Нелінійність динамічної характеристики в початку координат створює умови для виникнення биття між високочастотним підмагнічуванням і вищими гармоніками низькочастотних коливань. Биття (різницеві тони) особливо помітні при запису верхніх звукових частот і залежать від вибору частоти високочастотного струму підмагнічування. Вони проявляються в тому, що при плавній зміні частоти сигналу запису прослуховуються свисти, причому це явище носить періодичний характер: частота свистових спочатку зростає, потім падає до нуля і знову зростає.Частота свистових дорівнює нулю при частотах запису, рівних 1/n частоти високочастотного підмагнічування, де n - цілі числа (n = 1, 2, 3, 4 і т. д.). Коли, наприклад, частота струму високочастотного підмагнічування дорівнює 60000 Гц, нульові биття з'являться при частотах 15000, 12000, 10000, 7500 Гц і т. д. Чим вище порядковий номер n, тим слабкіше прослуховуються свисти. Тому частоту струму високочастотного підмагнічування бажано вибирати по можливості більшої, принаймні в п'ять разів вище найбільшої частоти записуваного низькочастотного сигналу.

Вибір струму високочастотного підмагнічування досить суттєво для отримання магнітного запису звуку (фонограми) високої якості, бо від його величини залежать майже всі показники результуючого магнітного запису. Розповідаючи про магнітній стрічці, ми визначили як оптимальний такий струм високочастотного підмагнічування, при якому носій запису для заданого корисного сигналу при заданих умовах запису володіє найбільшою чутливістю. Однак чутливість носія запису не є єдиним критерієм для оцінки режиму запису.Раніше ми також згадували, що величина струму високочастотного підмагнічування впливає на частотну характеристику запису і гармонійні спотворення. Тому на практиці зазвичай доводиться встановлювати струм високочастотного підмагнічування, що відрізняється від оптимального, але при якому всі ці параметри знаходяться в межах норми. Такий струм високочастотного підмагнічування називають номінальним. Він, будучи компромісним, характерний для конкретної моделі магнітофона і даного типу магнітної стрічки, на роботу з якою розрахована ця модель.В окремому випадку номінальний струм високочастотного підмагнічування може бути дорівнює оптимальному.Щоб отримати достатню намагніченість носія запису на нижніх та середніх звукових частотах при невеликій величині коефіцієнта гармонійних спотворень і запису широкого спектру звукових частот, струм високочастотного підмагнічування встановлюють при досить великій довжині хвилі запису (практично на частоті 1000 Гц). При правильному виборі величини високочастотного підмагнічування частотна характеристика носія запису найбільш лінійна.Відхилення величини струму високочастотного підмагнічування незначно позначається на залишковому магнітному потоці в стрічці при запису нижніх та середніх звукових частот, але різко впливає на величину залишкового магнітного потоку при запису верхніх звукових частот. Наприклад, збільшення струму високочастотного підмагнічування на 20% понад оптимального значення призводить до зменшення залишкового магнітного потоку в стрічці на частоті 10 000 Гц майже в два рази.Навпаки, зменшення струму високочастотного підмагнічування на ті ж 20% призводить до збільшення залишкового магнітного потоку в стрічці також майже в два рази.

Не можна не відзначити й того факту, що високочастотне подмагничивание надає стабілізуючу дію на залишкову намагніченість носія запису, тобто на фонограму. При малій величині струму високочастотного підмагнічування рівень запису фонограми виявляється недостатнім, нестійким і при кожному відтворенні помітно слабшає. Запис з великим струмом високочастотного підмагнічування, навпаки, досить стійка і допускає велику кількість відтворень без помітного ослаблення рівня запису.

Ми розглянули з вами фізичні процеси, що відбуваються при магнітного запису звуку. Але ви вже знаєте, що записати звук - це тільки половина справи; звук ще треба відтворити. Тому, продовжуючи нашу розповідь, ми розглянемо фізичні процеси, що відбуваються при відтворенні звуку з магнітної фонограми.

При відтворенні зробленої нами запису магнітна стрічка повинна рівномірно рухатися повз робочого зазору відтворюючої магнітної головки і з тією ж швидкістю, з якою був здійснено запис звуку. При цьому залишковий магнітний потік носія запису замикається через сердечник магнітної голівки і індукує в обмотці магнітної головки електрорушійну силу, прямо пропорційну частоті записаного звуку, числа витків в обмотці і залишковим магнітному потоку носія запису.

Для подальшого розгляду процесу відтворення звуку з магнітної фонограми припустимо, що магнітна фонограма має на всіх частотах, що цікавить нас діапазону звукових частот незмінний (однаковий) залишковий магнітний потік, а як відтворюючої використовується ідеальна магнітна головка. У цьому випадку в силу дії закону електромагнітної індукції в обмотці відтворюючої магнітної голівки буде индуктироваться електрорушійна сила, причому зі зміною частоти на кожну октаву величина цієї електрорушійної сили буде зростати на 6 дБ (у два рази).Кажучи іншими словами, характеристика електрорушійної сили ідеальної відтворюючої магнітної головки ся прямою лінією з крутизною 6 дБ на октаву. Отже, при збільшенні частоти в два рази електрорушійна сила відтворюючої магнітної головки також подвоюється. Характеристика ідеальної відтворюючої магнітної головки показана на малюнку пунктиром.

Рис. 20. Так виглядає характеристика е. д. с. ідеальної (пунктирна лінія) і реальною (суцільна лінія) відтворюють магнітних головок.

