Проявление сигнала на магнитной ленте: причины и способы использования.

Введение

Передача содержимого между слоями магнитной ленты

Эффект пропечатывания – обычно нежелательное явление, возникающее при использовании магнитной ленты для хранения аналоговой информации, в частности музыки, вызванное контактным переносом магнитных сигналов с одного слоя ленты на другой при её намотке на катушку послойно.

Причины

Причина эффекта пропечатывания обусловлена дисбалансом магнитной и тепловой энергии в магнитной частице. Как только магнитная энергия превышает тепловую всего в 25 раз, частица становится достаточно нестабильной, чтобы испытывать влияние энергии магнитного потока из соседнего слоя ленты – верхнего или нижнего. Величина магнитной энергии зависит от коэрцитивной силы частиц, их формы (вытянутые, тонкие частицы создают более сильные "магниты"), соотношения правильно сформированных частиц к дефектным и их кристаллической структуры. Металлические частицы, несмотря на малый размер, обладают очень высокой коэрцитивной силой и наиболее устойчивы к пропечатыванию, поскольку их магнитная энергия редко подвергается воздействию тепловой энергии. Частицы, разрушенные избыточным помолом перед нанесением покрытия, увеличивают степень пропечатывания в зависимости от их соотношения с хорошо сформированными соседними частицами. Сигналы пропечатывания, вызванные анизотропией, почти так же сильны, как намеренно записанные сигналы, и их гораздо сложнее удалить. Этот тип шума пропечатывания встречается относительно редко, поскольку пользователи обычно осторожны, чтобы случайно не подвергать записи воздействию сильных магнитных полей, а магнитное влияние этих полей ослабевает с расстоянием. Цифровые ленты также могут подвергаться эффектам контактного пропечатывания, проявляющимся в феномене, известном как "сдвиг битов", когда верхние или нижние слои ленты приводят к изменению импульсов, записанных для представления двоичной информации.

Видеозапись

Поскольку аналоговое видео записывается с помощью частотной модуляции видеосигнала, эффект FM-захвата защищает сигнал от этого шума; однако линейные аудиосигналы и (в зависимости от формата) хроминансные сигналы видеокассеты могут иметь некоторые эффекты пропечатывания. Хотя пропечатывание является формой нежелательного шума, контактная печать преднамеренно использовалась для высокоскоростной записи (дублирования, высокоскоростного массового копирования) видеокассет, вместо того чтобы записывать тысячи лент на тысячи видеомагнитофонов при нормальной скорости воспроизведения или записывать исходный материал многократно в реальном времени на большие катушки (без концевых крышек) ленты (называемые блинами) длиной более 48 часов, которые затем должны были быть вставлены в кассеты. DuPont совместно с Otari изобрели форму термомагнитного дублирования ("TMD"), при которой материнская лента из металла с высокой коэрцитивностью приводилась в прямой контакт с копией (рабочей) лентой из диоксида хрома. Коэрцитивность материнской ленты выше, чем у копировальной ленты, поэтому, когда копировальная лента нагревается и вступает в контакт с материнской лентой, она получает зеркальное отражение сигнала с материнской ленты, без потери сигнала на материнской ленте. Запись на материнской ленте была зеркальным отражением действительного видеосигнала. Непосредственно перед контактом копировальной ленты с материнской лентой, сфокусированный лазерный луч нагревал ее до точки Кюри, при которой ее коэрцитивность снижалась до очень низких значений, так что она получала почти идеальную копию материнской ленты при охлаждении. Материнская лента изготавливалась с использованием специального видеомагнитофона с открытыми катушками, называемого зеркальным мастер-рекордером, и удерживалась внутри аппарата в бесконечном цикле. Эта система могла достигать скорости до 300-кратной скорости воспроизведения в режиме NTSC VHS SP, 900-кратной в режиме VHS EP и 428-кратной в режиме PAL/SECAM. Sony разработала систему, известную как "Sprinter", которая использовала аналогичную материнскую ленту, прижимаемую с помощью сжатого воздуха к любой пустой копировальной ленте и проходящую через вращающуюся передающую головку, в которой слабая синусоидальная волна переменного тока высокой частоты использовалась для анистерической передачи информации на копировальную ленту с минимальным стиранием материнской ленты при каждом проходе. Sprinter не использует лазер для нагрева копировальной ленты, что позволяет экономить энергию. Передающая головка может быть оснащена пылесосом для уменьшения дефектов, вызванных пылью. Эта система использовалась для быстрого дублирования VHS-кассет со скоростью до 240 раз быстрее скорости воспроизведения для NTSC и 342 раза для PAL/SECAM видеосигналов, без необходимости использования дорогой хромодиоксидной ленты; лента подавалась в Sprinter со скоростью 8 метров в секунду. Материнская лента располагалась в пространстве (не на катушке, а в бесконечном цикле) внутри Sprinter, что стало возможным благодаря горизонтальной вибрирующей системе подачи ленты, в которой край бесконечной ленты располагался на столе, который диагонально вибрировал за счет вибрации, генерируемой пьезоэлектрическими элементами и усиленной механическими колебаниями, заставляя ленту на столе двигаться вперед. Копировальную ленту разматывали, записывали с помощью материнской ленты, а затем наматывали на большие катушки (называемые блинами), содержащие достаточно ленты для нескольких кассет VHS. Материнская лента имела коэрцитивность в три раза больше, чем обычная VHS-лента, и изготавливалась путем записи на нее с использованием специального видеомагнитофона с открытыми катушками, называемого зеркальным мастер-VTR, с использованием видеосигнала с D2 (видео), видеокассеты типа B или мастер-источника видеокассеты типа C. Видеомагнитофон был оснащен сапфировым лезвием для очистки поверхности материнской ленты, уменьшая дефекты, вызванные пылью. Материнские ленты Sprinter подвергались достаточному износу, что требовало их замены после определенного количества проходов. Материнскую ленту необходимо было заменять каждые 1000 копий. Эта форма высокоскоростной записи была очень экономичной при записи в режиме EP (extra long play), поскольку она была в три раза быстрее, чем запись в режиме SP (standard play), в то время как запись в реальном времени занимала одинаковое количество времени как в режиме EP, использующем меньше ленты, так и в режиме SP, использующем больше ленты. Высокоскоростная запись видео в режиме EP давала гораздо более стабильные результаты, чем запись в реальном времени на самой низкой скорости VHS. После дублирования копировальная лента загружалась в загрузчики кассет, которые наматывали ленту в пустые корпуса VHS-кассет, содержащие только лидерную ленту.

