第三章盒式磁带录放机（座）与收录机

第三章盒式磁带录放机（座）与收录机 第一节磁记录的基本原理第二节盒式磁带录放机（座）机芯的主要构件及工作过程第三节机芯的其他机构及新式录放机机芯第四节录放机（座）电路及典型故障分析第五节录放音特殊电路第六节录放机整机电路及典型故障分析第七节收录机整机与组合音响收录电路及其典型故障分析本章小节

第一节磁记录的基本原理 一、磁记录的基本工作原理二、偏磁录音原理三、抹音原理四、录、放音中的损耗及频率补偿五、盒式磁带录放机（座）的基本组成六、盒式磁带录放机（座）的主要性能指标

第一节磁记录的基本原理 一、磁记录的基本工作原理 1．磁性材料（1）磁化：某些物质在外界磁场作用下，能够暂时或永久地保持比较明显磁性，这种现象称作磁化。（2）磁性材料：这些被磁化的物质称为磁性材料。（3）磁滞回线（B - H曲线）：表示磁性材料在磁化过程中，磁感应强度B与磁场强度H之间关系的一种曲线。

一、磁记录的基本工作原理 第一节磁记录的基本原理（4）磁化曲线：外加磁场H由零逐渐增加，磁性材料的B开始增加较慢，随之急速增加，当H增加到一定程度时B不再增加，称作磁化达到饱和，对应点Bm为饱和点，O→a→b→c即为磁化曲线。（5）剩磁（Br）：饱和后，H逐渐减小，B也随之减小，沿c→d曲线下降。当H减小到零时，B不为零，而保留一定值Br。（6）矫顽力（-Hc）：加上一个与原来方向相反的磁场，使剩磁为零，当沿磁化曲线d到达B = 0时，H = -Hc，。

一、磁记录的基本工作原理 第一节磁记录的基本原理（7）磁滞回线：H继续向反向磁场增加，在f点达到反向饱和态；当反向磁场减弱，H为零时，B =-Br为反向剩磁；当H值再正向增加，B也随之减小，沿g曲线下降。在Hc点时B = 0，也称Hc为矫顽力；H值继续加，B沿h→c曲线返回，形成闭合曲线。（8）磁性材料的分类 ①软磁性材料软磁性材料的磁化曲线和磁滞回线。B随H的变化较为明显。常见的软磁性材料有硅钢、铁镍合金、坡莫合金等。电机、变压器和录放机磁头中的铁心都是软磁性材料。

第一节磁记录的基本原理 一、磁记录的基本工作原理 ②硬磁性材料硬磁性材料的磁化曲线和磁滞回线。B随H的变化不太明显。常见的硬磁性材料有钢、氧化铁等。永久磁铁和磁带都是硬磁性材料。

一、磁记录的基本工作原理 第一节磁记录的基本原理 2．录、放音的基本原理（1）录音过程 ① 电—磁信号转换将一块初始B为零的硬性材料放到通有音频信号电流的线圈中，被磁化，B明显增加，取出后，成为具有一定剩磁的磁铁。

第一节磁记录的基本原理 一、磁记录的基本工作原理 ② 磁头记录原理通过磁头对磁带的磁化来完成对声音记录的过程。

一、磁记录的基本工作原理 第一节磁记录的基本原理记录原理：音频电流通入磁头线圈中，将在其缝隙处形成漏磁场，使与磁头缝隙处的磁带被磁化，磁带以一定的匀速v相对磁头运动，被磁化的磁性层离开磁头缝隙后，就回留下与磁头所产生磁场相一致的剩磁，则将音频电信号以磁的形式保留在磁带上。（2）放音过程 ① 磁—电信号的转换

第一节磁记录的基本原理 一、磁记录的基本工作原理放音原理：把剩磁信号还原成相应的电信号。

一、磁记录的基本工作原理 第一节磁记录的基本原理 ② 磁头重放原理放音时，磁带上某段小磁铁的磁场被磁头线圈切割，线圈两端产生感应电动势，线圈中产生随磁场的强弱而变化的感应电流，电流经放大后，送至喇叭还原出声音。

