Магнитофон | это... Что такое Магнитофон? (original) (raw)

Магнитофон (от магнит и др.-греч. φωνή — звук) — электромеханическое устройство, предназначенное как для записи (преобразования акустических колебаний в электромагнитные и фиксации их на носитель), так и для воспроизведения ранее записанных на магнитные носители сигналов. В качестве носителя используются материалы с магнитными свойствами: магнитная лента, проволока, манжета, диск, магнитный барабан и т. д..

Разделяют магнитофоны для записи звука (собственно магнитофоны в строгом значении слова, именно о них и пойдёт речь ниже) и для записи видеосигнала (видеомагнитофоны). Магнитофон для технической записи речи называется диктофоном. Магнитофонами в обиходе нередко называют также разнообразные устройства для магнитной записи цифровой и аналоговой информации не звукового характера (регистраторы параметров технических устройств, накопители вычислительных машин).

Содержание

Классификация

Студийный катушечный магнитофон

Магнитофоны также можно классифицировать:

Технические параметры

Механические:

Электрические:

Устройство

Основными функциональными узлами магнитофона являются лентопротяжный механизм (ЛПМ), блок магнитных головок (БМГ, БВГ) для записи, воспроизведения и стирания сигналов и электронные устройства, обеспечивающие работу БМГ.

Механика

Лентопротяжный механизм (ЛПМ) магнитофона может содержать как один двигатель (однодвигательный ЛПМ), так и два или три (в высококачественных стационарных аппаратах). Он должен обеспечивать равномерное прямое и обратное (т. н. реверс, в некоторых моделях («реверсный магнитофон»), для автоматического (автореверс) воспроизведения записи со встречных дорожек ленты без переворачивания рулонов) равномерное движение магнитного носителя. Также прямую (FF/FW) и обратную (REW)[2] ускоренную перемотку носителя, режимы Пауза (Pause) и Стоп (Stop), а также (в нек. моделях) — специальный (неплотный, с зазором) подвод головок в ленте во время ускоренной перемотки, для обеспечения функции «автопоиск» (AMS (AutoMusicScan), APSS, APLD и тп.). Также, в некоторых реверсных аппаратах (с механизмом «переворачивания» (англ. flip-flop) или же «сдвига») — обеспечивать изменение позиции магнитной головки. Для обеспечения плотной намотки рулона и защиты ленты от механических перегрузок магнитофоны высоких классов оснащаются системой контроля натяжения ленты.

Магнитные головки

Важнейший узел магнитофона — магнитные головки. Их характеристики во многом определяют качество работы аппарата в целом. Магнитная головка может работать как с одной дорожкой (моно), так и с несколькими — от двух (стерео) до 16 (см. Многодорожечная запись). Они классифицируются по назначению: головки воспроизведения (ГВ), записи (ГЗ), универсальные записи-воспроизведения (ГУ) и стирания (ГС). Количество их, устанавливаемое на ЛПМ, варьируется от одной (ГВ в магнитофонах-проигрывателях или ГЗ в магнитофонах, предназначенных только для записи), двух (ГУ и ГС — наиболее распространённый вариант), трёх (ГВ, ГЗ, ГС — так называемый «сквозной канал», который обеспечивает воспроизведение только что записанного сигнал) до четырёх (две ГВ для функции реверса, и по одной ГЗ и ГС) и более (головка для фунции «реверс» может применяться и одна, но с механизмом переворачивания на 180° или же сдвига по высоте).

В случае использования нескольких головок в общем конструктиве (барабане, основании) говорят о блоке магнитых головок (БМГ) — так, существуют аудиомагнитофоны со сменным БМГ, что позволяет получить, например, разное количество дорожек (немецкий бытовой магнитофон высокого класса Uher Royal de Luxe, 1969 г.[3]). Иногда применяются комбинированные головки, конструктивно объединяющие, например, ГУ и ГС. Также иногда применяется отдельная головка подмагничивания, записи и воспроизведения вспомогательных сигналов и др.
Стирание записи обычно ведётся высокочастотным переменным магнитным полем, но в самых дешёвых моделях широко применялись и ГС в виде постоянного магнита специальной формы, которая механически подводится к ленте при стирании, несмотря на то, что уровень шумов при стирании постоянным магнитным полем больше.

Качество применённых магнитных головок в основном и определяют качество записи/воспроизведения сигнала в магнитофоне. От качества головки также зависит и её долговечность (срок службы). На первых моделях кассетных магнитофонов стояли головки с сердечником из мягкого пермаллоя, в дальнейшем им на смену пришли более износостойкие головки из стеклоферрита и из сендаста. Позже были разработаны магнитные головки из аморфного металла (А-головки), отличающиеся прекрасными магнитными свойствами и износостойкостью на уровне стеклоферрита, и высококлассные магниторезистивные головки (Z-головки).

