音响技术第4章-录音座课件.ppt（165页）

1、第第4 4章章 录音座录音座 第第4章章 录音座录音座 4.1 录音座的组成及其性能指标录音座的组成及其性能指标 4.2 磁记录原理磁记录原理 4.3 录音录音,放音电路放音电路 4.4 降噪电路降噪电路 4.5 选曲电路选曲电路 4.6 录音座机芯录音座机芯 思考题与习题思考题与习题 第第4 4章章 录音座录音座 4.1 录音座的组成及其性能指标录音座的组成及其性能指标 4.1.1 双卡录音座的组成 双卡录音座有A卡和B卡,一般A卡只能放音,而B卡既能放音又能录音。同时双卡录音座一般还具有连续放唱,转录等功能。第第4 4章章 录音座录音座 4.1.2 录音座的性能指标 录音座的录音及重放声音

2、的质量,取决于其机械性能和电气性能,描述录音座的性能指标有很多,主要有带速误差,抖晃率,频率响应,谐波失真和信噪比等。第第4 4章章 录音座录音座 1.走带速度及带速误差 录音座中磁带标准走带速度是 4.76 cms,带速误差是指录音座的实际走带速度与标准走带速度的相对误差,即：带速误差 实际平均走带速度-标准走带速度 标准走带速度 100%（4-1）第第4 4章章 录音座录音座 2.抖晃率 录音座工作时,由于振动,摩擦及传动机构配合不严密等原因,使得机芯的旋转部分发生偏心,失衡时,会引起录音座走带速度产生瞬时变化,从而使放音频率也发生变化,这种因磁带走带速度瞬时变化而引起的放音频率变化称为录

3、音座的抖晃。设f0为标准频率,由于带速瞬时变化,重放时频率为f,则抖晃率表示为抖晃率 f-f0 f0 100%（峰值）（4-2）第第4 4章章 录音座录音座 3.频率响应 频率响应有放音通道频率响应和全通道（自录自放）频率响应。4.谐波失真 录音座的失真包括录音放大器失真,放音放大器失真和磁带失真,按照失真类型则主要有谐波失真和调制失真。5.信噪比 录音座的噪声主要有背景噪声和调制噪声。第第4 4章章 录音座录音座 4.2 磁磁 记记 录录 原原 理理 4.2.1 基本电磁现象 1.基本概念 自然界中某些物质能被磁化而带有磁性。在磁性体的周围空间存在磁场,通常可用磁力线来描述磁场。与磁场有关的

4、基本概念简述如下：第第4 4章章 录音座录音座 磁感应强度 用来描述磁场的强弱及方向,记为B,其单位为T(特斯拉),1 T 1 N(Am)。磁通量 定义为通过磁场中某一曲面的磁力线数目,即用磁力线的疏密程度来表示磁场中各点磁感应强度的大小,简称磁通,记为,其单位为Wb(韦伯),1 Wb1 Tm 2。第第4 4章章 录音座录音座 磁导率 磁场空间中各种媒质内的磁感应强度与真空中磁感应强度的比值称为该媒质的相对磁导率r,r与真空的磁导率0的乘积 r 0称为该媒质的磁导率,单位为H/m(亨米)。磁场强度 定义为磁场中某点的磁感应强度与媒质的磁导率的比值,记为H,其单位为Am。磁场中某点的磁场强度与媒

5、质无关。第第4 4章章 录音座录音座 2.磁性材料的磁化 磁性材料置于磁场中能大大增强原来磁场的磁感应强度,此现象称之为该材料被磁化了。磁性材料内原子间的相互作用非常强烈,在这种作用下,磁性材料内部形成了一些微小区域,称之为磁畴。第第4 4章章 录音座录音座 而总的磁场大大增强;当外磁场增大到一定数值时,所有磁畴方向都与外磁场一致,此时总的磁场达到最大值,磁性材料已被充分磁化。磁性材料在充分磁化后相应空间的磁感应强度将比原有外磁场增大数十倍至数千倍。在磁性材料的磁化过程中,磁感应强度B与磁场强度H之间的关系曲线称为磁化曲线。图4-1所示是某磁性材料开始磁化时的初始磁化曲线。第第4 4章章 录音

6、座录音座 图4-1 初始磁化曲线 第第4 4章章 录音座录音座 3.磁性材料的磁滞现象 磁性材料的另一重要特性是其磁滞现象。当磁性材料在磁场强度H由零增大的初始化过程中,其磁感应强度B逐渐增大。实际应用中,磁性材料往往工作于交变磁场中,H增大至一定数值后就要减小。当H减小时,其B并不是沿初始磁化曲线减小,而是如图4-2所示,由a点沿ab线较缓慢地减小。第第4 4章章 录音座录音座 图4-2磁滞回线 第第4 4章章 录音座录音座 磁带上所留剩磁的大小表明磁性材料被磁化到初始磁化曲线上某一点时,再撤消磁场时磁带上的剩磁大小。磁滞回线中点所对应的剩磁是磁性材料饱和磁化后所留下的剩磁,是Br的最大值。

