Stručný historický prehľad

Počiatky magnetického záznamu sa spájajú so snahou zaznamenávať akustické signály, t.j. hovorené slovo a hudbu. Prvé takéto zariadenie, ktoré využívalo princíp magnetického záznamu, zostrojil Valdemar Poulsen (1869-1942). Za toto záznamové zariadenie získal Grand Prix na svetovej výstave v Paríži v roku 1900. Tento prístroj, ako aj ďalšie z tohto obdobia používal ako nosič oceľový drôt s priemerom 1 mm, ktorý sa pohyboval rýchlosťou 20 m/s. Hoci sa neskôr prístroj zdokonalil používaním jednosmernej predmagnetizácie, používal sa len na záznam reči. Kvalitatívne nedostatky v porovnaní s mechanickým záznamom na gramofónovú platňu, ako aj so záznamom na film, boli také veľké, že sa neuplatnil v oblasti záznamu hudby. Tento stav trval prakticky až do roku 1935. Významným krokom, ktorý znamenal zlepšenie vlastností zariadenia, bola náhrada oceľového drôtu plochým papierovým nosičom, ktorého povrch bol pokrytý železitým práškom. Namiesto papiera sa neskôr ako podložka začala používať acetylcelulóza. Nový nosič sa mohol strihať a lepiť bez zhoršenia parametrov, nehľadiac na lepšie možnosti ukladania. Aby sa mohla znížiť rýchlosť posunu nosiča, bolo potrebné sústrediť magnetické pole pomocou vhodnej konštrukcie hlavy – takouto konštrukciou bol prstencový tvar. Prstencová hlava spolu so zdokonaleným nosičom umožnila zníženie rýchlosti posunu na 72 cm/s.
Pozoruhodným míľnikom na ceste zdokonaľovania záznamu bolo v roku 1940 zavedenie predmagnetizácie vysokofrekvenčným signálom, ktorý sa zmiešaval so zaznamenávaným signálom. To prinieslo prenikavé zlepšenie odstupu rušivých napätí a zmenšenie nelineárneho skreslenia. Takto sa stal magnetický záznam akustických signálov, aj hudby, konkurencieschopným s ostatnými druhmi záznamu a to nielen z hľadiska kvality, ale aj iných prevádzkových a ekonomických činiteľov. K tomu prispelo aj zdokonalenie transportného mechanizmu zavedením trojmotorového systému, ktorý sa principiálne používa dodnes. Kvalita záznamu hudby bola v štyridsiatych rokoch na úrovni, ktorá umožňovala používať tieto záznamové zariadenia v rozhlasovej štúdiovej prevádzke, s názvom štúdiové magnetofóny. Počas II. Svetovej vojny a ihneď po nej spomalil sa vývoj v Európe, zato v USA pokračovali práce jednak vo vývoji nových technológií, jednak vo vývoji nových systémov.
Magnetický záznam začal prenikať postupne aj do iných oblastí, či už to bol film alebo gramofónový priemysel.

Začalo sa rozvíjať priemyselné odvetvie magnetofónov pre všeobecné použitie, ktoré slúžilo najprv len amatérom a neskôr širokej verejnosti na záznam hudby a slova.
V päťdesiatych rokoch začínajú prvé pokusy záznamu televízneho obrazu na magnetický nosič a súčasne sa rozvíja záznam analógových signálov pre meracie účely.

