К вопросу о конструировании аналоговых систем ПМЗ

[Древний юзер]

В свое время строил УВ по идеям из Радио 7/90.
Основная соль схемотехники - компенсация щелевых потерь головки.
Девайс на кт3107 и 157уд2 в Маяке-231 обскакивал на голову новые аппараты первой группы, что правда не удивительно ибо - 157ул1 :lol: рулитЪ и пендалитЪ...

Может на основе этой идеи наварганить что-то ламповое?

УВ строил на основе схемы 5.

 

[Jenyok]

Гибридный УВ кассетного магнитофона

Вот где то схемки надыбал, забыл уже где. Выкладываю для всех.

 

[AlexKorotov]

Усилитель записи.

Входной усилитель на пентоде 6Ж45Б и повторителе 6Н28Б усиливает до уровня 2.5в.
Это связано с применяемой головкой записи.
Головка записи имеет индуктивность 25 мГн; ток записи 0.15 ма; ток подмагничивания 0.25 ма.
R15 – калибровка под конкретный тип ленты.
Третий каскад – фазовращатель, улучшает запись имп. сигналов .
Четвертый каскад – повторитель, после него коррекция в НЧ и ВЧ (выше 2 кгц).
Контур на входе последнего (выходного) каскада подавляет ВЧ подмагничивание для уменьшения интермодуляции в вых. каскаде.
Основная ВЧ коррекция формируется на выходе УЗ.
Для формирования ВЧ подъема используются пара контуров C19L5 и C20L3, выходной трансформатор (4/1) согласует цепь коррекции и головку записи.
Индуктивность первичной обмотки более 400Гн, транс намотан на 1.5 кв. см пермаллое.

Режим входного предварительного усилителя (пентод + катод. повторитель) подстраивается сервоусилителем на транзисторах. Можно обойтись и без этой схемы, достаточно связать выход катодного повторителя (второй каскад) с экранирующей сеткой пентода через подстроечник в 100 ком, и после прогрева установить режимы.

 

[AlexKorotov]

Генератор стирания.

Генератор кварцованый (Q1), кварц на 256 кгц, формирователь на Q3 работает на счетный вход триггера 74LS74 – делителя частоты. Т.е. стирание происходит частотой 128 кгц.
Для подмагничивания используется 256 кгц. Контур L2C8 настроен на 256 кгц, исправляет форму до синусоидальной, а затем эмитерный повторитель (Q5) согласует этот выход генератора стирания с модулятором тока подмагничивания.
Двухтактный усилитель тока стирания раскачивается с парафазных выходов триггера, запись включается подачей уровня +12в через делитель R20,R18 на вход R.
Первый ОУ (U1A) масштабирующий и усиливает напряжение с регулятора тока подмагничивания, которое изменяется от 1 до 4 в. Выход первого ОУ через R7 уходит на модулятор тока подмагничивания. Диод D2 не дает напряжению на этом выходе падать менее 5 вольт, и предотвращает «защелкивание» ОУ TL072 в модуляторе тока подмагничивания
(т.к. питание везде однополярное).
Второй ОУ (U1B) работает с стабилизаторе тока стирания. Петля регулирования использует половину амплитуды на отводе трансформатора стирания, которая детектируется и подается на инвертирующий вход. Цепи на входе второго ОУ (U1B)
Обеспечивают плавное нарастание тока стирания.
Трансформатор стирания совместно с С15 образует контур настроенный на 128 кгц, головка стирания (330мкГ) и С16,С17 образует последовательный контур.

 

[Игорь Гапонов]

А не появились ли для магнитофонов головки, основанные на GMR? Теоретически это могло бы расширить частотный диапазон при воспроизведении, получить более ровную частотную характеристику. И вообще, хотя бы в теории возможно использование GMR в аналоговой звукозаписи?

Вы под "грифом" GMR подразумеваете магниторезистивный принцип преобразования? Если "да", то есть интересная книжка про них 80-х годов издания, автор Карпенко. Если интересно, уточню название.

