4. МАГНИТНАЯ ЛЕНТА

Для магнитной звукозаписи и видеозаписи в качестве носителя применяют ферромагнитную ленту, состоящую из основы, на которую нанесен слой ферромагнитного вещества (рабочий слой). В качестве основы ленты применяют диацетилцеллюлозу, триацетилцеллюлозу, лавсан. Наилучшим материалом для основы является лавсан (полиэтилентерефталат). Для изготовления рабочего слоя магнитных лепт применяют гамма-окисел железа, феррит кобальта, двуокись хрома и др. Наибольшее распространение в современных лентах получил гамма-окисел железа. В настоящее время применяется порошок гамма-окисла железа с частицами игольчатой формы и размерами 0,1—0,5 мкм. Объемная концентрация магнитного порошка в рабочем слое у разных лент составляет 30—45%.

Для звукозаписи выпускают большое количество типов магнитных лент. Общепринятого обозначения лент пока нет, и изготовители обозначают их по-разному. В СССР тип ленты ранее обозначался порядковым номером разработки (например, тип 2, тип 6, тип 10). Согласно ГОСТ 17204—71 «Ленты магнитные. Система обозначения типов» с 1972 г, введена новая система обозначения. По этой системе типы лент обозначают комбинацией из пяти элементов.

Первый элемент — буквенный, обозначающий назначение ленты: А — звукозапись; Т — видеозапись; В — вычислительная техника;. И — точная  запись.

Второй элемент — цифровой (от 0 до 9), обозначающий материал основы: 2 — диацетилцеллюлоза (ДАЦ); 3 — триацетилцеллюлоза; 4 — полиэтилентерефталат.

Третий элемент — цифровой (от 1 до 9), обозначающий толщину ленты: 2-—18 мкм, 3—27 мкм; 4—37 мкм; 6—55 мкм; 9 — свыше  100 мкм.

Четвертый элемент — цифровой (от 01 до 99), обозначающий номер  технологической разработки.

Пятый элемент - численное значение номинальной ширины ленты в миллиметрах.

После пятого элемента применяется дополнительный буквенный индекс: П —для перфорированных лент; Р —для лент, используемых в радиовещании; Б — для лент к бытовым магнитофонам.

Согласно рекомендации Международной электротехнической комиссии (МЭК) от 1959 г. по ГОСТ 8303—76 «Ленты магнитные. Основные размеры» ширина лент принята равной 6,25 ± 0,05 мм. В последнее время выпускают ленты шириной 3,81 мм, которые применяют в кассетных магнитофонах. Толщина ленты по ГОСТ 8303—76 55⁺⁰_-5, 37⁺⁰_-5, 27⁺⁰_-2 и  18⁺⁰_-2 мкм.

Магнитные ленты оценивают по следующим показателям: физико-механическим, определяющим свойства лент при механических и климатиче­ских воздействиях; магнитным, определяющим свойства в магнитном поле, рабочим, характеризующим чувствительность магнитной ленты к воздействиям при записи и искажения сигнала при записи и воспроизведении.

К физико-механическим показателям лент относят следующие:

нагрузка, соответствующая пределу текучести,, она, характеризует прочность ленты при статическом нагружении;

относительное удлинение под нагрузкой, т, е. изменение длины ленты при заданной статической нагрузке;

работа ударного разрыва, т. е. прочность ленты при динамическом нагружении;

остаточное удлинение после ударной нагрузки характеризует необратимые изменения длины ленты после динамического нагружения;

абразивность, т. е. степень износа лентой магнитных головок и других неподвижных деталей лентопротяжного механизма, с которыми соприкасается лента в процессе движения;

сабельность — деформация ленты по длине (вызывается в основном вытягиванием края ленты при резке); это приводит к ухудшению контакта ленты с магнитными головками и перекосам ленты относительно магнитных головок.

В табл. 16 приведены физико-механические показатели различных лент [68].

Магнитные свойства лент зависят от магнитных свойств исходного порошка, объемной концентрации порошка в рабочем слое и степени ориентации порошка в нем и характеризуются коэрцитивной силой (Н_с), остаточным магнитным потоком насыщения, остаточной намагниченностью насыщения (I_r) или максимальной остаточной индукцией (В_r)

 

 

и относительной начальной магнитной проницаемостью (μ). Основные показатели магнитных свойств различных лент приведены в табл. 17.

 

 

К рабочим показателям относят электроакустические, т. е. чувствительность, частотную характеристику, нелинейные искажения, шум ленты, уровень копирэффекта, уровень оптимального подмагничивания. На практике рабочие показатели ленты определяют сравнением специально отобранного типового носителя записи с испытуемым.