Záznam

Priamy magnetický záznam je pre ľahkú reprodukovateľnosť a možnosť zmazania doteraz najrozšírenejším spôsobom záznamu signálu. K záznamu sa používa pás opatrený magneticky aktívnou vrstvou, ktorý sa magnetizuje buď pozdĺžne (v smere posunu), alebo v šikmých stopách (pod určitým uhlom). Kolmá magnetizácia sa skúša pre číslicový záznam signálu.
Princíp magnetického záznamu signálu spočíva vo zmagnetizovaní pásu záznamovou hlavou, vytvárajúcej v štrbine magnetické pole, ktorého intenzita odpovedá okamžitej hodnote signálového prúdu. Nad štrbinou záznamovej hlavy sa vytvára rozptylové pole dané siločiarami spájajúcimi miesta rovnakej veľkosti intenzity magnetického poľa.
Pri rozložení vektoru intenzity do smeru rovnobežného so smerom pohybu pásu sa získa pozdĺžna zložka intenzity Hx s maximom uprostred štrbiny. V prípade širokej štrbiny sa vytvárajú 2 maximá Hx na povrchu hrán pólov záznamovej hlavy. Čím je vrstva záznamového materiálu bližšie k štrbine záznamovej hlavy, tým je maximum intenzity väčšie a špicatejšie. Preto je silná, magneticky citlivá vrstva na páse nevýhodná k dosiahnutiu čo najväčšej rozlišovacej schopnosti záznamu (pre záznam vysokých kmitočtov). Permeabilita magnetickej vrstvy pásu u = 1 a neovplyvňuje rozptylové pole záznamovej hlavy.
Podobne možno rozložiť vektor intenzity magnetického poľa do smeru kolmého k rovine pásu na zložku kolmú Hy. Kolmá zložka intenzity je v strede štrbiny nulová. Pred osou a za osou štrbiny sa jej zmysel mení. Ak je hodnota kolmej intenzity Hy značná, nastáva skreslenie v prípade záznamu impulzov.
Bolo zistené, že u kruhových hláv pri pozdĺžnom magnetizovaní postačí predpokladať iba pozdĺžnu zložku Hx a kolmú Hy možno zanedbať.
Rozptylové magnetické pole pred štrbinou záznamovej hlavy vytvára v páse zbytkový magnetizmus v podobe elementárnych magnetov, ktorých dĺžka je rovná polovici vlnovej dĺžky zaznamenaného kmitočtu, a ktoré sú orientované súhlasnými pólmi k sebe.
Vzťah medzi intenzitou rozptylového magnetického poľa záznamovej hlavy a magnetickou indukciou na páse vyjadruje prenosová, alebo dynamická charakteristika záznamového procesu. Možno ju namerať pri zázname harmonického signálu nízkeho kmitočtu (bez predmagnetizácie) za súčasného snímania nezaťaženou snímacou hlavou. Dynamická charakteristika nie je lineárna, je symetricky zakrivená podľa počiatku a pri zázname vzniká skreslenie nepárnymi harmonickými daného signálu.

· Záznamová hlava

Magnetizačné pole vytvára vysokofrekvenčný predmagnetizačný prúd, na ktorý sa superponuje nf záznamový prúd signálu, ktorý prechádza cez vinutie hlavy.

Siločiary v každom mieste určujú smer intenzity. V priestore pred štrbinou a za štrbinou prevláda priečna zložka, naproti tomu uprostred štrbiny prevláda pozdĺžna zložka poľa vzhľadom na pohyb nosiča (pozdĺžna je v smere pohybu, priečna kolmo na smer). Nosič, resp. jeho aktívna magnetická vrstva, je nad štrbinou.
Aby sa úplne zmagnetizovali magnetické častice celej aktívnej vrstvy, musí mať siločiara väčšiu hodnotu intenzity alebo rovnakú, ako určitá kritická hodnota približne sa rovnajúca koercitívnej sile Hc daného pásu. To vedie ku koncepcii záznamovej zóny. Záznamová zóna má určitú šírku okolo siločiary, ktorá znázorňuje Hc, a v ktorej sa odohráva vlastný proces záznamu.
Keď sa pozorovaný úsek pásu pri zázname priblíži k štrbine, vstúpi do čela záznamovej zóny, v ktorej narastá pozdĺžna zložka intenzity magnetizujúceho poľa. Keď prechádza ponad štrbinu, všetky magnetické častice sú vystavené pôsobeniu vysokofrekvenčného predmagnetizačného poľa a stav ich magnetizácie sa mení v rytme frekvencie vf poľa po maximálnej hysteréznej krivke. Keď pozorovaný úsek nosiča opúšťa štrbinu na jej zadnej hrane, prechádza záznamovou zónou a remanentná magnetizácia, ktorú získajú častice, zodpovedá prítomnosti superponovaného nízkofrekvenčného záznamového signálu. O tom, či sa aktívna vrstva pásky zmagnetizuje v celej svojej hrúbke, závisí jednak od toho, aká je jej hrúbka, a jednak od toho, akú polohu a tvar bude mať záznamová zóna. Poloha a šírka záznamovej zóny závisí od šírky štrbiny a od amplitúdy vf predmagnetizačného poľa.
Šírka záznamovej zóny určuje najkratšiu vlnovú dĺžku, ktorú možno zaznamenať na pás. Ak sa zmení polarita záznamového poľa o 180° počas pohybu pásu v záznamovej zóne, výsledná magnetizácia na páse bude nulová.
Šírky štrbín záznamových hláv sa pohybujú v rozsahu od jedného do niekoľko desiatok um. Obyčajná záznamová hlava s jadrom má napr. štrbinu širokú 6 um a šírku záznamovej zóny 0.8 um, čo umožňuje záznam vlnových dĺžok asi 1.5 um. Niektoré hlavy majú štrbiny aj o desatinný rád užšie.
Vzhľadom na to, že v mnohých aplikáciách ide aj o záznam strmých hláv impulzov, zjednoduší sa návrh záznamového zosilňovača, ak je indukčnosť záznamovej hlavy nižšia. Indukčnosti sa pohybujú v rozsahu 0.2 až 20 mH.

