在伟大领袖毛主席的“自力更生”“艰苦奋斗”的方针指引下,为了配合和支援教育革命开展电化教育,发展农村有线广播事业,我厂职工试制成功了这种小型盒式半导体磁带录音机,并且小批生产。这种录音机适合工厂、农村、部队、学校等基层单位作为录音之用。由于采用盒式磁带和晶体管录、放音电路,它的体积小、重量轻,特别适合作无交流电源地区和流动场合作现场采访录音之用。
一、主要性能指标
1.音轨形式:双轨,即一条磁带上、下两半部共可录两道音轨;
2.带速:4.75厘米/秒;
3.失调率:不大于0.5%;
4.频率响应:100赫~5000赫±3分贝;
5.输入电子:话筒插口不大于0.5毫伏;
6.噪音电平:-40分贝;
7.输出功率:额定250毫瓦;
8.失真度:不大于5%;
9.电源:9伏直流电源(机内装二号电池6节),耗电1.8瓦;
10.外形尺寸:125×246×70立方毫米;
11.重量:1.5公斤。
二、电路简介
1.放大器:本机录音放大器和放音放大器公用。前二级均采用双管直接耦合电路,选用普通的晶体三极管。由于盒式录音机带速低、带幅狭窄,磁头输出信号微弱,放大器的增益设计得很高,达到80分贝。为了尽可能地减小噪声,前级晶体管挑选低噪声的管子,且调在低电压小电流下工作。
放大器末级采用锗NPN型晶体管3BX31B和PNP型晶体管3AX31B作为互补倒相,并用二只3AX81B功放管组成无输出变压器式复合互补对称功放电路,以提高放音音质。R\(_{27}\)是用以加深度负反馈的电阻,以减小失真度。3AX81B功放管加散热片接8欧扬声器,可以得到500毫瓦不失真功率,最大功率可达到1瓦,额定功率定为250毫瓦,这对机内2寸半喇叭已有足够的推动功率;在使用中还可另配外接8欧带箱扬声器以改善音质。因为3AX81B的功率较小,不能接4欧喇叭,并要严防负载短路,以免损坏功放管。
本机各级静态电流为:BG\(_{1}\)0.3毫安;BG20.3毫安;BG\(_{3}\)0.4毫安;BG41毫安;BG\(_{5}\)1.5毫安;BG8、93.5~4毫安。
2.高、低频提升网络:由于机内装有录音电平自动控制电路(作用下面讲),所以高频提升由放大器和磁头间的R\(_{28}\)、C21完成。这个网络使录音时磁头音流在5千赫时相对于1千赫提升10分贝。此外,放音时在BG\(_{1}\)基极接有电容C24,它和磁头线圈组成串联谐振回路,将它的谐振频率设计得高于机器的最高频率,以补偿磁头高频之不足。
低频提升网络由R\(_{11}\)、C4、R\(_{12}\)组成,使100赫相对于1000赫提升10分贝。此外在录音时也有R10、C\(_{3}\)补偿低频。
3.超音频振荡器:录音时为了取得交流偏磁,故设置超音频振荡器。一般要求其工作频率为录音机最高工作频率的5~10倍,故定为45千赫。电路采用普通的3AX31B晶体管(BG\(_{11}\))组成三点电感式振荡电路。振荡线圈装在φ14毫米密封罐式铁淦氧磁盒(MX2000)内,初级圈L1共绕12匝,在4匝处抽头;次级L\(_{2}\)72匝。输出电压40伏,工作电流20毫安。改变C23可以改变振荡频率。当C\(_{23}\)变动时工作电压也会受到影响,可以调节VR3,以达到所需磁偏电流。
4.录音电平自动控制电路:这部分电路的主要作用是防止录音时强信号失真。录音时,输出信号经K\(_{8}\)到R32、R\(_{31}\)分压后经C19和2CP10整流后加到BG\(_{1}\)0基极以控制BG10。当录音信号超过0.2毫伏时,BG\(_{1}\)0开始导通,于是BG1输出信号经K\(_{3}\)、C18、BG\(_{1}\)0被分流衰减,以达到限制强信号的目的。
5.阻波器:超音频电压比放大器输出电压高10多倍。为了阻止超音频电流进入功放级,在电路中设置了一个由L\(_{Z}\)、C20组成的并联谐振电路,调节L\(_{Z}\),使其谐振于超音频频率,以呈现很大的阻抗,阻止超音频进入功放级。阻波器的电感元件是利用TTF型中频变压器的外壳体和磁心,线圈用φ0.05毫米漆包线绕620圈,调节磁心可使电感量在4~8毫亨范围内变化。调整时只需看阻波器后A点的电压至最小值即可,一般在几十到100多毫伏(指振荡器频率和电压均在额定值时)。
三、磁头
盒式磁带录音机由于盒式磁带的定形结构,决定了必须采用录、放两用磁头。由于磁带的带幅狭窄、磁层薄、带速低,因而造成磁头输出小、高频特性差等多种困难。为了提高高频,除了改善磁带的高频特性外,只能尽量减小磁头缝隙,而缝隙减小又将影响磁头输出。当然,为了提高磁头输出可以增加线圈匝数,但匝数增大后,磁头电感将增大,在录音时又将造成高频损失。另外,如果不使电感增大而用提高电路放大倍数的办法来克服磁头输出不足,但此时信噪比的矛盾又将上升,噪音将增大。因此,在设计录、放两用磁头时必须兼顾各方面的要求。
本机录放两用磁头采用双线包对顶式结构(图2)。铁心片叠厚1.5毫米,用0.2毫米坡莫合金片粘合,每组用φ0.06毫米高强度漆包线绕450匝,前隙缝垫3微米铍青铜箔,嘴深控制在0.35~0.4毫米,研磨后电感40毫亨,在1千赫饱和录音后磁头输出大于0.5毫伏。

