БЛОК ВРАЩАЮЩИХСЯ ВИДЕОГОЛОВОК Российский патент 1997 года по МПК G11B5/17 

Изобретение относится к технике магнитной записи и может найти применение в бытовых и профессиональных видеомагнитофонах
Основными требованиями, предъявляемыми к блокам видеоголовок, помимо обеспечения высокого уровня сигнала, являются обеспечение наибольшей развязки между каналами (низкого уровня перекрестных помех), высокой технологичности и износостойкости.

Существующие блоки видеоголовок по разным причинам не способны удовлетворить комплекс перечисленных требований.

Известен блок вращающихся видеоголовок [1] содержащий закрепленные на вращающемся цилиндре первую и вторую по ходу вращения магнитные головки (МГ), состоящие каждая из широкого C-образного полусердечника с моточным окном, соединенного с ним через немагнитную прокладку с образованием рабочего зазора узкого I-образного сердечника и обмотки, пропущенной через моточное окно и расположенной целиком на широком полусердечнике, при этом узкие полусердечники обеих МГ обращены друг к другу.

Известен также блок вращающихся видеоголовок [2] содержащий закрепленные на установочной пластине две МГ, состоящие каждая из широкого C-образного полусердечника с моточным окном, соединенного с ним через немагнитную прокладку с образованием рабочего зазора узкого I-образного полусердечника и обмотки, пропущенной через моточное окно и расположенной целиком на C-образном полусердечнике, при этом I-образные полусердечники обращены друг к другу. При ширине I-образных полусердечников более 0,175 мм данный блок видеоголовок обеспечивает отдачу и шумы трения не хуже, чем у одинарной головки.

Кроме того, известен блок вращающихся видеоголовок [3] содержащей закрепленные на установочной пластине две МГ, каждая из которых состоит из широкого C-образного полусердечника с окном под обмотку, соединенного с ним через немагнитную прокладку с образованием рабочего зазора узкого I-образного полусердечника и обмотки, витки которой нанесены на оба полусердечника так, что их количество обратно пропорционально площади поперечных сечений I-образного и C-образного полусердечников. Такая намотка позволяет повысить уровень выходного сигнала и компенсировать радио помехи.

Основным недостатком всех указанных технических решений является сравнительно высокий уровень перекрестных помех, обусловленный взаимоиндукцией головок, образующих блок. Например, в блоке на основе ферритовых МГ с обмотками по изобретению [3] с расстоянием между зазорами 0,62 мм и длинной зазоров 70 мкм уровень этих помех при подаче на одну из головок сигнала с амплитудой 180 мВ составляет 30-35 дБ на частоте 5 МГц. При удалении обмотки друг от друга, как в изобретениях [1] и [2] помехи, однако, уменьшаются несущественно всего лишь примерно на 2 дБ. В решении [3] несколько повышается отдачи МГ и устраняется влияние радиопомех, но сильно понижается технологичность, механическая прочность и износостойкость блока МГ из-за необходимости наматывать большое количество витков на близкорасположенные узкие полусердечники. По причине смыкания обмоток ширина I-образных полусердечников с трудом может быть выдержана равной 0,175 мм при d 0,62 мм. При меньшем расстоянии между зазорами (например, для стандарта "Видео-8", где d 0,48 мм) реализовать конструкции обмотками [3] невозможно.

Повышение на 15-20% относительно аналогов [1] и [2] выходного сигнала в устройстве по изобретению [3] за счет большого числа витков имеет место при одинаковой ширине I-образных полусердечников. Однако при отсутствии витков на узких полусердечников в устройствах по изобретениям [1] и [2] их ширина, а следовательно, и общая магнитная эффективность головок, может быть заметно увеличена, чем практически достигается тот же эффект повышения выходного сигнала, который в аналоге [3] достигается за счет большего числа витков. Одновременно с увеличением ширины I-образных полусердечников существенно возрастает прочность и износостойкость МГ. Что касается защиты от радиопомех, обеспеченной в [3] способом намотки, то она может быть обеспечена схемой видеомагнитофона. В ряде случаев ею можно пренебречь.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому является блок вращающихся видеоголовок по изобретению [2]
Основным недостатком прототипа является высокий уровень перекрестных помех, обусловленный взаимоиндукцией обмоток МГ.

