Todos los cuerpos adquieren un estado especial de imanación cuando están sometidos a la influencia de un campo magnético. Ante la presencia del campo, por inducción, actúan como imanes, pero no todos se comportan igual; el grado de imanación inducida que adquieren varia de unos a otros dependiendo de su permeabilidad magnética, que es el grado de oposición que presenta un cuerpo al ser atravesado por las líneas de fuerza de un campo magnético.
Si el campo magnético desaparece, tampoco todos los materiales reaccionan igual. Algunos recuperan su antiguo estado, pero otros conservan parte del magnetismo inducido y se convierten en imanes permanentes. A la parte de magnetismo que permanece recibe el nombre de magnetismo remanente y a la capacidad para conservarlo que presenta un material, remanencia magnética. La coercitividad es la oposición que ofrece un material magnetizado a variar su campo magnético por influencia de una fuerza magnética externa, llamada fuerza coercitiva.
Para medir la permeabilidad magnética se toma como referencia la del vacio. Según dicha característica, los materiales se clasifican en tres grandes grupos:
• Paramagnéticos: presentan una resistencia a ser atravesados por lineas de campo magnético menor que la del vacío. Es decir su
permeabilidad es mayor que 1. Son poco numerosos y casi todos presentan una permeabilidad poco superior a la del vacío. Por
ejemplo, la del aire es de 1,0000004.
• Diamagnéticos: tienen una resistencia a los campos magnéticos mayor que el vacío. Su permeabilidad es menor que 1. Casi todas las
sustancias pertenecen a este grupo.
• Ferromagnéticos: son en realidad materiales paramagnéticos con una característica especial: su permeabilidad es muy alta. El hierro
puro la tiene de 275000. Se les llama ferromagnéticos porque el hierro y sus derivados fueron y siguen siendo los más conocidos y
utilizados, pero hay otros que se descubrieron con posterioridad como el níquel, el cobalto o el dióxido de cromo.
Los materiales ferromagnéticos son los más adecuados para la grabación y reproducción magnética de cualquier tipo de información susceptible de ser transformada en una señal eléctrica, como ocurre con el audio y el vídeo. Para los soportes de grabación, normalmente cintas, se emplean materiales de alta remanencia y moderada coercitividad, para garantizar la pervivencia de la señal grabada y, al tiempo, permitir el borrado y la regrabación. Para los dispositivos encargados de la impresión y la lectura de la señal magnética en el soporte, llamados cabezales o cabezas magnéticas, interesa una alta permeabilidad combinada con unas remanencia y coercitividad muy bajas, a fin de garantizar un cabezal siempre limpio de señales magnéticas previas o espúreas.
Las cabezas magnéticas son los dispositivos capaces de transformar el campo magnético contenido en una cinta revestida de una emulsión magnética en una seña eléctrica y viceversa. En términos simples, una cabeza de grabación está constituida por un núcleo en forma de anillo de un material de gran permeabilidad y muy baja remanencia que está interrumpido en un punto por el entrehierro. El entrehierro a su vez es una porción de material diamagnético que corta el circuito del núcleo generalmente en el plano perpendicular y en el punto por el que pasa la cinta. Su función es desviar la mayor cantidad posible del flujo magnético al punto de contacto con la cinta. Finalmente y devanada sobre el núcleo se encuentra una bobina doble por la que pasa la corriente para crear el campo magnético.
La muerte de una cabeza se debe generalmente al desgaste del entrehierro y también a la suciedad acumulada. Tanto una cosa como otra contribuyen a la pérdida de señal por lo que es importante una revisión y limpieza periódica de las cabezas. Las cabezas magnéticas se utilizan tanto para la reproducción, como para la grabación de una señal de audio y/o vídeo. Según la función que desempeñen se pueden clasificar en:
• Cabezas grabadoras: son transductores cuya misión es la de convertir la señal eléctrica que reciben en variaciones de campo
magnético que se transmiten a una cinta magnética.
• Cabezas reproductoras: se encargan de convertir las variaciones magnéticas de la cinta en variaciones eléctricas proporcionales a la
señal grabada en ella.
• Cabezas de borrado: este tipo de cabezas se encarga de borrar la información que contiene la cinta magnética y de devolver ésta a su
estado de desmagnetización. Su diseño es el mismo que el de las cabezas de lectura/grabación salvo en la anchura del entrehierro, que
en este tipo de cabezas es de
• Cabezas de sincronismo: se destinan a grabar una pista de sincronismos o control track en la cinta de video que permita una mejor
comunicación entre los sistemas de edición y el magnetoscopio.