Промышленных головок полу или четвертьдюймового ленточного формата я не знаю (это не значит, что их не было в природе). Теоретически преимущества перед индуктивными они имеют только в отношении С/Ш (ДД) на больших длинах волн записи (на НЧ). Это т.н. потокочувствительные головки. На средних длинах волн записи магниторезисты по С/Ш сравнимы с индукционными, а на высоких им уступают. Однако, т.к. в диапазоне частот магн.резист. головы имеют частотнонезависимое выходное сопротивление (очень низки собств. индуктивность и ёмкость датчика) и практически горизонтальную ЧХ от 0Гц "по магнитному потоку", то для них легче найти опимальный по ДД режим и топологию включения на входе УВ. УВ получается проще и имеет значительно меньшую "глубину коррекции" ЧХ по сравнению с обычными УВ. И практически "суммарный" выигрыш в С/Ш (ДД) получается в пользу магниторезистов.

В отношении нелинейных свойств магн.резистивных голов у меня сведений нет. Знаю, что для нормальной работы им необходимо "магнитное смещение" (как для усилителя-однотактника, магниторезистивный эффект- "чётный", магниторезисту без разницы, какое "отрицательное" или "положительное" поле воздействует на него, важно "абсолютное значение" поля) и т.н. "магнитное экранирование" (для снижения волновых потерь воспроизведения и исключения намагничивания носителя при воспроизведении полем смещения (!!!!)).

 

[AlexKorotov]

//В отношении нелинейных свойств магн.резистивных голов у меня сведений нет. Знаю, что для нормальной работы им необходимо "магнитное смещение" (как для усилителя-однотактника, магниторезистивный эффект- "чётный", магниторезисту без разницы, какое "отрицательное" или "положительное" поле воздействует на него, важно "абсолютное значение" поля) и т.н. "магнитное экранирование" (для снижения волновых потерь воспроизведения и исключения намагничивания носителя при воспроизведении полем смещения (!!!!)).//

В сканере магнитных меток-штрихкода стоит магн. резистив. голова - она примагничивает мелкие предметы

 

[AlexKorotov]

Модулятор тока подмагничивания.

Использован кусочек схемы Суховского САДП, в данном случае практически работает как стабилизатор тока подмагничивания, т.к. головка в альпайне хорошая и «коэффициент» оказался выкручен в минимум. Модулятор на Q1, затем двухтактный ус-ль на Q3,Q4 и полосовой фильтр для фильтрации всяких шумов и искажений частоты 256 кгц. На рисунке есть ошибка – С11=1000пф.

Две фильтр-пробки на выходе УЗ подавляют 256 кгц. Фильтр-пробка в сетке SRPP выходного каскада УЗ так же подавляет наведенные 256 кгц в УЗ.

 

[AlexKorotov]

Усилитель воспроизведения с пассивной коррекцией на полевиках и германии ОБ-ОК.

На закуску

Три транзистора 2SK170, пара нижних – каскод, верхний динамическая нагрузка.
Пассивная корректирующая цепь шунтирует выход каскода.
Большая постоянная времени формируется R5C6, меньшая R7C6.
Контур последовательно с коррекцией позволяет получить подъем АЧХ на ВЧ.
Четыре германиевых транзистора (ГТ308Б) дают дополнительное необходимое усиление (более10) для линейного выхода. Резистор R13 – установка линейного выхода.
Целью было попробовать германий без общих ООС, и обойтись без каскадов с общим эмиттером.
Блок питания на LM317 выдает 21 вольт на оба канала.
Звучит на уровне нувисторно-лампового УВ с входным повышающим трансом, но существенно проще в реализации.