Rezonančná frekvencia má byť čo najvyššia (1 MHz a vyššie), keďže ide o predmagnetizačné prúdy s frekvenciami niekoľko sto kHz a vyššie.

Predmagnetizácia

· Jednosmerná predmagnetizácia

Na zníženie skreslenia magnetického záznamu sa posúva pracový bod do lineárnej časti dynamickej charakteristiky. U menej akostných magnetofónov sa používala predmagnetizácia jednosmerným prúdom na zmazaný pás zmagnetizovaný do nasýtenia. V tomto prípade musela mať intenzita magnetického poľa záznamovej hlavy opačný smer ako intenzita poľa permanentného magnetu, ktorý spôsobil zmazanie starého záznamu. Prakticky sa pracovný bod našiel zmenou hodnoty jednosmerného predmagnetizačného prúdu so superponovaným harmonickým signálom, až sa dosiahlo minimum nelineárneho skreslenia. Jednosmerná predmagnetizácia nie je výhodná, pretože zhoršuje odstup signálu k šumu vplyvom nehomogenity aktívnych čiastočiek magneticky citlivej vrstvy pásu, ktoré po zmagnetizovaní indukujú v snímacej hlave rušivé napätie.

· Ultrazvuková predmagnetizácia

Kvalitný záznam možno vytvoriť ultrazvukovou predmagnetizáciou na predom odmagnetizovaný pás. Záznamový signálový prúd sa superponuje so striedavým predmagnetizačným prúdom, ktorého kmitočet je zhodný s kmitočtom oscilátoru mazacej hlavy (kvôli interferencii) a leží nad počuteľným akustickým pásmom od 40 kHz vyššie. Vysoký kmitočet oscilátoru spôsobuje väčšie straty v mazacej hlave, nižší kmitočet ako 40 kHz spôsobuje počuteľnú interferenciu predmagnetizácie so zaznamenaným signálom. Časový priebeh predmagnetizačného prúdu musí byť symetrický, aby nevznikla jednosmerná magnetizácia pásu, ktorá spôsobuje šum.

Snímanie

Pri snímaní sa pohybuje nosič s remanentnou indukciou pred štrbinou snímacej hlavy. Magnetický tok nosiča sa uzatvára cez jadro snímacej hlavy a časovou zmenou tohto toku v súlade s Faradayovým zákonom indukuje sa v závitoch snímacej hlavy napätie. Ak je magnetický tok obrazom záznamového prúdu, potom napätie snímacej hlavy je deriváciou tohto toku. Pri harmonickom priebehu magnetického toku bude jeho maximálna časová zmena tam, kde tok mení polaritu, t.j. prechádza cez nulovú hodnotu. To znamená, že tam bude aj maximálne indukované napätie, inými slovami: medzi signálom na vstupe záznamového zariadenia (ktorý reprezentuje záznamový prúd) a signálom na výstupe zariadenia (ktorý reprezentuje napätie snímacej hlavy) bude fázový posun 90°. Keďže veľkosť snímaného napätia závisí od rýchlosti, s akou sa mení tok, bude toto napätie pri konštantnej amplitúde harmonického priebehu toku úmerné frekvencii. To znamená, že v logaritmickej mierke priebeh vzrastá o 6 dB na oktávu (20 dB na dekádu). To platí pre ideálny proces záznamu a snímania.

V skutočných záznamových zriadeniach sa veľkosť snímaného napätia odchyľuje od priamky tak v oblasti najnižších, ako aj v oblasti najvyšších frekvencií. Tieto odchýlky sa v skutočných zariadeniach vyjadrujú stratami.