La cinta magnética está constituida por una base de plástico y una emulsión de material de alta remanencia. La base es de acetato o de poliéster. La emulsión puede ser de partículas de óxido ferroso o de otro tipo de partículas metálicas. La emulsión se adhiere a la base mediante un pegamento o aglutinante. Éste último es el componente más desconocido de la cinta magnética. De sus cualidades dependen propiedades tan importantes como la longevidad de la cinta o el desgaste de las cabezas. Ningún fabricante da información clara sobre su composición.
En orden cronológico las etapas sucesivas del proceso son tres: borrado, grabación y reproducción. Los equipos profesionales disponen de una cabeza especializada para cada paso. Los domésticos, para rebajar costes, suelen emplear la misma cabeza para grabación y lectura.
• Borrado: consiste en dejar la cinta limpia de magnetizaciones antes de ser grabada. Por la cabeza de borrado se hace pasar una
corriente de alta frecuencia e intensidad suficiente para saturar las partículas magnéticas de la cinta. Cuando una partícula llega al
entrehierro, independientemente de su estado anterior, se satura alternativamente inducida por el fuerte campo de la cabeza borradora.
Los ciclos de histéresis que describe van decreciendo a medida que se aleja hasta que son tan pequeños que desaparecen.
• Grabación: La señal a grabar genera un campo magnético variable que sigue su modulación al pasar por los devanados -las bobinas
de los cabezales- de la cabeza grabadora y cuando la cinta pasa por los polos de la cabeza grabadora, la superficie de cinta enfrentada
al entrehierro se magnetiza. Si la velocidad de grabación es suficientemente alta, el material magnético de la cinta tendrá una dirección
y una magnitud representativas del efecto magnetizante en el momento en que esa parte de la cinta abandona el entrehierro. El campo
magnético se concentra alrededor de los bordes de éste por lo que, en grabación, el más efectivo será el borde posterior.
El proceso de grabación presenta un problema: la señal grabada presenta distorsiones debido a la histéresis magnética, lo que significa que no es un reflejo fiel de la señal original. Para solucionar este problema se idearon dos soluciones: la polarización por corriente continua y la polarización por corriente alterna.
• Polarización por corriente continua: se suma a la señal de audio una corriente continua que desplazase sus oscilaciones a una de las
partes rectas de la gráfica. Como la corriente continua añadida tiene un sentido determinado que impone el lado de la curva donde se va
a grabar, se le denominó corriente de polarización.
• Polarización por corriente alterna: la polarización por corriente continua presenta varios inconvenientes, como por ejemplo aprovechar
solamente la mitad de las propiedades de la cinta o producir un alto ruido de fondo. Se mejoró el sistema aplicando a la corriente (señal)
de audio una corriente alterna antes de ser grabada. La corriente alterna a añadir debe reunir varias condiciones: ser de mayor
frecuencia que la más alta presente en la señal a grabar para no interferir con la de audio -en audio, al igual que la de borrado suele ser
de 150 kHz-, que su amplitud desplace los niveles bajos de señal fuera del codo central de la curva de imanación y que no sea tan
intensa como para llevar la señal a los puntos de saturación.
Con la polarización alterna se aprovechan los dos tramos de la curva. La intensidad obtenida es el doble que con la continua. En las ausencias de señal, la cinta es sometida por la corriente de polarización a un borrado de baja intensidad, por lo que el silencio en la cinta es más limpio. El ajuste de intensidad de la corriente de polarización es muy crítico y debe adaptarse a cada cinta específica. En el formato de cásete hay tres ajustes estándar, uno para cada tipo de cinta: óxido, cromo y metal.
Los equipos de alta gama llevan además un ajuste fino de polarización que permite sacar el máximo rendimiento a cada cinta en particular.
Cuando la cinta magnetizada pasa frente a la cabeza de reproducción, ésta cierra el circuito del flujo magnético sobre la cinta uniendo las bobinas en las que las variaciones del flujo magnético grabado en la cinta inducen variaciones de tensión eléctrica proporcionales. Por consiguiente la salida de señal depende de la frecuencia -las variaciones del flujo magnético en el tiempo-: duplicando la frecuencia se dobla la señal de salida.
