1- Revisión de
ferromagnetismo
2- Grabación sobre soporte
magnético
3- Reproducción
4- Sistema de cinta
5- Grabación AC
6- El medio
magnético
7- La cinta con partículas
magnéticas
8- Grabadores de carrete
abierto
9- Grabadores a
cassette
10- VCR
11- Grabado de la
información
12- Bandas de guarda y
desplazamiento azimutal
13- Múltiples
cabezas
14- Pausa durante la
reproducción
15- Avance y
reversa
16- Codificación de
color
1- Revisión de
ferromagnetismo
Según las características magnéticas que
presenten los materiales, se
lo pueden clasificar en alguno de los siguientes grupos:
Materiales ferromagnéticos
Materiales paramagnéticos
Materiales diamagnéticos
Los materiales ferromagnéticos son materiales que
pueden ser magnetizados permanentemente por la aplicación
de campo magnético externo. Este campo externo puede ser
tanto un imán natural o un electroimán. Son los
principales materiales magnéticos, el hierro, el
níquel, el cobalto y aleaciones de
estos.
Los materiales paramagnéticos son materiales
atraídos por imanes, pero no se convierten en materiales
permanentemente magnetizados.
Los materiales diamagnéticos no son
atraídos por imanes, son repelidos y no se convierten en
imanes permanentes.
Si la temperatura de
un material ferromagnético es aumentada hasta un cierto
punto llamado temperatura de Curie, el material pierde
abruptamente su magnetismo
permanente y se vuelve paramagnético
Los materiales ferromagnéticos están
caracterizados por curvas de magnetización y curvas de
histéresis.
Considerar un material ferromagnético que en
principio no este magnetizado (lo cual seria difícil, pues
por lo menos fue sometido al campo magnético terrestre. Se
le aplica un campo externo que va aumentando paulatinamente su
intensidad. La magnetización de l material va aumentando,
pero no de forma lineal, hasta llegar a un punto, en que por mas
que aumente mucho la intensidad aplicada, la inducción del material prácticamente
no cambia. A esta curva original se le suele llamar curva de
magnetización.
Ahora, si el campo H es reducido, la inducción
también se reduce, pero no sigue la curva de
imanación anterior, sino que el material retiene una
cierta magnetización residual llamada magnetización
remanente Mr.
Eventualmente, si se sigue reduciendo el campo H (en
realidad, se cambia el sentido del campo H aplicado), la
inducción remanente disminuirá a cero, pero a costa
de la existencia de una magnitud Hc, llamada
coercitividad.
El producto Mr.Hc
se suele llamar fuerza del
imán.
Siguiendo con el proceso, se
repite el mismo fenómeno (pero de signo contrario) y se va
formando la curva que muestra el
siguiente grafico.
La línea azul corresponde a la curva de
magnetización y la línea roja a la curva de
histéresis.
En el caso de grabaciones magnéticas, el medio o
soporte magnético, no suele ser llevado al punto de
saturación completa(bordea angulosos en el primer y tercer
cuadrante de la figura. Los campos aplicados se mantiene por
debajo del valor de
saturación y la inducción permanente es menor que
el valor Mr antes visto.
2- Grabación
sobre soporte magnético
El sistema
más sencillo de grabación consiste en un
electroimán con forma de anillo, con un núcleo
ferroso, moviéndose a velocidad V.
Como el núcleo del electroimán es ferroso, el flujo
magnético existirá dentro del mismo. Por lo tanto,
deliberadamente se le hace un corte al anillo, llamado
entrehierro (gap), muy cerca por donde pasara la cinta a grabar.
Esto da lugar a la aparición de líneas de fuerza
que se cierran por el entrehierro, y alcanzan la cinta. Entonces
se crea una magnetización sobre la superficie
ferromagnética de la cinta soporte.
Ahora, suponer que la señal del
electroimán es analógica. Esta señal creara
una variación analógica de H. Como la superficie
ferromagnética se está moviendo en el tiempo, entonces,
las variaciones de la señal analógica en el tiempo,
es trasladada en variaciones remanentes de magnetismo sobre la
superficie de la cinta.
Aunque aquí se habla de cinta, es posible el
mismo criterio en otros soportes.
En grabación magnética una cantidad
importante es la variación espacial que corresponde a la
frecuencia de la señal.
Si la señal analógica tiene frecuencia f,
entonces la longitud de onda característica de la "huella
escrita" sobre el medio magnético, tiene una longitud de
onda de:
l = V / f
Es importante que el medio magnético elegido
tenga una resolución espacial suficientemente
pequeña para poder soportar
el rango de frecuencias deseado a la velocidad dada.
En muchos casos, la velocidad puede ser incrementada con
el propósito de grabar las frecuencias deseadas con
resolución espacial más baja.
