УЗБЕКСКОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ  И  ИНФОРМАТИЗАЦИИ

 

ТАШКЕНТСКИЙ  УНИВЕРСИТЕТ  ИНФОРМАЦИОННЫХ  ТЕХНОЛОГИЙ

 

 

 

 

                                                                               Кафедра телевидения и   

                                                                                            радиовещания

 

 

 

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

к виртуальной лабораторной работе

по курсам «ЭЛЕКТРОАКУСТИКА» и  «ТЕЛЕВИДЕНИЕ И РАДИОВЕЩАНИЕ»

для студентов, обучаюшихся по специальностям:

В 5140900,В 5522000, В 5522100

 

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОТЕРЬ ПРИ ВОСПРОИЗВЕДЕНИИ МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ ЗВУКА.

 

 

 

 

 

 

                                            Ташкент 2005

 

 

 

 

1.Цель и содержание работы

1.1.  Изучение структурной  схемы аппаратуры магнитной записи и воспроизведения звука.

1.2.  Изучение конструктивных особенностей каналов записи  и  воспроизведения звука.

1.3.  Изучить структуру программного обеспечения.

1.4.  Виртуальное исследование влияния конструктивных параметров тракта воспроизведения  на величину возникающих потерь.

 

 

2.Задание

2.1.    Изучить структурную cхему аппаратуры магнитной записи звука.

2.2.    Ознакомиться с конструктивными особенностями каналов записи и воспроизведения звука.

2.3.    Ознакомиться с методикой проведения работы.

2.4.    Ознакомиться с принципом работы программы.

2.5.    Виртуально исследовать влияние ширины рабоче го зазора головки воспроизведения на величину  щелевых потерь

2.6.     Виртуально исследовать влияние величины контакта  магнитной ленты с головкой воспроизведения  на величину контактных потерь

2.7.    Виртуально исследовать  влияние толщины магнитного слоя  носителя записи  на величину  слойных потерь.

 

 

3.Краткие теоретические  положения

Воспроизведение магнитной записи звука основано на  взаимодействии магнитного носителя записи с головкой воспроизведения. Фонограмма, движущаяся при воспро

изведении  с той же скоростью, как и при записи, соприкасается  ферромагнитным слоем с сердечником  воспроизводящей   головки.  В результате замыканий магнитного потока фонограммы через сердечник, согласно закону электромагнитной индукции, это вызывает появление ЭДС в обмотке воспроизводящей  головки.  Поскольку магнитный поток по длине фонограммы изменяется в соответствии с законом  изменения во времени записанного сигнала, то также во времени изменяется и поток в сердечнике. Индуктируемая ЭДС прямо пропорциональна частоте сигнала , числу витков обмотки    и остаточному  магнитному потоку Ф ленты, замыкающемуся через сердечник:

                                                       

е = knfф

   где k  - коэффициент пропорциональности.

            Частотная характеристика ЭДС воспроизводящей головки изображена на рис.1., из которого видно, что она в идеальном случае представляет  собой  прямую с крутизной  6дБ на октаву. В реальности  же, на высоких  частотах (более 2кГц) характеристика  спадает, т.к. уменьшается   магнитный поток  ленты, замыкающийся через  сердечник из-за волновых  потерь. Основными из них можно считать нарушение контакта  между  головкой воспроизведения и лентой (контактные потери), щелевые и  слойные  потери.

 

         

 

 

 

 

 

 

      E, дБ                                                             

                              

                             f, Гц        рис.1. Частотная  характеристика 

                                                                             головки  воспроизведения.

                                                                                                                                                                                                                 

                                                                                           

 Ввиду отсутствия тесного контакта между головкой  воспроизведения и носителем                                                                             

 записи, всегда существует некоторый зазор а В результате  этого, часть потока замыкается  через сердечник   и создает ЭДС, а другая часть  магнитного потока  замыкается    в пространстве  между головкой и лентой  и не участвует в в создании ЭДС.

