Второй основной частью магнитофона является электрическая схема, на которую возложены функции усиления э.д.с., возникающей в обмотке магнитной головки, и корректирования частотных характеристик как в процессе записи звука на магнитную ленту, так и при его воспроизведении, а также создание высокочастотного тока подмагничивания при записи и ряд регулировочных функций.
Разработку любой радиоэлектронной аппаратуры, в том числе и электрической части магнитофона, конструктор обычно начинает с составления так называемой структурной схемы. Такая схема состоит из функциональных узлов аппарата и условно показывает соединения отдельных функциональных узлов и коммутацию их при различных режимах работы. Структурные схемы более наглядно, чем принципиальные электрические схемы, показывают составные части аппарата и функциональную связь между ними. Наглядность эта достигается за счет упрощенного изображения функционального узла в виде прямоугольника или круга и показа соединений между отдельными функциональными узлами в однопроводном изображении. В таких схемах, как правило, не показывают цепей питания и вводят их только тогда, когда это необходимо для показа коммутации.
Структурная схема может показывать как устройство электрической схемы конкретного аппарата, так и группы аппаратов или целого класса. Поэтому устройство электрической части магнитофона целесообразно показать на структурных схемах, тем более что они типичны для отдельных групп аппаратов.
Рис. 39. Структурные схемы профессионального (вверху) и любительского (внизу) магнитофонов с раздельными усилителями записи и воспроизведения и соответственно им с раздельными записывающей, воспроизводящей и стирающей магнитными головками.
Как ни странно, но наиболее проста в изображении структурная схема профессионального магнитофона, имеющего раздельные усилители записи и воспроизведения и три магнитные головки: воспроизводящую. записывающую и стирающую. Такая структурная схема изображена на рис. 39 вверху. Давайте по этой структурной схеме попробуем разобрать работу магнитофона.
Прежде всего нужно отметить, что профессиональный магнитофон всегда работает в комплексе с другим оборудованием аппаратной звукозаписи, где одновременно могут работать несколько магнитофонов. В таких условиях нет надобности, например, каждый магнитофон снабжать усилителем мощности и громкоговорителем, которые вместе составляют так называемый акустический контрольный агрегат, так как прослушивание ведется, как правило, только с одного магнитофона. Кроме этого не нужны такому магнитофону и регуляторы уровня записи или громкости воспроизведения, тембра, звучания, а также индикатор уровня записи, ибо сигнал на запись всегда подается с пульта режиссера, имеющего в своем составе регуляторы уровня, специальный усилитель и, конечно же, устройство для контроля подаваемого на магнитофон напряжения записываемого сигнала, а воспроизводится он через контрольный агрегат, где имеются свои регуляторы громкости и тембра. Все это значительно упрощает электрическую схему профессионального магнитофона.
Итак, перед нами структурная схема профессионального магнитофона. Звуковой сигнал для записи через входное гнездо Вх и разрывное гнездо Г поступает на вход усилителя записи УЗ. Последний имеет в своем составе и так называемый корректор частотной характеристики, обеспечивающий необходимые при записи предыскажения. К выходу усилителя подключена записывающая магнитная головка ГЗ. Высокочастотный генератор тока стирания и подмагничивания ГВЧ питает стирающую ГС и записывающую магнитные головки. Конструктивно генератор может быть выполнен как самостоятельный узел или объединен с усилителем записи.
При воспроизведении записанный на магнитной ленте МЛ сигнал «считывается» воспроизводящей магнитной головкой ГВ, соединенной с входом усилителя воспроизведения УВ, усиливается им и поступает на выходное гнездо Вых. 1. В состав усилителя воспроизведения также включен корректор частотной характеристики, с помощью которого компенсируются возникающие при воспроизведении частотные искажения и потери в воспроизводящей магнитной головке.
Характерная особенность рассматриваемой нами структурной схемы магнитофона заключается в наличии самостоятельных усилителей записи и воспроизведения, которые при записи звука работают одновременно и образуют так называемый сквозной канал. При воспроизведении сделанных записей усилитель записи и высокочастотный генератор выключаются обычно путем отключения напряжения питания. Наличие сквозного канала позволяет в процессе записи осуществлять контроль уже записанной на магнитной ленте фонограммы, проверяя ее качество и-сопоставляя его с сигналом, поступающим на магнитофон для записи. Такой контроль качества фонограмм производится благодаря введению в схему переключателя П, с помощью которого вход или выход магнитофона можно подключать к контрольному агрегату через выходное гнездо Вых. 2. Небольшое запаздывание сигнала, определяемое временем прохода магнитной ленты от записывающей до воспроизводящей магнитных головок, не мешает такому контролю. Наоборот, только сопоставительный контроль оригинала и сделанной записи позволяет легко и быстро заметить недостатки, которые при повторном воспроизведении-скрадываются. Контроль сигнала на входе и выходе магнитофона или, как его еще называют, до и после магнитной ленты или «слушаем-пишем» возможен только в сквозном канале и является гарантией качества сделанной записи.
