте с магнитными головками, а ленточные носители кроме того имеют контакт с направляющими колонками и другими элементами лентопротяжного тракта. Величина КТ влияет на усилие транспортирования носителя, на время задержки при трогании с места и ускорение его движения. Кроме того чрезмерное трение, например в видеомагнитофонах, приводит в результате фрикционного нагрева к резкому увеличению температуры носителя в точке контакта с головками, что усиливает нагар и вызывает ухудшение рабочих характеристик системы записи. В аппаратах с бесконечной петлей магнитной ленты необходима определенная величина КТ.

КТ - безразмерная величина, зависит от технологии получения носителей (их состава, состояния поверхности, условий изготовления), а также от свойств поверхности, с которой соприкасается носитель, от скорости транспортирования и натяжения. Различают динамический и статический КТ. Первый характеризует трение в установившемся режиме движения; второй, обычно несколько более высокий - в момент трогания носителя (головки) с места. Значения КТ магнитных лент лежат в пределах 0,1 - 0,4.

КРАЕВОЙ ЭФФЕКТ
рассеяние внешнего магнитного потока сигналограммы на краях магнитного носителя или дорожки записи; основная причина возникновения перекрестной помехи при двух- или многодорожечной записи. В наибольшей степени проявляется в области длинных волн.
http://www.tps-katyusha.ru/all/enc_08.html

Дата добавления: 2015-07-10