7、剩磁Br与磁场强度H的关系曲线称为剩磁曲线,如图4-3所示。第第4 4章章 录音座录音座 图4-3 剩磁曲线 第第4 4章章 录音座录音座 4.磁性材料的分类 根据剩磁Br和矫顽力Hc的大小不同,磁性材料可以分为两大类,即软磁材料和硬磁材料。软磁材料的剩磁小,矫顽力也小。在磁场的作用下既容易磁化,也容易消磁。硬磁材料的剩磁大,矫顽力也大,磁滞回线面积较大,因而磁滞损耗较大。第第4 4章章 录音座录音座 5.磁阻 不同的物质的导磁情况是各不相同的,通常用磁阻来描述磁路中物质阻碍磁力线通过的能力。某固定截面上,物质的磁阻可以表示为SLR（4-3）其中：L为磁路长度,单位为m；S为截面积,单位为m2

8、；为该物质的磁导率,单位为Hm；磁阻R的单位为1H。第第4 4章章 录音座录音座 6.电与磁的转换 电与磁之间是有联系的。电荷运动可以产生磁场,即载流直导线或载流线圈周围存在磁场。同样,在一定条件下,磁能也可转化为电流。(1)电流的磁场 实验证明,在载流直导线或载流线圈中通以电流时,导线周围空间会产生磁场。第第4 4章章 录音座录音座 (2)电磁感应 当一块永久磁铁插入闭合线圈或从线圈中抽出时,串联在线圈中的电流表指针将会偏转,且插入或抽出时指针偏转方向相反。若磁铁与线圈的相对运动停止,则电流表指示为零。第第4 4章章 录音座录音座 实验表明,当磁铁与线圈之间存在相对运动,并且使通过线圈的磁通

9、量发生了变化,则线圈中将产生感生电动势,这就是电磁感应。若外电路闭合,线圈中将形成感生电流。线圈中所产生的感生电动势可以表示为 Nt （4-4）第第4 4章章 录音座录音座 4.2.2录音,放音,抹音原理 磁记录过程通常包括三个环节：录音,放音和抹音。1.录音原理 (1)录音过程 如图4-4所示,被录声音信号由话筒转换为音频电信号,经过放大,补偿等处理后,送到录音磁头线圈。第第4 4章章 录音座录音座 图4-4 录音原理图 第第4 4章章 录音座录音座 图4-5 理想录音过程 第第4 4章章 录音座录音座 图4-5 理想录音过程 第第4 4章章 录音座录音座 设音频电流按正弦规律变化,录音磁头

10、缝隙处将产生相应的变化磁场,t=t1时,线圈中电流i=iA,在工作缝隙处产生的磁场强度为HA,该磁场在缝隙中间处最大,向两侧逐渐减小。t=t1时刻,磁带上的AB微段正好通过缝隙,根据剩磁曲线,当AB微段离开缝隙后,在磁带上将留下剩磁BrA,如图4-5所示。第第4 4章章 录音座录音座 由图4-5(e)可以清楚地看到,在理想情况下,磁带上所记录的剩磁波形与磁场波形是一致的。图4-6表示磁带记录有正弦音频信号时剩磁分布情况,它实际上是一系列单元磁体,磁带上的这样一条磁化图样称为磁迹。实际上,由于初始磁化曲线的起始部分剩磁很小,因而剩磁曲线的起始段Br随H增大很缓慢,曲线的非线性较严重。所以,如果采

11、用无偏磁的录音方法,此时磁带上所记录的剩磁波形失真很大,剩磁也很小,如图4-7所示。第第4 4章章 录音座录音座 图4-6 磁带上的磁化分布 第第4 4章章 录音座录音座 图4-7 无偏磁时的非线性失真 第第4 4章章 录音座录音座 设信号频率为f,磁带走带速度为,则信号变化一周时,磁带移动的距离为f,即信号变化一周在磁带上留下的小磁体的几何长度为f（4-5）式中称为记录波长,单位为m。它表明了磁记录密度,并且磁头缝隙宽度应小于最小记录波长min（对应fmax）。第第4 4章章 录音座录音座 (2)偏磁录音 图4-5(e)所示的剩磁曲线是一条直线,因而剩磁Br的变化规律与磁场H的变化规律完全一

12、致,重放时不会出现失真。第第4 4章章 录音座录音座 直流偏磁录音 直流偏磁录音直流偏磁就是在录音磁头线圈中加一适当的直流电流(约200 500A),使它所产生的磁场强度H1刚好处于剩磁曲线线性较好部分的中点,如图4-8所示。第第4 4章章 录音座录音座 图4-8 直流偏磁录音 第第4 4章章 录音座录音座 交流偏磁录音目前录音座中广泛使用交流偏磁录音方式,也称为超音频偏磁录音方式。它是在给录音磁头线圈加上音频信号电流的同时,再加一个超音频振荡电流,（一般频率为45100kHz）,用以改变音频信号在剩磁曲线上的工作点,使其工作在剩磁曲线的线性段。其工作原理可用波形图来说明。在交流偏磁方式下,若