第一节磁记录的基本原理 二、偏磁录音原理 1．无偏磁录音的非线性失真

第一节磁记录的基本原理 二、偏磁录音原理 1．无偏磁录音的非线性失真磁化曲线的初始部分是非线性的，磁带的磁感应强度B发生畸变，使记录下的磁迹波形严重失真。导致重放磁头感应的信号电压产生同样的失真。 2．偏磁录音方法针对无偏磁录音的非线性失真，人们采取了在磁性录音信号之外，再给录音磁圈加一个合适的附加电流，使磁头工作缝隙处产生一个附加磁场，并作用到从缝隙通过的磁带上，从而使磁带磁性工作点能移至B-H曲线的线性部分，以减小失真。这种方法称作偏磁，常用的偏磁方法有直流偏磁与交流偏磁。

第一节磁记录的基本原理 二、偏磁录音原理（1）直流偏磁在录音磁头的磁圈中加入一个大小适当的直流电流，使其产生一个固定的磁场，与信号电流的磁场叠加后，送到录音磁头线圈，使电磁转换工作在磁化曲线的线性区域，避开了初始磁线的弯曲部分。这种使磁场偏置的直流电流偏磁电流。如下图所示。

第一节磁记录的基本原理 二、偏磁录音原理

第一节磁记录的基本原理 二、偏磁录音原理在录音磁头线圈中另加一个适当的直流电流，使它产生磁场强度H1，而H1对应的磁感应强度正好处在磁化曲线的直线段中央A处，于是线圈中的音频信号电流将使磁带以H为中心磁化，产生的剩磁不再有失真（图中Ⅰ′、Ⅱ′）。它与电子电路中给晶体管加适当偏压，使晶体管工作点处于特性曲线性部分，以克服失真的方法相似。直流偏磁方法简单，但在录音时会产生噪声，并且剩磁曲线的线性区范围小，通常用在普及型录放机中。

第一节磁记录的基本原理 二、偏磁录音原理（2）交流偏磁在录音磁头的线圈中，除了加有录音音频电流外，还加有一个超音频交流偏磁电流，这个偏磁电流信号频率比录音信号频率大5倍以上，一般为50－200kHz，它的幅度比录音信号大2 ~ 3 倍左右。音频电流与超音频偏磁电流叠加后在磁头产生的总磁场波形,其包络为音频信号波形。

第一节磁记录的基本原理 二、偏磁录音原理经磁带录音后的剩磁情况如图。可见，剩磁曲线起始部分的非线性段已为固定的超音频偏磁所克服。这是由于录音信号叠加在超音频信号上，即超音频的包络是按录音信号而变化的。虽然磁带超音频剩磁的波形是失真的，但由于欲记录的信号仅仅为剩磁的包络，避开了起始弯曲部分，始终处在剩磁曲线的线性部分。因为交流偏磁没有恒定磁场，所以放音时的背景噪声是很小的。交流偏磁与直流偏磁相比，突出的优点是灵敏度高、动态范围大、噪声小。因此，适用于较高档录放机中。它的缺点是电路较为复杂，并且要求交流偏磁振荡频率、波形及幅度要适中。

第一节磁记录的基本原理 二、偏磁录音原理

第一节磁记录的基本原理 三、抹音原理重新录音时,必须将磁带上原来的剩磁消去,这就是抹音,也称作消音。抹音的方法有两种,一种是直流抹音,另一种是交流抹音。 1．直流抹音

第一节磁记录的基本原理 三、抹音原理如图所示，抹音头流过的是直流电流，产生的是一固定方向（单）向的强磁场，当磁带经过抹音头时，抹音头所产生的磁场足以使磁带上所有剩磁都达到饱和，结果抹去以剩磁强弱和极性不同来体现信号的磁化状态，达到抹音目的。在实际应用中，也有用永久磁铁实现上述过程的。直流抹音电路简单，成本较低，但由于磁带上留有剩磁，所以噪声与失真较大，适用于一般低档录放机。