Важное значение для обеспечения совместимости записей, сделанных на разных магнитофонах, имеет правильная юстировка магнитных головок (их пространственное расположение по высоте и наклону относительно ленты) согласно принятым стандартам. Особенно сильно влияет на совместимость записей совпадение азимутов магнитных головок (угла между магнитным зазором головки и кромкой ленты) при записи и воспроизведении. Несовпадение азимутов всего на единицы угловых минут, приводит к резкому ухудшению воспроизведения высоких частот. В дешевых магнитофонах, нередко предусмотрено специальное отверстие в передней или задней панели, для юстировки головки "на слух", по максимуму воспроизводимых высоких частот.

В процессе работы магнитные головки засоряются осыпающимся с ленты магнитным слоем и потому подлежат периодической очистке.

Электроника

Электронная часть магнитофона состоит из одного или нескольких (по количеству каналов) усилителей воспроизведения УВ и усилителей записи УЗ (или же, в более простых моделях, усилителей записи/воспроизведения (УЗВ)) и генератора стирания-подмагничивания (ГСП).

Отличительной особенностью УВ и УЗ магнитофонов является то, что они обязательно содержат цепи частотной коррекции, настроенные таким образом, чтобы скомпенсировать частотные искажения, вносимые головками и лентой, и обеспечить максимально возможную линейность АЧХ канала записи-воспроизведения. Параметры цепей коррекции (их «постоянные времени») стандартизованы для различных скоростей и типов лент, чтобы обеспечить совместимость записей, сделанных на разных магнитофонах. Если магнитофон предназначен для работы на разных скоростях движения ленты или с разными типами лент, его УВ и УЗ содержат ручные или автоматические переключатели цепей коррекции (срабатывающие от специальных углублений на корпусе компакт-кассеты с определённым типом ленты). Кроме того, УВ должен быть максимально малошумящим, так как сигнал с головки воспроизведения обычно очень мал и составляет сотни микровольт при максимальном уровне сигнала.

Более продвинутые модели содержат устройства индикации (аналоговые, либо цифровые), датчики срабатывания автостопа, систему автопоиска (AMS, APSS и тп.), устройство автоматической регулировки уровня записи (АРУЗ), устройство шумоподавления (как компандерные системы (Dolby B, dbx, Dolby C, Dolby S), так и динамические фильтры (DNL, «Маяк») и пр.), блок «динамического подмагничивания» (Dolby HX, Dolby HX Pro, СДП, СДП-2 и пр.), коммутатор входов/выходов (режим «Монитор») и некоторые другие. Также обычно содержит усилители, как для наушников, так для и/или акустических систем.

История

Вальдемар Поульсен (1869—1942)

Принцип магнитной записи на стальную проволоку в 1888 году впервые разработал Оберлайн Смит (Oberlin Smith), под влиянием его посещения в 1878-м лаборатории Эдисона. Однако первое работающее устройство было изготовлено датским инженером Вальдемаром Поульсеном лишь в 1895 г. Сам аппарат изобретатель назвал «телеграфоном».

В 1925 году Курт Штилле (Curt Stille) представил электромагнитное устройство, записывающее речь. В 1925 г. в СССР запатентована «гибкая лента из целлулоида, покрытая стальными опилками (например, посредством столярного клея», однако развития изобретение не получило. В 1927 г. Фриц Пфлеймер (Dr. Fritz Pfleumer) запатентовал магнитную ленту (сначала на бумажной основе, затем — на полимерной). Сам этот принцип начали разрабатывать параллельно со Смитом, в лаборатории BASF.

Peirce 55-B — магнитофон для записи на магнитную проволоку,1945.

В 1920-х годах Шуллером была предложена классическая конструкция кольцевой магнитной головки, представлявшей собой кольцевой магнитный сердечник с обмоткой на одной стороне и зазором на другой. При записи в обмотку подаётся ток записи, вызывающий выход магнитного поля в зазоре, который намагничивает магнитную ленту в такт изменению сигнала. При считывании, наоборот, лента, замыкая магнитный поток через зазор на сердечник, наводит ЭДС в обмотке. В 1934—1935 фирма BASF начала серийный выпуск магнитной ленты на основе карбонильного железа либо магнетита на диацетатной основе.

Принцип высокочастотного подмагничивания — подмешивания в записываемый сигнал высокочастотной составляющей — был предложен в начале 30-х гг. Браунмюлем и Вебером, усовершенствован в конце 30-х гг. Нагаи, Карпентером и др.