13、被录信号为单一频率正弦波,则磁头线圈中合成电流的波形如图4-9所示。在合成电流的作用下,磁带上的剩磁波形如图4-10所示。第第4 4章章 录音座录音座 图4-9 信号波形 第第4 4章章 录音座录音座 图4-10 交流偏磁方式录音 第第4 4章章 录音座录音座 2.放音原理 放音原理的基本依据是电磁感应现象,放音过程是录音的逆过程,是磁-电变换 过程。放音时,录音磁头和抹音磁头都不工作。已录音磁带由电机带动,以录音时的速度匀速通过放音磁头的工作缝隙,如图4-11所示。第第4 4章章 录音座录音座 图4-11 放音原理图 第第4 4章章 录音座录音座 3.抹音原理 抹音是指对已录制音频信号的磁带

14、进行消磁。磁性录音最大的优点是能方便地抹音,从而进行反复多次的录音。实现抹音有3种方式：永磁,直流,交流（超音频）抹音。如果按抹音后磁带上的磁性状态而言,又可分为饱和抹音和去磁抹音。第第4 4章章 录音座录音座 (1)永磁抹音 永磁抹音就是用永久磁铁作磁头,录有信号的磁带通过磁头时被磁化至饱和状态,磁带上各个部分都留下最大剩磁,因而原录信号被消去。这种抹音方式抹音后留下较高的噪声电平,故一般不采用。第第4 4章章 录音座录音座 (2)直流抹音 直流抹音是利用直流励磁原理抹音的。在一个前面有工作缝隙的环形铁芯上绕上线圈,抹音时在线圈中通以较大的直流电流,该直流电流在工作缝隙处产生一较强的单向磁场

15、,当录有信号的磁带通过工作缝隙时,即被磁化到饱和状态,从而达到抹音目的。直流抹音与永磁抹音的效果相同,统称为饱和抹音。第第4 4章章 录音座录音座 (3)交流抹音 交流抹音也称为超音频抹音,它是利用超音频交变磁场来对磁带进行消磁的。这是目前使用最广泛的抹音方式。交流抹音原理如图4-12所示。第第4 4章章 录音座录音座 图4-12 交流抹音原理 第第4 4章章 录音座录音座 抹音信号与超音频偏磁录音所用的偏磁信号一般是由同一振荡器所产生,即采用了相同的频率。当使用矫顽力较大的二氧化铬等磁带时,还可以采用双缝式抹音头,使磁带能得到连续两次抹音,提高抹音质量,双缝式抹音头基本结构如图4-13 所示

16、。第第4 4章章 录音座录音座 图4-13 双缝抹音头 第第4 4章章 录音座录音座 4.2.3 磁头与磁带 1.磁头 磁头是录音座中的电磁换能器。录音时,磁头将电信号转换为磁信号并记录于磁带上；放音时则将记录于磁带上的信号还原为电信号；磁头还可消除磁带上记录的磁信号。第第4 4章章 录音座录音座 (1)录音磁头 铁芯一般由厚度为0.10.2mm的合金片叠制而成,两组铁芯的接合处留有两个缝隙,前面一个,即靠近磁带的缝隙称为工作缝隙,另一个称为后隙。第第4 4章章 录音座录音座 根据磁头线圈的匝数不同,录音磁头可分为高阻抗式和低阻抗式两类。前者不需要耦合变压器,使用方便,但磁头引线过长则会影响其

17、频率特性；后者需变压器,较麻烦,但性能良好,用于高档录音座以保证较宽的频率特性。录音磁头要能正常工作,必须要求其工作缝隙两边尖锐平直,使信号电流产生的磁场集中在工作缝隙,如图4-14所示。第第4 4章章 录音座录音座 图4-14 录音磁头工作缝隙中的磁场分布 第第4 4章章 录音座录音座 (2)放音磁头 放音磁头的作用是将磁带上已记录的剩磁信号转换为相应的电信号,其结构与录音磁头基本相同。放音磁头也分为高阻式和低阻式两类。前者的电感量在2001000mH；后者的电感量约为几十mH,其阻抗比录音磁头的阻抗要高些。高阻抗式放音磁头可直接将感应信号送至放大器；低阻抗式则需用耦合变压器。第第4 4章章

18、 录音座录音座 (3)抹音磁头 抹音磁头又称为消音磁头,其作用是消去磁带上已记录的剩磁信号。抹音效果好,方便通用的是超音频抹音磁头,其结构大致与录,放磁头相似。(4)立体声磁头 立体声磁头与单声道磁头的结构基本相同。但立体声录音磁头,放音磁头中,左右声道各自有其独立的线圈,铁芯和工作缝隙。抹音磁头则是单声道的与立体声的完全相同。第第4 4章章 录音座录音座 立体声录,放音与单声道录,放音所使用的磁带完全相同,因此立体声录音时左右声道的磁迹只能小于单声道的一半,所以立体声录,放磁头的工作缝隙长度也小于单声道的一半。单声道,立体声录音时磁带上的磁迹宽度分别如图4-15(a),(b)所示。磁带的上,