Чувствительность ленты характеризует отношение величины остаточного магнитного потока к низкочастотному полю головки записи. Относительная чувствительность — отношение (дБ) остаточного магнитного поля при записи сигнала с частотой 400 Гц к остаточному потоку на типовой ленте в том же режиме записи. Чем выше чувствительность ленты, тем меньше должно быть усиление усилителя записи.

Частотная характеристика — разность (дБ) между отдачей типовой и испытуемой лент на частоте 10 кГц при заданной скорости записи. Частотная характеристика ленты зависит от ее магнитных свойств, толщины рабочего слоя, однородности частиц, качества поверхности рабочего слоя и от режима подмагничивания.

Нелинейные искажения оцениваются по третьей гармонике. Коэффициент третьей гармоники равен отношению напряжения третьей гармоники к напряжению первой гармоники сигнала с частотой 400 Гц на выходе усилителя воспроизведения. Это абсолютная характеристика, определяющая нелинейные искажения сквозного тракта, включающего усилитель записи, магнитную ленту и усилитель воспроизведения.

Относительный уровень модуляционного шума (шум ленты) равен отношению (дБ) напряжения шума ленты, намагниченной постоянным током, к максимальному значению напряжения сигнала, измеренных на выходе усилителя воспроизведения.

Уровень копирэффекта определяется при частоте сигнала записи 400 Гц и времени хранения записи 24 ч. Он равен отношению (дБ) наибольшего сигнала копии к максимальному сигналу записи.

Оптимальным подмагничиванием называют подмагничивание, при котором чувствительность магнитной ленты максимальна. Для экспериментального определения уровня оптимального подмагничивания снимают характеристику подмагничивания — зависимость отдачи ленты от тока высокочастотного подмагничивания при постоянном токе записи. Координата вершины полученной кривой определяет уровень оптимального подмагничивания. На практике измеряют относительное значение уровня оптимального подмагничивания, равное выраженному в децибелах отношению уровня оптимального подмагничивания испытываемой ленты к оптимальному подмагничиванию типовой ленты.

Электроакустические показатели зависят от толщины рабочего слоя и объемной концентрации порошка. С увеличением толщины рабочего слоя ленты при прочих равных условиях увеличивается чувствительность, снижаются нелинейные искажения и шум намагниченной ленты, ухудшается частотная характеристика и увеличивается уровень копирэффекта.

С увеличением объемной концентрации порошка в рабочем слое при прочих равных условиях улучшается чувствительность, частотная характеристика, снижаются нелинейные искажения и шум намагниченной ленты, повышается уровень копирэффекта. Уровень оптимального подмагничивания с увеличением концентрации порошка уменьшается, а с увеличением толщины рабочего слоя увеличивается. Стремятся к возможно большему увеличению объемной концентрации порошка и уменьшению рабочего слоя ленты.

Электроакустические показатели магнитных лент приведены в табл. 18. Значения тока высокочастотного подмагничивания (ВЧП), относительной чувствительности, частотной характеристики лент, изготовляемых в СССР, приведены относительно типовой ленты типа 2. В последнее время выпущена новая типовая лента А4403-6 толщиной 37 мкм.

Лучшими магнитными лентами для магнитофонов являются следующие [68]:

для студийных магнитофонов при скорости 38,1 см/с и стандартном уровне записи PER 525 (стерео), SPR50LH, LGR30P;

для студийных магнитофонов при увеличенном уровне записи PER555 и LR56P;

для студийных магнитофонов при скорости 19,05 см/с LPR35LH;

для катушечных бытовых магнитофонов PES35LH, SD;

для кассетных бытовых магнитофонов UD35, HE35.

 

 

 

Измерительные магнитные ленты предназначены для проверки и испытания магнитофонов. Они содержат нормированные записи, позволяющие определить усиление и частотную характеристику канала воспроизведения, установить угол наклона рабочих зазоров магнитных головок, измерить коэффициент колебаний скорости, ленты и коэффициент детонации. До 1978 г. измерительные ленты для студийных и репортерских магнитофонов обозначались ЛИР. 1978 г. обозначение заменили на ЛИМ.

Измерительные ленты для проверки студийных и репортерских магнитофонов согласно ГОСТ 8304—77 изготавливают следующих типов:

ЛИМ.1.У для проверки усиления канала воспроизведения монофонических магнитофонов;

ЛИМ.1.Ч для проверки амплитудно-частотной характеристики канала воспроизведения монофонических магнитофонов;

ЛИМ.1.Н для проверки и установки угла наклона рабочих зазоров магнитных головок монофонических магнитофонов;

ЛИМ.Д для измерения коэффициента колебания скорости ленты монофонических и стереофонических магнитофонов;

ЛИМ.2.У для проверки усиления и положения каналов воспроизведения стереофонических магнитофонов;

ЛИМ.2.Ч для проверки амплитудно-частотной характеристики каналов воспроизведения и установки угла наклона рабочих зазоров магнитных головок стереофонических магнитофонов;

ЛИМ.2.В для проверки правильности установки стереофонических магнитофонов по высоте.