· straty

Kategorizácia strát podľa frekvencie nevystihuje správne povahu strát, keďže nie vždy je príčinou strát vysoká alebo nízka frekvencia, ale môže to byť krátka alebo dlhá vlnová dĺžka signálu zaznamenaného na nosiči. Inými slovami o frekvenčných stratách môžeme hovoriť len v záznamovej alebo snímacej hlave. Ostatné straty majú povahu strát z dôvodu vlnovej dĺžky zaznamenaného signálu. Jedny aj druhé ovplyvňujú amplitúdovú a fázovú frekvenčnú charakteristiku záznamového zariadenia.

· Snímacia hlava

Snímacia hlava má dodávať čo najvyššie napätie na vstup snímacieho zosilňovača. Z toho vyplýva, že je výhodné použiť jadrá s veľkou počiatočnou premeabilitou a malou koercitívnou silou (malé hysterézne straty). Rezonančná frekvencia má byť vyššia ako je daná hraničná frekvencia prenášaného pásma. Z toho vyplýva požiadavka malej kapacity vinutia, čo však znižuje indukčnosť. Indukčnosti bývajú v rozsahu 3.0 až 100 mH. Šírka štrbiny sa pohybuje od 0.1 do 10 um.

Mazanie

· Mazacia hlava

Úlohou tejto hlavy je vymazať záznam na nosiči, čo sa spravidla deje automaticky pred každým záznamom. Aby sa dokonale zmagnetizoval nosič, vyžaduje sa silné pole v štrbine a na rozdiel od záznamovej hlavy má byť rozloženie magnetického poľa také, aby pri pohybe nosiča pozvoľna klesalo. Tým sa dokonale odmagnetizuje nosič. Z toho dôvodu je šírka štrbiny o dva rady väčšia ako v záznamovej hlave (0.1 až 0.3 mm ). Materiál štrbiny je vytvrdzovaný papier, keramika, sklo, prípadne kombinácia s elektricky vodivou vložkou alebo vložkou z magneticky mäkkého materiálu. Toto vyhotovenie sa nazýva dvojitá štrbina a dosahuje sa tým lepšia účinnosť vymazávania. Výsledkom je nižší potrebný príkon do hlavy, a tým aj nižšie oteplenie. Toto oteplenie hlavy môže poškodiť magnetický nosič v jeho pokojovej polohe (nosič bez pohybu). Šum pásu

Šum vzniká pri reprodukcii, je spôsobený nehomogenitou magnetickej vrstvy a stavom jej povrchu. Delí sa na štruktúrny a kontaktný.

· Štruktúrny šum

Štruktúrny šum spôsobuje nerovnomerné rozdelenie magnetických častíc v šírke a hrúbke aktívnej vrstvy nosiča. Je to náhodný proces, ktorý závisí na vzájomnom rozložení domén.

· Kontaktný šum

Kontaktný šum je spôsobený zmenou dotyku medzi hlavou a povrchom magneticky citlivej vrstvy. Na šum majú vplyv vibrácie nosiča (pozdĺžne i priečne) i zmeny šírky a hrúbky spôsobené už pri výrobe.

Rozlišujú sa:

· šum v medzerách pásu
· šum pásu magnetizovaný jednosmerným poľom
· šum modulačný, ktorý je spojený so zaznamenaným signálom

· šum v medzerách záznamu je náhodný proces, u ktorého magnetické domény majú rovnaké magnetické momenty a sú orientované v jednom z 2 smerov pozdĺž pásu. Tento kľudový šum je stacionárny proces a pripočítava sa nekorelovane k signálu. Pri zmenšovaní objemu domén šum klesá.

· ak sa zmazaný pás namagnetizuje v homogénnom poli cievky, pretekanom jednosmerným prúdom, vzniká jednosmerný šum, ktorý nemožno vysvetliť šumovým modelom jednotlivých častíc. Predpokladá sa, že 20 % častíc sa zbalí do hustého aglomerátu. Jednosmerný šum spôsobuje nerovnomerné rozdelenie častíc vo vnútri zhluku. Je zrejmé, že materiály s nízkoremanentnými oxidovými časticami majú menší jednosmerný šum.

· modulačný šum multiplikatívny je spôsobený reťazením častíc, ako i povrchovou drsnosťou. Modulačný šum výkonovej spektrálnej hustoty magnetického toku nie je konštantný, stúpa u dlhých vlnových dĺžok.

