Основное назначение лентопротяжного механизма (ЛПМ) заключается в перемещении магнитной ленты возле магнитных головок с постоянной скоростью в режимах записи и воспроизведения. При этом механизм должен обеспечить равномерное натяжение ленты и оптимальный прижим ее к головкам. Кроме режимов записи и воспроизведения ЛПМ должен обеспечивать ускоренную перемотку ленты вперед-назад.

По конструкции ЛПМ бывают компланарными, коаксиальными и кольцевыми. В бытовых магнитофонах применяют ЛПМ компланарного типа, элементы которого расположены в одной плоскости.

Различают две кинематические схемы компланарных ЛПМ: типа «открытой петли» и типа «закрытой петли». Кинематическая схема компланарного механизма типа «открытой петли» показана на рис. 1.

При работе в режимах записи и воспроизведения лента с подающего узла 1 сматывается и принимается приемным узлом 2. Перемещает ленту электродвигатель 6, к валу которого лента прижимается обрезиненным роликом 5. Чтобы лента не перемещалась по вертикали, применяют направляющие ролики или стойки 8, 4. Магнитные головки располагаются между направляющими стойками в следующем порядке по ходу движения ленты: стирающая 7, записывающая 8 и воспроизводящая 9.

У механизма типа «открытой петли» имеется серьезный недостаток — нестабильность вращения, подающего и приемного узлов, сказывается на равномерности движения ленты. От этого недостатка свободен механизм типа «закрытой петли» рис. 2

В этой конструкции, как и в предыдущей, имеются подающий 1 и приемный 2 узлы. Лента прижимается к ведущему валу 8 прижимными роликами 4, 5 с двух сторон. Между этими роликами лента образует петлю, охватывающую инерционный ролик 6. Стабильность скорости записи и воспроизведения зависит от стабильности движения ленты внутри петли, где расположены головки 7, 8. При этом влияние приемного и подающего узлов на скорость ленты внутри петли ослабляется прижимными роликами.

Лентопротяжные механизмы типа «закрытой петли», несмотря на очевидное достоинство, распространение в бытовых магнитофонах не получили по конструктивным соображениям.

По количеству примененных электродвигателей ЛПМ могут быть трехдвигательными и однодвигательными. На рис. 1. приведена кинематическая схема трехдвигательного механизма. В ней кроме ведущего двигателя 6 имеются двигатели подающего и приемного узлов. Во время записи или воспроизведения двигатель приемного узла вращается в ту же сторону, что и ведущий, обеспечивая тем самым намотку ленты с нужной плотностью. Двигатель подающего узла вращается в обратную сторону, обеспечивая заданное натяжение ленты. Для этого на него подается неполное напряжение.

В режиме ускоренной перемотки вперед на двигатель приемного узла подается полное напряжение, и он осуществляет намотку ленты на приемный узел. На двигатель подающего узла прикладывается неполное напряжение, обеспечивая тем самым плотность намотки. В режиме перемотки назад полное напряжение подается на двигатель подающего узла и неполное на двигатель приемного.

При ускоренной перемотке как вперед, так и назад ведущий двигатель отключается, а магнитные головки отводятся от ленты.

На рис. 3. показана кинематическая схема однодвигательного ЛПМ. Механизм приводится в движение электродвигателем 2. Вращение с помощью двух пассиков 5 и 6 передается на маховик 7 ведущего вала & и на правый подкатушник 3. Натяжение пассиков производится натяжными роликами 4 и 11. Прижим ленты к ведущему валу 8, на который насажен маховик 7, осуществляется прижимным обрезиненным роликом 9. Подматывается лента приемным узлом 3, а необходимое натяжение у магнитных головок обеспечивается подающим узлом. При ускоренной перемотке влево ведомый диск подающего узла через паразитный ролик прижимается к обрезиненной насадке на валу электродвигателя и вращается в направлении, обратном указанному на рисунке. Приемный узел при этом обеспечивает натяжение ленты. При ускоренной перемотке вперед тяговое усилие создает приемный узел, а подающий — подтормаживает. Торможение ленты в момент остановки магнитофона производится специальными тормозными устройствами на подающем и приемном узлах.

Лентопротяжные механизмы кассетных магнитофонов строятся также по компланарным схемам с одним, двумя и тремя электродвигателями. Наибольшее распространение получили ЛПМ кассетных ‚магнитофонов с одним двигателем и одним или двумя пассиками.

На рис. 4. приведена однодвигательная кинематическая схема ЛПМ с двумя пассиками. С помощью пассика 7 вращение вала электродвигателя 8 передается ведущему узлу 9. На приемный 6 и подающий 3 узлы вращение передается с маховика ведущего узла через второй пассик 4. При помощи обводного ролика 2 осуществляется изменение направления вращения подающего узла.

Рассматриваемая кинематическая схема изображена в положении «стоп». При переводе ЛПМ в положение «рабочий ход» магнитные головки 11 и 12 и обрезиненный прижимной ролик 10 входят в контакт с магнитной лентой 14. Постоянство скорости перемещения ленты обеспечивается системой ведущий вал 13 — прижимной ролик 10. Подмотка ленты на приемный узел осуществляется за счет использования в приемном узле фрикционной муфты, а требуемое натяжение ленты производится фрикционной муфтой подающего узла, ведущий шкив которого вращается в обратную сторону.