第一节磁记录的基本原理 三、抹音原理 2．交流抹音抹音头流过的是超音频(几十～几百kHz)等幅交流电流，产生的是较强的交变磁场。磁带通过抹音头时，不论原来的剩磁怎样，各段先受到渐强的超音频磁反复磁化达到饱和点A处。随着磁带渐渐远离抹音头，交变磁场逐渐减小，磁带的剩磁也逐渐小，并且沿着一个逐渐缩小的磁滞回线变化。最后收缩至零。交流抹音可以使磁带剩磁基本为零，故不会产生噪声，失真小，被广泛应用。它的缺点是电路较复杂。

第一节磁记录的基本原理 三、抹音原理

第一节磁记录的基本原理 四、录、放音中的损耗及频率补偿频率响应特性简称频响，表示一个电子设备的增益（或衰减）随频率而变化的特性。表示这种特性的曲线称作频率特性曲线（或频响曲线）。录放机的理想综合频率特性曲线，应该在整个通频带内近似为平直线，如图所示。

第一节磁记录的基本原理 四、录、放音中的损耗及频率补偿 1．录、放音中的各种损耗　　（1）微分效应放音时，由电磁感应定律可知，感应电动势e和磁通的变化率成正比，即由于磁通的变化率与记录信号的频率成正比，其结果使放音磁头的输出随信号频率的升高而增加，形成图中的a直线情况，这种现象称作“微分效应”。结果把磁带上本来平直的磁信号曲线变换成了中、低频衰减的电信号曲线。为此，录放机放音时，应该在电路中采取一定措施，补偿微分损耗。

第一节磁记录的基本原理 四、录、放音中的损耗及频率补偿　　（2）高频损耗高频损耗是指在高频信号状态时，由于铁磁材料、磁头结构、磁头与磁带的接触关系等原因，使录、放音输出图中b线所示。录放机中，高频损耗主要表现为下述几种形式： ①铁心损耗指录、放音过程中磁头铁心所存在的磁滞损耗与涡流损耗。 ②录音去磁损耗是指录音时，若信号频率较高,使已录下的剩磁被反转磁场磁化，部分剩磁被抵消。

第一节磁记录的基本原理 四、录、放音中的损耗及频率补偿 ③自去磁损耗是指录音时，磁带上记录下的一段段小剩磁体，在磁带内部又感应出反向磁场，使总剩磁下降。高频信号的自去磁损耗较大。 ④间隔损耗录音时由于磁带与磁头之间接触不紧密、有间隔,结果使录音、放音磁场受到衰减而引起损耗。频率越高，损耗越大。 ⑤缝隙损耗缝隙损耗如图所示，当磁带上记录信号波长短到可以与放音磁头缝隙相比拟时，同一瞬间在放音磁头缝隙间所拾取的剩磁通方向有正有负，出现互相抵消的情况，导致损耗增加。当工作缝隙宽度等于波长整数倍时，损耗最大。

第一节磁记录的基本原理 四、录、放音中的损耗及频率补偿

第一节磁记录的基本原理 四、录、放音中的损耗及频率补偿 ⑥磁头方位角损耗录、放磁头缝隙若不与磁带运动方向成一直角，而存在一定方位角；或者录、放不用同一磁头,有不同方位角，都相当于加大了放音磁头的缝隙，因此，使高频损耗加大。从上述可知，录音时铁心损耗、去磁损耗、自去磁损耗、间隔损耗比较明显；放音时微分效应、缝隙损耗、方位角损耗比较明显。为了使录放机的频率特性与理想频率特性一致，在录音和放音时需采取一定的频率补偿措施，以弥补高频或中、低频的损耗，即频率补偿。