Магнитофон Ton S.b, применявшийся немцами в военных целях во время Второй Мировой войны.

Эксперименты по магнитной записи видеосигнала начались в 50-х (Ampex); бытовые бобинные видеомагнитофоны на ленте шириной дюйм и полдюйма появились в середине 70-х гг.; в конце семидесятых появились кассетные системы, и после непродолжительной борьбы систем Betamax и VHS, различавшихся механикой лентопротяжного механизма и качеством изображения, победила VHS. При этом Betamax давала лучшее качество изображения, но обладала более сложным и менее надёжным лентопротяжным механизмом, что в конечном итоге и решило его судьбу. Современный студийный стандарт Betacam является развитием Betamax.

Стремление к миниатюризации бытовых магнитофонов и повышению удобства пользования ими привела к появлению на рынке, начиная с 1950-х гг., различных кассетных систем. Ко второй половине 1960-х фактически единым стандартом стала компакт-кассета, разработанная компанией Philips. В 1980—1990-х годах магнитофоны с компакт-кассетой практически вытеснили катушечные системы с потребительского рынка.

Катушечные магнитофоны

«Комета МГ-201М» — популярный в СССР катушечный магнитофон 1960-х годов.

В качестве носителя используется магнитная лента, намотанная на пластмассовые или металлические катушки (в быту употреблялось также название «бобина»; до появления кассетных магнитофонов катушки называли кассетами) или на сердечники без щёчек (для предотвращения спадания ленты магнитфоны, рассчитанные на сердечники, имеют на подающем и приёмном узлах диски-«тарелки», также существуют разборные катушки со съёмными щёчками). Намотка ленты рабочем слоем внутрь рулона, но в очень старых магнитофонах нередко встречалась намотка рабочим слоем наружу. За счёт широкой ленты и высокой скорости её протяжки катушечные магнитофоны могут обеспечивать очень высокое качество записи и воспроизведения, выше, чем качество механической грамзаписи, CD и компакт-кассет. Стандартные скорости ленты в бытовых катушечных магнитофонах — 4,76, 9,53 и 19,05 см/с (в некоторых высококлассных применялась и 38,1 см/с); в студийных — 19,05, 38,1 и 76,2 см/с. Медленные скорости 2,38 и 4,76 см/с считались «диктофонными» (скорость 2,38 см/с встречалась только в тифлотехнических аппаратах[4] и регистраторах). В кинематографии для синхронной записи звука могла применяться скорость 48,5 см/с (скорость протяжки 35-мм киноплёнки), в спецаппаратуре встречалась также скорость 28,0 см/с. Все возможности качественной записи реализуются на высоких скоростях, 19,05 см/с и выше.

Катушечники отличаются большими габаритами, массой (хотя существовали и переносные, и носимые, и карманные модели) и энергопотреблением.

Многодорожечные (с 8 и более дорожками) многоканальные катушечные магнитофоны в 60-х — 90-х годах активно использовались как студийные. В бытовом секторе были практически вытеснены кассетными моделями к середине 80-х годов — для среднего потребителя компактность и простота использования оказались важнее качества звучания.

В СССР стандартные катушки для 6,25-мм ленты различали по номерам. «Номером» служил внешний диаметр катушки в сантиметрах. В батарейных магнитофонах, как правило, использовались катушки № 10 и № 13, в сетевых — № 15 и № 18, реже — № 13, № 22 и № 27. Самые маленькие катушки — № 7,5 — применялись в некоторых диктофонах[5]; кроме того, на них продавалась ракордная лента.

Самая распространенная лента для катушечных магнитофонов — шириной 6,25 мм, толщиной 55, 37 и 27 мкм, значительно реже встречалась лента толщиной 18 мкм. Толстые ленты имеют лучшие механические свойства и стабильность характеристик, а большая толщина рабочего слоя обеспечивает высокую перегрузочную способность. Тонкие, в свою очередь, в силу лучшей гибкости не требуют сильного натяжения для хорошего прилегания к головкам и имеют большую длину при том же диаметре рулона, так на катушку № 18 помещается 350 м ленты толщиной 55 мкм или 525 м ленты 37 мкм. Диаметр километрового рулона ленты толщиной 55 мкм, намотанной на сердечник (стандартно для студийных магнитофонов) составляет около 30 см.

