Sistemas de Audio. Grabación Magnética

Audio. Magnetófono. Proceso de grabación. Curva de transferencia H-B. Polarización. Desajuste

  • Enviado por: Lombarde
  • Idioma: castellano
  • País: España España
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  • GRABACION MAGNETICA ANALOGICA

  • Estos sistemas son idoneos para el almacenamiento de una gran cantidad de informacion en un espacio reducido y de facil acceso.

    VENTAJAS

    • Posibilidad de reutilizacion del soporte.

    • Equipos de sencillo uso con amplia gama en el sector comercial.

    INCONVENIENTES

    • Limitacion de la (S/N) por saturacion y ruido.

    • Deterioro de la informacion almacenada por abrasion, temperatura o estiramientos.

    • Limitacion de la densidad de almacenamiento.

  • Magnetofono

  • Conjunto de elementos mecanicos, electricos y magneticos destinados a permitir el almacenamiento y reproduccion de la senal de audio.

    Elementos mecanicos que constituyen el mecanismo de arrastre de la cinta asi como el suministro de potencia para los motores de transporte, solenoides, amplificadores y circuiteria de control.

    La cinta es el soporte de grabacion y reproduccion. Su velocidad es constante.

    Las cabezas magneticas, encargadas de realizar la conversion de la senal electrica en senal magnetica y viceversa en el proceso de reproduccion.

    • Cabeza de grabacion, transductor que convierte la corriente electrica en campos magneticos.

    • Cabeza de reproduccion, la informacion magnetica la convierte en electrica.

    • Cabeza de borrado, desorienta los imanes orientados en la grabacion.

    Estas funciones pueden estar realizadas por una sola cabeza (G-R). A la cabeza de grabacion le llegan la senal de audio amplificada mas una senal de polarizacion, BIAS, que es una senal de alta frecuencia que proporciona una gran mejora en la fidelidad de registro de estos sistemas.

    Cinta magnetica, compuesta de pequenas particulas de material magnetico depositadas con un aglutinante sobre un soporte plastico de poliester. Cada una de las particulas se comporta como un iman con una magnetizacion fuerte pero que pueden cambiar su polarizacion N/S.

    El objetivo de las cabezas es orientar los imanes a una senal de audio y leer la orientacion y convertirla en senal electrica. Las particulas que se usan son:

    • Oxido Ferrico. Fe2 O3. Este material es el mas usado. Barato, uniforme y se posee experiencia en su fabricacion y uso. Variaciones: Oxido de Fe impurificado con cobalto. Un 4% de los iones ferricos han sido sustituidos por cobalto. Sus propiedades dependen de la temperatura pero se consigue mejora en su magnetizacion. Oxido Fe con cobalto absorbido. Fe2 O3 modificado en su superficie. Se obtienen produciendo una reaccion de las particulas de Fe2 O4 - Fe2 O3.

    • Dioxido de Cromo. C2 O2. Las particulas pueden fabricarse en un tamano uniforme. Se dispersan con prontitud y se orientan facilmente. Tienen una caracteristica de registro para longitudes de onda corta excelente. Su conste y su poder de abrasion es mayor.

    • De Metal. Fe. Magnetizaciones que son tres veces las del Fe2 O3. Pueden ser de menor tamano, sin que comiencen a ser paramagneticas (un campo exterior no desordena las particulas). Incompatibilidad con equipos para grabar y reproducir.

  • Proceso de Grabacion

  • Consiste en la creacion de una huella magnetica en la cinta que sea fiel reflejo a la senal de audio a grabar.

    La senal electrica de audio crea un campo magnetico, hacemos pasar esta senal de audio por unas bobinas, las cuales encaminan las lineas de fuerza magnetica a traves del material ferromagnetico. La cinta se encuentra enfrentada al entrehierro de la cabeza de grabacion, que no deja pasar las lineas magneticas y que cierran el camino mediante la cinta, quedando asi magnetizadas las particulas.

    Las lineas de campo son proporcionales a la senal de audio y por lo tanto la senal grabada es proporcional a la de audio.

  • Proceso de Reproduccion

  • Reproduccion de la senal a partir de la huella magnetica creada en al cinta.

    Fem. es proporcional a las variaciones de flujo.

  • Propiedades Magneticas de la Materia

  • Sabemos que al aplicar una I a un conductor se produce un campo magnetico: H [A/m]. Un campo muy potente tiene mayor nº de lineas de flujo circulando a traves de un area dada que un campo debil, pudiendo medirse la I en terminos de: B [Wb/m2] --> Tesla. Al aplicar un H en un material ferromagnetico se crea en el una induccion que depende de : B=μ(H+M).

    M --> Magnetizacion o imanacion del material.

    μ --> Permeabilidad magnetica del material

    μ= (densidad de flujo del material)/(densidad de flujo en el aire)

    Br: Densidad de flujo remanente o remanencia, es la retencion o almacenamiento de la densidad de flujo B, despues de que se ha eliminado el campo magnetico H.