19、下两半分别作正,反方向走带录音时使用,所以磁带在单声道录音时有两条磁迹,在立体声录音时有4条磁迹。第第4 4章章 录音座录音座 图4-15 单声道和立体声录音磁迹 第第4 4章章 录音座录音座 (5)磁头铁芯材料 用作磁头铁芯的材料主要有坡莫合金,铁氧体,铁铝硅合金。坡莫合金是含79%镍,4%钼的铁合金。其优点是磁导率高,饱和磁通大,加工性能好,特性也非常稳定。(6)磁头的性能指标 磁头的主要性能指标有交流阻抗,灵敏度,频率响应,偏磁电流,失真等。第第4 4章章 录音座录音座 交流阻抗 录放磁头的交流阻抗是指磁头线圈在恒流(0.1mA)条件下对1kHz信号的阻抗,一般为几百几千。灵敏度 分为放

20、音灵敏度和录音灵敏度。放音灵敏度指用录有参考磁平（25010-9 Wbm）和规定频率（315Hz）信号的磁带放音时,放音磁头的开路输出电压,立体声磁头一般为0.3mV左右。频率响 应主要与缝隙宽度,精度及铁芯材料的电磁性能有关,其中放音磁头的高频特性主要由缝隙宽度决定。第第4 4章章 录音座录音座 偏磁电流录音磁头的偏磁电流是指采用基准带录音,获得最佳录音效果时,磁头所需的偏磁电流。一般立体声磁头的偏磁约为几十A1mA。失真磁头的失真主要由于磁头铁芯饱和而引起,因此磁头的失真主要是录音失真。第第4 4章章 录音座录音座 2.盒式磁带 为使盒式磁带具有通用性,各国均按统一标准生产盒式磁带。国际通

21、用盒带（PHLIPStape）的外型尺寸为1026412mm,带宽为3.81mm。录放音时间（双面）有30,60,90,120min等几种,其中C60（60min)较为普遍。第第4 4章章 录音座录音座 (1)磁带种类 磁带通常由带基和磁性层两部分组成。带基一般用聚酯薄膜制成,磁性层由磁粉与粘合剂混合后均匀涂覆在带基上。根据所涂覆的磁粉材料不同,磁带可分为氧化铁磁带(铁带),二氧化铬磁带(铬带),铁铬带,铁钴带及金属带等。第第4 4章章 录音座录音座 中高档录音机及录音座中,通常使用“磁带选择”开关以充分发挥各类磁带的优良性能,一般设有“Normal”,“CrO2”,“metal”几档,分别设

22、置不同的最佳偏磁及频率补偿特性。几种盒带磁性材料的性能如表4-1所示。第第4 4章章 录音座录音座 表4-1 几种盒带磁性材料比较 第第4 4章章 录音座录音座 (2)磁带性能 描述磁带的电磁性能主要有磁平,相对灵敏度,失真度,不均匀度,频率响应,噪声,复印效应及消磁程度等指标。第第4 4章章 录音座录音座 磁平是指记录在磁带上的剩磁大小,单位为nWb/m(纳韦伯米)或pWb/m(皮韦伯米)等,磁性录音中,磁平又可分为饱和剩余录音磁平,最大录音磁平,参考磁平和工作磁平等。相对灵敏度是相对于标准带的灵敏度而言的。若两者相等,则为零,单位为dB(分贝)。失真度是描述由于磁带的剩磁曲线的非线性而引起

23、的录音信号的非线性失真,以非线性失真系数表示。第第4 4章章 录音座录音座 不均匀度是指在某一给定频率上,磁带相对灵敏度的变化。频率响应指磁带相对灵敏度随信号频率的变化情况。噪声磁带本身引起的噪声称为磁带噪声,也叫磁带本底噪声。包括整体消磁噪声,直流噪声,调制噪声,饱和噪声等。第第4 4章章 录音座录音座 复印效应已录音磁带卷绕在一起时,相邻磁带层之间互相磁化的现象称为磁带的复印效应,其大小可用原来信号与被复印信号之比值表示,单位为dB。消磁程度(抹音效果)是指消除磁带上已录信号的难易程度。第第4 4章章 录音座录音座 4.2.4录音,放音中的损耗及其频率特性 录音过程中,随着信号频率的升高和

24、记录波长变短,会引起磁带上所记录的剩磁减小,这种现象称为录音高频损耗。同样,在放音过程中放音磁头线圈中所产生的感生电动势大小也将随信号频率升高而下降,即放音高频损耗。高频损耗的存在将引起录放音频率特性的不均匀性。下面简单介绍几种主要的高频损耗及其产生的原因。第第4 4章章 录音座录音座 1.录放音过程中的几种主要损耗 (1)录音去磁损耗 录音去磁是主要的录音损耗之一,主要表现在信号频率高端。当信号频率f较低,记录波长大于磁头工作缝隙宽度时,磁带上某微段从工作缝隙的一边移至另一边时,磁通变化极小,因而去磁效应不大。第第4 4章章 录音座录音座 (2)自去磁损耗 由图4-5可知,磁带上所记录的剩磁

