Коэффициент детонации (КД) магнитофона можно измерить несколькими способами.

Проще всего воспользоваться воспроизведением на испытываемом магнитофоне измерительных магнитных лент (ЛИР), которые содержат фонограмму сигнала частотой 3150 Гц, записанную на специальном прецизионном лентопротяжном механизме с низким КД. При воспроизведении ЛИР на испытуемом магнитофоне измеряют с помощью специального прибора - детонометра выраженное в процентах отношение величины колебаний скорости воспроизведения к ее среднему значению.

Измерительные ленты изготавливаются с особой тщательностью на специально оборудованных для этого рабочих местах. При их записи используются наборы генераторов колебаний звуковых частот, прецизионные магнитофоны, комплект контрольных приборов. При записи измерительных сигналов их уровень поддерживается с высокой точностью вручную или автоматически. Для записи ЛИР используются специально отобранные магнитные ленты, обладающие высокой равномерностью чувствительности по всей своей длине. Для исключения дополнительной погрешности ЛИР должна иметь собственный КД (указывается в паспорте на ленту), по крайней мере в три раза меньший, чем ожидаемый у испытываемого аппарата.
Используемая для измерений магнитная лента не должна иметь выраженных дефектов, например в виде осыпания рабочего слоя, перегибов или мест склеек. Эти дефекты приводят к глубоким колебаниям среднего значения сигнала на выходе одновибратора и к резкому изменению показаний детонометра. Особое внимание следует обратить на качество ленты при испытании аппаратов высших групп сложности.
Неравномерность АЧХ и коэффициент гармоник канала записи-воспроизведения магнитофона особого значения не имеют.

1. Наиболее простой способ заключается в воспроизведении на испытуемом магнитофоне измерительной сигналограммы с частотой 3150 Гц для проверки КД. Он получил наибольшее распространение, наименее трудоемок и применим для испытаний магнитофонов, КД которых по крайней мере втрое больше собственной детонации измерительной ленты. Уровень детонации современных измерительных должен находиться в пределах 0,05...0,1 %, поэтому рассматриваемый способ пригоден для испытания магнитофонов, имеющих КД, превышающий 0,15...0,2 %, или аппараты 2 класса и ниже.
Измерения необходимо выполнить трижды: в начале, середине и конце катушки (кассеты). За КД исследуемого аппарата принимают наибольшее из полученных значений.

2. Второй способ используют при отсутствии измерительной ленты или при необходимости измерения КД который меньше или близок к уровню детонации имеющейся в наличии измерительной сигналограммы. Необходимость в применении этого способа возникает, как правило, при испытании высококачественных магнитофонов 0-й и 1-й групп сложности.
На испытываемый магнитофон записывают синусоидальный или прямоугольный сигнал частотой 3150 Гц с уровнем, близким к номинальному, и затем воспроизводят его на том же магнитофоне. При этом сигнал подвергается частотной модуляции как в режиме записи, так и в режиме воспроизведения.
Необходимо сделать три серии по пять измерений: в начале, середине и конце катушки (кассеты). За результат измерений каждой серии принимают среднее арифметическое, выведенное из показания детонометра в этой серии, а за КД испытываемого магнитофона — наибольший из усредненных результатов измерений трех серий. Необходимость усреднения результатов измерений каждой серии объясняется тем, что при преобладании в спектре детонации одной периодической составляющей (такая ситуации возникает чаше всего в аппаратуре низких классов) ее фазы при записи и воспроизведении могут совпасть, и это проявится в занижении показаний детонометра. Вероятность такого совпадения в серии из пяти измерений практически исключена.