Since analog video is recorded by frequency modulation of the video signal, the FM capture effect shields the signal against this noise; however, the linear audio and (depending on format) chrominance signals of a video cassette may have some print effects. While print through is a form of unwanted noise, contact printing was used deliberately for high speed recording (duplication, high speed en masse copying) of video tape, instead of having to record thousands of tapes on thousands of VCRs at normal playback speed, or recording the source material repeatedly in real time to large reels (without end caps) of tape (called pancakes) over 48 hours long to be inserted into cassettes. DuPont in conjunction with Otari invented a form of thermal magnetic duplication ("TMD") by which a high coercivity metal mother master tape was brought into direct contact with a chromium dioxide copy (slave) tape. The coercivity of the mother tape is higher than that of the copy tape, so when the copy tape is heated and brought into contact with the mother tape, the copy tape gets a mirror image of the signal on the mother tape without the mother tape losing its signal. The recording on the mother tape was a mirror image of a valid video signal. Immediately before the copy tape came into contact with the mother tape, a focused laser beam heated it to its Curie point at which its value of coercivity dropped to very low values so that it picked up a near perfect copy of the mother tape as it cooled. The mother tape was made using a special reel to reel video tape recorder called a mirror master recorder and was held inside the machine in an endless loop. This system could achieve speeds of up to 300 times playback speed in NTSC VHS SP mode, 900 times in VHS EP mode and 428 times in PAL/SECAM tapes. Sony developed a system known as "Sprinter" that used a similar mother master tape forced into close contact with any blank copy tape using compressed air and run across a rotating transfer head in which a weak AC high frequency sine wave is used to transfer the information anhysteretically to the copy tape with minimal erasure of the mother tape on each pass. The sprinter does not use a laser to heat the copy tape which saves on power consumption. The transfer head may have a vacuum cleaner to reduce dropout caused by dust. This system was used to quickly duplicate VHS tapes at speeds of up to 240 times faster than playback speed for NTSC and 342 times for PAL/SECAM video signals without having to use expensive chrome dioxide tape; the tape was fed into the sprinter at a speed of 8 meters per second. The mother tape was enclosed in a space (not in a reel, but rather in an endless loop) in the Sprinter; this was made possible by a horizontal vibrating tape feed system where the edge of the endless loop tape sits in a table that diagonally vibrates using vibration generated by piezoelectric elements and amplified using mechanical oscillation, causing the tape in the table to move forward. The copy tape was unwound, recorded using the mother tape, then wound onto large reels (called pancakes) containing enough tape for several VHS cassettes. The mother tape had a coercivity three times that of normal VHS tape and was made by recording onto it using a special reel to reel video tape recorder called a mirror mother VTR using video from a D 2 (video), Type B videotape or Type C videotape master source tape. The video tape recorder had a sapphire blade to clean the surface of the mother tape, reducing dropout caused by dust. Sprinter mother tapes did suffer enough loss that they had to be replaced after a number of passes. The master had to be replaced every 1000 copies. This form of high speed recording was very cost effective when recording in the EP (extra long play) mode because it was three times faster than recording in SP (standard play) mode while real time recording took the same amount of time whether in EP mode that used less tape or SP mode that used a greater amount of tape. High speed video recording of EP video produced far more consistent results than real time recording at the slowest VHS speed. After duplication, the copy tape was loaded into video tape loaders that wound the tape into empty VHS cassette shells that contained only leader tape.