25、可以看作一个个小磁体,沿磁带长度方向排列,相邻小磁体的极性排列方向不同,即同性磁极相邻。第第4 4章章 录音座录音座 (3)磁带厚度损耗 信号频率高,记录波长短时,由于录音磁头产生的磁场扩散区域小,不能达到磁带磁性层深处,同时磁带表面和内部磁通方向不完全一致,因此高频信号在磁带上留下的剩磁将减小。这种损耗因为与磁性层厚度有关,因而称为厚度损耗,磁性层越厚,厚度损耗 越大。(4)偏磁消音损耗 通常,录音偏磁电流与抹音电流是由同一个超音频信号源提供的,只是偏磁电流较抹音电流小得多。第第4 4章章 录音座录音座 (5)间隙损耗 间隙损耗是由于磁头与磁带接触不够紧密,有间隔而引起的。如果磁头与磁带接触

26、不好,录音时磁头产生的磁场不能有效地作用在磁带上,信号频率越高,所产生的磁场向空间发散的范围越小,越不易透入磁性层,因而高频损耗增大；放音时则是磁带上的剩磁不能全部穿过磁头铁芯而使放音输出减小。所以,磁头正面要经过镜面研磨,磁带表面也要压得很光亮,以保证磁头与磁带紧密接触,减小间隙损耗。第第4 4章章 录音座录音座 (6)涡流损耗 在交流磁场作用下磁头铁芯中会产生涡流,其方向与绕组截面平行且与绕组中所通过的交变电流方向相反,因此,减小了工作缝隙处的磁场强度及磁带上的剩磁大小,引起涡流损耗。信号频率越高,涡流越大,因而涡流损耗越大。为减小涡流,可将铁芯做成叠片式结构。第第4 4章章 录音座录音座

27、 (7)磁滞损耗 录音磁头处于交变磁场中,由于铁芯受到反复磁化,使磁畴反复摩擦而引起的损耗称为磁滞损耗。其大小与铁芯材料有关,与信号频率成正比。(8)放音磁头缝隙损耗 当磁带上所记录信号的记录波长与缝隙损耗宽度可以相比拟时,放音磁头在某时刻通过缝隙从磁带上拾取的剩磁有极性相反的分量同时存在,它们互相抵消,因此放音磁头输出减小,产生高频损耗。第第4 4章章 录音座录音座 (9)方位角损耗 录音磁头工作缝隙的方向直接体现为磁带上磁化图样的方向。如果放音磁头的工作缝隙的方向与录音磁头工作缝隙的方向有偏差,则会引起方位角损耗。因此,必须使录音磁头,放音磁头的方位严格保持一致。第第4 4章章 录音座录音

28、座 2.录,放音频率特性 以上讨论的录,放音过程中的各种损耗主要都是高频损耗。此外,边缘效应和轮廓效应还会影响低频响应。边缘效应是指记录波长很长时,剩磁会泄漏到相邻信号的磁迹上,使放音磁头拾取那里的信号时输出电平上升。由此可见,边缘效应实质上是多通道录音时相邻磁迹之间的串音。通过采用多层屏蔽罩屏蔽磁头,可以减少边缘效应。第第4 4章章 录音座录音座 轮廓效应是指记录波长与磁头-磁带接触长度可以比拟时,磁头极片也会拾取磁带上的部分磁通,在线圈中产生附加感生电动势,从而引起低频输出上升。考虑各种因素影响后的实际频率响应如图4-16所示。第第4 4章章 录音座录音座 图4-16 实际录放频率特性 第

29、第4 4章章 录音座录音座 4.2.5 录音噪声 录放音过程中,除有用信号之外,任何由其它原因而产生的声音统称为噪声。主要有背景噪声,调制噪声和窜渗噪声,下面分别予以介绍。第第4 4章章 录音座录音座 1.背景噪声 背景噪声的主要来源是录音磁带和放大器。由磁带引起背景噪声的主要原因是磁带抹音不完全,直流抹音时的饱和剩磁,磁带磁性层的不均匀,磁带走带速度不均匀而产生抖动,磁头有直流带磁而使磁带直流充磁,另外,磁头铁芯损耗也会产生噪声。第第4 4章章 录音座录音座 放大器引起背景噪声的主要原因是构成放大器的元器件产生的固有噪声,元器件及电机等产生的杂散磁场影响磁头而产生的噪声,这些噪声可以通过恰当

30、安排元器件并采取严格的屏蔽措施来防止,但很难完全消除。第第4 4章章 录音座录音座 2.调制噪声 由于各种不稳定因素而使原来应有的磁场发生附加变化而产生的噪声,都称为调制噪声。大致有振幅调制,频率调制和内在调制3种形式。产生振幅调制的主要原因是磁带磁性层性能及磁头-磁带接触压力不均匀。第第4 4章章 录音座录音座 3.窜渗噪声 窜渗噪声来源于录音放大器,放音放大器之间的信号窜渗；录音磁头与放音磁头之间的信号窜渗；磁带的复印效应。第第4 4章章 录音座录音座 4.3 录音录音,放音电路放音电路 4.3.1录音电路 录音电路方框图如图4-17所示。录音信号源主要有传声器,调谐器,立体声电唱机,CD