Основные источники колебаний скорости ленты можно выявить с помощью сопоставления спектра детонации с частотами вращения механических узлов лентопротяжного механизма. Для этого необходимо вначале рассчитать или экспериментально измерить периоды вращения деталей кинематической схемы. Затем, подавая сигнал с выхода детонометра на осциллограф с открытым входом, с помощью масштабной сетки необходимо определить периоды наиболее интенсивных составляющих в спектре сигнала и идентифицировать соответствующие им элементы лентопротяжного механизма. Сопоставление периодов вращения элементов лентопротяжного механизма с периодами частотных составляющих электрического сигнала позволяет определить доминирующие источники детонации.
Причиной самых высокочастотных составляющих спектра детонации с периодом менее 0,1 с являются, как правило, биения промежуточных роликов и насадки ведущего двигателя. Колебания с периодом 0,1...0,3 с обусловлены в большинстве случаев ведущим валом: с периодом 0,2...1,0 с — прижимным роликом, а более 0,5 с — приемно-передающими узлами.
Главной проблемой выше названных способов измерения КД, сегодня является, как правило, отсутствие высококачественных ЛИР, которым можно доверять. Настоящая, фирменная ЛИР обязательно имеет паспорт, в котором стоит её серийный номер, в нём указан собственный КД лабораторного аппарата, на котором произведена запись. Мало у кого из мастеров – ремонтников имеются измерительные ленты и приборы, которым можно «верить». Нынче, в суровое время «цифры», практически ни у кого нет достоверных ЛИР, а те что когда-то и были, давно «подзатерлись».
В связи с этим актуален и выручает следующий способ обнаружения незаметной на обычной музыке ДЗ.

«А знаете ли вы...»

В Всероссийском научно-исследовательском институте телевидения и радиовещания (ВНИИТР) разрабатывались уникальные изделия. Например, магнитофон для записи измерительных лент типа D. Коэффициент детонации это один из основных параметров, определяющих качество магнитофонов. Для записи измерительных лент, необходимых для контроля этого параметра, и был создан специальный аппарат, собственный КД которого не превышал 0,005…0,008%. Аппарата с таким коэффициентом детонации ни до, ни после никому в мире построить не удалось. Создал это чудо техники А. В. Михневич, получивший ряд авторских свидетельств и защитивший кандидатскую диссертацию. Всего было изготовлено два таких аппарата. Один из них был отправлен в Германию (ГДР), а другой — в ГДРЗ, где в течение около 20 лет непрерывно, иногда и в две смены, на нем писали измерительные ленты. Это был тот счастливый для разработчика случай, когда эксплуатационные службы об аппарате практически забыли. Все двадцать лет аппарат работал без каких-либо сбоев и нареканий, и присутствие разработчика, который бы героически боролся и в кратчайшие сроки побеждал неисправности, не требовалось.

3. Метод измерения нулевых биений, называемый мной «КамертоNN» (© NN_ака Артём Карапетян).
Есть хорошо зарекомендовавший себя в практике, и, по моему мнению, наиболее достоверный метод обнаружения слышимой ДЗ. Он основан на анализировании данных совместной работы наиболее чувствительного к звукам, в частности, к изменению тональности, слухового аппарата человека, с Интервалом*, который получают благодаря специальной ЛИР и генератору низкочастотных сигналов (ГНЧ).
* Интервал - музыкальный термин, означающий сочетание двух звуков.

Работает «КамертоNN» следующим образом:

Воспроизводят одновременно два синусоидальных сигнала, одинаковых по уровню, одной, определенной частоты, субъективно наиболее чувствительной к слышимой ДЗ, например 1000 Гц - в музыке такое сочетание звуков называют Чистая прима, Интервал 1 ступени, 0 тонов, - при этом первый сигнал получают с ЛИР, воспроизводимой на проверяемом ЛПМ, а второй с ГНЧ, и сравнивают их звучание:
- если между двумя сигналами (звуками), с магнитофона и генератора, имеется малейший резонанс, слышимый ясно как «дрожание» тона, значит КД превышает квазипиковое значение +/- 0.15 - 0.2% DIN, - порог восприятия ДЗ человеком.
- если Интервал звучит в унисон, как единый звук Чистой примы - значит, КД испытуемого аппарата не превышает названные данные и соответствует техническим требованиям к высококачественным магнитофонам 0-й и 1-й групп сложности, и магнитофон считается успешно прошедшим испытание, в рамках этих характеристик.

