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超薄省电随身听综合走带力过小引起的带速变慢,走音变调的问题分析
SONY机器内部视图
爱华机器内部视图
爱华PX-830机芯细主导轴和世界最细压带轮
这些照片中的超薄随身听,明显主导轴相比以前的砖头机和卡座来说,细小了不少。
随身听进入省电时代,对于使用机械系统的小型电子设备来说,相对MP3之类的纯电
路板的设备有很大的劣势,机械系统消耗的电力是整个系统的绝大部分,因此为了让磁带驱
动机械系统足够省电,就必须做各种各样的牺牲。而在三大品牌,SONY,松下,爱华中,爱华
的超薄省电的机械系统走向彻底失败,甚至出现某些型号的机器全部无法正常使用的严重设
计故,比如典型的案例PX-830及使用相同机芯的系列型号。
现以PX-830为典型案例,分析磁带无法正常运行的原因,以及献上一种笨的解决办法。
可能有些高手的处理手法更高明,但是我目前只想到了这几个笨办法。
磁带随身听,要想省电,机械系统的消耗必须砍掉大半电力,而又必须保证磁带的平
稳运行,这显然是个非常矛盾的物,又想马儿跑得块,又想马儿不吃草。上面看到的照片
也表明,相对与卡座和砖头机来说,省电的超薄机全部都是非常纤细的主导轴,而磁带的运
行速度是恒定的每秒4.76厘米,因此,省电超薄机的飞轮和主导轴旋转的角速度要大大超过
砖头机和卡座。
记得以前老师说过,有时候电机旋转速度越快越省电,主要看电机设计的绕组能够在
多高的转速下做损耗最小的满功率,电机存在一个开口向下的抛物线功效曲线图,只要把绕
组的最大效率点设计在最理想的转速下,就能在额定工作状态的时候,达到最小的损耗,和
消耗电力。所以很多人看不明白的,为什么省电超薄的随身听,飞轮的转速比卡座还快得多,
其实并不矛盾。
同理,要想在维持类似卡座那样的低转速下,搞省电随身听,难度非常巨大,转速太
低,要想省电,要么绕组线圈变得非常庞大,要么磁铁的磁性达到外星人的水平,要么使用
多一级的齿轮变速,将高速电机的转速降低下来。这些方案统统都不可能被精明透顶的日本
人给采纳的。唯一可以即节约成本,又可以达到大幅度省电的方案,就是直接让主导轴变地
非常纤细,又不需要增加变速齿轮,又不需要大幅度更改已经成熟的片状扁型电机工艺。几
乎所有省电的机型都是使用三相电机,早期SONY有部分是使用可以正反转的电换相直流无刷
机,那些机器经典,但是相比三相机来说,省电效果差。但是电机噪音小,而后期的三相省
电机,普遍噪音较大,其中又以爱华的噪音最为可怕。
好了,主导轴变细了,压带轮与主导轴之间的压力,又是一个耗电源,因为过大的压
带轮压力,将导致主导轴与轴套之间的磨擦加大,消耗电力大,因此又要砍主导轴和压带轮
之间的压力,更要命的是,为了减小随身听体积,还要压缩压带轮的直径,这下子可好,夹
持磁带的力矩也变小了。主导轴和压带轮的作用,是赋予磁带稳定的带速,这么一来,磁带
的平稳性更是无法跟卡座比较了,甚至威胁到能否正常运行磁带的问题了,SONY和松下两家,
非常精明,在减小压带轮的压力和直径的情况下,SONY利用金属表面处理技术,搞出磨沙一
样的主导轴表面,利用粗糙的表面提高对磁带的扒抓力,松下则是在主导轴上,开出两条深
槽,然后用一种工艺套上两条胶皮防滑圈,直接用胶皮提高对磁带的摩擦力。虽然SONY和松
下做了这些努力,但是依然逃不出省电机型挑磁带的命运,稍微紧一些的磁带,依然无法在
这些机器里正常运行。
最倒霉最糟糕的,就是这个可怜的爱华了,不知是否刚请的大学生来做设计,不明就
里的设计师,让爱华的细主导轴光溜溜地缯光瓦亮,而且到了PX-830时代,还搞了个世界上
最细小的压带轮出来,悲剧就此开始。一整批的细压带轮机芯,做出来的不知多少数量的成
品,无论磁带是松是紧,几乎没有一台可以正常工作的,鬼知道以质量闻名世界的日本公司,
是怎么把这些根本不可能使用的品铺向市场的。这次致命的经济损失,也奠定了爱华进入
大衰败期直至灭亡的基础。
省电机走带能力提高的思路和实践。
先看这张图,这是磁带在超薄省电机里面的走带力学综合分析,是我徒手画的,比较粗
糙,A轮是卷带轮,B轮是供带轮,A轮逆时针旋转,因此,在磁带走带过程中,从A轮的圆
心到磁带绕入点之间,建立了一个杠杆动臂D,根据杠杆原理,动臂D的长度越长,收带力
矩越小。所以在磁带这面刚开始播放的时候,动臂D最短,收带力矩越大,而越到磁带末尾,
收带力矩越小。(A-B面切换后,就是反过来的情景,不必重复)
再看下面,造成磁带运行阻力的,主要有磁头和磁带内的压带毛毡垫,这个夹持
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