Un cabezal de cinta es un tipo de transductor que se utiliza en las grabadoras de cinta 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 la parte posterior 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 se magnetiza en un patrón. Luego se mueve a una 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. Ese voltaje luego se puede amplificar y conectar a los altavoces en el caso del audio, o medir y clasificar 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 dependiendo de la aplicación - por ejemplo, las grabadoras de videocasete (VCR) utilizan cabezales giratorios que implementan un barrido helicoidal , mientras que la mayoría de las grabadoras de audio tienen cabezales fijos. Un cabezal consiste en un núcleo de material magnético dispuesto en forma de rosquilla o toroide , en el que se ha dejado un hueco muy estrecho. Este hueco se llena con un material diamagnético , como el oro . [ cita requerida ] Esto fuerza al flujo magnético a salir del hueco hacia el medio de la cinta magnética más de lo que lo haría el aire, y también fuerza al flujo magnético a salir del medio de la cinta magnética hacia el hueco. El flujo magnetiza así la cinta o induce corriente en la bobina en ese punto. Una bobina de alambre enrollada alrededor del núcleo opuesto al hueco interactúa con el lado eléctrico del aparato. El diseño básico del cabezal es completamente reversible - un campo magnético variable en el hueco inducirá una corriente eléctrica en la bobina, y una corriente eléctrica en la bobina inducirá un campo magnético en el hueco.
Si bien en principio un cabezal es reversible y, en la práctica, es muy común, existen características deseables que difieren entre las fases de reproducción y grabación. Una de ellas es la impedancia de la bobina: la reproducción prefiere una impedancia alta y la grabación una baja. En las mejores grabadoras de cinta, se utilizan cabezales separados para evitar comprometer estas características deseables. Tener cabezales separados para la grabación y la reproducción tiene otras ventajas, como la monitorización fuera de cinta durante la grabación, etc.
El ancho del hueco del cabezal también es crítico: cuanto más estrecho sea el hueco, mejor será el cabezal; un hueco 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 los cabezales de reproducción). La conveniencia de un hueco 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 la ranura en V se rompe por completo. De esta manera, se pueden lograr huecos del orden de micrómetros.
Por otro lado, un cabezal de grabación tiene un espacio que es típicamente seis veces más grande que el del cabezal de reproducción, lo que proporciona un flujo mayor para magnetizar la cinta. El tamaño ideal del espacio en un reproductor de casetes es: un espacio amplio en el cabezal de grabación y un espacio estrecho en el cabezal de reproducción. El espacio más grande no afecta la respuesta de frecuencia porque la "imagen" se forma en gran parte por el borde posterior del espacio. Un cabezal combinado de grabación y reproducción tiene un espacio de tamaño de compromiso que es típicamente tres veces mayor que el de un cabezal de reproducción únicamente.
También existen aspectos negativos de los espacios entre cabezales estrechos, en particular para la grabación magnética . Cuanto más estrecho sea el espacio entre cabezales, 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), en particular con velocidades de cinta más lentas. Por este motivo, los fabricantes deben encontrar un compromiso entre las velocidades de cinta previstas y los espacios entre cabezales.
El diseño físico de un cabezal depende de si es fijo o giratorio. En cualquier caso, la cara del cabezal donde está el hueco debe ser resistente y muy lisa para evitar un desgaste excesivo del cabezal. También se puede observar que, debido al método de construcción del hueco del cabezal, el desgaste del cabezal tenderá a ensanchar el hueco, lo que reducirá 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 hueco debe ser lo más cercano a la vertical posible para obtener la respuesta de frecuencia más alta . La mayoría de los mecanismos de transporte de cinta permiten un ajuste mecánico fino del acimut 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 de cristal.
Los cabezales de reproducción giratorios, como los que se utilizan en grabadoras de vídeo, cintas de audio digitales y otras aplicaciones, se utilizan para lograr 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 colocado en ángulo con respecto a la cinta. El tambor gira rápidamente en comparación con la velocidad a la que la cinta se mueve a su alrededor, de modo que los transductores describen una trayectoria de rayas a lo largo de la cinta, en lugar de hacerlo linealmente a lo largo de ella como lo hace un cabezal fijo. Las características de desgaste de estos 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 hay conexión directa con las bobinas del cabezal.
Un cabezal de borrado se construye de manera similar a un cabezal de grabación o 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 solo durante la grabación. Los cabezales de borrado de imán permanente también se utilizan a veces en máquinas que están equipadas con polarización de CC.
En lugar de alimentar tanto la señal de polarización como la señal de audio al mismo cabezal de grabación, algunas marcas de grabadoras de audio , en particular Tandberg , Akai y su prima estadounidense Roberts, utilizaban un cabezal de polarización separado en el lado opuesto de la cinta al cabezal de grabación ; este sistema se denominó de 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 muy buenas, pero se desgasta con bastante rapidez, con el consiguiente deterioro del rendimiento. Algunas grabadoras de gama alta incorporaban cabezales fabricados en ferrita, que presenta unas excelentes propiedades electroacústicas a la vez que es un material muy duro y resistente al desgaste. Sus dos principales desventajas son que es frágil y se daña con facilidad, y que tiene una salida de ruido mucho mayor debido al efecto Barkhausen . En años más recientes han aparecido materiales más exóticos, algunos de ellos de cerámica, que ofrecen lo mejor de ambos materiales tradicionales.
Con el uso, el cabezal se ensuciará y se desprenderá cinta. El limpiador de cabezales de video se puede utilizar para limpiar cabezales de video, audio, borrado o control .
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