31、唱机等的输出信号,线路输入信号,复制磁带时放音卡的输出信号等。输入及转换电路用于对各种录音信号进行转换。第第4 4章章 录音座录音座 图4-17 录音电路方框图 第第4 4章章 录音座录音座 1.输入转换电路 图4-18所示为某组合音响中传声器输入电路的一个声道,另一声道与之完全对称。电路中,J5是该声道外接传声器插口,S5-1是功能开关（唱机磁带收音定时）,图中开关S5-1在磁带位置,S1-6 是录放开关,图中 S1-6在录音(R)位置,A101为该声道前置放 大器。第第4 4章章 录音座录音座 图4-18 传声器录音输入及转换电路 第第4 4章章 录音座录音座 2.录音前置放大器 由于来自

32、输入电路的信号电平较低,变化幅度很大,因此,录音座中,前置放大器一般均采用高增益低噪声且动态范围大的集成电路放大器来担任。双卡录音座中前置放大器所使用的集成电路约有几十种型号,根据它们的内部电路结构可分为3类：一是普通双声道集成前置放大电路,例如PC1228H；二是具有ALC电路的双声道集成前置放大电路,例TA7668；第第4 4章章 录音座录音座 三是两卡共用,内设电子转换开关的双声道集成前置放大电路,例如TA7784。其中录音座中使用较多的是具有ALC电路的双声道集成前置电路。下面介绍这类录音放大器中较有代表性的TA7668BP。TA7668BP的内部电路方框图如图4-19所示,各引脚作用

33、如表4-2所示。第第4 4章章 录音座录音座 图4-19 TA7668BP内部电路方框图 第第4 4章章 录音座录音座 表4-2 TA7668BP引脚作用 第第4 4章章 录音座录音座 该电路具有如下特点：(1)内电路齐全,内部录音放大器,放音放大器各自独立,还带有自动电平控制(ALC)电路和静噪电路。(2)内部设有稳压电源,外接工作电源电压范围较宽,为615V。(3)ALC电路可外接通断开关。图4-20所示是录音座中录放卡的双声道录音放大器电路。第第4 4章章 录音座录音座 图4-20 录放卡双声道录音放大器电路 第第4 4章章 录音座录音座 3.录音输出电路 录音输出放大器和输出电路如图4

34、-21所示,前置放大器输出的被录信号经输出放大器进一步放大后,进入录音输出电路,其中R1为恒流电阻,R1,C1为高频补偿电路,L1,C2为偏磁陷波电路。第第4 4章章 录音座录音座 图4-21 录音输出电路 第第4 4章章 录音座录音座 (1)恒流录音电路 录音磁头是录音放大器的负载,这是一感性负载：Z=2fL,其中f为信号频率,L为磁头线圈电感量。当录音信号电压一定时,显然流过磁头的录音电流ir将随信号频率升高而下降,如图4-22(a)所示,因而产生高频损耗,录音带上剩磁Br将随频率f升高而减小,而录音噪声BN却在频率变化时保持恒定,如图4-22(b)所示。第第4 4章章 录音座录音座 当重

35、放这种磁带时,由于放音磁头阻抗正比于频率,因此放音磁头输出电压us大致是平坦的,而噪声电压uN则随频率升高而增大。所以信噪比在高频端要恶化,如图4-22(c)所示。第第4 4章章 录音座录音座 图4-22 非恒流录音时磁头录音特性 第第4 4章章 录音座录音座 重放采用恒流录音的磁带时,有用信号与噪声输出电压都将随频率升高而增大,因而信噪比保持恒定,如图4-23所示。若放音时加入适当的均衡网络,就能获得平坦的综合频率特性。第第4 4章章 录音座录音座 图4-23 恒流录音原理 第第4 4章章 录音座录音座 (2)录音高频补偿(均衡)电路 在录放过程中,由于各种损耗的存在,为获得平坦的综合频率特

36、性,必须在录放过程中进行一定的频率补偿。从信噪比和失真考虑,补偿的原则是：录音时主要针对高频进行补偿；放音时则主要针对低频进行补偿。录音高频补偿电路的位置有两种：一是设置在录音输出回路中,采用谐振回路补偿；二是设置在录音输出级电路中,采用负反馈式补偿。第第4 4章章 录音座录音座 录音高频补偿电路设在录音通道后级电路中,在ALC电路控制环路之外。这是为了避免ALC电路对录音高频补偿的影响,达到大幅度提升高频信号的目的。高频补偿特性与所使用磁带类型等因素有关。高频补偿特性如图4-24所示,曲线A是未经补偿时的特性,曲线B为加入补偿后的 特性。第第4 4章章 录音座录音座 图4-24 录音高频补偿

37、特性曲线 第第4 4章章 录音座录音座 (3)偏磁陷波电路 设置偏磁陷波电路是为了防止录音时超音频偏磁信号进入录音放大器,干扰其正常工作。第第4 4章章 录音座录音座 4.ALC电路 ALC(Auto Level Control)电路设置于录音通道,用来自动地对录音信号电平进行控制,以避免录音信号过大时使磁带产生饱和失真。TA7668BP集成电路中设置了双声道ALC电路,图4-25所示为其中一个声道的ALC电路,另一声道与此完全对称。第第4 4章章 录音座录音座 图4-25 TA7668BP中的ALC电路 第第4 4章章 录音座录音座 5.超音频振荡器及偏磁供给电路 录音座中通常采用交流偏磁及

