Запись низких частот

Как видно из ф-лы (6.16), напряжение, снимаемое головкой воспроизведения с ленты, на которой амплитуда остаточного потока на всех частотах одинакова, падает с уменьшением частоты. Это затрудняет воспроизведение низкочастотных записей. Избежать этого явления можно разными путями:

а) ввести модуляцию магнитного потока в головке воспроизведения при помощи специального приспособления (рис. 6.29): колеблющийся с высокой частотой якорек в тыльной части ярма вызывает изменение магнитного сопротивления ярма.

Рис. 6.29. Головка с модулятором (1) магнитного сопротивления сердечника (2)

Рис. 6.30. Иллюстрация эффекта Холла

Эдс в головке имеет вид модулированного колебания без колебаний несущей частоты: где частота модуляции потока якорьком; частота записанного сигнала;

б) вести запись фазо-частотным или импульсно-модулированным колебанием. Модулирующее колебание в этом случае является записываемым сигналом;

в) применять головки воспроизведения, чувствительные не к скорости изменения потока, а к самой величине потока.

Первый из способов требует сложной системы головки и синхронной демодуляции. Второй — весьма эффективен, но ограничивает диапазон частот записываемого сигнала. Основой его являются обычные радиотехнические методы модуляции — демодуляции, не специфические для магнитной записи. На третьем

способе следует остановиться в связи с разработками воспроизводящих головок, основанных на эффекте Холла.

Эффект Холла состоит в появлении разности потенциалов, направленной перпендикулярно току в проводнике, помещенном, в свою очередь, в магнитное поле нормальное к току. Разность потенциалов, или эдс Холла, перпендикулярна току и тюлю, ее величина связана с подвижностью и концентрацией свободных носителей зарядов в материале, из которого сделан проводник. Сказанное иллюстрируется рис. 6.30 и формулой:

где - эдс Холла, В — индукция магнитного поля (гаусс); ширина проводника в направлении магнитного поля (см); I — сила тока (А); — постоянная Холла, обратно пропорциональная концентрации свободных носителей тока

Постоянная Холла особенно велика у некоторых полупроводниковых материалов (германия и антимонида индия).

Рис. 6.31 Звуковоспроизводящая головка на эффекте Холла 1 — элемент Холла из пленки антимонида индия, 2 — магнитные концентраторы поля; 3 — немагнитный корпус

На рис. 6.31 схематически показана конструкция головки, основанной на эффекте Холла, с чувствительным элементом из пленки антимонида индия толщиной 0,9 мкм в виде опрокинутой буквы К, зажатой между двумя ферромагнитными башмаками, концентрирующими поле носителя. Полезное напряжение пропорционально постоянному току I, а мощность нагрева, выделяющаяся в чувствительном элементе, пропорциональна квадрату этого тока и обратно пропорциональна толщине и проводимости:

Проводимость материала, в свою очередь, пропорциональна подвижности носителей тока (средней скорости передвижения носителей в проводнике (под действием электрического поля

ничной напряженности), так что при заданной допустимой мощности нагрева из (6.17) и (6.18) можно получить:

Чтобы получить возможно большую чувствительность, следует применять материал с большим отношением и возможно более тонкий. Такими свойствами обладает антимонид индия Воспроизводящая головка, основанная на таком принципе, имеет частотнонезависимую характеристику чувствительности отношению к остаточному потоку записи, начиная от нулевой частоты, и позволяет получить отношение сигнал/шум более В области высоких частот, в виду независимости эффекта Холла от частоты вплоть до десятка гигагерц, свойства таких головок определяются только потерями чувствительности из-за щелевых искажений так же, как и в обычных головках. Некоторым недостатком головки с элементом Холла является то, что в полупроводниковом элементе Холла существуют так называемые шумы», спектральная плотность которых тем больше, чем ниже частота. Избежать появление этих шумов можно, применяя модуляцию, которая состоит в том, что вместо постоянного тока питания через элемент Холла пропускают высокочастотный ток и выходе головки получают высокочастотную с амплитудой, пропорциональной магнитному полю. Усиленная после детектора позволяет восстановить записанный сигнал, избавленный от шумов».