Энциклопедия по МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ (от А до Я)

А Б В Г Д З И К Л М Н О П Р С Т У Ф Ц Ч Ш Э Ю 
содержание      приложение

ШУМ НОСИТЕЛЯ МАГНИТНОЙ ЗАПИСИ
напряжение сигнала помехи, возникающего в канале воспроизведения магнитной записи при движении магнитного носителя. ШНМЗ в общем случае изменяется хаотически и содержит все частоты диапазона частот, передаваемого каналом воспроизведения. Его величина и значения частотных составляющих зависят от свойств носителя и условий записи и воспроизведения и могут изменяться в широких пределах.

ШНМЗ вносит основной вклад в результирующий шум аналоговой системы магнитной записи, который в зависимости от качества носителя может изменяться на 10-20 дБ, и представляет собой одно из важнейших ограничений динамического диапазона аналоговой магнитной записи.

В аналоговой записи звука ШНМЗ проявляется как "шероховатость", шипение и потрескивание при воспроизведении звука и характеризуется шумом паузы и шумом намагниченного носителя (см. измерение электроакустических характеристик магнитных лент, модуляционный шум).

В аналоговой видеозаписи ШНМЗ вызывает мерцание, хаотическое нарушение яркости по всем элементам ТВ растра. Такие помехи снижают четкость и контраст изображения. Возникая на границе черного и белого участков изображения, мерцание снижает резкость границы.

В аналоговой видеозаписи ШНМЗ характеризуется отношением сигнал/шум яркости и отношением сигнал/шум цветности. Введение двух значений отношения сигнал/шум отдельно для сигналов яркости и цветности объясняется тем, что указанные сигналы записываются в разных диапазонах частот и соответственно длин волн записи, а возникающие в этих диапазонах помехи могут иметь различный удельный вес. При этом помехи, действующие в полосе сигнала цветности, т.е. на цветном изображении, могут не наблюдаться на изображении, содержащем только яркостный сигнал, если, например, в телевизоре выключить цвет. В полосе сигнала цветности большее значение приобретают помехи, не связанные со свойствами собственно носителя записи, например, перекрестная помеха от длинноволновых составляющих сигнала при азимутальной записи.

Природа ШНМЗ объясняется неоднородностью его структуры, существованием в носителе агломератов частиц магнитного порошка и микрошероховатостью поверхности. Различают шум размагниченного и намагниченного носителя. Последний возрастает пропорционально намагниченности и значительно выше шума размагниченного носителя (может превышать его на 20 дБ и более). Если неоднородность структуры и (или) поверхности носителя характеризовать некоторой безразмерной случайной функцией x, а его намагниченность - величиной М_r, то шум намагниченного носителя пропорционален произведению x х М_r. При М_r=0 шум намагниченного носителя равен нулю, и в канале воспроизведения действует только сравнительно небольшой шум паузы или шум размагниченного носителя, обусловленный дискретностью его магнитной структуры. Произведение x х Мr иллюстрирует увеличение шума намагниченного носителя с ростом как намагниченности, так и неоднородности, характеризуемой величиной x, т.е. показывает его зависимость от технологии изготовления носителя.

При видеозаписи основное значение имеет шум намагниченного носителя, поскольку последний намагничивается током ЧМ-видеосигнала как во время записи изображения, так и в отсутствие изображения (белое поле на экране телевизора при воспроизведении записи), когда на носителе записывается только ЧМ-несущая. На пиках записанного ЧМ-видеосигнала, имеющих наибольшую остаточную намагниченность, флюктуации намагниченности, обусловливающие ШНМЗ, имеют максимальную величину. Они сказываются и на флюктуациях "нулевых пересечений записанного сигнала", вызывая появление шумов на изображении при воспроизведении записи.

Увеличение шума при намагничивании носителя, возможно под воздействием посторонних магнитных полей, выдвигает ряд требований к условиям эксплуатации и хранения магнитных лент. Целесообразно, например, время от времени размагничивать стальные детали лентопротяжного тракта аппаратуры записи: ведущий вал, направляющие колонки и др., которые могут быть намагничены в результате случайного прикосновения намагниченным инструментом, а при определенных условиях - и под воздействием намагниченного носителя. Размагничивание производится размагничивающим дросселем.

При копировании аналоговых звуко- и видеозаписей уровень ШНМЗ в копиях возрастает. Так, например, если отношение сигнал/шум яркости при воспроизведении оригинала видеозаписи равно 48 дБ, то а первой копии оно примерно на 2 дБ меньше, т.е. 46 дБ; в копии, полученной с первой копии, - 44 дБ и т.д. В цифровой видеозаписи рост шума при последовательном копировании не происходит.

ШНМЗ пропорционален квадратному корню из ширины дорожки записи. Например, при увеличении ширины дорожки в 2 раза, ШНМЗ и отношение сигнал/шум увеличиваются в раз, т.е. приблизительно на 3 дБ (поскольку величина полезного сигнала пропорциональна ширине дорожки записи).

ШУМОПОНИЖЕНИЕ
улучшение качества аналоговой записи звука и изображения путем снижения помех и расширения динамического диапазона передачи (см. шум носителя магнитной записи). Обычно задача ШП состоит в снижении помех, обусловленных наиболее "шумящим" элементом тракта передачи - носителем информации. ШП достигается специальной обработкой сигнала в канале записи и (или) в канале воспроизведения. ШП, выполняемое только в канале воспроизведения, имеет то достоинство, что может улучшать уже имеющиеся записи, полученные без ШП. Однако более эффективны системы ШП, в которых данный сигнал подвергается обработке как при записи, так и при воспроизведении. Принцип их действия заключается в том, что в канале записи сигнал перед тем, как его зарегистрировать на носителе, подвергают компрессии: динамический диапазон сигнала сужают за счет большего усиления слабых сигналов по сравнению с сильными. При этом поднятый уровень слабых сигналов оказывается завышенным и по отношению к уровню шума носителя, т.е. уровень шума носителя занижается. В канале воспроизведения сигнал подвергают обратному преобразованию - экспандированию, при котором сильные сигналы усиливаются в большей степени, чем слабые. При этом исходный баланс между слабыми и сильными сигналами восстанавливается, а уровень шума носителя сохраняется заниженным.

Несколько вариантов систем ШП для аналоговой магнитной записи звука, основанных на указанном принципе, разработаны английским изобретателем Долби и получили его имя. Широкое распространение в бытовой аппаратуре магнитной записи, в частности, в кассетных магнитофонах, приобрела относительно простая система Dolby-B, где компрессию при записи и экспандирование при воспроизведении выполняет одно и то же переключаемое устройство, что позволяет точно сбалансировать эти процессы, упрощает стандартизацию и конструкцию магнитофона. Компрессия и экспандирование, т.е. ШП, в системе Dolby-B происходят только в области частот выше 500 Гц, в которой шум носителя наиболее ощутим. На рисунке приведены характеристики усиления слабых сигналов при записи (поднимающаяся кривая) и их ослабления при воспроизведении (ниспадающая кривая). Система Dolby-B па частоте 5000 Гц и выше обеспечивает ШП на 10 дБ.

Следует отметить, что если запись, полученную на магнитофоне с ШП, воспроизводить на магнитофоне без ШП, то улучшения качества звукопередачи может не произойти, а в некоторых случаях оно может и ухудшиться.



Амплитудно-частотные характеристики усиления слабых сигалов при записи (кривая 1) и их ослабления при воспроизведении (кривая 2) в системе шумопонижения.