6.1. Методы и средства записи, хранения и воспроизведения информации на магнитных носителях. Принципы магнитной записи

Магнитная запись сигналов (аудио и видео) основана на изменении степени намагниченности материала, который образует рабочий слой в носителе информации - обычно ленте или диске. Носитель информации перемещается относительно устройства записи - записывающей головки, создающей переменное магнитное поле пропорциональное записываемому сигналу. При воспроизведении магнитный поток носителя информации наводит ЭДС самоиндукции в обмотке воспроизводящей головки. Затем этот сигнал усиливается и при необходимости корректируется.

Обобщенная структурная схема устройства магнитной записи и воспроизведения сигналов представлена на рисунке 3.1

Рис. 3.1. Структурная схема аппарата магнитной записи

Перемещение носителя записи (НЗ) осуществляет движущий механизм, который в случае использования ленты в качестве НЗ называется лентопротяжным (ЛПМ). Лентопротяжный механизм перематывает носитель записи с катушки К1 на катушку К2. Запись сигнала осуществляет магнитная головка записи (ГЗ), а воспроизведение - головка воспроизведения (ГВ).

Входной сигнал подается в обмотку записывающей головки и создает в ее сердечнике магнитный поток. Сердечник головки имеет рабочий зазор, в районе которого возникает поток рассеяния, намагничивающий носитель записи. В процессе записи НЗ перемещается относительно ГЗ, так что изменения электрического сигнала во времени превращаются в изменения намагниченности по длине НЗ. При воспроизведении НЗ транспортируется около ГВ, при этом часть остаточного магнитного потока носителя протекает в сердечник ГВ и наводит ЭДС в ее обмотке.

Записываемые сигналы усиливаются усилителем записи УЗ, а воспроизводимые - усилителем воспроизведения УВ.

При записи носитель записи может намагничиваться вдоль направления записи (продольно), либо под углом 90° к поверхности носителя(перпендикулярно) - рисунок 3.2. Перпендикулярная запись позволяет существенно увеличить плотность записи (до 20000 на 1 мм длины дорожки) и применяется в основном для цифровой записи сигналов.

Рис. 3.2. Продольная (а) и перпендикулярная (б) записи

В зависимости от расположения дорожек по отношению к ленте запись может осуществлятьсяпродольно (в аналоговых магнитофонах),поперечно илинаклонно-строчно (в цифровых магнитофонах и видеомагнитофонах).

Для осуществления записи НЗ необходимо подготовить, т.е. удалить с него записанные ранее сигналы. Процесс удаления сигналов с НЗ называется стиранием и осуществляется с помощью головки стирания (ГС), на которую подается высокочастотный сигнал от генератора ГВЧ. Эти же высокочастотные колебания подаются в записывающую головку вместе с сигналом для улучшения характеристик записи. Такой режим записи называетсязаписью с высокочастотным подмагничиванием.

Тракт записи-воспроизведения, который располагается от входа записывающей головки до выхода воспроизводящей головки, имеет определенные амплитудно-частотные, фазовые и амплитудные характеристики, причем эти характеристики не идеальны. Поэтому запись и воспроизведение сигналов сопровождаются искажениями, величина и характер которых зависят от режима записи, свойств лент, головок и особенностей их взаимодействия. Искажения сигналов частично компенсируются путем внесения предыскажений в записываемые сигналы в УЗ, а воспроизводимые сигналы подвергают коррекции в УВ.

Для согласования параметров сигнала с характеристиками тракта (например, по частотному или динамическому диапазону) применяют преобразование входного сигнала (различные виды модуляции: частотная, широтно-импульсная, цифровое преобразование), которое выполняется во входном преобразователе, а восстановление сигнала осуществляется "в выходном преобразователе.