УДК 004.3

Повышение точности аппаратуры магнитной записи

Андрюхина Татьяна Николаевна – кандидат педагогических наук, доцент Самарского государственного технического университета.

Аннотация: В статье рассматривается метрологическое обеспечение для аппаратуры магнитной записи, указаны искажения, оказывающие воздействия на качество работы устройства, и пути их решения посредством измерительных приборов. Это было приведено на основании представленных характеристик, влияющих на точность регистрации сигналов измерительной техники, а также при помощи классификации магнитной записи.

Ключевые слова: аппаратура магнитной записи, измерительно-информационная система, передача информации, система управления, искажения.

Фундаментом для метрологического обеспечения является достижение такой цели, как постоянное улучшение качества продукции. Для точной магнитной записи используют аппаратуру, которая является важным элементом современных систем передачи информации, таких как: вычислительных, связных, измерительных информационных и других. Актуальность данной проблемы метрологического обеспечения описывается широким диапазоном распространения. На рис. 1 приведена классификация способов магнитной записи. [1]

Обозначения и сокращения на рис.: АМ (БАМ) – амплитудная (балансно-амплитудная); АЧ-ЧМ – частотная; ФМ – фазовая; ШИМ – широтно-импульсивная.

Рисунок 1. Классификация магнитной записи.

Аппаратура для точной магнитной записи (АМЗ) аналоговых электрических сигналов измерительной и управляющей информации считается важным связующим компонентом различного вида измерительных информационных систем, измерительно-вычислительных комплексов, а также автоматизированных систем управления технологическими процессами, используемых в различных сферах экономики производства страны.

При использовании аппаратуры для точной магнитной записи в качестве одного из блоков измерительных информационных систем ее метрологические характеристики оказывают воздействие на результирующие метрологические свойства для всей системы. Решение задач анализа ИИС, а именно оценки ее погрешностей по известным метрологическим свойствам ее блоков, а также задач анализа ИИС, нахождения требований к метрологическим характеристикам блоков системы с учетом заданных параметров ИИС и ее структуры, вызывает развитие всей системы метрологического обеспечения АМЗ, как составляющего блока ИИС. [2]

Для устранения проблем метрологического обеспечения для аппаратуры магнитной записи были определены два главных направления исследований. Первым направлением является формирование теории разнообразия систем метрологического обеспечения для средств совместных измерений для двух физических величин, а именно для электрического напряжения и времени. Вторым направлением является создание методов и средств поверки аналоговой аппаратуры для точной магнитной записи. [2]

В комплексе информационных измерительных систем АМЗ используют для записи и регистрации, для хранения и воспроизведение или считывания электрических сигналов измерительной информации без помех. Отметим также, что АМЗ используют и для трансформации сигнала и его вторичной передачи.

Схему аппаратуры магнитной записи изображена на рис. 2.

Рисунок 2. Обобщенная структурная схема аппаратуры для магнитной записи.

На рис. 2 представлена обобщенная структурная схема аппаратуры для магнитной записи и ее составные части:

1 – электронный микрофон;

2 – усилитель записи;

3 – усилитель воспроизведения;

4 – акустическая система;

5 – подающий узел;

6 – генератор высокой частоты;

7 – стирающая головка;

8 – записывающая головка;

9 – воспроизводящая головка;

10 – прижимной ролик;

11 – тонвал;

12 – приемный узел.

В качестве метрологической характеристики аппаратуры для магнитной записи рассматриваются такие характеристики, которые напрямую влияют и устанавливают точность измерительной информации при фиксации сигналов.

Аппаратура для магнитной записи берет своё начало с возникновения радиовещания и записи речи. Требования, предъявляемые к звукозаписи, определяют физиологические особенности слухового аппарата человека. Это напрямую связано с метрологическим обеспечением и направлено на совершенствование качества данного прибора.