Šum nameraný analyzátorom s konštantnou šírkou pásma je maximálny u všetkých typov pásov v oblasti nízkych kmitočtov priliehajúcich k zaznamenanému kmitočtu signálu 10 kHz. Tento šum vytvára amplitúdovú moduláciu vplyvom nehomogenity magneticky citlivej vrstvy pásu a nedokonalým kontaktom pásu s indukčnou hlavou. Vzdialenejšie maximá postranných šumových pásiem u niektorých typov pásov zaviňuje nerovnomerný posuv v magnetofóne spôsobený pozdĺžnym kmitaním podložky. Tieto maximá možno odstrániť ukľudňujúcimi kladkami vloženými do pásovej dráhy magnetofónu.
U magnetického záznamu je treba čo najmenšie čiastočky v magneticky citlivej vrstve, pretože čím vyššia je hustota častíc, tým nižší je šum zo statického hľadiska. V najnovších magnetických vrstvách možno pokladať individuálne častice za jednodoménové.

Modulačný šum sa meria pri reprodukcii rôznymi spôsobmi:

· meranie pomocou filtrov, ktoré oddelia zaznamenaný signál od kombinačných zložiek.
· amplitúdovo modulovaný signál sa detekuje a vyjadrí sa hĺbka modulácie.
· zmeria sa šum pásu zmagnetizovaného jednosmerným prúdom.
Pre zníženie šumu pásu je treba:

· zmenšiť rozmery magnetických častíc vo vrstve a zaistiť ich rovnomerné rozloženie vo vrstve.
· zlepšiť povrch vrstvy.
· použiť vysoký kmitočet predmagnetizačného prúdu so symetriou kladných a záporných polovĺn.
· zmenšiť hrúbku magnetickej vrstvy nosiča.

Obmedzovače šumu

Pri reprodukcii signálu možno pre zvýšenie odstupu signál/šum zoslabiť počuteľné šum u komerčných magnetofónov jednocestnými alebo dvojcestnými obmedzovačmi. Medzi jednocestné patrí:

· redukcia šumu v medzerách záznamu
· systém DNL (Dynamic Noise Limiter).

Má základné kmitočtové pásmo bez signálu 4.5 kHz, s rastúcim vstupným napätím sa šírka pásma zväčšuje. Filtrom hornej prepusti HP v pomocnej vetve obmedzovača prejdú kmitočtové zložky signálu nad 4.5 kHz. Vyššie kmitočtové zložky s úrovňou menšou ako –40 dB sa redukujú.

Jednocestné obmedzovače šumu neumožňujú verný prenos signálu, pretože sú zapojené iba do reprodukčnej cesty signálu.
Dvojcestné obmedzovače šumu sú založené na kompresii signálu pri zázname a inverznej expanzii pri reprodukcii. Najrozšírenejší kompandér (kompresor expandér) je systém Dolby® v prevedeniach A, B, C a SR. Princíp systému je založený na princípe, že kompandér zlepší odstup iba voči šumu vznikajúcemu pri reprodukcii zaznamenaného signálu. V kompresore sa slabé signály zosilňujú, aby sa dostali úrovňovo nad šum magnetofónu a pri snímaní sa inverznou expanziou slabé pasáže zoslabia na pôvodnú úroveň a s nimi i šum magnetofónu.
Systém Dolby® využíva taktiež maskovacie vlastnosti ľudského sluchu, keď sluch vybudený silným signálom na určitom kmitočte nepostrehne slabé signály, ktoré sú silnému signálu kmitočtovo blízke. Silný signál lepšie maskuje spektrum nižších kmitočtov (pod svojím kmitočtom), ako vyšších kmitočtov. Preto Dolby® A má rozdelené akustické pásmo pásmovými priepusťami na 4 kmitočtové subpásma, v ktorých je signál spracovávaný nezávisle. Silný signál na určitom kmitočte spôsobí otvorenie iba ´svojho subpásma´, v ostatných zostáva zisk kompresorov a útlm expandérov a teda potlačenie šumu maximálne. Obvod detektoru, ktorý vytvára riadiace napätie pre kompandér a expandér musí vyhodnotiť pseudoesfektívne hodnoty signálu, ktoré sú nezávislé na fázových posunoch signálu, vznikajúcich v magnetofóne.
Dolby® B a C sú úzko pásmové kompandéry, ktoré redukujú šum iba v hornej časti akustického pásma a kompresia s expanziou sa u nich nerealizuje riadenými zosilňovačmi, ale prelaďovanými filtrami (sliding band compander - kompandér s kĺzajúcim pásmom). Medzný kmitočet filtru je nastavený vždy do oblasti dominantnej zložky signálu a nad ňou stúpa zisk kompresoru a útlm expandéru. Dolby® C tvoria dva kompresory a expandéry v kaskáde, pričom výsledok dvoch stupňov sa násobí (sčítava v dB). Jeden stupeň je vysokohladinový (ako u Dolby® B), druhý spracováva hladiny signálu o 20 dB nižšie. Dolby® C má oproti Dolby® B antisaturačný obvod na vysoké kmitočty a viac potláča šum.
Dolby® SR (Spectral Recording).

