Un cabezal de cinta es un tipo de transductor que se utiliza en grabadoras para convertir señales eléctricas en fluctuaciones magnéticas y viceversa. También se pueden utilizar para leer tarjetas de crédito / débito / regalo porque la tira de cinta magnética en el reverso de una tarjeta de crédito almacena datos de la misma manera que lo hacen otras cintas magnéticas. Los casetes , las cintas de carrete a carrete , las de 8 pistas , las cintas VHS e incluso los disquetes y los primeros discos duros utilizan el mismo principio de física para almacenar y leer información. El medio está magnetizado siguiendo un patrón. Luego se mueve a velocidad constante sobre un electroimán . Dado que la cinta en movimiento lleva consigo un campo magnético cambiante, induce un voltaje variable a través del cabezal. Luego, ese voltaje puede amplificarse y conectarse a parlantes en el caso del audio, o medirse y clasificarse en unos y ceros en el caso de los datos digitales.
La disposición electromagnética de un cabezal de cinta es generalmente similar para todos los tipos, aunque el diseño físico varía considerablemente según la aplicación; por ejemplo, las grabadoras de vídeo (VCR) utilizan cabezales giratorios que implementan un escaneo helicoidal , mientras que la mayoría de las grabadoras de audio tienen cabezales fijos. Una cabeza consta de un núcleo de material magnético dispuesto en forma de rosquilla o toroide , en el que se ha dejado un espacio muy estrecho. Este hueco se llena con un material diamagnético , como el oro . [ cita necesaria ] Esto fuerza el flujo magnético fuera del espacio hacia el medio de la cinta magnética más de lo que lo haría el aire, y también fuerza el flujo magnético fuera del medio de la cinta magnética hacia el espacio. De este modo, el flujo magnetiza la cinta o induce corriente en la bobina en ese punto. Una bobina de alambre enrollada alrededor del núcleo opuesto al espacio se conecta con el lado eléctrico del aparato. El diseño básico del cabezal es completamente reversible: un campo magnético variable en el espacio inducirá una corriente eléctrica en la bobina, y una corriente eléctrica en la bobina inducirá un campo magnético en el espacio.
Si bien un cabezal es reversible en principio, y muy a menudo en la práctica, existen características deseables que difieren entre las fases de reproducción y grabación. Uno de ellos es la impedancia de la bobina: la reproducción prefiere una impedancia alta y la grabación una baja. En las mejores grabadoras, se utilizan cabezales separados para evitar comprometer estas características deseables. Tener cabezales separados para grabación y reproducción tiene otras ventajas, como monitorización fuera de cinta durante la grabación, etc.
El ancho del espacio del cabezal también es crítico: cuanto más estrecho sea el espacio, mejor será el cabezal; un espacio estrecho proporciona una transcripción mucho mejor en el dominio magnético (lo que equivale a una mayor salida con señales de alta frecuencia en el caso de cabezales de reproducción). . La conveniencia de un espacio estrecho significa que la mayoría de los cabezales prácticos se fabrican formando una ranura estrecha en forma de V en la cara posterior del núcleo y puliendo la cara frontal hasta que se rompa la ranura en V. De esta manera se pueden conseguir distancias del orden de micrómetros.
Un cabezal de grabación, por otro lado, tiene un espacio típicamente seis veces mayor que el del cabezal de reproducción, lo que proporciona un flujo mayor para magnetizar la cinta. El tamaño de espacio ideal en una platina de casete es: amplio espacio entre cabezales de grabación y cabezal de reproducción estrecho. La brecha más grande no afecta la respuesta de frecuencia porque la 'imagen' está formada en gran medida por el borde posterior de la brecha. Un cabezal combinado de grabación/reproducción tiene un espacio de tamaño de compromiso típicamente tres veces mayor que el de un cabezal de solo reproducción.