 

[Игорь Гапонов]

Мне очень интересно читать Ваши сообщения, AlexKorotov. Однако, инета регулярного сейчас нет. Поэтому не могу активно обсуждать Ваши решения. Надеюсь таки со временем поделиться своими соображеними. Особенно относительно т.н. динамического подмагничивания. Но начну сейчас

...Недостаток большинства известных мне "динамических" способов ВЧП- в "спектральном" подходе к делу. Обратите внимание, что на больших длинах волн записи оптимальный ток ВЧП не зависит от длины волны записи. Причём "относительная ширина полосы независимости" (лямбда макс/лямбда мин, т.е для "НЧ части спектра") гораздо больше "относительной ширины полосы зависимости" (т.е. для "ВЧ части спектра"). Как Вы думаете, почему? (это не экзамен, смысл вопроса - показать ход моих домыслов и, что "неспектральный" подход здесь может выявить истинные причины основной проблемы прямой записи с ВЧП)

 

[AlexKorotov]

..Недостаток большинства известных мне "динамических" способов ВЧП- в "спектральном" подходе к делу. Обратите внимание, что на больших длинах волн записи оптимальный ток ВЧП не зависит от длины волны записи.

Это верно в некоторой степени для высоких скоростей носителя, в кассетном формате выше 1 кгц уже появляется зависимость от величины тока подмагничивания.

Причём "относительная ширина полосы независимости" (лямбда макс/лямбда мин, т.е для "НЧ части спектра") гораздо больше "относительной ширины полосы зависимости" (т.е. для "ВЧ части спектра"). Как Вы думаете, почему? (это не экзамен, смысл вопроса - показать ход моих домыслов и, что "неспектральный" подход здесь может выявить истинные причины основной проблемы прямой записи с ВЧП)

Небольшой зазор записывающей головки не дает возможность записывать ВЧ в глубоко в слой носителя, запись ВЧ преимущественно поверхностная, ВЧП просто размагничивает носитель.
Кросс-филд в кассетник не сделать, а записывающие головы формирующие необходимый "профиль" поля для лучшей записи ВЧ и сейчас не доступны, а в будующем и подавно
Вообще, для хороших головок эта САДП вообщем не нужна, т.к. большие уровни ВЧ приводящие к снижению ВЧП мне не встречались.
У меня в одном из магнитофонов сделано отключение САДП, причем светодиод индикации (а он уже был) подключен к усилителю, который в свою очередь включен после дифф. цепи в цепь управления модулятором. Так вот - он не мигает, т.е. САДП не работает на реальном сигнале.
Применяю САДП только из за возможности просто управлять и стабилизировать ток ВЧП.

 

[AlexKorotov]

Продолжение.

Подозреваю, что Вы считаете более эффективной запись с помощью ШИМ…
Я в свое время пробовал этот способ, но результат меня не порадовал
Звучало это совсем не впечатляюще, как то мелко…
Возможно это из за реализации, т.к повторять схемы с компараторами-модуляторами я не хотел. В результате сделал свою схему на м-с. 155АГ1 с ключевым усилителем на выходе. Вход одновибратора сразу получал запуск от ГСП, а сложный (управляемый усилителем) генератор тока заменял резистор формирующий временной интервал. Интегрирующая цепь и усилитель замыкали цепь ООС.
Как я подозреваю, линейность модулятора ШИМ должна быть высокой…

 

[Игорь Гапонов]

интересно вот что.

Кроме известной многим зависимости оптимльного тока ВЧП от длины волны записи для данных (фиксированных) условий записи (т.е. скорость носителя, свойства и толщина магнитного слоя, конфигурация поля в области записи (поле записи может быть и хитрым, типа, как в "кросс-филд" способе, но "состояние поверхности", "геометрия зазора" и "материал головки"- в конечном счёте определяют именно конфигурацию поля в области записи), существует ещё и зависимость этого тока от амплитуды син.сигнала одной и той же частоты.