    Br= μ*M

    • Ciclo de Histeresis

    H': Valor del campo magnetico que nos indica el umbral de la zona reversible del material.

    Brsat: Induccion remanente de saturacion del material.

    Hmax: Valor del campo magnetico para el cual alcanzaremos la induccion de saturacion.

    ± He: Coercitividad del material. Campo magnetico a aplicar para obtener una densidad de flujo remanente cero despues de saturar el material.

    • Segun su ciclo de Histeresis:

    - Materiales Blandos: Se desorientan facilmente sus imanes elementales. Usados para la construccion de cabezas magneticas.

    - Materiales Duros: Una vez orientados necesitan un gran campo magnetico para que sus imanes sean desorientados. Usados para cintas de grabacion.

  • Estudio de la curva de transferencia H-Br

  • Nos interesa estudiar la cantidad de informacion magnetica con la que se queda la cinta (Br) ante un campo magnetico aplicado. En el ciclo de histeresis, antes de llegar a la curva de saturacion habia dos zonas, una reversible y otra no reversible.

    Nos interesa que la senal se quede grabada en la zona irreversible. Para evitar grabar en las otras dos zonas se emplea la polarizacion vias por corriente alterna.

    Lo que hemos hecho al introducir al polarizacion es descentrar el ciclo de histeresis a un valor mas alto para que la senal quede grabada en la zona lineal. Al sumar a la senal de audio una I de polarizacion desplazamos la senal a la zona irreversible. La I de polarizacion debe ser alta para vencer la zona reversible. Asi pues, a la senal de audio a grabar, se le anade en la cabeza de grabacion una senal de alta frecuencia llamada I de polarizacion o BIAS. Suele ser una senal senoidal de entre 100 y 200 KHz que polariza la cinta en la zona mas lineal de su ciclo.

    Los distintos tipos de cintas requieren diferentes niveles de I de polarizacion.

  • Ajuste de la I de Polarizacion

  • El nivel de Ip afecta directamente al proceso de grabacion y su eleccion correcta es un compromiso entre el nivel de salida, distorsion y otros factores.

    Curva tipica de salida en funcion del nivel de BIAS. Para ajustar el nivel de polarizacion se graba un tono de 10 KHz con un nivel de 10 dB por debajo del nivel de referencia y aumentamos gradualmente el nivel de BIAS desde el minimo. La minima distorsion no coincide con la maxima sensibilidad. El nivel optimo de compromiso es conocido por: sobrepolarizacion.

  • Respuesta de la Cabeza de Reproduccion

  • Sabemos que en la salida de la cabeza teniamos una V inducida proporcional a la huella magnetica grabada en la cinta, por lo tanto, en la salida tendremos una V= no(dφ)/(dt)

    φ= φmaxsen wt

    Lo que medimos en bornes de nuestra bobina sera:

    Vsal= no φmax w cos wt

    no= nº de espiras de la cabeza.

    Si vemos la curva de respuesta real en frecuencia, observamos que presenta la forma:

    A partir de f2 la respuesta de la cabeza no sigue el incremento de 6 dB/oct. Debido a las perdidas por el efecto entrehierro, alta frecuencia la λ grabada en la cinta es muy pequena.

    λ= Va/f Va--> Velocidad de arrastre.

    Para un valor en alta frecuencia, la λ grabada igualara a la anchura del entrehierro y el flujo neto en la cabeza sera nulo, por lo que no se inducira corriente alguna.

    Nos interesa que la f2≅ 15-20 KHz y para ello tendremos en cuenta la velocidad de arrastre del magnetofono. Varrastre↑=> mejor. Segun sea la velocidad relativa entre la cabeza y la cinta podemos trasladas nuestra curva de respuesta hacia las altas frecuencias.

    Una cinta tiene una Varrastre= 4.76 Cm/Seg y el tono maximo es fmax= 20 KHz. λ= 2.4 10-6 m.

    Un multipista Varrastre= 76 Cm/Seg, fmax= 35 KHz. λ= 22 10-6 m.

  • Necesidad de Ecualizacion

  • Vista la respuesta de la cabeza llegamos a la conclusion de que antes de la reproduccion corregiremos la senal en frecuencia para que la respuesta sea plana.

    1.- Ecualizacion de grabacion o registro. Se introduce justo despues de tomar la senal grabada.

    2.- Ecualizacion de reproduccion. Se introduce despues de la senal recibida por la cabeza de reproduccion.

  • Desajustes entre cabeza y pista

  • Surgen por desajustes mecanicos respecto a la posicion cabeza-cinta.

    1.- Desajuste en altura. La cabeza esta desplazada respecto a la cinta. El centro de la pista no esta alineado con el centro de la cabeza. Problematico para cintas con varias pistas ya que perdemos informacion de nuestra pista y leemos informacion de la otra pista.

    2.- Desajuste por Inclinacion. El entrehierro no permanece vertical con respecto a la direccion de desplazamiento de la cinta, hay perdida de contacto entre la cinta y la cabeza.