Задачей заявляемого изобретения является снижение уровня перекрестных помех.

Эта задача решается тем, что в блоке вращающихся видеоголовок, содержащем закрепленные на установочной пластине две магнитные головки, состоящие каждая из широкого полусердечника с моточным окном, соединенного с ним с образованием рабочего зазора узкого полусердечника и обмотки, пропущенной через моточное окно, при этом узкие полусердечники обращены друг к другу, все витки обмотки одной из головок намотаны на узкий полусердечник, а все витки обмотки другой головки на широкий полусердечник. Ширина свободного от обмотки узкого полусердечника может быть больше ширины узкого полусердечника с обмоткой.

Технический результат изобретения состоит в значитальном, до 20 дБ, уменьшении перекрестных помех между каналами.

В том случае, когда МГ с обмоткой на широком полусердечнике является второй по ходу вращения и ширина ее узкого полусердечника увеличена - обеспечивается повышение механической прочности и износостойкости блока МГ в целом.

Достигаемый технический результат можно объяснить следующим образом.

Уровень перекрестных помех между каналами определяется как результат взаимодействия двух факторов: расстояние между основными элементами головок, подверженными взаимоиндукции, и величин "излучающих" поверхностей этих элементов. Почти одинаковая развязка между каналами у прототипа [2] и аналога [3] объясняется тем, что у прототипа первый фактор (расстояние) действует слабо, зато второй сильно (обмотки удалены одна от другой, но находятся на широких C-образных полусердечников с большой поверхностью излучения), а у аналога наоборот, поскольку обмотки в основном на узких I-образных элементах расположены близко, но площади поверхностей излучения этих элементов малы.

В предлагаемом решении минимизируется суммарное действие указанных двух факторов, так как расстояние между взаимодействующими элементами узким I-образным полусердечником одной головки и широким C-образным полусердечником другой головки по сравнению с прототипом, хотя и уменьшено, но остается достаточно большим, зато сильно уменьшена поверхность излучения одного из взаимодействующих элементов. Эффект значительного, почти скачкообразного уменьшения перекрестных помех (увеличения развязки между каналами), ранее неизвестный и установленный авторами экспериментально, получен по причине нелинейной зависимости величины развязки от числа витков на C-образном полусердечнике: по мере перевода витков с C-образного на I-образный полусердечник развязка между каналами возрастает тем быстрей, чем меньше витков на C-образной части (см. фиг.3). Так при устранении последнего витка происходит скачок примерно на 7 дБ, а при переходе от обмотки типа аналога [3] (3 витка на C-образной части) к предлагаемой имеет место скачок величины развязки на 15 дБ.

Что касается износостойкости блока МГ, то экспериментально установлено, что вторая по ходу вращения головка изнашивается быстрей, чем первая, в силу большего давления магнитной ленты, обусловленного аэродинамикой взаимодействия головка-лента при высокой относительно скорости от нескольких единиц до нескольких десятков метров в секунду.

Увеличение у второй головки ширины I-образной части дает ощутимый эффект в повышении износостойкости, так как из-за сравнительно малой общей площади рабочей поверхности I-образной части, которая включает как основной материал сердечника, так и, как правило, более "мягкий" материал заполнения ограничителей длины рабочего зазора, увеличение доли основного материала наиболее критично.

Одновременно при увеличении ширины I-образного полусердечника, благодаря возрастанию магнитной эффективности сердечника в целом, компенсируется снижение на 15-20% отдачи головки по причине меньшего числа витков на C-образной части, необходимого для реализации заданной индуктивности МГ.

Изобретение иллюстрируют фиг. 1 и фиг.2, на которых условно показаны варианты выполнения заявляемого блока видеоголовок, а также фиг.3, где приведены результаты испытаний опытных образцов.