第一节磁记录的基本原理 四、录、放音中的损耗及频率补偿 2 ．频率补偿（1）频率补偿的必要性与特点 ①必要性录放机理想的录放音（双称全通道）综合频率响应曲线应当比较平坦。实际上，由于微分效应，以及录、放音过程中的各种高频损耗，使录放机所得到的录、放输出特性如图中实线所示情况。该曲线中，在中低频段内，输出电压随频率升高而成正比增大，而曲线在中高频段开始下降。

第一节磁记录的基本原理 四、录、放音中的损耗及频率补偿为了能使全通道的频率特性曲线保持平坦，就需要进行频率补偿。从图所示的不加补偿时的频率特性可知，欲得到与输入信号同样平坦的幅频特性输出，则录放音放大器综合频响就不应该做成平坦的，而必须是实线的镜像，即该图中阴影部分表示的那样，放大器相应提升各对应频率，这样才能保证录、放音时全通道的综合频率响应特性平坦，得到较好的录、放音效果。

第一节磁记录的基本原理 四、录、放音中的损耗及频率补偿 ②补偿特点由于录音磁带的固有噪声主要表现为高频成分，而放音放大器是由放音磁头从磁带上拾取信号后进行放大的。因此，为了降低噪声，放音放大器在进行频率补偿时，主要补偿中、低频的微分损耗，而尽量不去补偿高频成分。a线为补偿前的录、放音综合特性曲线，c线为放音补偿特性曲线。

四、录、放音中的损耗及频率补偿 另外，考虑到放音磁头的各种高频损耗，应当使放音补偿曲线c在高频端有所回升。在录音放大电路中主要对高频信号进行频率补偿，其补偿曲线图中b线所示。考虑到放音补偿时，为避免低频补偿过量而引起低频噪声，特将放音补偿曲线最低端补偿量减小，故录音补偿曲线在低频端稍有升起，略对低频作适量补偿。通过上面的录、放音频率补偿，使录放机全通道综合频率特性曲线接近平坦，如图中的d线所示。

第一节磁记录的基本原理 四、录、放音中的损耗及频率补偿（2）盒式录放机标准录、放音频率补偿特性 ①标准放音频率补偿特性盒式录放机标准放音频率补偿特性，曲线A是普通带的标准放音补偿曲线，曲线B是铁铬带的标准放音补偿曲线，在标准放音补偿曲线A或B中有高、低两个转折频率，对普通带分别为1330Hz120µs和50Hz3180µs；对铁铬带分别为2280Hz70µs与50Hz3180µs。故曲线A又称为120µs标准放音补偿曲线；曲线B又称为70µs标准放音补偿曲线。

第一节磁记录的基本原理 四、录、放音中的损耗及频率补偿 ②标准录音频率补偿特性它是根据标准录、放音补偿特性，并综合考虑磁头和整机特性而得出的，不同录放机可能有所差别。（3）频率补偿网络录放机中，频率补偿主要是利用RC、LC 等网络阻抗随频率变化而变化的特性来完成的。下面以RC与LC频率补偿网络为例，说明其工作原理。 ① RC 频率补偿网络

第一节磁记录的基本原理 四、录、放音中的损耗及频率补偿 RC补偿电路是利用电容的容抗随频率变化的特性来实现频率补偿的。请同学们参照图序号1中所示电路自行分析。 ② LC 补偿电路 LC补偿电路是利用LC串、并联谐振特性来实现频率补偿的。请同学们参照电路自行分析。

第一节磁记录的基本原理 四、录、放音中的损耗及频率补偿（4）频率补偿方法 ① RC 频率补偿网络这种补偿电路通常由两个放大器之间插入具有选频特性的RC频率补偿网络构成。适当选配补偿网络，可得到高、低端不同的频率补偿。 ②负反馈式在放大器的负反馈支路中插入具有选频特性的频率补偿网络，使电路频率特性与补偿网络频率特性相反，来控制放大电路的频响。