磁头的偏磁电流用VR\(_{3}\)调节,在不同偏磁电流情况下录音后寻找到输出最高点,再下降1分贝以确定工作点的要求。一般偏磁电流均在0.8毫安左右。偏磁电流对整机的频响失真和输出特性影响很大,故在更换磁头或修理振荡电路后必须认真调节。按照一般音流取偏磁电流值的1/5~1/10的要求,在额定输入0.2毫伏时的音流约为0.05~0.1毫安。
为了减小杂散电磁场的干扰,磁头外壳采用0.5毫米坡莫合金制成;另外在磁带盒内还装有屏蔽层,当磁头伸出紧贴磁带时,该屏蔽层罩住磁头顶端,以取得良好的屏蔽效果。
本机采用直流抹音。抹音时由K\(_{7}\)控制,给抹音磁头加以15毫安直流抹音电流。
四、微型电视
本机采用恒磁直流稳速微电机(图3)作为动力。为了满足录音机带速稳定的要求,电机的转子还装有离心稳速器(图4),以防止电机的端电压因电池用旧而下降以及负载力矩因带卷直径变化而在一定范围内变化时使磁带速度变化。当电机所加端电压较高或负载力矩较小时,电机转速上升,但转速一超过额定转速时,由于离心力的作用使稳速器动触点和静触点断开,这时电阻R串入电机线圈(图3),使线圈电流大大减小,从而使电机转速下降。当转速低于额定转速时,由于离心力减小,上述触点又闭合,又使电机转速上升。这样就使电机转速稳定在一个很小的范围内。