Предлагаемое устройство содержит первую (I) и вторую(II) магнитные головки, закрепленные на установочной пластине, на которой также закреплена плата для распайки выводов обмоток 4 и 8 (на фиг.1, 2 не показано). В варианте на фиг. 1 нумерация головок (I и II) условна, поскольку в этих случаях блок головок работает одинаково при любом направлении вращения, а в варианте на фиг. 2 направление вращения указано однозначно. Другими словами, возможно выполнение предлагаемого блока головок, отличающихся от представленных на фиг. 1 и 2 тем, что первая и вторая головка является зеркальными отображениями соответственно головок I и II.

Элементы устройства, изображенного на фиг.2, имеет ту же нумерацию, что и элементы на фиг.1.

Сердечник каждой головки состоит из широкой части 1 и 7 и узкой части 3 и 5 (или широкого, C-образного и узкого, I-образного сердечника). На I-образный полусердечник первой головке нанесены витки обмотки 4, пропущенные через моточное окно 2. Все витки обмотки 8 второй головки нанесены на широкий C-образный полусердечник 7. I-образная часть второй головки может быть расширена, как показано на фиг.2.

Обе головки предлагаемого блока видеоголовок работает либо как универсальные, обеспечивая запись и воспроизведение при контакте с магнитной лентой, либо одна из головок может работать только как воспроизводящая или как стирающая.

Опытные образцы видеоголовок изготавливали из монокристалла марганец-цинкового феррита при определенной кристаллической ориентации. Основные размеры сердечников МГ приведены на фиг.1 и 2.

Геометрические параметры рабочих зазоров МГ, приведенных в таблице, следующие: ширина зазоров 0,35±0,03 мкм, глубина зазоров 45±10 мкм, длина зазоров: у МГI 25±3 мкм, у МГII 49 ±3 мкм.

Геометрические параметры зазоров МГ, данные для которых приведены на фиг.3: ширина зазоров 0,35±0,03 мкм, глубина зазоров 45±10 мкм, длина зазоров 70±4 мкм.

Результаты испытаний опытных образцов блоков МГ приведены в таблице и на фиг. 3, где n -число витков на широком полусердечнике МГ I при общем числе витков, обеспечивающем L 1,9 мкГ, при этом все витки МГ II расположены на широкой части.

Как видно из таблицы, развязка между каналами предлагаемого блока головок увеличивается по сравнению с прототипом на величину от 11-14 дБ на 5 МГц, до 18-22 дБ на 0,5 МГц. Имеет место некоторое (15-20%) снижение отдачи второй головки, что объясняется меньшим числом витков при обеспечении одинаковой индуктивности. Однако при достаточно высоком уровне отдачи это снижение на практике оказывается несущественным. С другой стороны, при необходимости выходной сигнал второй головки может быть увеличен путем увеличения ширины I-образного полусердечника, что приводит к повышению магнитной эффективности головки. Как показали эксперименты, эта манера практически обеспечивает выравнивание отдачи обеих головок.

Описание предлагаемого устройства и результаты испытаний опытных образцов свидетельствуют о промышленной осуществимости изобретения.

Использование: в технике магнитной записи, в частности в бытовых и профессиональных видеомагнитофонах. Сущность изобретения: блок вращающихся видеоголовок содержит закрепленные на установочной пластине две магнитные головки, состоящие каждая из С-образного сердечника, соединенного с ним с образованием рабочего зазора I-образного сердечника и обмотки, пропущенной через моточное окно, выполненное с C-образном сердечнике; I-образные сердечники обращены друг к другу. Особенностью блока является то, что все витки обмотки одной из головок намотаны на I-образный сердечник, а все витки обмотки другой головки - на C-образный сердечник. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

1. Блок вращающихся видеоголовок, содержащий закрепленные на установочной пластине две магнитные головки, состоящие каждая из С-образного сердечника, соединенного с ним с образованием рабочего зазора I-образного сердечника и обмотки, пропущенной через моточное окно, выполненное в С-образном сердечнике, при этом I-образные сердечники обращены друг к другу, отличающийся тем, что все витки обмотки одной из головок намотаны на I-образный сердечник, а все витки обмотки другой головки на С-образный сердечник. 2. Блок по п. 1, отличающийся тем, что все витки обмотки первой по направлению вращения головки намотаны на I-образный сердечник, а ширина I-образного сердечника второй головки больше ширины I-образного сердечника первой головки.