第一节磁记录的基本原理 四、录、放音中的损耗及频率补偿 ③恒流录音是给磁头线圈串接一个大阻值电阻，录音磁头相当于成为一个高阻值负载。这样，磁头线圈阻抗随信号频率变化基本不至于影响录音电流的大小，可以使频率不同但幅度相同的信号产生强度近似的磁场，以充分利用磁带剩磁线性范围。 ④ LC 谐振式在录音输出恒流电阻上并接电容，使其与磁头电感组成LC谐振回路，可进行电路的高频补偿。

第一节磁记录的基本原理 五、盒式磁带录放机(座)的基本组成 1 ．单声道盒式磁带录放机的基本组成根据电磁记录的基本原理,可以将录放机的录、放音过程用图所示的方框图表示出来。

第一节磁记录的基本原理 五、盒式磁带录放机(座)的基本组成考虑到偏磁录音原理与录、放音过程中的各种损耗，可以想象出一台普通的单声道盒式录放机的基本组成，它应当包括：磁头，走带系统（驱动机构），录、放音放大器，录、放音频率补偿电路，功率放大器，抹音偏磁电路及电源电路，如图所示。实际应用中，为了降低成本，往往将某一放大器作为录音与放音的公用放大器，只是通过录音与放音转换开关对其电路加以区分，如图所示,当开关置于“R”代表录音，置于“P”代表放音；并且考虑实际需要，还增设了自动电平控制、指示电路等。

第一节磁记录的基本原理 五、盒式磁带录放机(座)的基本组成（1）基本组成及功能盒式录放机在整机结构中常分为机芯与电路两大部分。其中,机芯主要由磁头与驱动机构组成；电路包括电源，功放，录、放音电路（包括录、放输入放大电路与频率补偿及均衡放大电路），自动电平控制电路，抹音与偏磁电路及其他附属电路。 ①机芯机芯是盒式录放机中的机械部分，它包括录、放、抹音磁头与磁带驱动机构。

第一节磁记录的基本原理 五、盒式磁带录放机(座)的基本组成 a．磁头磁头是电磁及磁电转换器件，它在录放机中有两种常见的组合形式：如图所示的三磁头方式，多用于高档录放机中，使录音、抹音、放音分别各成独立系统工作；图所示的为两磁头方式，采用录放两用磁头，录音与放音及功率放大器为公用的，多在普通录放机中采用。 b．驱动机构驱动机构主要完成录、放音中的恒速走带、快速倒带、进带、制动及取盒、计数等功能。它主要包括主导机构、收带及快速倒带、进带、制动、功能操作机构及其他辅助功能机构。

第一节磁记录的基本原理 五、盒式磁带录放机(座)的基本组成 ②电路 a．录、放音电路录、放音电路包括输入与均衡放大电路。其中均衡放大电路包括录、放音前置放大电路和频率补偿电路。录、放音输入与前置放大电路在录音时放大来自话筒或线路输入的音频信号，放音时则放大来自放音头的电信号；频率补偿电路对录、放音过程中的各种频率损耗进行补偿。 b．自动电平控制电路(ALC电路) ALC自动电平控制电路的作用是使录放机录音时适应外界信号大幅度变化的情况。

第一节磁记录的基本原理 五、盒式磁带录放机(座)的基本组成 c．功率放大器功率放大器在录音时，对录音放大电路送来的录音信号进行功率放大，以给录音头提供足够强的电信号；在放音时，将放音放大电路送来的放音信号进行功率放大，并推动扬声器发声。 d．抹音与偏磁电路主要有超音频振荡或直流偏磁两种形式。它一方面可给抹音头提供抹音电流，另一方面还可给录音磁头提供偏磁电流。 e．电源电路它是录放机的能源供给者，可给录放机的电动机、各单元电路提供稳定的、合乎标准的电压与电流。

第一节磁记录的基本原理 五、盒式磁带录放机(座)的基本组成（2）工作过程（信号流程）　　三头式录放机工作过程如下图所示。

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