El sistema de lectura
más simple consiste en la misma cabeza
(electroimán) anterior, viajando a la misma velocidad V,
pero ahora la cabeza pasa sobre el campo magnético H,
existente sobre la superficie ferromagnética de la cinta o
soporte magnético.
La tensión inducida en el electroimán es
proporcional a la derivada espacial (la cinta se esta moviendo)
del campo magnético sobre el material.
Un típico sistema a cinta de audio tiene 3
cabezas
Borrado
Grabación
Reproducción
Durante la grabación, la cinta primero se mueve
sobre la cabeza de borrado, donde todo rastro de magnetismo
remanente es eliminado (provee el mínimo ruido posible
de esta manera), el entrehierro de la cabeza de borrado es grande
para generar un campo fuerte. El electroimán suele ser
también, alimentado con una señal AC para lograr el
borrado deseado.
Luego, la cinta se mueve sobre la cabeza de
grabación. Esta cabeza es usualmente fabricada con un
tamaño de entrehierro del orden del grosor de la capa
magnética. Esto provee un compromiso entre respuestas en
frecuencia altas y bajas. Ademas, la señal presente en la
cabeza es alterada en 2 formas de la original:
Primero, una componente AC es agregada a la
señal, para linealizar la respuesta.
Segundo, el espectro de frecuencias es alterado para
compensar perdidas que ocurren en el proceso de grabación
para señales de corta longitud de onda (altas
frecuencias). Este proceso de compensación , llamado
pre-ecualizacion, tiene el objetivo final
de dar a la grabación de la cinta una respuesta en
frecuencia plana hasta su componente mas alta.
Finalmente, en reproducción, la cinta se mueve
sobre la correspondiente cabeza, esta viene fabricada con un
entrehierro pequeño para maximizar la respuesta de altas
frecuencias. Como la señal obtenida es la derivada del
flujo, por lo tanto, la señal debe ser integrada.
Además se le debe agregar la post- ecualización,
para compensar perdidas en el proceso de lectura. Para altas
frecuencias, lográndose una respuesta plana.
Como se vio antes, la relación entre campo
magnético H y la inducción resultante M es
netamente alineal. En consecuencia se usa una corriente de
dolarización alterna, considerablemente mayor que la
señal, para linealizar la relación. Haciendo que el
campo pico sea aproximadamente mayor a la coercitividad, se crea
una curva mucho mas lineal, para valores bajos
de H Esto es llamado magnetización remanente
antihisteresis Mar. La frecuencia típica de
polarización suele ser de 100KHz.
La curva antihisteresis suele seguir una ley polinomica de
quinto orden y suele ser muy similar en la mayoría de los
soportes magnéticos longitudinalmente
orientados.
Gran variedades de soportes magnéticos han sido
usados con el correr de los años. En los primeros
grabadores se uso alambre ferroso (wire recorder), sin embargo,
en los equipos modernos se usa una delgada capa de material
ferromagnético que es soportada por un sustrato no
magnético. La capa magnética puede estar formada de
partículas magnéticas en una matriz
polimérica.
El uso de película magnética delgada
permite varias configuraciones posibles para el sustrato. Las
grabaciones de audio son hechas ampliamente en cinta, pero
también es posible en tambores y discos rígidos. La
grabación digital en un momento fue completamente en
cinta, pero hoy se usa muchísimo mas el disco flexible y
el disco rígido.
Estos soportes magnéticos suelen diferenciarse en
medios duros y
medios blandos. Los medios duros requieren campos aplicados
grandes para lograr el magnetismo permanente. Y una vez
magnetizados, otros campos intensos son requeridos para revertir
la magnetización y borrar el material. Estos medios son de
gran saturación remanente y alta corecitividad y tienen
gran aplicación en computadoras y
almacenamiento de
datos.
Los medios blandos requieren relativamente bajos campos
para lograr la magnetización, estas bajas remanencias y
baja corecitividad son apropiados para aplicaciones de
audio.
Dependiendo el soporte magnético, será la
forma del entrehierro a utilizar para grabar.
7- La cinta
con partículas magnéticas
Es el medio que se utilizo comúnmente en audio.
Para asegurar la compatibilidad entre grabación y lectura,
la señal de polarización ,como a si también
la frecuencia de ecualización se estandarizan, de manera
de ajustar la coercitividad, la remanencia magnética y el
grosor de cinta. Para conseguir distintos rendimientos se crearon
distintos estándares.
El material mas usado es un oxido de hierro llamado
Gamma-Fe2O3. .Aunque se podrían usar
metales o
aleaciones es más difícil de controlar la
morfología de los metales que los óxidos. Los
metales y las aleaciones son mejor aprovechables para
deposición de películas.
La gama oxido ferrico debe ser preparado a partir de
oxido ferroso por oxidación, el proceso lleva varios pasos
pues la magnetita sintética no forma fácilmente
elipsoides alargadas.
Sustitutos para cinta o medios flexibles es el
poliéster, y para medios rígidos, el aluminio.
Página siguiente  |