Главное достоинство метода «КамертоNN» заключёно именно в его 100% достоверности – любой человек с нормальным слухом явно слышит возникающие отклонения в Интервале 1 ступени, при 0 тонов. Наш слуховой аппарат устроен таким образом, что различает совершенно ясно любой, малейший резонанс, возникающий при этом от звучания в унисон - звучания Чистой примы.
Этим методом практически и определяется коэффициент детонации - коэффициент паразитной частотной модуляции, измеренной при условиях оценки, соответствующей среднему субъективному восприятию этой модуляции. (Термины по ГОСТ 11 948—78).

У метода, однако, есть определённые сложности и «нюансы».
Возможность практического применения метода «КамертоNN» имеется только при наличии специальной ЛИР и генератора низкой частоты. Если со вторым, проблем, как правило, не возникает, то измерительную ленту изготовить самостоятельно сложно. Для этого нужно иметь специальный прецизионный магнитофон с очень малым собственным КД, во-первых; и эталонный звуковой сигнал для записи на ЛИР, во-вторых. Для получения искомого сигнала подойдет, например, Первичный эталонный генератор (ПЭГ), который базируется на пассивных водородных стандартах частоты с относительной погрешностью по частоте не более ±5x10-13 и максимальной ошибкой временного интервала (МОВИ) соответствующий требованиям МСЭ-T G.811 для записи безупречных измерительных сигналов. Не слабо, не правда ли? Осталось только его раздобыть.
Но оказалось, что безупречный сигнал, не хуже того, который выдаёт ПЭГ, на практике можно взять от классического камертона.
Частота звукового сигнала камертона для проверки и настройки музыкальных инструментов неизменна. Благодаря своему постоянству, отсутствию «ухода частоты» с годами, и прочим неприятностям, присущим электронным приборам (в частности ГНЧ), для которых обязателен известный разброс и нестабильность параметров, измерительный звуковой сигнал камертона музыканты и настройщики инструментов всегда и везде признают за эталон.
Теперь «дело техники» - разработать методику его переноса на измерительную ленту, записав на ней точно частоту сигнала камертона (на соответствие с которым, время от времени, эта ЛИР и будет сравниваться, подобно проверяемому музыкальному инструменту).
Что мы и сделали, применив в качестве эталонного магнитофона для создания ЛИР настроенную и многократно проверенную деку высшего класса Кенвуд 2060, имеющую уникальный механизм с одним ведущим валом и автоматическим регулятором подтормаживания, точно таким, как в лучших катушечных магнитофонах, в связи с чем и достигается высокая стабильность скорости и малый процент КД.
Затем воспроизводим ЛИР, снимаем с неё эталонный сигнал, сигнал аналогичной частоты берём от ГНЧ, и прослушиваем достоверный Интервал, звучащий как Чистая прима, либо, например, как Терция, и змей музыки – детонация, - у нас как на ладони.

4. Существует также, весьма чувствительный субъективный способ оценки ДЗ путем прослушивания продолжительных фортепьянных аккордов, взятых в среднем регистре. Если при этом не прослушивается плавание звука, то аппарат с точки зрения ДЗ можно считать вполне пригодным для записи-воспроизведения любой музыки.

«А знаете ли вы...»