С увеличением      а  растет магнитное  сопротивление участка головка-лента и ЭДС уменьшается. Возникающие при этом потери называются  контактными, (рис.2(а)).

                                                       Ка = 54.5а/ λ, дБ ,                                                                                                                   

  Для уменьшения контактных потерь рабочие поверхности  головки и магнитной  ленты  тщательно полируют, однако неизбежная  шероховатость существует зазор а=1-3мкм.  Так ,при    а= 2мкм       и    λ= 12,7мкм  (υ =19,05см/с,  ƒ = 15000Гц )

Ка= 8,6дБ, а при      λ = 6,35мкм  (υ = 9,53см/с,   ƒ = 15000Гц)

Ка= 17,2дБ. В разах контактные потери определяются,     Ка= е-2πа/λ.

            Существенно на качество воспроизведения   влияют щелевые потери. Они возникают из-за  конечной  ширины рабочего зазора (щели головки)  и зависят от  соотношения ширины рабочего зазора  2б   и длины  волны записи λ.

            При  2б= λ   по ширине зазора укладываются  два магнита, магнитные потоки которых встречно направлены  друг другу  и результирующий  магнитный поток  равен нулю. Ему соответствует частота сигнала записи :

                 

ƒ=  υ/ λ =  υ/ 2б

                                                  

            График частотной характеристики коэффициента щелевых  потерь при б=2λ    имеет минимум, равный нулю, и  сигнал с ленты  не воспроизводится:  (рис.2(б)).

                                    

Кб= (sin)       (в разах)

 

Коэффицент слойных потерь  

Kd =  (рис. 2в)

 

 

Слойныее потери приводят к спаду уровня воспроизводимого сигнала  в области малых длин волн. Так при d=5 λ, слойные потери снижают отдачу более чем в 3 раза.

В процессе воспроизведения коротких волн записи (λ <d) основной поток  в головке создается за счет намагниченности ближайших к головке  слоев ленты. Если при записи величина ВЧ подмагничивания  была выбрана оптимальной для  ближайшего к головке слоя носителя для коротких волн, то отдача будет наибольшей. Но эта величина ВЧП для записи длинных волн будет недостаточной (λ ≥d)  и отдача будет малой. В этом случае при записи, когда  величина ВЧП меньше оптимальной,  критическая зона  лишь частично пересекает рабочий слой. Это приводит к неполному использованию рабочего слоя ленты и уменшению отдачи.   

Ка                                              Кδ

1                                                 1                                 

 

 

                                               

 

 

  а)        1          а/λ                      б)              1           2δ/λ

  

Кd                                                                                                           Крез.

                                

                в)        1                 d/λ                               г)      1      2δ/λ

 

 

Рис.2. Волновые потери.

 

Каждый из коэффицентов Кб, Ка, Кd  меньше 1 при λ 0. Величина магнитного потока, определяющая уровнь воспроизведения сигнала

Ф(x) = Ф0КаКδКd sin  ,

а,величина ЭДС,

 

,

 

 

где е0-максимальное значение ЭДС, f0- частота первого минимума частотной характеристики щелевых потерь показана на рис 2 г.

      

4.Описание программы.

Программа разработана на языке Паскаль, в операционной системе ДОС.

Функционирует также в операционных системах Windows 3/1,95,98.Имеет

ответствущие характеристики - Кd-коэффицент слойных потерь. графически интуитивно понятный интерфейс, удобный для управления. Результаты выводятся в графическом и в табличном виде.Программа позволяет изучать характеристики  коэффициентов щелевых, слойных и контактных потерь при различных скоростях движения носителя записи.Программа удобна тем,что дает возможность оперативно следить за изменениями   характеристики, и постепенно меняя несколько параметров, позволяет выбирать оптимальные значения соответствующих характеристик могнитофона.

Внизу экрана появляется меню, которые позволяюет выбирать для исследования :

 Ка- коэффициент контактных потерь.

