La testina magnetica (tape head) è un tipo di trasduttore utilizzato nei registratori a nastro per convertire segnali elettrici in fluttuazioni magnetiche e viceversa. Possono anche essere impiegate per leggere carte di credito/debito/regalo poiché la striscia di nastro magnetico sul retro di una carta di credito memorizza i dati allo stesso modo di altri nastri magnetici. Cassette, nastri a bobina, 8-tracks, VHS e persino floppy disk e dischi rigidi precedenti utilizzano lo stesso principio fisico per memorizzare e leggere informazioni. Il mezzo viene magnetizzato secondo uno schema e si muove poi a una velocità costante su un elettromagnete. Poiché il nastro in movimento trasporta con sé un campo magnetico che cambia, induce una tensione variabile sulla testa. Questa tensione può essere amplificata e collegata agli altoparlanti nel caso dell’audio, o misurata e ordinata in una sequenza di uno e zero nel caso dell’elaborazione numerica di tale segnale.

Come funziona?

Un tape head è composta da un nucleo di materiale magnetico disposto a forma di ciambella o toroide, in cui è stata praticata una fessura molto stretta. Questa fessura è riempita con un materiale diamagnetico, come l’oro. Questo forza il flusso magnetico fuori dalla fessura nel supporto magnetico del nastro più di quanto farebbe l’aria e forza anche il flusso magnetico fuori dal supporto magnetico del nastro nella fessura. Il flusso magnetizza quindi il nastro induce corrente nella bobina in quel punto. Una bobina di filo avvolta intorno al nucleo di fronte alla fessura interagisce con il lato elettrico dell’apparecchio. Il design di base della testa è completamente reversibile: un campo magnetico variabile nella fessura indurrà una corrente elettrica nella bobina, e una corrente elettrica nella bobina indurrà un campo magnetico nella fessura.

Quando un nastro magnetizzato passa sotto la testina di riproduzione di un registratore a nastro, il materiale ferromagnetico della testina viene magnetizzato e il campo magnetico penetra in una bobina di filo avvolta intorno ad esso. Ogni variazione del campo magnetico induce una tensione nella bobina secondo la legge di Faraday. Questa tensione indotta forma un’immagine elettrica del segnale che viene registrata sul nastro.

La reversibilità della testina (tape head) consiste in una fase di riproduzione e registrazione. Le due tecniche differiscono per il valore dell’impedenza utilizzati. Infatti a tal proposito la riproduzione preferisce valori di impedenza alti mentre la fase di registrazione preferisce una impedenza bassa. Nei migliori registratori a nastro vengono utilizzate testine separate in modo tale da non compromettere le caratteristiche della testina.

Larghezza della Fessura della Testina

Anche l’ampiezza della fessura della testina è fondamentale: quanto più stretta è la fessura, tanto migliore sarà la qualità del funzionamento, in quanto una fessura stretta offre una migliore trascrizione nel dominio magnetico (che equivale a una maggiore produzione di segnali ad alta frequenza nel caso delle testine di riproduzione). La necessità di uno spazio ridotto fa sì che la maggior parte delle testine pratiche sia realizzata formando una stretta scanalatura a forma di V nella parte posteriore del nucleo e rettificando la parte anteriore fino a quando la scanalatura a V viene appena superata. In questo modo si possono ottenere spazi dell’ordine dei micrometri.

La testina di registrazione, invece, ha uno spazio tipicamente sei volte superiore a quello della testina di riproduzione, il che consente di ottenere un flusso maggiore per magnetizzare il nastro.

Come è fatta un nastro magnetico?

Il supporto di registrazione per il processo di registrazione su nastro è tipicamente realizzato incorporando minuscole particelle di ossido magnetico in un legante plastico su un nastro in pellicola di poliestere. L’ossido di ferro è l’ossido più utilizzato, il che porta all’affermazione comune che registriamo su un “nastro di ruggine”. Ma l’ossido di cromo e le particelle metalliche offrono un migliore rapporto segnale/rumore e una gamma dinamica più ampia. Le particelle di ossido hanno dimensioni dell’ordine di 0,5 micrometri e il supporto del nastro di poliestere può essere sottile fino a 0,5 mil (,01 mm). Le particelle di ossido non si muovono durante la registrazione. Piuttosto, i loro domini magnetici vengono riorientati dal campo magnetico della testina del nastro.

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