Можно выделить такие источники искажений, как:

1. Частотные искажения. Такие помехи возникают в аппаратуре магнитной записи из-за неустойчивости характеристик амплитудно-частотных электронных блоков для записи и воспроизведения.
2. Фазовые искажения. Они образуются при записи электрических импульсов, выступает в качестве непрерывного изменения фазо-частотных характеристик электронных блоков для записи и воспроизведения, а также помехи в системе магнитная головка–лента–головка.
3. Нелинейность амплитудных характеристик сквозного канала для записи–воспроизведения, которая приводит к нелинейным помехам повторяющегося сигнала.
4. Паразитная амплитудная модуляция. Причиной данного искажения является неосуществленный контакт магнитной головки с лентой. Воспроизводится с магнитной лентой сигнала.
5. Собственный шум сигналограммы является отсутствие магнитной однородности ленты, потому что слой ленты включает в себя отдельные магнитные кристаллы разного размера, которые распределены хаотично.
6. Переходные помехи возникают при передаче импульсов с одного канала аппаратуры магнитной записи на другой: в головках записи и воспроизведения.
7. Эффект проникновения. Образующиеся токи Фуко защищают внутренние части аппаратуры магнитной записи от действия искажающегося внешнего переменного поля.
8. Эффект копирования. Слои магнитной ленты, которые прилегают друг к другу при сматывании в рулон, частично намагничиваются и создают «магнитные отпечатки».
9. Эффект саморазмагничивания заключается в том, что постоянные магниты противоположными полюсами направлены друг к другу.
10. Дефекты магнитной ленты, которые происходят в процессе эксплуатации:
    • износ ленты;
    • обрывы и склейки;
    • недостаточное натяжение носителя, вследствие чего образуются складки;
    • царапины рабочего слоя и другие. [3-4]

Для измерения искажений используются измеритель погрешности магнитной регистрации (ИМПР) и прибор для определения погрешности AМ3.

В Измерителе погрешности магнитной регистрации (ИПМР) использован рекуррентный регистр сдвига, включенный через сумматор по модулю два такой обратной связью, что при подаче импульсов в цепь сдвига регистра на выходе любого разряда последнего организуется псевдослучайный двоичный ряд максимальной длины (М-последовательность). [5]

Для исследования устройств аппаратуры магнитной записи изобретен прибор по определению погрешности АМЗ. При работе прибора напряжение синхронизации представляет собой гармонический сигнал от внешнего генератора, который проходит через разъем на входное устройство блока синхронизации для создания опорного напряжения и синхронизации. Амплитуда одной из полуволн напряжения синхронизации в определенный, заранее заданный момент времени в момент наступления импульса с генератора испытательного сигнала, оказывается большей величиной, чем остальные. Таким образом, момент формирования этой «меченой» полуволны определяется генератором, а именно временным положением формируемого испытательного сигнала. Напряжение синхронизации выводится на разъем «Выход синхронизация» и регистрируется по соседнему с испытуемым каналу АМЗ. [6]

Список литературы

1. Аксенов, В.А. Точная магнитная запись / В.А. Аксенов, А.И. Вичес, М.В. Гитлиц. – Москва: Энергия, 1973. – 280 с.
2. Слаев, В.А. Метрологическое обеспечение аппаратуры магнитной записи / В.А. Слаев. – Санкт-Петербург: 2004. – 174 с.
3. Гитлиц, М.В. Магнитная запись сигналов / М.В. Гитлиц. – Москва: Радио и связь, 1981. – 161 с.
4. Гордеев, Л.С. Аппаратура точной магнитной записи с частотной модуляцией / Л.С. Гордеев, А.А. Фридман. – Москва: Энергия, 1978. – 111с.
5. Слаев, В.А. Оценка точности магнитной записи / В.А. Слаев, А.Н. Баранов, А.И. Соболев. – Л.: ВНИИМ, 1975. – 67с.
6. Разработка и исследование образцовых средств поверки аналоговой аппаратуры магнитной записи–воспроизведения / А.Н. Баранов, Г.Д. Свердличенко, В.А. Слаев, А.И. Соболев, Г.П. Цивирко. – Л.: ВНИИМ, 1978. – 59 с.