Головка магнитной ленты — это тип преобразователя, используемый в магнитофонах для преобразования электрических сигналов в магнитные колебания и наоборот. Их также можно использовать для чтения кредитных / дебетовых / подарочных карт , поскольку полоска магнитной ленты на обратной стороне кредитной карты хранит данные так же, как и другие магнитные ленты. Кассеты , катушечные ленты , 8-дорожечные , VHS-кассеты и даже дискеты и ранние жесткие диски используют один и тот же принцип физики для хранения и считывания информации. Носитель намагничивается по шаблону. Затем он движется с постоянной скоростью по электромагниту . Поскольку движущаяся лента несет с собой изменяющееся магнитное поле, она индуцирует изменяющееся напряжение на головке. Затем это напряжение можно усилить и подключить к динамикам в случае аудио или измерить и отсортировать по единицам и нулям в случае цифровых данных.
Электромагнитное расположение головки ленты, как правило, одинаково для всех типов, хотя физическая конструкция значительно различается в зависимости от применения - например, видеомагнитофоны ( VCR) используют вращающиеся головки, которые реализуют спиральное сканирование , тогда как большинство аудиомагнитофонов имеют фиксированные головки. Головка состоит из сердечника из магнитного материала, расположенного в форме бублика или тороида , в который был впущен очень узкий зазор. Этот зазор заполнен диамагнитным материалом , таким как золото . [ требуется ссылка ] Это вытесняет магнитный поток из зазора в носитель магнитной ленты больше, чем воздух, а также вытесняет магнитный поток из носителя магнитной ленты в зазор. Таким образом, поток намагничивает ленту или индуцирует ток в катушке в этой точке. Катушка провода, обернутая вокруг сердечника напротив зазора, взаимодействует с электрической стороной аппарата. Базовая конструкция головки полностью обратима - переменное магнитное поле в зазоре будет индуцировать электрический ток в катушке, а электрический ток в катушке будет индуцировать магнитное поле в зазоре.
Хотя головка в принципе обратима, и очень часто на практике, есть желательные характеристики, которые различаются между фазами воспроизведения и записи. Одной из них является импеданс катушки — воспроизведение предпочитает высокий импеданс, а запись — низкий. В самых лучших магнитофонах используются отдельные головки, чтобы избежать компромисса с этими желательными характеристиками. Наличие отдельных головок для записи и воспроизведения имеет и другие преимущества, такие как мониторинг вне ленты во время записи и т. д.
Ширина зазора головки также имеет решающее значение — чем уже зазор, тем лучше будет головка — узкий зазор обеспечивает гораздо лучшую транскрипцию в магнитной области (что эквивалентно большему выходу высокочастотных сигналов в случае с головками воспроизведения). Желательность узкого зазора означает, что большинство практичных головок изготавливаются путем формирования узкой V-образной канавки на задней поверхности сердечника и стачивания передней поверхности до тех пор, пока V-образная канавка не будет просто нарушена. Таким образом, можно получить зазоры порядка микрометров.
С другой стороны, зазор головки записи обычно в шесть раз больше, чем зазор головки воспроизведения, что обеспечивает больший поток для намагничивания ленты. Идеальный размер зазора в кассетной деке: широкий зазор головки записи и узкий зазор головки воспроизведения. Больший зазор не влияет на частотную характеристику, поскольку «изображение» в значительной степени создается задним краем зазора. Комбинированная головка записи/воспроизведения имеет компромиссный размер зазора, обычно в три раза больше, чем у головки воспроизведения.
Существуют также отрицательные аспекты узких зазоров головок, особенно для магнитной записи . Чем уже зазор головок, тем больше сигнала смещения необходимо использовать для поддержания линейности сигнала на ленте, что в свою очередь уменьшит запас по высоким частотам или SOL (уровень насыщенного выхода), особенно при более низких скоростях ленты. По этой причине производители должны найти компромисс между предполагаемыми скоростями ленты и зазорами головок.
Физическая конструкция головки зависит от того, является ли она фиксированной или вращающейся. В любом случае поверхность головки, где находится зазор, должна быть износостойкой и очень гладкой, чтобы избежать чрезмерного износа головки. Также можно увидеть, что из-за метода конструкции зазора головки износ головки будет иметь тенденцию к расширению зазора, что со временем снизит производительность головки. Вертикальное выравнивание головок (азимут ) также должно совпадать между записью и воспроизведением для хорошей точности, а зазор должен быть как можно ближе к точно вертикальному для наивысшей частотной характеристики . Большинство механизмов транспортировки ленты позволяют выполнять тонкую механическую регулировку азимута головок. Иногда этого можно добиться с помощью автоматической схемы — фактическая механическая регулировка азимута выполняется за счет использования пьезоэффекта определенных типов кристаллического материала.
Вращающиеся головки воспроизведения, используемые в видеомагнитофонах, цифровой аудиоленте и других приложениях, используются для достижения высокой относительной скорости головки/ленты при сохранении низкой общей скорости транспортировки ленты. Один или несколько преобразователей устанавливаются на вращающемся барабане под углом к ленте. Барабан вращается быстрее по сравнению со скоростью, с которой лента движется мимо него, так что преобразователи описывают путь полос поперек ленты, а не линейно вдоль нее, как это делает фиксированная головка. Характеристики износа таких спиральных сканирующих головок еще более критичны, и требуются высокополированные головки и ленты. Электрические сигналы вращающихся головок связаны либо индуктивно, либо емкостно - прямого соединения с катушками головки нет.
Стирающая головка устроена аналогично головке записи или воспроизведения, но имеет гораздо больший зазор или, что чаще, два больших зазора. Стирающая головка питается во время записи от высокочастотного источника (обычно того же генератора, который обеспечивает смещение переменного тока). В некоторых недорогих конструкциях кассетных магнитофонов стирающая головка представляет собой постоянный магнит, который механически перемещается в контакт с движущейся лентой только во время записи. Стирающие головки с постоянным магнитом также иногда используются в машинах, которые оснащены смещением постоянного тока.
Вместо того чтобы подавать сигнал смещения и аудиосигнал на одну и ту же записывающую головку, некоторые марки аудиомагнитофонов , в частности Tandberg , Akai и его американский аналог Roberts, использовали отдельную головку смещения на противоположной стороне ленты от записывающей головки ; такая система называлась системой перекрестного поля .
Головки записи и воспроизведения традиционно изготавливаются из мягкого железа (мягкость является необходимым условием для хороших характеристик записи и воспроизведения). Этот материал обладает чрезвычайно хорошими электроакустическими свойствами, но довольно быстро изнашивается, что приводит к ухудшению производительности. Некоторые более дорогие записывающие устройства оснащены головками из феррита, который обладает превосходными электроакустическими свойствами, будучи при этом очень твердым материалом, устойчивым к износу. Его два основных недостатка заключаются в том, что он хрупкий и легко повреждается, а также в том, что он имеет гораздо более высокий уровень шума из-за эффекта Баркгаузена . В последние годы появились более экзотические материалы, некоторые из которых включают керамику, которая предлагает лучшее из обоих традиционных материалов.
При использовании головка загрязняется отслаивающейся лентой. Очиститель видеоголовок можно использовать для очистки видео, аудио, стирания или головок контрольных дорожек .
.jpg/1280px-Card_reader_unit_from_calculator_HP-67_with_read-write_head_and_roller_(cropped).jpg)