Na vstupe kompresora sú v sérii dva filtre obmedzujúce pásmo v rozsahu 40 Hz – 12 kHz (strmosť 12 dB/okt.), čím sa znižuje citlivosť kompandéru na nerovnomernosti kmitočtovej charakteristiky magnetofónu na konci akustického pásma. Potlačenie šumu na okrajoch pásma nemusí byť maximálne, pretože citlivosť sluchu je v týchto oblastiach nižšia. Signálová cesta je rozdelená na tri úrovňové stupne, ktoré sú použité z dôvodu dosiahnutia strmého rastu zisku kompresoru smerom od kmitočtu dominantnej zložky signálu. Prahové úrovne stupňov sú –30 dB, -48 dB a –62 dB pod referenčnou úrovňou (tá je 20 dB pod úrovňou limitácie Dolby® SR). Vysokoúrovňové a stredoúrovňové stupne sa skladajú z vysokofrekvenčnej a nízkofrekvenčnej časti. Naviac je každá časť kombináciou obvodu s kĺzajúcim a pevným pásmom (neprelaďujúcim sa, kompresia je prevedená iba zosilňovačom a premenným ziskom). Pevné a kĺzajúce pásma sú použité v kombinácii nazvanej ´funkčné zastupovanie´ (function substitution). Dominantné zložky sú komprimované pomocou obvodov s kĺzajúcimi pásmami, medzi kmitočtami dominantných zložiek prevláda kompresia pomocou obvodov s pevným pásmom. Nízkoúrovňový stupeň má iba časť pre spracovanie vo vyššej kmitočtovej oblasti. Vo všetkých stupňoch sa môže časť pre spracovanie vo vyššej kmitočtovej oblasti prelaďovať smerom k nízkym kmitočtom až na 200 Hz a zaisťovať kompresiu nad dominantnou zložkou signálu. Naopak nízkofrekvenčná časť sa prelaďuje smerom k vysokým kmitočtom až na 3 kHz a zaisťuje kompresiu pod touto zložkou. Deliaci kmitočet medzi nízko a vysokofrekvenčnými stupňami je 800 Hz. Každý stupeň má zisk 8 dB (nad 800 Hz je celkové zlepšenie dynamiky 24 dB, pod 800 Hz je 16 dB). Antisaturačné obvody majú vplyv pod 100 Hz a nad 4 kHz a znižujú zisk kompresoru, ak rastie vybudenie nad určitú úroveň.
Pre štúdiové účely sa používa štandardizovaný magnetický tok úrovne Dolby® alebo sa nastavenie expandéru voči kompresoru uskutoční kalibračným signálom zapísaným na pás so záznamom. Pri snímaní možno podľa neho nastaviť presne zisk. Komerčné prevedenie Dolby® SR obsahuje generátor ružového šumu, tzv. Dolby® šum, ktorým sa nastavuje úroveň. Kvôli identifikácii je šum prerušovaný každé 2 sekundy na 20 ms. Pri zázname sa Dolby® šum zaznamenáva s úrovňou –15 dB pod Dolby® úrovňou. Pri snímaní sa Dolby® šum automaticky strieda s generovaným referenčným šumom po 4 sekundách a posluchom sa obidva šumy striedavo automaticky porovnávajú.

Prepínaním šumu možno rýchlo poznať chyby v nastaveniach úrovní, korekcií a strmosti hláv.
Okrem systémov Dolby® vznikla rada dvojcestných omedzovačov šumom rôznych výrobcom, u ktorých je informácia o miere kompresie prenášaná iba pomocou zmien úrovne v skomprimovanom signále a nie pomocou jeho absolútnej úrovne.