Довольно высокая детонация и частое зажёвывание ленты, особенно тонкой, - бич очень многих 2-х вальных ЛПМ с «закрытым трактом».
Дело в том, что изначально формат компакт-кассета разработан фирмой Филипс для применения универсальной головки записи-воспроизведения и механизма с одним ведущим валом. В центральном окне кассеты позади ленты расположена пружина с прижимной фетровой подушечкой, к которой магнитная головка прижимает ленту. Этот лентоприжим кассеты обеспечивал хороший контакт лента – головка, и, соответственно, стабильность записи, пока… в 70-е годы в кассетные магнитофоны Накамичи не догадались поставить раздельные головки, и фетр уже не мог обеспечить должный прижим плёнки – он, просто-напросто, больше не попадал на разнесенные рабочие зазоры сердечников теперь отдельных головок записи и воспроизведения. («Сендвичи» смогли сделать только позднее, тогда стало полегче.) И инженеры не смогли придумать ничего другого (уже затем, в единичных деках это не так, проблема решена грамотнее!), как вживить в кассетную протяжку со сквозным каналом второй вал слева, с измененной скоростью вращения по отношению к ведущему валу, - лишь благодаря этому противоестественному акту с детищем Филипс, удалось обеспечить должное натяжение на головках ленты, которую больше не прижимал фетр самой кассеты, хотя он и предназначен именно для этого. И почти сразу начались проблемы – в первую очередь, как только 2 ролика начинают вести себя нестабильно, моментально происходит изменение натяжения плёнки между валами, а она, к примеру, тонкая (С90-120) хорошо тянется = сильная ДЗ. Именно поэтому в инструкциях на дорогие деки с 2-х вальным приводом написано предупреждение – «не рекомендуем использование тонких лент свыше 90 мин!»
И просчитать изменение этого натяжения ленты невозможно – показатель имеет квазипиковое значение; на практике бывает и так, что левый вал начинает тянуть ленту быстрее ведущего, загоняя её буквально шмотками в блок головок (БГ), где она мнётся направляющими усами, особенно если БГ выставлен не верно, а затем плёнка мочалится под ВВ.
Вплоть до грамотной, абсолютно точной настройки БГ во всех плоскостях, и геометрически правильного выставления валов, а также подбора «небьющих» роликов, и ещё много-много какой «химии и физики» закрытый тракт, как и любой противоестественный орган, никогда не будет работать нормально.

III. ВОЙНА С ДРАКОНОМ

О борьбе с детонацией, на примерах наладки трёх совершенно разных ЛПМ - профессиональной деки Штудер А710 и деки Акаи GXC-750, и о том, как устраняется детонация в Шарп 777, продолжение следует, в третьей части.
Я буду благодарен за корректировку и замечания, искренне ваш, NN_ака Артём Карапетян.

Литература и источники

1. Сухов Н. Измерение основных параметров магнитофона. - Радио, 1981, № 9. с. 29-31.
2. Сухов Н. Детонометр. Радио, 1982, №1, с.34-37.
3. Сухов Н. Детонометр. Радио, 1982, №2, с. 38-41
4. Сухов Н. Как улучшить параметры магнитофона - Радио, 1982, №5, с. 34-38.
5. Справочник по радиоэлектронике: В 3 т. / Под общ. ред. А.А. Куликовского. М.: Энергия, 1968. Т. II.
536 с.
6. Даниленко Б.П., Манкевич И.И. Отечественные и зарубежные магнитофоны, ремонт. Минск: Беларусь,
1994. 617 с.
7. Бродский М.А. Аудио- и видеомагнитофоны. Минск: Высш. шк., 1995. 476 с.
8. Травников Е. Н. Механизмы аппаратуры магнитной записи.— Киев, Техника, 1976.
9. Аудиовидеотехника. Ч. 1: Аудиотехника: Метод. указания / Сост. А.А. Зотов. Тамбов: Изд-во Тамб. гос.
техн. ун-та, 2006 г
10. Энциклопедия по магнитной записи. www.duplicators.ru
11. Н. Шиянов, С. Филиппов. Детонометр. Радиоежегодник, 1989, с.117-128.
12. Архив журнала «Звукорежиссер» : 2004
13. ГОСТ 24863—81 (СТ СЭВ 1359—78). Магнитофоны бытовые общие технические требования.—М.: 1981.
14. Материал из Википедии — свободной энциклопедии
15. Мастер ©

С уважением, Артём

Методы борьбы с детонаций в магнитофонах.