为了消除电机的电火花干扰,在电源进入电机处需接上电容、电感组成的π形滤波器。为了消除磁场干扰,在电机外要包上坡莫合金,再套上铁制屏蔽壳。
微电机额定电压9伏;使用电压范围6.5~9伏;额定力矩10克·厘米;额定电流不大于100毫安。
五、传动机构
盒式录音机由于带速低、磁带薄(例如120分钟的磁带厚度仅9微米),要达到稳定传动,传动机构的零件必须有很高的精度,否则声音抖动严重,无法使用。
1.带速:微电机转速是2400转/分钟。带速是4.75厘米/秒。飞轮轴直径是2毫米。要求飞轮转速是4.75×10×60/π×2=453.78转/分。考虑到皮带打滑等因素,飞轮的直径应是30.5毫米;皮带轮直径是5毫米。必须保证上述零件尺寸准确才能达到预定的带速。但由于各零件的公差和橡皮带的软、硬、松、紧都影响带速,所以组装时要很好地调节。本机采取换皮带轮的办法调节,皮带轮直径每相差0.1毫米,带速相差1.5%。带速可用秒表测量,误差应不大于2%。
2.飞轮稳速机构:盒式录音机由于带速低、体积小,要求磁带运转中通过磁头缝隙时的速度平滑稳定,否则如有任何瞬间波动或低频连续脉动都会造成声音抖动。衡量抖动大小的一项重要指标称为“失调率”,用抖动仪测量,一般普及机要求在千分之几的数量级。如果抖动严重,耳朵能听出,录音机就无法使用。造成抖动的主要部位是磁带传动系统的各部件。一般说从压带轮、飞轮轴开始到磁头这一段关系最大,但严格地说,从电动机转子、皮带轮、皮带、飞轮、飞轮轴、压带轮、录放磁头、抹音磁头到供带轴为止的各部件都会影响抖动;此外,抖动也与磁带本身的重量大小有关。
盒式录音机都利用飞轮的转动惯性来起稳速作用,因此对飞轮的加工精度要求很高。本机飞轮轴心采用φ2毫米—0.003不锈钢丝制成;轴的椭圆误差要求达到0.1微米;此外弯曲度和光洁度要求也很高;并且要求轴心能准确地插在飞轮的正中心,径向跳动要小,飞轮体的轴向跳动也要求很小。皮带槽要求形状正确表面光洁。我厂金工车间的同志们自力更生,土法上马,在老式的机床上加工成功了质量合格的飞轮。我们采取热配轴套和轴心并经过精车后嵌进飞轮的办法(图5)。经使用证明可达到使整机失调率不超过0.5%的要求。

飞轮和飞轮轴承必须精密配合,否则将影响机器寿命和引起抖动。轴承采用铜粉末冶金含油轴承。飞轮轴在轴承内要灵活滑动。
此外,拖动飞轮的橡皮带也必须硬度适当、耐油、外形正方光洁,否则也将引起抖动。我们采用模压方法制作,在永久变形等重要指标方面都达到了使用要求。橡皮带还必须没有外伤和杂质,否则将造成断裂。
3.压带轮:磁带的均恒运行是靠飞轮轴定速旋转并由压带轮将磁带压紧在飞轮轴上推动输送的。因此,压带轮的加工精度直接影响磁带运行的稳定性。本机采用钢嵌件模压橡皮轮和粉末冶金含油轴承镶嵌的结构(图6),其轴承要求光洁,和轴精密滑配,转动时不允许有阻滞。橡皮轮外圆要用磨床精磨,要求径向跳动小,以免引起抖动。橡皮轮要求耐油、无杂质。压带轮和飞轮轴的平行误差必须很小,否则采用90分钟和120分钟的薄磁带时会产生上下漂移和皱折损坏,这在带头尤为严重。