También hay aspectos negativos de las estrechas distancias entre cabezales, especialmente en el caso de la grabación magnética . Cuanto más estrecho sea el espacio del cabezal, más señal de polarización se debe utilizar para mantener la linealidad de la señal en la cinta, lo que a su vez reducirá el margen de alta frecuencia o SOL (nivel de salida saturado), particularmente con velocidades de cinta más lentas. Por este motivo, los fabricantes deben encontrar un equilibrio entre las velocidades previstas de la cinta y los espacios entre cabezales.
El diseño físico de un cabezal depende de si es fijo o giratorio. En cualquier caso, la cara de la cabeza donde está el espacio debe hacerse resistente y muy lisa para evitar un desgaste excesivo de la cabeza. También se puede ver que debido al método de construcción del espacio del cabezal, el desgaste del cabezal tenderá a ampliar el espacio, reduciendo el rendimiento del cabezal con el tiempo. La alineación vertical de los cabezales (el acimut ) también debe coincidir entre la grabación y la reproducción para una buena fidelidad, y el espacio debe ser lo más cercano posible a la vertical para obtener la respuesta de frecuencia más alta . La mayoría de los mecanismos de transporte de cinta permitirán un ajuste mecánico fino del azimut de los cabezales. A veces esto se puede lograr mediante circuitos automáticos: el ajuste mecánico real del acimut se lleva a cabo aprovechando el efecto piezoeléctrico de ciertos tipos de material cristalino.
Los cabezales de reproducción giratorios, como los utilizados en grabadoras de vídeo, cintas de audio digitales y otras aplicaciones, se utilizan para conseguir una alta velocidad relativa del cabezal/cinta manteniendo al mismo tiempo una baja velocidad general de transporte de la cinta. Uno o más transductores están montados en un tambor giratorio en ángulo con respecto a la cinta. El tambor gira rápidamente en comparación con la velocidad a la que pasa la cinta, de modo que los transductores describen una trayectoria de rayas a través de la cinta, en lugar de linealmente a lo largo de ella como lo hace un cabezal fijo. Las características de desgaste de dichos cabezales de exploración helicoidales son aún más críticas y se requieren cabezales y cintas muy pulidos. Las señales eléctricas de los cabezales giratorios se acoplan de forma inductiva o capacitiva ; no existe una conexión directa con las bobinas del cabezal.
Un cabezal de borrado se construye de manera similar a un cabezal de grabación o de reproducción, pero tiene un espacio mucho más grande o, más frecuentemente, dos espacios grandes. El cabezal de borrado se alimenta durante la grabación desde una fuente de alta frecuencia (normalmente el mismo oscilador que proporciona la polarización de CA). En algunos diseños de grabadoras de casetes económicos, el cabezal de borrado es un imán permanente que se mueve mecánicamente para entrar en contacto con la cinta en movimiento sólo durante la grabación. Los cabezales de borrado de imán permanente también se utilizan a veces en máquinas equipadas con polarización de CC.
En lugar de alimentar tanto la señal de polarización como la señal de audio en el mismo cabezal de grabación, algunas marcas de grabadoras de audio , en particular Tandberg , Akai y su primo estadounidense Roberts, utilizaron un cabezal de polarización separado en el lado opuesto de la cinta al de la grabación. cabeza ; este sistema se denominó campo cruzado .
Los cabezales de grabación y reproducción se fabrican tradicionalmente de hierro dulce (la suavidad es un requisito esencial para unas buenas características de grabación y reproducción). Este material presenta unas propiedades electroacústicas extremadamente buenas, pero se desgasta con bastante rapidez con el consiguiente deterioro de las prestaciones. Algunas grabadoras de gama alta presentaban cabezales hechos de ferrita, que presenta excelentes propiedades electroacústicas y al mismo tiempo es un material muy duro que resiste el desgaste. Sus dos principales desventajas son que es quebradizo y se daña fácilmente, y que tiene una emisión de ruido mucho mayor debido al efecto Barkhausen . En los últimos años han aparecido materiales más exóticos, algunos de ellos relacionados con la cerámica, que ofrecen lo mejor de los dos materiales tradicionales.
Con el uso, el cabezal se ensuciará y se desprenderá cinta suelta. El limpiador de cabezales de video se puede utilizar para limpiar video, audio, borrar o controlar cabezales de pista.
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