Обычно упускают из вида и сам критерий оптимальности. Из монографий, освящённых МЗ, известно целых три разных (!), но таки оптимальных тока ВЧП (уверен, что Вы это знаете, но посмотрите на этот факт не со "спектральных позиций"). Первый- режим максимальной магнитной восприимчивости (чувствительности) носителя. Второй- режим наименьшей нелинейности намагничивания носителя. Третий- режим макс. ДД (тут есть "разветвление" на ДД по модуляционным шумам и на ДД по минимуму шума паузы). Эти токи по значению близки друг к другу. Но самое главное, они все определяются для синусоидальных сигналов! (с появлением кассетных носителей , т.е. для малых скоростей записи с глубокой ВЧ коррекцией, появился четвёртый, "частотный" критерий оптимальности тока ВЧП- критерий "максимальной широкополосности", тут то всё и смешалось в одну кучу: для разных "опорных" частот и уровней опорных син.сигналов оптимальный ток по этому критерию оказывается существенно разным! Сухов в Радио в своё время вслед за публикациями в авторитетных радио-журналах предупредительно писал о "подмагничивающем" действии ВЧ составляющих на НЧ при подаче в голову реального сигнала. Это и предопределяет, мол, только уменьшение тока ВЧП от какого-то значения по какому-то закону.
Начались поиски "закона"... Но это же не доказательство "единственно верного решения", а только один из способов "динамического подмагничивания"!)

Чтобы как-то "избавиться" от синусоид можно проанализировать поведение носителя для медленных процессов при разных токах подмагничивания. После этого вспомнить, когда и из-за чего "геометрически" начинаются ВЧ потери записи. Т.е. фиксируем ток подмагничивания. Для него строим амплитудно-амплитудную характеристику намагничивания носителя (АА) медленным тест сигналом (годится даже "постоянный ток"). Меняем значение тока ВЧП. Строим следующую АА. Получаем нечто подобное семеству ВАХ, но для конкретной пары головка-лента. Затем из начала координат проводим прямые под разными углами к оси амплитуд входного сигнала (типа, разные нагрузочные прямые на ВАХах). Пересечение каждой такой ЖЕЛАЕМОЙ АА с полученными АА определит ЗАВИСИМОСТЬ АМПЛИТУДЫ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА ПОДМАГНИЧИВАНИЯ ОТ ТОКА ("мгновенного"!) ЗАПИСИ. Мы получим семества МОДУЛЯЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК для управления амплитудой ВЧП. Уверяю Вас (просто я это делал лично и неоднократно), Вы получите самые разнообразные модуляционные храктеристики, причём порой совершенно неожиданные. Но они рулят, а не "спектры"!

 

[Jenyok]

Идейка для обсуждения и ваших мнений.
.
Как известно фильтр пробку на выходе УЗ настраивают на частоту ГСП вращая сердечник катушки индуктивности фильтр пробки. Сделать настройку подстроечным конденсатором не представляется возможным в виду малой емкости перестройки подстроечного конденсатора, да и самой малой емкости подстроечного конденсатора. Вот, а не попробывать ли в качестве подстроечного конденсатора в фильтр пробке использовать варикапы с настройкой фильтра пробки напряжением - изменением емкости варикапа. Самое главное и проще и точнее (а точнее потому, что вращая сердечник катушки фильтр пробки даже специальной не магнитной отверткой из текстоллита или эбонита вносятся дополнительные искажения в настройку фильтр пробки).
.
Вот такая вот идейка на ваше обсуждение.

 

[ХРЮН]

Не только швейцарская механика не устаревает , МЭЗы и Звук'и-1
тоже вполне имеют такое свойство. Если б я в свое время с магнитной записью не завязал по принципиальным соображениям навсегда и бесповоротно - никогда бы не расстался со своим М64. Я думаю, такие
двигателЯ, как в нем, никакие швейцарцы и осваивать бы не стали, жаба не позволила бы. А уж если вспомнить "логический блок" управления этими двигателями и всем ЛПМ на реле ТКЕ53 и ТКЕ56 . Кстати, вспоминаю, что пришлось химичить со стиранием-подмагничиванием по образцу Вильмы102 - т.е. делать частоту тока стирания равной строго половине частоты тока подмагничивания (в случае повышения ее до 120 кГц - стирание 60 кГц), т.к. иначе (вроде бы, если не забыл!) качество записи-то улучшалось, а вот качество стирания ухудшалось. Возможно,
что это не есть общее свойство, а было "локальное" явление.