Magnetické pásy

Ako magnetické nosiče sú najviac rozšírené magnetické pásy s magneticky citlivou vrstvou a s podložkou z umelej hmoty. U niektorých pásov sa medzi pracovnú vrstvu a podložku vložila adhézna vrstva, prípadne sa na povrch naniesla ochranná vrstva proti oteru. Materiály podložky: diacetylcelulóza, triacetylcelulóza a PVC, teraz polyefíry (najrozšírenejšií polyetyléntereftalát, a polyaramid pre naprášenú kovovú vrstvu. Nedostatkom diacetylcelulózu bola značná hydroskopičnosť, čo viedlo ku krúteniu pásu. Podložky z triacetylcelulózy majú hladký povrch, umožňujú naniesť po celej ploche vrstvu rovnakej hrúbky. Triacetylcelulóza je 2x odolnejšia proti vlhkosti ako diacetylcelulóza, má väčšiu pevnosť v ťahu a pružnosť. Podložka PVC má pri pokojovej teplote rovnakú pevnosť ako podložka z tiracetylcelulózy, ale mäkne už pri nízkej teplote, preto sa používa len zriedka. Najlepšia je polyetyléntereftalátová podložka, ktorá je odolná proti otepleniu, vlhkosti a má 2x väčšiu pevnosť ako diacetylcelulóza. Používa sa pre pásy hrúbky pod 37 um. Diacetyl a triacetylcelulózové podložky sú vhodné pre perforované pásy v kinematografii o hrúbke nad 37 um.
Materiály pracovných vrstiev: najprv sa používal oxid železnatoželezitý (magnetit) Fe3O4, teraz prášok oxidu železa Fe2O3, dvojoxid chrómu CrO2, železokobaltové prášky Co Fe2O3 a prášky z tenkých častíc čistého železa. Pre pokované pásy sa používajú zliatiny Co NiP, Co P, Co W. Takmer všetky práškové materiály sú v tvare ihličiek, majú mať jednoosú tvarovú a magnetokryštalickú anizotropiu.

· zvukové kazetové pásy

· IEC I (Normal)
Prášok Fe2O3, oxid železitý je ihličkového tvaru s pomerom dlhšej osi ku kratšej 5:1 – 10:1. Dĺžka častíc je 0.2 um, priemer nesmie byť menší ako 10 nm, inak sa stávajú superparamagnetické. Prášky majú v pracovnej vrstve koncentráciu 30 – 36 %. Pomerne horšie sa orientujú – iba 20 – 30 % častíc.

· IEC II
Prášok CrO2, oxid chromičitý je v tvare ihličiek s pomerom dĺžky k priemeru 15:1. Častice sú monokryštály, dosahujúce objemovú koncentráciu vo vrstve 35 – 40 %. Magnetická orientácia je dobrá, orientuje sa 80 % častíc. Základnými prednosťami pásu s CrO2 je malý modulačný šum a lepšia kmitočtová charakteristika pri porovnaní s pásmi z Fe2O3.

· IEC III
Prášok Co Fe2O3 (oxid železitý obohatený kobaltom), málo rozšírený, má nízku tepelnú stabilitu, preto sa pridávajú do vrstvy prísady. Častice prášku majú kubický tvar, vo veľa prípadoch majú viacosú anizotropiu (nerovnorodosť). · IEC IV Fe (1973)
Prášky z častíc z čistého železa majú ihličkový tvar.

Lepšie prenášajú vysoké kmitočty ako pásy s práškom CrO2 aj pri väčšom predmagnetizačnom prúde. Podstatnou prednosťou týchto pásov je zvýšenie dynamického rozsahu na vysokých kmitočtoch (o 6dB). Avšak predpokladom pre široké použitie je nutnosť zväčšenia mazacieho a predmagnetizačného prúdu. Používajú sa v kazetových magnetofónoch.

· Obrazové pásy
Fólia na báze polyetylénu od 11 um do 36 um nesie magneticky aktívnu vrstvu hrúbky od 4 um do 16 um. Niekedy protivrstva 2 um. Vrstva musí byť odolná voči oteru a zahrievaniu. Zastavený obraz možno reprodukovať od 15 do 60 minút

Postup vyhotovenia magnetického pásu

Základnými materiálmi pre výrobu pásu sú:

· magneticky aktívny materiál
· väzivá
· rozpúšťadlá
· riedidlá
· látky slúžiace na mastenie, disperziu, vytvrdzovanie
· podložka