4.卷带:由于飞轮定速供带,相应地卷带轮必须定速收带,使供、收平衡。这是靠一个摩擦装置来起作用,摩擦装置设计得使收带量超过供带量,转动时磁带必然绷紧,此时摩擦装置因滑移而保持供、收带平衡。
由于各种盒式磁带的厚度不一,每盒磁带的装载量不同,在设计录音机时,为了使全部磁带都能正常使用,因此一般把卷带的转矩定为50克·厘米左右。卷带力矩太小会使磁带供过于收,以致大量磁带外溢,损坏磁带。卷带力矩太大会产生磁带上下漂移皱折,也会损坏磁带。为了保证卷带转矩经久不变,对一些弹性元件要进行时效处理,活动部件要研磨到规定精度,羊毛毡要喷水后烫平烫干压紧,同时在使用中不准使羊毛毡沾油,否则会减小卷带力矩,造成外溢。
此外,负载转矩也要保证在额定范围内才能正确运行。上述卷带转矩50克·厘米是保证120分钟磁带正常运行的必要转矩,但磁带发生故障时即使卷带转矩正常也带不动磁带。最常见的故障是磁带端面不平(如图7),使带盘阻力增加,轻则发音抖动,重则阻塞转不动,磁带外溢,其原因一般是由于磁带盒内磁带与盒之间间隙不当、传动机构传动不灵和磁头定位叉高低位置不正确。这种故障都在短时间反复录音时产生。应急修理办法是反复从头到尾地倒带二次即可消除故障。如是磁带本身引起,这盒磁带不宜再作反复短时录音。

卷带装置各活动部件的加工精度要高,尤其是前进轮轴和前进轮的同心度更为重要,否则会引起抖动。
5.倒带和快卷装置:本机倒带、快卷采用橡皮靠轮传动,倒带速度为卷带速度的20~30倍。倒带电流是马达工作电流的最高负载。
六、盒式磁带
盒式磁带录音机所用的磁带是封装在一只扁平的塑料小盒内,见图8。磁带盘没有轴环,运转时随着卷带盘的增长供带盘随之减小,这样可以得到最小的带盘尺寸。磁带盒的外部尺寸是102×64×12毫米\(^{3}\)。根据磁带厚度不同,盒式磁带有各种不同的规格,其满盘放音时间一般有30、60、90、120分钟等各种(以双行音轨计)。本机目前采用上海革新塑料厂出品的45分钟或60分钟的磁带,效果良好。磁带盒上有刻度,可以估计倒带和卷带数量。如要保存重要录音带永不抹去,可将带盒后边的小盖(图9箭头所指)挖去,这盒磁带再装入机器使用时,由于防误消杆和录音键连锁,使录音键按不下,从而防止误消。


七、线路录音和话筒录音
为了适应不同需要,在录音机前下方设有线路输入播口和话筒输入插口。线路输入端装有衰减器(图10),将输入信号衰减1000倍,例如输入信号200毫伏,衰减1000倍为0.2毫伏,正好符合额定输入要求。因为本机有自动电平控制,所以输入信号大于200毫伏也不致造成录音失真,因此可将收音机或电视机的喇叭线直接插入线路输入插口。如要从检波低放级取出信号以提高录音质量时,应改变衰减网络的数值,也可外加衰减网络后自话筒插口输入。

本机采用低阻抗200欧的话筒,为了提高录音质量,要求话筒的频响能与本机的频响(100~5000赫±3分贝)相接近。如采用驻极体电容话筒时可以直接插入话筒插口。如采用充电式电容话筒则需另外接极化电压。
八、使用及维护
1.机内二号电池,容量有限,在有交流电源的地方应尽量采用外接9伏直流电源,电流要大于250毫安。或外接大号电池亦可,此时,机内电池与外接电池并联。如长期使用外接电源,机内电池应取掉。
2.一条磁带可以录两道音轨,一面录好后,将磁带翻过来用磁带的另半幅还可再录一次。录好音的磁带可以长期保存,不需要时,可以重新录音,原有信号会自动抹去。录音时必须同时按下录音键和放音键。本机不设专用停止键,只需轻按(按下一半)快进键或放音键就会停止。
3.长期使用后磁头表面和飞轮轴上积存脏污会使高频响应变坏和抖动增加,应用细软白布清擦干净,必要时可用点酒精擦洗。
4.微电机转轴端禁止滴入过多液体油类,因为轴承下面就是整流子,不能浸油。
5.录音机内应保持干燥清洁,长期不用时必须取出机内电池,以免腐蚀机器。(上海玩具元件厂技术组供稿)

