Sistemas de Audio. Grabación Magnética

• 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
1
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.
♦ Fe. Magnetizaciones que son tres veces las del Fe2 O3. Pueden ser de menor tamano, sin
• De Metal.
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.
2
• 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(dÏ )/(dt)
Ï = Ï maxsen wt
Lo que medimos en bornes de nuestra bobina sera:
Vsal= no Ï max 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
3
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 f2â 15-20 KHz y para ello tendremos en cuenta la velocidad de arrastre del
magnetofono. Varrastreâ => 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.
4