Кб- коэффициент щелевых потерь.

Кd- коэффициент слойных потерь.

Общий вид программы показан на рис.3.

 

Рисунок 3. Общий вид программы

 

На правом краю экрана по вертикали находится еще одное меню(2- меню)

В нём находятся кнопки изменения численных значений скорости движения носителя записи. Изменяя по отдельности значения этих параметров,можно наблюдать на экране изменение графика зависимости выбранной  характеристики по первому  меню.

Кнопка «N точка» определяет точность рисования графика на экране, увеличивая или уменьшая количество вычисляемых точек характеристики.

Переход с одного меню к другому осущетвляется нажатием клавишы «Таb» клавиатуры

персонального компьютера. Нужный пункт меню выбирается клавишами, управляющими

курсорам  «        », «          », и  «      »,и «   » соответственно в горизантальном и вертикальном  меню. При нажатии клавиши пробела «Space» на выбранном пункте меню

эта кнопка меню «разжимается », отмечая выбор данного параметра в построении графика

характеристики. Пункт меню после этого остается фиксированным, что не позволяет ошибочно одновременно выбрать несколько параметров в данном меню. После выбора нужной требуемой для построения характеристики по первому меню, переходя на второе

меню, выбираются численные значения параметров исследумых характеристик.

5. Порядок выполнения работы.

           5.1. Согласно п.2.5. исследовать зависимость коэффициента щелевых потерь от длины волны. Для этого выбрать по первому меню Кδ, по второму- скоростьV

            5.2. Согласно п. 2.6 исследовать зависимость коэффициента контактных потерь от длины волны.Для этого выбрать по первому меню Ка, по второму- скоростьV

            5.3. Согласно п. 2. исследовать зависимость коэффициента слойных потерь от

длины волны. Для этого выбрать по первому меню Кd, по второму- скоростьV

 

6.Содержание отчёта

6.1. Структурная схема магнитофона.

6.2. Графики виртуального исследования коэффицентов волных потерь.

6.3. Выводы.

7. Контролные вопросы..

7.1. Нарисуйте структурную схему магнитофона и объясните назначение ее элементов.

7.2. На каком принципе основано воспроизведение сигналов магнитной записи звука.

7.3. Какие факторы влияют на величину отдачи при воспроизведение звука.

7.4. Объяснить конструктивные особенности головки записи, стирания, воспроизведения.

7.5. Что такое контактные потери ? Объяснить причину их возникновения. Нарисовать график коэффициента контактных потерь.

7.6. Что такое щелевые потери ? Объяснить природу их возникновения. Нарисовать график  коэффициента щелевых потерь.

7.7. Что такое слойные потери ? Объяснить природу их возникновения. Нарисовать график  коэффициента слойных потерь.

8.Литература.

8.1. Радиовещание и электроакустика/ под. ред. Ковалгина Ю.А.-М.Радио и связь,1999г.

8.2. Радиовещание и электроакустика/ под. ред. Гитлица М.В.-М. Радио и связь, 1989г.

8.3. И.Е.Горон «Радиовещание» - М. связь, 1979г.

8.4. А.А.Глухов «Основы звукового  вещания-М,связь 1977г

 

 

Методические указания к виртуальной лабораторной работе по курсам

«Электроакустика» и «Телевидение и Радиовешание»

для студентов, обучаюшихся по специальностям-

В 5140900, В 5522100

 

ИССЛЕДОВАНИЕ ПОТЕРЬ ПРИ ВОСПРОИЗВЕДЕНИИ МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ ЗВУКА.

 

Рассмотрены и одобрены к печати

на заседании кафедры ТВ и РВ

                                                                                                                2.05.05.г., протокол №19

Составитель ст. преп. Крапивинцкая Л.Н.

 

Ответственный редактор зав.кафедрой ТВ и РВ к.т.н,доц. Таджибаев Ш.З.

 

Корректор  Павлова С.И.