Чтобы сопоставительный контроль был наиболее точен, необходимо сравнивать между собой сигналы с одинаковым уровнем. Это достигается благодаря включению в усилители записи и воспроизведения регуляторов уровня РУ, которые позволяют также компенсировать неизбежный разброс и изменение во времени качественных показателей магнитных головок, радиоламп или транзисторов и различие в чувствительности магнитных лент, применяемых для записи.
По аналогичной структурной схеме, то есть со сквозным каналом, строят и магнитофоны для высококачественной любительской записи звука. Структурная схема такого магнитофона показана на том же 39 рисунке внизу.
Отличие этой схемы от предыдущей заключается прежде всего в том, что перед усилителем записи УЗ помещен делитель входного напряжения ВД. Надобность в нем вызвана специфическими условиями работы магнитофона. Ведь в домашних условиях приходится записывать от различных источников звукового напряжения: микрофона М, радиовещательного приемника П, звукоснимателя Зс или радиотрансляционной линии Л, а также производить перезапись с другого магнитофона. Все эти источники развивают различное звуковое напряжение, а усилитель записи обычно бывает рассчитан на работу от одного какого-либо напряжения. Чтобы в таких условиях обеспечить нормальную работу усилителя записи, перед ним помещают входной делитель, с помощью которого различные напряжения источников звукового сигнала приводятся к одному уровню сигнала, обычно к уровню, развиваемому микрофоном. Кроме этого, входной делитель снабжают так называемым переключателем входов, что позволяет легко и быстро включить на запись нужный источник звукового напряжения, постоянно подключенный к соответствующему гнезду магнитофона.
Рассматриваемая структурная схема отличается еще и тем, что в состав магнитофона включен оконечный усилитель мощности УМ и акустическая система (внутренняя или внешняя), состоящая из одного или нескольких громкоговорителей Гр. Предусмотрена также возможность подключения внешней акустической системы через выходное гнездо Вых. 1. В схеме усилителя мощности предусмотрены регуляторы громкости воспроизведения РГ и тембра звучания РТ. Последний обычно делают раздельным для нижних и верхних звуковых частот. Сигнал для перезаписи или подключения внешнего усилителя снимают непосредственно с выхода усилителя воспроизведения УВ через гнездо Вых. 2. Частотная характеристика в этой точке схемы должна быть наиболее линейна во всем рабочем диапазоне частот магнитофона. Поэтому выход магнитофона, предназначенный для перезаписи или подключения другого усилительного устройства, называют линейным выходом.
Построенный по такой структурной схеме магнитофон предназначен для работы в домашних условиях, где и оператором и режиссером является сам владелец магнитофона. Поэтому ему должна быть предоставлена возможность контроля уровня и качества записи. При сквозном канале возможен как визуальный контроль, так и слуховой. Визуальный контроль качества записи осуществляется по максимальному уровню намагниченности магнитной ленты с помощью индикатора уровня записи И. Слуховой контроль осуществляется через акустическую систему магнитофона. Кроме того, в схему введен сопоставительный контроль, который можно производить как по уровню записи, так и по качеству звучания. Для этого в схему магнитофона введен переключатель П1. Выше мы уже говорили, что для сопоставительного контроля нужно сравнивать одинаковые напряжения. Поэтому напряжения к переключателю П1 подводятся из таких точек электрической схемы, где они примерно одинаковы. Но в усилителе записи преднамеренно введены предыскажения, и если их не скомпенсировать, то неизбежно возникнут расхождения в сравниваемой программе за счет подъема частотной характеристики в области верхних звуковых частот. Чтобы избежать этого, между усилителем записи и переключателем П включен корректор частотной характеристики К, исправляющий частотную характеристику, то есть восстанавливающий сигнал в первоначальном виде. Такой корректор обычно представляет собой фильтр, составленный из резисторов и конденсаторов, а его частотная характеристика затухания обратна частотной характеристике усилителя записи в области верхних звуковых частот. В схему корректора вводят и регулятор уровня сигнала РУ для выравнивания сравниваемых напряжений и компенсации разброса параметров магнитных лент, электронных элементов схемы (радиоламп или транзисторов) и магнитных головок во времени.