У реальному магнітній головці відтворення завжди виникають втрати, і її характеристика різко відрізняється від характеристики ідеальної відтворюючої магнітної головки. У відтворюючої магнітній головці виникають частотні втрати (втрати в сердечнику головки) і так звані щілисті втрати, обумовлені розмірами робочого зазору магнітної головки.Крім того, на характеристику електрорушійної сили відтворюючої магнітної головки впливає нещільне прилягання магнітної стрічки до голівки (контактні втрати), саморазмагничивание магнітної стрічки (шарові втрати) і втрати при запису, через які неможливо записати всі частоти звукового діапазону так, щоб отримати однакову величину залишкового магнітного потоку фонограми.Все це призводить до того, що характеристика електрорушійної сили реальної відтворюючої магнітної головки збігається з характеристикою ідеальної магнітної головки тільки на нижніх звукових частотах, а потім відхиляється від неї і, дійшовши до максимуму в районі середніх звукових частот, починає круто спадати. Характеристика реальної відтворюючої магнітної головки показана на тому ж малюнку суцільною лінією.

Розглянемо, у чому сутність окремих видів втрат і як вони впливають на характеристику електрорушійної сили відтворюючої магнітної головки.

Частотні втрати відтворюючої магнітної головки виникають в сердечнику з-за збільшення магнітного опору матеріалу з підвищенням частоти відтвореного сигналу і з-за втрат на вихрові струми в металевих діамагнітних прокладках робочих зазорів. В силу цих втрат електрорушійна сила відтворення на верхніх звукових частотах слабшає.

Основним видом втрат при відтворенні магнітної фонограми є щілинні втрати. Вони проявляються в тому, що в міру зменшення довжини хвилі запису електрорушійна сила відтворюючої магнітної головки знижується і, коли довжина хвилі запису стане рівною ефективної ширині робочого зазору, електрорушійна сила яка відтворює магнітної головки стане дорівнює нулю. Причина цього явища, сподіваємося, вам зрозуміла.Адже коли довжина хвилі запису стає рівною ефективної ширині робочого зазору, на краях робочого зазору розташовуються однойменні магнітні полюси і магнітний потік через сердечник магнітної голівки не проходить. Для магнітних головок заводського виготовлення ефективна ширина робочого зазору зазвичай буває рівною 1,2 геометричного розміру диамагнитной прокладки в сердечнику.Користуючись спеціальною формулою, можна розрахувати щілинні втрати для кожної частоти і визначити так званий перший мінімум магнітної головки, тобто частоту, при якій електрорушійна сила відтворюючої магнітної голівки дорівнює нулю.Знання частоти першого мінімуму відтворюючої магнітної головки дуже важливо для правильного її використання, бо вважається можливим компенсувати щілинні втрати аж до частоти, в два рази меншою частоти першого мінімуму. Проілюструємо це прикладом.Більшість універсальних магнітних головок, що використовуються в побутових магнітофонах, мають геометричну ширину робочого зазору, рівну 3 мкм. Тоді ефективна ширина робочого зазору магнітної головки буде близько 3 х 1,2 = 3,6 мкм. Отже, електрорушійна сила відтворення такої магнітної головки стане рівною нулю в тому випадку, коли довжина хвилі запису буде дорівнює 3,6 мкм. При швидкості руху магнітної стрічки 9,53 см/с такій довжині хвилі запису буде відповідати частота близько 26500 Гц.Беручи до уваги, що компенсувати щілинні втрати можна аж до частоти, в два рази меншою, ніж частота першого мінімуму, верхня межа робочого діапазону частот магнітофона повинна лежати в районі 13 000 Гц. Саме такий (12 500 Гц) є верхня межа робочого діапазону частот для побутових магнітофонів другого класу.

Рис. 21. При перекосі робочого зазору магнітної головки b на кут а ефективний робочий зазор стає рівним b'.

Втрати від непаралельності робочих зазорів записуючої та відтворюючої магнітних головок за характером схожі з щілинними. При регулюванні магнітофона робочі зазори магнітних головок встановлюють перпендикулярно напрямку руху магнітної стрічки. Відносний перекіс робочих зазорів магнітних головок також призводить до послаблення підсилення на верхніх звукових частотах робочого діапазону частот, і це зменшення буде тим більше, чим ширше доріжка запису і менше швидкість руху магнітної стрічки. Щоб зрозуміти причину ослаблення підсилення на верхніх звукових частотах, погляньте на рис.21, де в кілька перебільшеному вигляді показаний перекіс робочого зазору магнітної головки. З цього рисунка зрозуміло, що перекіс робочого зазору магнітної головки еквівалентний збільшенню його ефективної ширини і, як наслідок, еквівалентний зниження частоти першого мінімуму. В якості прикладу повідомимо, що для двухдорожечной запису і швидкості руху магнітної стрічки 9,53 см/с перекіс робочого зазору магнітної головки на кут всього 5 хвилин викликає на частоті 10000 Гц ослаблення посилення на 2 дБ.Саме 5 хвилин - це той максимальний кут перекосу робочого зазору магнітної головки, який допустимий при регулюванні магнітофона, розрахованого на двухдорожечную запис і відтворення звуку. Для четырехдорожечного магнітофона припустимо кут перекосу робочого зазору магнітної головки не більше 8 хвилин, що викликає той же рівень послаблення для посилення частоти 10 000 Гц.