В режимах перемоток вперед и назад магнитные головки и прижимной ролик отводятся от магнитной ленты и с помощью одного из обрезиненных роликов 6 и 1. производится выключение фрикционной муфты приемного или подающего узлов. При остановке и переходе из одного режима работы в другой движение ленты тормозится фрикционными муфтами узлов.

Применение двух пассиков упрощает конструкцию ЛПМ и позволяет обеспечить необходимую развязку ведущего узла с подающим и приемным.

Кинематическая схема однодвигательного ЛПМ, с одним пассиком изображена на рис. 5. Вращение вала электродвигателя 7 с помощью пассика 5 передается маховику ведущего узла 8, шкиву фрикционной муфты приемного узла 4 и обводному ролику 8. Схема показана в режиме «стоп». При включении рабочего хода головки 10, 11 и прижимной ролик 9 входят в контакт с магнитной лентой 12. Система ведущий вал 13 — прижимной ролик 9 приводит в движение ленту с постоянной скоростью. Требуемое натяжение магнитной ленты на участке ведущий вал — приемный узел производится фрикционной муфтой приемного узла, а натяжение на участке ведущий вал — подающий узел 2 — при помощи специального тормоза 1. В режиме перемотки «Вперед» магнитные головки и прижимной ролик отводятся от ленты, а обрезиненный ролик 6 производит выключение фрикционной муфты приемного узла. Натяжение ленты обеспечивается тормозом 1.

В режиме перемотки в обратном направлении обводной ролик 3, находящийся на подвижном рычаге, входит в зацепление со шкивом подающего узла, и вращение от ведущего узла передается на подающий. Требуемое натяжение ленты обеспечивается фрикционной муфтой приемного узла.

В магнитофонах первой и высшей групп сложности применяют ЛПМ с тремя двигателями. Это позволяет обеспечить заданные параметры магнитофона и повысить надежность ЛПМ. Принцип работы трехдвигательного ЛПМ кассетного магнитофона аналогичен принципу работы такого же ЛПМ катушечного.

Двухдвигательные лентопротяжные механизмы находят применение в кассетных магнитофонах и заметных преимуществ перед одно- и трехдвигательными не имеют.

Как было сказано выше, основной задачей ЛПМ является, перемещение ленты с заданной скоростью. Однако действительная скорость несколько отличается от номинальной, что приводит к возникновению искажений, вносимых в фонограмму. При медленном изменении скорости происходит изменение тональности Звука, при быстром возникает частотно-амплитудная модуляция и, как следствие, частотные и нелинейные искажения. Поэтому к лентопротяжным механизмам предъявляются жесткие требования (к стабильности скорости перемещения ленты около зазоров магнитных головок).

Основными параметрами, характеризующими ЛПМ, являются: средняя скорость ленты; отклонение средней скорости от номинальной; дрейф скорости; колебания скорости; коэффициент детонации.

Средняя скорость ленты — путь, проходимый лентой в единицу времени. Значения средней скорости стандартизированы. В бытовых катушечных магнитофонах применяют в основном следующие скорости: 19,05; 9,53 и 4,76 см/с, в кассетных — 4,76 см/с и иногда 2,38 см/с.

Отклонение средней скорости от номинальной оценивается в процентах и зависит от точности изготовления деталей ЛПМ, задающих скорость движения ленты. Оно приводит к тому, что при записи и воспроизведении на разных аппаратах время воспроизведения отличается от времени записи, а также искажается тембр звуковых сигналов. Допустимое отклонение средней скорости от номинальной не должно превышать долей процента.

Дрейф скорости — случайное изменение средней скорости, оцениваемое в процентах от номинального значения. Допустимое значение дрейфа скорости в зависимости от группы сложности магнитофона лежит в пределах 0,5…3 %. Дрейф скорости вызывают: проскальзывание ленты; изменение питания электродвигателей; нестабильность частоты питающей сети; «Вытягивание» ленты и т. д.

Колебания скорости — отклонение скорости от среднего значения. Возникают из-за не идеальности изготовления вращающихся элементов лентопротяжного механизма, наличия у них эксцентриситетов и эллиптичности. Эти колебания имеют периодический характер, частота их совпадает или кратна частоте вращения элементов лентопротяжного механизма.

Другим источником колебаний скорости являются продольные колебания ленты, вызванные случайным изменением коэффициента трения ленты о головки и неподвижные направляющие втулки. Такие изменения связаны с наличием шероховатости у рабочих поверхностей лент, головок и неподвижных частей лентопротяжного механизма, по которым перемещается лента. Частота этих колебаний, часто называемых струнным эффектом, зависит от материала основы и длины колеблющегося отрезка ленты.

При звукозаписи колебания скорости приводят к изменениям высоты тона, называемым детонацией. Оценивается детонация коэффициентом детонации.

Коэффициент детонации рассчитывается в процентах как отношение амплитуды колебания скорости движения ленты к номинальному значению. Для бытовых магнитофонов коэффициент детонации должен быть не более ± (004…07) %.

На слух детонация воспринимается как искажение звука. Детонация с частотой 2…10 Гц воспринимается как периодическое изменение высоты тона. Такое явление называют «плаванием» звука. Колебания скорости с частотой 10…25 Гц воспринимаются как дрожания звука, а выше 25 Гц — как хриплость.

---