超音频偏磁的录音法

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录音磁带上面有一层氧化铁,是一种容易被磁化的材料。磁带在录音过程中从一个卷盘上以均匀的速度卷到另一个卷盘上去,在两卷盘间装置着抹音磁头、录音磁头和放音磁头。磁头都有高导磁性的铁心,铁心上有一狭缝,和磁带相接触,铁心上绕着线圈。必要的时候可以先抹音,再录音,然后放音(图1)。

图1
图1 🔍原图 (891×455)

无线电播音员、音乐或戏曲等的声音,由微音器变为音频电流,放大后输入录音磁头的线圈中,磁头便成了一个电磁铁。那隙缝的宽度是由里到外逐渐变小的,所以愈向里空气隙愈长,磁流愈小;愈向外空气隙愈短,磁流愈大,使磁力线集中到磁带上,可以有效地产生磁化作用。这隙缝等于是一个磁化区域。

因为音频电流是交流电流,磁带上形成许多同极性相对的,强弱随电流变化的小磁铁如图2,这就是录音后保留的剩磁。

图2
图2 🔍原图 (569×1104)

自然,剩磁强弱的空间变化(顺着带面的变化),最好和音频电流大小的时间变化有直线性的关系。否则,录音就会失真。但磁性材料都有一种特性,它的剩磁和所加磁化力是不成正比的。这可用图3甲的B—H磁化曲线来说明。H的值在录音过程中是随时随电流变化的;但对磁带上任一点来说是愈近空隙中线愈强。磁带上某一点逐渐进入到磁化区域时,相当于H逐渐增加到H\(_{3}\),B也随着增到B'3。接着,磁带逐渐离开磁化区域,H便由H\(_{3}\)降为零,但B不减为零,得剩磁B'3。另一瞬间,由于线圈里的电流已经改变,最大H值和电流成正比的增到H\(_{1}\),通过磁头的磁带上另一点被磁化到B1后得剩磁B'\(_{1}\)。因H3:H\(_{1}\)不等于B3\(_{1}\),所以剩磁和线圈里的电流不成比例。如线圈里的电流随时间的变化是正弦波形,剩磁在磁带上空间的变化就不是正弦波形的(图3乙)。这是利用B-H曲线开始点的弯曲部分进行录音的必然结果。

图3
图3 🔍原图 (392×840)

为了要工作在B-H曲线的直线部分,在录音技术中另外用超音频电流通到录音磁头线圈里,产生“偏磁”来调整工作点。超音频通常是30—40千周,也有高到60—80千周的。显然地,超音频电流只可产生偏磁,而不应产生剩磁;即在没有音频电流时,剩磁应当等于零。

磁头空隙处的磁力线是弧状的(图4甲),在隙缝中间位置磁力线的方向平行于钢带面,磁化作用最大;两边磁力线垂直于磁带面,磁化作用为零。当磁带上任一点由空隙中点的位置上,继续向前运行时,它被超音频电流磁化处理的过程相当于在图4乙的“剩磁回线”上移动,由l经n、O、P……等点最后到K,而在剩磁降到零值的位置,开始离开磁化区域,所以不产生剩磁。在图5里,我们把上述处理过程简绘为B\(_{1}\)B1' “剩磁回线”,并用通过O点的虚线B\(_{1}\)O来代表磁化强度逐渐降到剩磁为零值的情形。

图4
图4 🔍原图 (452×797)
图5
图5 🔍原图 (577×748)

有了超音频的偏磁作用,就使音频电流来到时,可利用B-H曲线的直线部分。图5所示的情形,音频的正半周和负半周,是分别利用B\(_{1}\)B2\(_{1}\)3'两直线段。和图4乙相似的剩磁回线这时就平行的上下移动,它们的顶点自然也分别在这两段直线上移动,所得剩磁同时就分别在OBr\(_{2}\)和OBr3之间变动。因变动范围始终在磁化曲线的直线部分,所得剩磁自然和音频电流成正比。因此免除了失真现象。由于使用磁性材料的不同,所要求的偏磁电流大小也不同。

这样磁化后的磁带,以录音时同样的速度通过放音头时,剩磁的磁力线在放音头线圈里感应出电动势,放大后可发出原音。能够重放千百次之多。

磁性录音的抹音又叫做消磁,可在抹音头线圈通过直流或利用磁铁来完成。图6所示新式方法,磁头的隙缝较宽,各组绕线串联,通超音频电流。磁带经过反复多次由强到弱的磁性变化,剩磁逐渐减小到零,可以做到比较完全的消磁。(丁剑)

图6
图6 🔍原图 (472×723)