38、交流抹音。超音频振荡器就是用来提供录音偏磁电流及超音频抹音电流的。超音频振荡器的电路形式很多,例如互感耦合式振荡器,三点式振荡器,双管推挽式振荡器等。图4-26所示是目前使用最为普遍的双管推挽式超音频振荡电路。第第4 4章章 录音座录音座 图4-26 双管推挽式超音频振荡器 第第4 4章章 录音座录音座 4.3.2放音电路 放音电路一般由前置(均衡)放大器,后级放大器和杜比降噪电路组成,如图4-27所示。由图中可知,录放卡和放音卡的前置放大器是各自独立的,后级放大器则是两卡共用。后级放大器的输出信号经过杜比降噪电路处理后,送至主功率放大器。其中,杜比降噪电路将在4.4节讨论。第第4 4章章 录

39、音座录音座 图4-27 放音电路方框图 第第4 4章章 录音座录音座 1.信号源及输入电路 双卡录音座的信号源是放音卡和录放卡磁头输出的左右声道放音信号。放音信号电平很低,为1mV左右,且输出信号的高,低频段都有损耗,因此,放音电路必须对放音信号进行高频补偿和低频补偿。第第4 4章章 录音座录音座 一般,录放卡的放音输入电路与放音卡的输入电路相同。但因为录放卡有录音,放音两种工作状态,因此输入回路中设有录放转换电路。录放转换电路有普通机械录放开关和电子录放开关两种形式。其中,电子录放转换电路的性能较好,故障率较低。图4-28所示是录音座中的录放卡放音输入电路,采用电子录放开关进行录,放转换。图

40、中仅画出左声道电路,另一声道与之完全对称。其工作原理如下所述。第第4 4章章 录音座录音座 图4-28 录放卡放音输入电路 第第4 4章章 录音座录音座 图4-29 放音高频补偿电容转换电路 第第4 4章章 录音座录音座 2.放音前置均衡放大器 放音前置均衡放大器主要包括前置放大器和低频补偿（均衡）网络。对于录放卡,有两种情况,一是录音,放音状态的前置放大器各自独立,无录放转换开关,此时放音前置放大器一般与放音卡的前置放大器完全相同；二是前置放大器在录,放音状态下共用,通过录放转换开关进行工作状态转换。图4-20所示是录音座中录放卡的前置均衡放大器,录,放音状态共用。第第4 4章章 录音座录音

41、座 为使已录音磁带在任何机器上重放时都能得到平坦的频率特性,使磁带具有放音的互换性,目前世界各国对放音补偿曲线都有标准化规定。标准放音补偿特性如图4-30所示。第第4 4章章 录音座录音座 图4-30 标准放音补偿特性 第第4 4章章 录音座录音座 3.后级放大器 在双卡放音前置均衡放大器电路之后一般设有一个两卡共用的双声道后级放大电路（线路放大器）,可以采用一级分立元件放大器或集成电路放大器,该放大器的频率特性是平坦的。第第4 4章章 录音座录音座 4.4 降噪电路降噪电路 降噪是磁带录音中需要解决的重要问题。在磁带录放过程中,由于多种原因,会产生各种噪声（见4.2.4节）。为降低噪声,提高

42、信噪比以改善录放音质量,通常在录音座中设置降噪电路。第第4 4章章 录音座录音座 4.4.1 降噪的物理基础 1.人耳的掩蔽效应 降噪系统的理论依据是人耳所具有的掩蔽效应。它可分为两种。人耳第一掩蔽效应是指当人耳听到某一单强音时,在该单音频率附近的其它弱音,听起来好像比其本来还要弱得多,甚至听不见,似乎被单强音所掩蔽。第第4 4章章 录音座录音座 人耳第二掩蔽效应是指当某一较强音(可以是复音)突然停止后,人耳约在150ms内对其它弱音听不清楚,甚至听不见。人耳所具有的这两个效应为磁带降噪提供了可能性,即可以用以提高信噪比,在信号和噪声共存的情况下,使人耳听不见噪声。第第4 4章章 录音座录音座

43、 2.噪声和信号的能量分布 对磁带噪声分布的研究表明,噪声主要分布在中,高频段,而对音乐,语言信号能量分布的研究则表明,能量主要集中在中频段,低频和高频段能量较小,如图4-31所示。由此可见,中频段尽管磁带噪声大,但由于信号能量大,所以信噪比较高；在低频段,尽管信号能量较小,但此时噪声也较小,所以仍有较大的信噪比,也可以通过掩蔽效应克服噪声影响。第第4 4章章 录音座录音座 图4-31 噪声和信号的能量分布示意图 第第4 4章章 录音座录音座 4.4.2DOLBY-B降噪系统基本原理 DOLBY-B降噪系统为互补型降噪系统。它通过提高音频信号高频段的信噪比来达到降噪目的。该系统在录放音过程中对