Príprava polevu

Technologicky je tento proces podobný procesu prípravy farieb, avšak komplikovaný tým, že častice polevu sú miniatúrne magnety a majú snahu kumulovať sa do hrčiek. To je v rozpore so základnou požiadavkou dobrého polevu, t.j. pripraviť homogénnu látku s rovnomernou objemovou koncentráciou magnetických častíc. Preto treba obaliť jednotlivé častice väzivom – látkou, ktorá zároveň plní niekoľko úloh:
· oddeľuje jednotlivé častice od seba a bráni vytváraniu nerovnomerných objemových koncentrácií
· tým, že obalí ihličkovité častice magneticky činného materiálu, chráni súčasne hlavy pred prílišným obrúsením
· vlastnosti väziva musia byť také, aby sa poleva dobre prilepila na podložku
· udržuje častice navzájom a bráni ich vytrhávaniu v procese záznamu (aktívna vrstva sa nedrobí)
Polievacia hmota sa pripravuje v tzv. guľových mlynoch, v ktorých sa využívajú vzájomné zrážky guľových telies na jemné rozomletie a disperziu prísad.

Polievanie

Polievací proces musí byť kontinuálny, t.j. nemôže sa zastavovať linka a potom zase pokračovať. Inými slovami: všetky činnosti na linke musia bezprostredne nadväzovať na seba od vstupu podložky až po hotovú magnetickú pásku. Vo výrobe pásov jestvuje niekoľko technologických postupov polievania. Jeden z nich je nanášanie aktívnej vrstvy na podložku. Presná hrúbka polevu sa dosahuje nožom, ktorý odstraňuje nadbytočnú látku.

Orientácia častíc

Ihneď po polievaní, tzn. Kým je ešte poleva dostatočne viskózna, aby sa mohli častice usporiadať v požadovanom smere, prechádza pás cez silné magnetické pole. Smer siločiar tohto poľa sa volí podľa toho, o aký druh pásu ide.

Pásy určené na pozdĺžny záznam zvuku, pásy na analógový záznam meracích signálov, pásy na digitálny záznam dát majú orientáciu v smere pohybu podložky. Pásy na záznam obrazu s priečne sa pohybujúcimi hlavami majú priečnu orientáciu.

Sušenie

Poliate pásy sa sušia v sušiacich peciach kombináciou teplého vzduchu, infračerveným a mikrovlným žiarením.

Leštenie

Existuje druh strát na krátkych vlnových dĺžkach, ktoré zapríčiňuje vzdialenie nosiča od hlavy. Aby magneticky aktívna vrstva čo najtesnejšie priliehala na štrbinu, vyžaduje sa veľmi hladký povrch bez hrbolčekov alebo dier. Nanesená a vysušená aktívna vrstva bez ďalšej úpravy takýmto kritériám nevyhovuje. Bez vyleštenia by takáto vrstva pôsobila ako brúsny pás a veľmi rýchlo by sa opotrebovali hlavy. Preto sa musí aktívna vrstva brúsiť a leštiť. Proces však nesmie byť taký násilný, aby vytrhával aktívne častice z väziva. To znamená, že leštenie musí byť postupné a jemné. Ako optimálny sa zdá postup kombinovanej technológie tepelného spracovania s nasledujúcim valcovaním alebo tzv. hladením. Pri tomto spôsobe sa častice nevytrhujú, ale vtláčajú do väzbovej hmoty. Dosahuje sa tým hladkosť povrchu asi 0.15 až 0.25 um.

Strihanie

Celý proces výroby pásov prebieha na základných šírkach podložky od 30 do 100 cm a v dĺžkach viac ako 1 000 m. Potrebné šírky pásov, t.j. 3.81 mm pre kazety (typu Compact Cassette), Ďalej najpoužívanejšia šírka pri zázname zvuku 6.25 mm. Pre špeciálne použitie sa strihajú na rotačných diskových nožniciach pri vysokých rýchlostiach. Zaužívaným zvykom výrobcov je dodržiavať menovitý rozmer so zápornými toleranciami, t.j. strihať pásy tak, aby v nijakom prípade sa neprekročili menovité šírky. To znamená, že sa napr. pri 6.25 mm páse dovoľuje tolerancia + 0.000 a - 0.05 mm. Je to preto, aby pás v nijakom prípade nebol širší, ako sú vodiace prvky záznamových zariadení.
Ďalšími krokmi pri výrobe pásov je meranie technických parametrov a balenie. O tom, ktorý z mechanických, magnetických alebo elektrických parametrov sa má merať, rozhodujú obory, v ktorých sa daný pás používa.

Dolby®, Dolby® A, Dolby® B, Dolby® C a Dolby® SR sú registrovanými ochrannými známkami spoločnosti Dolby Laboratories.

	Tento článok bol vytlačený zo stránky https://referaty.centrum.sk

Magnetický záznam zvuku