 

 

В условном обозначении лент буквы ЛИМ означают лента измерительная магнитная, следующие после точки, цифра и буква за ней — число дорожек магнитофона, для проверки которых предназначена лента и проверяемый параметр. В зависимости от скорости движения (38,1; 19,05; 9,53 см/с) изготовляют ленты трех групп, обозначаемых 38; 19 и 9. Ширина дорожек записи и их расположение в зависимости от типа ленты показаны на рис. 122.

Пример условного обозначения ленты для проверки амплитудно-частотной характеристики каналов воспроизведения и установки угла наклона рабочих зазоров магнитных головок стереофонических магнитофонов, работающих при скорости 19,1 см/с: ЛИМ.2.У. 19 ГОСТ 8304—77.

Содержание записи в измерительных лентах. На лентах ЛИМ.1.У и ЛИМ.2.У групп 38 и 19 записан сигнал 1000 Гц и группы 9—315 Гц коэффициент гармоник при измерении на выходе канала воспроизведения не превышает 3%. Уровень записи ЛИМ.1.У для групп 38 и 19 составляет 320 нВб/м, для группы 9 — 256 нВб/м с пределами отклонения ±0,3 дБ. Уровень записи ЛИМ.2.У составляет 510 нВб/м при тех же пределах отклонения. Запись осуществлена при угле наклона рабочего зазора магнитной головки к направлению движения ленты 90° ± 2', для ленты типа ЛИМ.1.Ч и ЛИМ.2.Ч — при угле наклона рабочего зазора головки записи 90° ± 1,5'. На ленте ЛИМ.1.Ч записаны следующие частоты с пределами отклонения ± 1%.

Группа 38: 1000; 16 000, 1000; 31,5; 63; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 6300; 8000; 10 000; 12 500; 16 000; 18 000; 1000 Гц.

Группа 19: 1000; 14 000; 1000; 31,5; 40; 63; 80; 125; 250; 500; 1000; 2000; 4000; 6300; 8000; 10 000; 125 000; 14-000; 16 000; 18 000; 1000 Гц,

Группа 9: 315; 12 500; 315; 40; 63; 80; 125; 250; 800; 1000; 2000; 4000; 6300; 8000;.10 000; 12 500; 14 000; 315.

 

 

Уровень записи для групп 38 и 19 на частоте 1000 Гц, а для группы 9 на частоте 315 Гц составляет примерно 10% (20 ± 1 дБ) от максимального. Номинальную амплитудно-частотную характеристику остаточного потока канала, являющуюся результатом сложения двух частотных характеристик: полного сопротивления параллельной RC-цепи с постоянной времени τ₁ и полного сопротивления последовательной RС-цепи с постоянной времени τ₂, определяют по формуле

где f — частота, Гц; τ₁ и τ ₂ — постоянные времени, с.

Частотные характеристики, дБ, для групп 38, 19 и 9 приведены в табл. 19.

На ленте ЛИМ.2.Ч записаны следующие сигналы с пределами отклонения ± 1%. Группы 38 и 19 — частота 1000 Гц, группа 9 — частота 315 Гц, для всех групп — белый шум в полосе частот 1000—10 000 Гц. Номиналы и последовательность частот групп 38 и 19 те же, что и группы 38 ленты ЛИМ.1.Ч, а группы 9 те же, что и группы 9 ЛИМ.1.Ч.

Лента ЛИМ.1.Ч записана при угле наклона рабочего зазора магнитной головки записи 90° ± 0,5' и обеспечивает уровень воспроизведения при правильно установленной головке воспроизведения на 14 дБ (± 1 дБ) ниже максимального. Для группы 38 записывается сигнал 4000 Гц, для группы 19 — сигнал 2000 Гц, для группы 9 — сигнал 1000 Гц (пределы отклонения — 3%). Чувствительность ленты ЛИМ.1.Ч, определяемая как выраженный в децибелах размах колебаний стрелки электронного вольтметра, включенного на выход магнитофона, соответствующего перекосу рабочего зазора магнитной головки на одну угловую минуту, равна 2 дБ/мин (± 0,5 дБ/мин), Лента ЛИМ.Д содержит гармонический сигнал 3150 Гц ± 2% при уровней записи на 12 дБ ± 1 дБ ниже максимального для групп 38 и 19 и на 16 дБ ниже максимального для группы 9. Колебания скорости не превышают ± 0,4% для группы 38, ± 0,06% для группы 19, ± 0,10% для группы 9.1 Коэффициент детонации не превышает ± 0,01 для группы 38, ± 0,02 для группы 19, ± 0,03 для 9 группы. Лента типа ЛИМ.2. В изготавливается только для группы 38 и содержит сигнал записи 1000 Гц ± 3% с уровнем, примерно равным максимальному.