44、信号的处理如图4-32所示。第第4 4章章 录音座录音座 图4-32 DOLBY-B压缩扩展示意图 第第4 4章章 录音座录音座 图4-33 DOLBY录音标志 第第4 4章章 录音座录音座 为区别一般磁带与采用DOLBY-B系统录制的磁带。磁带盒套上注有DOLBY录音标志,如图4-33所示。采用DOLBY系统录音的磁带必须在有同样DOLBY系统的设备中放音,才能获得预期的,令人满意的降噪效果。DOLBY-B系统对高于5kHz的频率有大约10dB的降噪效果。第第4 4章章 录音座录音座 4.4.3 DOLBY-B降噪系统 1.方框图及工作原理 录音时DOLBY-B系统方框图如图4-34(a)所

45、示,该系统由主通道和副通道两部分组成。输入的录音信号分为主,副信号两部分。主信号直接送到主通道的相加电路,副信号经可变高通滤波器再送到主通道相加电路。第第4 4章章 录音座录音座 由于可变高通滤波器在控制电路作用下只能输出高频段小信号,其高通特性受信号中高频分量控制,输入信号越小,高通滤波器输出越大,因此副通道输出信号是经过提升的高频段小信号。它与主通道信号叠加后得到经过编码（压缩）处理的录音信号。其特征是录音信号中高频段小信号被提升了,因而信号高频段信噪比增大。第第4 4章章 录音座录音座 图4-34(b)所示为放音时降噪系统方框图,它同样也由主,副通道两部分组成。由于录,放音时DOLBY-

46、B降噪系统中的可变高通滤波器和控制器的工作原理与特性完全一致,所以该部分电路为录,放音状态共用,通过开关S-1进行工作状态转换,见图4-34(c)。第第4 4章章 录音座录音座 图4-34 DOLBY-B型降噪电路方框图 第第4 4章章 录音座录音座 2.可变高通滤波器及其控制电路 图4-35所示为DOLBY-B型降噪系统中的可变高通滤波器及其控制电路。可变高通滤波器是由R1,C1组成的固定高通滤波器以及由R2,C2和场效应管漏-源电阻r组成的可变滤波器所组合的两级RC滤波器。第第4 4章章 录音座录音座 图4-35 可变高通滤波器及其控制电路 第第4 4章章 录音座录音座 3.DOLBY-B

47、型降噪集成电路 杜比降噪集成电路的型号较多,主要有TA7770N,LM1011N,CX20187,CXA1097Q,LM1112,NE646,NE645,TA7629P,PC1180C等,下面仅介绍TA7770N及其应用电路。图4-36所示是录音座中采用集成电路TA7770N所构成的DOLBY-B型降噪系统。图中只画出了TA7770N的左声道应用电路,另一声道与之完全对称。TA7770N各引脚功能如表4-3所示。第第4 4章章 录音座录音座 图4-36 TA7770N应用电路 第第4 4章章 录音座录音座 表4-3 TA7770N引脚作用 第第4 4章章 录音座录音座 4.DOLBY-C型降噪

48、系统 DOLBY-C型降噪系统是由DOLBY-B型发展而来的。它对1kHz以上频率的降噪效果约为20dB。从系统结构来看,DOLBY-C型系统相当于两节DOLBY-B型电路,所以通过开关转换可以实现B,C型的兼容。DOLBY-C系统方框图如图4-37所示。第第4 4章章 录音座录音座 图4-37 DOLBY-C系统方框图 第第4 4章章 录音座录音座 4.5 选曲电路选曲电路 4.5.1 选曲方式 选曲方式有手动选曲,自动选曲和电脑选曲3种方式。手动选曲也就是选听和复听功能,即在放音状态下,按下快进或快倒键,使磁带快速通过放音磁头,同时降低此时放音磁头的输出,当磁带快速走带至两节目之间时,则放

49、音磁头无输出,此时松开快进或快倒键,机器进入放音状态,即可达到选听或复听目的。第第4 4章章 录音座录音座 自动选曲是在手动选曲基础上发展而来的具有一定智能的选曲方式,但它仍只能选一首乐曲,不具备跨过一首或多首乐曲的功能,而且只适合具备标准录音特性的音乐磁带 选曲。电脑选曲则可以跨过所设定的数首乐曲后,找到一首乐曲的曲首,其程序的智能化程度比自动选曲高得多。第第4 4章章 录音座录音座 4.5.2自动选曲电路 自动选曲是利用放音磁头检测磁带上曲间35s的空白间隙而实现的。为避免快速走带时磁头和磁带的损伤,磁头磁带一般为轻接触。自动选曲电路方框图如图4-38所示。主要由限幅放大,电平检出,无曲时

50、间检出,驱动电路及电磁铁组成。第第4 4章章 录音座录音座 图4-38 自动选曲电路方框图 第第4 4章章 录音座录音座 4.5.3电脑选曲电路 电脑选曲与自动选曲的区别主要是,前者可以跨过多首乐曲,找到某首所需乐曲。1.电脑选曲电路方框图 电脑选曲电路方框图如图4-39所示。与自动选曲电路相比,它增加了预置电路,清除电路,计数记忆电路及显示电路。第第4 4章章 录音座录音座 图4-39 电脑选曲电路方框图 第第4 4章章 录音座录音座 2.电脑选曲集成电路 电脑选曲集成电路型号很多,按其能跨过的最大乐曲数划分主要有：3曲,如LC7512；5曲,如TC9165P,LC7515,IR3R20A；