En la práctica se presentan pérdidas de señal debido a las dimensiones del entrehierro. A frecuencias altas, la salida caerá a cero cuando la longitud de onda grabada sea de tamaño similar al del entrehierro y a frecuencias bajas cuando la longitud de onda sea grande en comparación al tamaño del entrehierro.
El ancho del entrehierro, combinado con la velocidad de la cinta determina la cantidad de partículas que pasan en la unidad de tiempo por delante de la cabeza. Pero en la reproducción se produce otro problema: debido a la anchura del entrehierro, la cabeza lectora no se comporta igual con toda la frecuencia. Para solucionar este problema, se ecualiza la señal proporcionada por la cabeza de reproducción con una señal complementaria. Así, la anchura del entrehierro, combinado con la velocidad de arrastre del soporte y la máxima frecuencia a grabar o reproducir determinan una serie de consecuencias:
• La máxima frecuencia que puede grabarse o reproducirse es directamente proporcional a la velocidad cabeza/cinta e inversamente
proporcional al entrehierro de la cabeza:
• La cinta, en su movimiento, debe abandonar el entrehierro antes de que la señal se invierta -cambie la fuerza magnetizante-, por lo
tanto, cuanto más alta sea la frecuencia a grabar, mayor deberá ser la velocidad de cabeza y cinta.
• Cuanto más reducida sea la dimensión del entrehierro, antes lo abandonará la cinta y viceversa, por lo tanto los entrehierros grandes
solo pueden grabar frecuencias bajas. Esta norma es fundamental en el caso de la grabación de señales de vídeo, ya que éstas
contienen frecuencias mucho más altas que las señales de audio.
1.2.3. La grabación magnética de audio.
La cinta magnética puede pasar por las cabezas de grabación y reproducción de dos formas distintas según el sistema de transporte y el tipo de equipo. Estos dos modos son la grabación longitudinal, propia de las cintas de cásete analógicas y de los magnetófonos de bobina abierta, así como de algunos sistemas digitales, como los DASH o el S-DAT, y la grabación helicoidal, heredada del vídeo, propia de los equipos R-DAT.
La grabación longitudinal ha sido desde la invención del magnetófono la forma más habitual de contacto entre cinta y cabezas. En este método, las cabezas permanecen en una posición fija -éste sistema también se denomina de cabeza estacionaria o estática- y la cinta desfila en contacto con ellas de manera longitudinal, con una velocidad y tensión constantes. En el caso, por ejemplo, de un magnetófono de bobina abierta, la cinta se coloca en la bobina alimentadora, se enhebra por la guía de cinta a través del conjunto de cabezas, y entre el cabestrante -el eje motor que regula la velocidad de la cinta- y un rodillo de presión que mantiene la cinta presionada contra el cabestrante cuando el equipo está en modo de reproducción , a través de otra guía de cinta a la bobina receptora. Este sistema de transporte requiere un ancho de pistas grande y alta velocidad de transporte de cintas para poder registrar y reproducir sonido de calidad.
La grabación helicoidal, que se tratará más adelante, se desarrolló en principio para la grabación de vídeo, dado que, debido al gran ancho de banda de la señal de vídeo, se necesitarían velocidades de arrastre de cinta altísimas y una longitud de cinta mucho mayor. Se optó por lo tanto por la solución de que las cabezas de grabación, borrado y reproducción estuviesen alojadas en un tambor rotatorio que girase sincrónicamente con el arrastre de la cinta. La cinta se enhebra alrededor del tambor de cabezas en forma de espiral. La grabación helicoidal en cinta hace que sea posible grabar no solo imagen en cinta, sino también producir sonido digital en formato de cásete como en el caso del R-DAT. La cinta no necesita ser tan larga para el mismo tiempo de grabación y la velocidad puede reducirse sin una merma apreciable de la calidad.
En la grabación/reproducción magnética de audio analógico, esto es, de tipo longitudinal, los principales condicionantes de la calidad y la fidelidad de la señal son la combinación de la anchura del entrehierro y una velocidad adecuada de cinta junto con una anchura de pista magnética que garantice una señal de una cierta intensidad. Factores secundarios serian aquellos que tienen que ver con los mecanismos de arrastre de la cinta, que deben garantizar una velocidad de arrastre de cinta constante y una tensión y contacto de cabezales y cinta óptimos.
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