Основные источники детонации — неравномерность скорости вращения электродвигателей; неравномерный износ деталей механизма; вибрации, порождённые трением деталей механизма и самой ленты. При прямом приводе ведущего вала все эти неравномерности передаются непосредственно носителю звука (ленте, пластинке).

I. ЛПМ с прямым приводом (на примере профессионального 4-х моторного кассетного магнитофона Штудер А710, 1981 г)
Главная беда – собственно, их моторы. Когда они были новые, они работали лучше и, безусловно, обеспечивали паспортные данные по КД (+/- 0,1% DIN). Но с тех пор прошло много лет и утекло море воды.
Ведущими в Штудере установлены низкооборотные моторы, каждый с четырьмя катушками (увы, явная экономия, в "капстанах" видеомагнитофонов их до 12).
На КД Штудера сказываются следующие факторы:

1.) Изменение равномерности магнитного поля магнитов, впрессованных в тонвалы, увы, всё больше и больше проявляющееся с годами эксплуатации, приводит к неравномерному вращению мотора, - это и есть основная причина детонации у Штудера и других дек с прямым приводом. Лечится заменой маховика с магнитом (новым) и статора мотора.

2.) Подбор высококачественных и совершенно не бьющих роликов. Точная установка в тракт. Проверка параллельности положения валов относительно БГ, при необходимости регулировка.

3.) Высокооборотные подмоточные моторы. При длительной эксплуатации из-за износа возникает зазор между осью и подшипниками. Проявляется как эффект «зуммерения» на подающем и принимающем узлах. Замена комплекта подшипников. Увеличение силы прижима роликов в разумных пределах.

II. ЛПМ с ременным приводов (многие аппараты, от 1-моторных дек в Шарп 777, 1981 г, до 3-х моторных «гибридов» вроде Акаи GXC-750, 1979 г)
Детонация в диапазоне 15-100 Гц — одна из причин того, что в механизмах магнитофонов и проигрывателей грампластинок доминирует ременной привод: качественные резиновые пассики эффективно сглаживают неравномерности скорости вращения электродвигателя, в то же время недоброкачественные пассики усугубляют их.

1.) Подбор высококачественных шлифованных пассиков с равномерной толщиной по всей окружности – с другими детонация превысит все допустимые пределы. Если пассик «гуляет» по толщине и/или ширине, это сразу приводит к потере всех параметров. Увы, подбор качественных пассиков сегодня – задача не из лёгких. Мы заказываем высококачественные пассики в специальном производственном цеху. В зависимости от электродвигателя и ЛПМ выбирается тип резины: жёсткая, средняя или мягкая, и требуемый размер, определённый по длине пассика в сложенном виде, его ширине и толщине. Продающиеся на рынках, в основном применять нельзя – по результатам измерений и применения это сплошной брак.

2.) Тестирование и выбор мотора, работающего непосредственно на маховик (маховики), путём измерения величины потребляемого им тока. Операцию производим с помощью миллиамперметра, замеряем потребление постоянного тока на холостом ходу, наблюдаем есть ли изменения. Если отклонений нет, последовательно в цепь питания электродвигателя подключаем миллиамперметр с шкалой 100 мА, даём нагрузку в виде работающего ЛПМ в режиме воспроизведения, смотрим как «ведёт» себя мотор под нагрузкой: если показания стабильны, без отклонений, и стрелка прибора ровно и чётко держит измеренное значение, значит мотор отличный, и все остальные элементы ЛПМ ведут себя также стабильно. Если наблюдаются рывки в потреблении тока, это указывает на дефекты ЛПМ.

3.) Обязательно проследить за балансировкой вала, если вал не отбалансирован, он подлежит замене.

Это и есть основные способы устранения детонации звука в магнитофонах.

С уважением, Артём