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Scheda 24

L'equalizzazione

La caratteristica di risposta globale ampiezza-frequenza di un registratore magnetico (registrazione più riproduzione) dipende dalla risposta degli amplificatori di registrazione e di riproduzione, dalle testine e dal nastro. Analizziamo i principali fattori che concorrono a limitare la risposta di un sistema di registrazione magnetica audio, ossia quali sono le perdite insite nell'intero processo. Le perdite che caratterizzano la risposta globale di un registratore magnetico possono essere analizzate in due modi: dividendo le perdite tra quelle che avvengono in registrazione e quelle che si verificano in riproduzione, oppure distinguendo le perdite che dipendono dalla frequenza da quelle che dipendono dalla lunghezza d'onda. Le perdite dipendenti dalla frequenza sono quelle che variano con la frequenza indipendentemente dalla lunghezza d'onda registrata sul nastro; esse sono di natura elettrica, come la risposta degli amplificatori, la risonanza degli avvolgimenti delle testine e le correnti parassite nei nuclei magnetici delle testine stesse. Le perdite dipendenti dalla lunghezza d'onda sono quelle che variano con la lunghezza d'onda del segnale registrato sul nastro. Per una frequenza costante, esse dipendono dalla velocità del nastro e dalle dimensioni fisiche delle testine e del nastro stesso, come le perdite dovute alle dimensioni finite del traferro della testina di riproduzione, le perdite dovute allo spessore del rivestimento magnetico del nastro, ecc. Supponiamo ora di avere un registratore magnetico ideale e quindi privo di perdite, funzionante alla velocità di 19 cm/s. Se all'ingresso del canale di registrazione applichiamo un segnale sinusoidale di ampiezza costante al variare della frequenza e alimentiamo la testina di registrazione con un generatore di corrente costante, sul nastro viene registrato un flusso costante indipendentemente dalla frequenza del segnale. Di conseguenza un flusso costante si concatena nella testina di riproduzione che, essendo un trasduttore ideale, è priva di perdite nel traferro. Inoltre, essendo quest'ultimo di lunghezza trascurabile rispetto alla più piccola lunghezza d'onda del segnale registrato, anche le perdite in esso sono nulle. In queste condizioni, poiché la testina dl riproduzione è un trasduttore a velocità, raddoppiando la velocità di variazione del flusso, ossia raddoppiando la frequenza del segnale registrato, anche la f.m.m. generata dalla testina raddoppia. Si ottiene così la caratteristica di riproduzione ideale della tensione d'uscita della testina in funzione della frequenza che sale con una pendenza di 6 dB per ottava. Poiché nella banda di frequenza compresa tra 2O Hz e 20KHz ci sono praticamente dieci ottave, la variazione complessiva è di 60 dB. In pratica non esiste una testina di riproduzione ideale in quanto essa viene modificata dall'intervento di fattori dimensionali nei confronti della lunghezza d'onda del segnale registrato. Nella regione delle frequenze alte le dimensioni finite del traferro della testina di riproduzione determinano una leggera perdita alla quale si sommano le perdite nel traferro (perdite per isteresi e per correnti parassite). Nella regione delle frequenze basse, quando la lunghezza della struttura del nucleo magnetico della testina ha approssimativamente le stesse dimensioni di mezza lunghezza d'onda del segnale registrato (o un suo multiplo) , la caratteristica di riproduzione presenta delle ondulazioni con dei picchi e degli avvallamenti. A causa delle ulteriori perdite che si verificano nel processo, tra le quali le più importanti sono quelle che si manifestano in registrazione, dovute agli effetti della smagnetizzazione e della cancellazione prodotta dalla polarizzazione, la caratteristica globale del registratore incomincia a scostarsi dalla curva teorica a partire da circa 800 Hz, passa per un massimo a circa 3500 Hz e quindi cade abbastanza rapidamente all'aumentare della frequenza. A causa delle perdite che si verificano nel processi di registrazione e di riproduzione magnetica è necessario, per rendere lineare la curva di risposta livello-frequenza globale di un registratore magnetico audio, ricorrere all'equalizzazione delle caratteristiche di risposta dei rispettivi canali di registrazione e di riproduzione. Per equalizzazione si intende un'operazione che consiste nel modificare le caratteristiche di risposta livello-frequenza di un sistema di registrazione e di riproduzione al fine di compensare le deficienze del sistema e del supporto sonoro. La equalizzazione può essere effettuata in registrazione, in riproduzione, oppure in entrambi i processi. L'equalizzazione in registrazione è chiamata pre-equalizzazione o preenfasi, l'equalizzazione in riproduzione è detta post-equalizzazione o postenfasi. La ripartizione dell'equalizzazione in entrambi i processi è condizionata dalla necessità di ottenere due scopi ben precisi:
  1. ottimizzazione del rapporto tra il massimo segnale indistorto ammesso e il minimo rumore udibile del sistema.
  2. semplificazione dei circuiti di equalizzazione.
Lo studio anche sommario del segnali parassiti che accompagnano la riproduzione di un segnale registrato su nastro magnetico evidenzia la complessità e la molteplicità delle sorgenti di questi segnali i quali sono conosciuti con il termine generale di rumore. Le singole componenti di rumore si influenzano tra loro quindi si può dire, a rigore, che nessuna componente di disturbo può considerarsi indipendente dalle altre. Un tentativo di classificazione delle varie sorgenti di rumore può basarsi sulla seguente suddivisione:
  1. Certi segnali parassiti hanno origine nel canale di riproduzione.
  2. Altri hanno origine nel canale di registrazione e sono trasmessi al canale di riproduzione attraverso il mezzo magnetico allo stesso modo del segnale utile.
  3. Altri ancora sono direttamente legati alle caratteristiche intrinseche del nastro magnetico.
In un riversamento, la prima copia ottenuta dal nastro originale subisce, per effetto del riversamento stesso, un decadimento del rapporto S/N di circa 3 dB. Ciò è dovuto al fatto che la potenza di rumore del nastro originale si somma alla potenza di rumore del nastro copia. Se le macchine e i nastri hanno le medesime caratteristiche, la potenza di rumore raddoppia e il livello della tensione di rumore aumenta di 3 dB.
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