 

[JAS]

Это "свойство" именно конкретных стирающих головок!
Но, к сожалению, большинство наших головок было именно такими...

 

[Dragun]

Я про "пеньки" писал... сейчас роли. В 67-69г. ленты катушечные ещё не достигли своего апогея

 

[JAS]

Я про "пеньки" писал... сейчас роли. В 67-69г. ленты катушечные ещё не достигли своего апогея

Ну что такое пеньки и роли наверное только мне непонятно...
Первые кассетники появились как раз во второй половине 60х, ленту для них срочно начали разрабатывать - деньги брали на это с развития лент для катушечников!!! Катушки замерли...
Это всё про серьёзных производителей, в СССР передирание запоздало на 10 лет, вот и получились хорошие ленты для катушек только к концу 80х! Когда надо было выпускать хорошие кассеты...

 

[Игорь Гапонов]

В общем-то, ленточный прогресс "остановился" на "кассетах для цифровой записи информации с металлопорошковым рабочим слоем" . В "аналоговом направлении" прогресс остановился на известных лентах для видеозаписи с "микрокапсулированными зёрнами". Данной ветки это таки касается! (как не покажется странным на первый взгляд).

Поясню, каким боком... Практически все промышленные образцы аппаратов для записи-воспроизведения ЗВУКА, изготовленные до середины 80-х годов пр. века, используют т.н. прямую запись с ВЧП. Лишь небольшая их доля использовала аналоговую ЧМ-запись (например от "Бенг-Олофсена", а прочие "шпионские-космические" дрЮчки не в счёт). Как правильно заметили выше, с середины 60-х показатели качества АМЗ стал определять-ограничивать сам носитель: разрешающую способность- количество "магнитных штрихов" на единице длины; и точность- шумы и нелинейность. Эти два параметра, разрешающая способность и точность (первый, как осн. характеристика "цифровых" носителей, второй- как "аналоговых" носителей) очень тесно связаны друг с другом. Связь- через "доменный принцип" намагничивания носителя: т.е. очень много маленьких магнитиков, которые могут "перемагничиваться" в рабочем слое. Поэтому, САМ эффект воздействия ВЧП на носитель и его последствия сохраняются независимо от профзаточки самой "ленты"!!!

Отличия же в следующем. Ленты "для звука" имели (простите, имеют до сих пор!) низкий "шум в паузе" и низкую, порой очень низкую нелинейность при намагничивании с ВЧП. Например, студийные носители от фирмы Скотч (известная ныне, как 3М, она ещё не умерла? кто знает?) имели Кг3 при перегрузке в 10дБ менее 0,5%(!!!!). Ленты для точной модуляционной и цифровой МЗ имели пониженные структурный-модуляционный и контактный шумы. Именно эти "два шума" определяют разрешающую способность "по штрихам". Именно поэтому произошли "микрокапсуляция" и "металлизация" видео и цифровых лент.

Что мешает применить, например, "цифровые" ленты для прямой аналоговой записи СЕЙЧАС? Прежде всего, даже не "упаковка" носителя (кассета, ширина ленты и т.д.)! Ограничивает возможности- материал сердечника головки записи! Именно ОН не позволяет достичь нужного и очень высокого уровня напряжённости магнитного поля, который требуется, чтобы "раскачать" цифровой носитель до полной возможной амплитуды намагниченности в очень малой области на сбегающем крае зазора, причём с очень малыми нелинейными искажениями....

 

[J.Impro]

Сердечник не нужен!

 

[Игорь Гапонов]

Да, есть такое. Называется "одновитковая проводниковая головка". И ток записи+подмагничивания может оказаться приемлемым, а не расплавляющим. Однако, ни одного мага с такой записывающей дрЮчкой я не видел. Может патент возьмёте, маэстро?