В СССР магнитофоны 0 и 1 классов делались исключительно со сквозным каналом (раздельные записывающие и воспроизводящие головки, раздельные усилители записи и воспроизведения), магнитофоны 2, 3 и 4 классов для удешевления как правило имели универсальные головки и усилители. Известны, однако, и исключения: магнитофоны 2 класса «Яуза-212» и «Снежеть-204» имели сквозной канал, как и портативный магнитофон «Электроника-100С». Магнитофон же 1 класса «Астра-110-стерео» был выполнен по схеме с универсальным усилителем. Зарубежные производители не придерживались жесткой привязки схемотехники к классу, а потому выпускалось немало как Hi-Fi-моделей с универсальным усилителем, так и довольно дешевых со сквозным каналом.

Кассетные магнитофоны

«Десна», первый советский серийный кассетный магнитофон, клон первого магнитофона под компакт-кассету — Philips EL3300

Высококачественный стационарный кассетный магнитофон-приставка (Technics M45)

Walkman WM-D6C Pro (1995)

В качестве носителя используется магнитная лента, хранимая в кассетах (самый распространённый тип — компакт-кассета: ширина плёнки кассеты 3,81 мм; размер и форма пластикового контейнера — стандартные; скорость — за редкими исключениями 4,76 см/с; длина и тип ленты могут различаться; время воспроизведения 60, 90 и 120 минут (обе стороны); разработаны фирмой Philips в 1964 г.). Первоначально использовались кассеты с лентой на основе гамма-окиси железа (Fe2O3, Type I). Они имели высокий уровень собственных шумов, небольшой динамический диапазон (до 48 дБ) и достаточно узкий диапазон частот (до 12 кГц). Ленты на основе двуокиси хрома (CrO2, Type II) превосходят их по динамическому диапазону и частоте записываемого сигнала. Наилучшее качество обеспечивают ленты типа Metal (Type IV), снятые с производства в начале 2000-х годов. Многослойные плёнки («феррохром», Type III), предложенные в 1970-е годы, довольно быстро вышли из употребления. С 2006 года в массовом производстве сохранились только ленты Type I, изготавливаемые методом напыления магнитного слоя в вакууме и малопригодные для высококачественной записи музыки. В зависимости от вида ленты, при записи устанавливаются параметры тока подмагничивания, а при воспроизведении — частотной компенсации верхних частот.

Отличительной особенностью кассетных магнитофонов является повышенный шум при воспроизведении записанной фонограммы. Это связано с двумя факторами.

Для расширения динамического диапазона вверх (прежде всего, в области высоких звуковых частот) применяется система динамического подмагничивания Dolby HX Pro, впервые применённая компанией Bang and Olufsen в 1982. Эта система в процессе записи автоматически поддерживает оптимальный уровень подмагничивания соответственно изменению сигнала записи. Ленты, записанные с Dolby HX, могут воспроизводиться на магнитофонах, не имеющих этого устройства, но повышенный уровень записи высоких частот может перегружать их канал воспроизведения.

Одно из характерных отличий кассетных магнитофонов — невозможность раздельной записи 1-4 и 2-3 дорожек в четырёхдорожечных аппаратах, сигнал всегда пишется синхронно на обе дорожки. В катушечных четырёхдорожечных магнитофонах 1-4 и 2-3 дорожки можно записывать раздельно и тем самым удвоить время звучания рулона ленты при монозаписи.

В середине 1970-х годов фирма Sony, пытаясь преодолеть недостатки компакт-кассеты, предложила формат Elcaset. Это были в меру крупные кассеты （152х106х18мм) с лентой шириной 6,25 мм. Стандартная скорость протяжки — 9,53 см/с. Конструкция кассеты предусматривала возможность подведения к ленте трёх головок, то есть организацию сквозного канала. По характеристикам аппаратура Elcassette была близка к катушечным магнитофонам, значительно превосходя компакт-кассету, но формат оказался коммерчески неуспешным и к 1980 году производство магнитофонов и кассет, едва начавшись, было свёрнуто. Уже изготовленные магнитофоны и кассеты были целиком проданы в Финляндию, и в настоящее время Финляндия имеет самый большой в мире парк аппаратуры Elcaset.

В СССР и странах СНГ было принято в разговорной речи обозначать кассетный магнитофон словом «кассетник». В свою очередь катушечный магнитофон назывался словом «катушечник» или «бобинник» (от слова «бобина» — катушка).

Как правило, среди кассетных дек лучшими считаются флагманские модели Nakamichi (1000ZXL, ZX9, CR7, Dragon), Pioneer (model 1200, CT-A9X) и менее распространённые Tandberg (model 3014) и TEAC (6000, 7000, 10000), достигшие своего технологического потолка в 1981—1983 гг., а также верхние модели массовых брендов второй половины 1980-х: Sony (TC-K950ES), Aiwa (XK-S9000), Akai (GX-F91), Alpine (Alpage), JVC, Harman/Kardon, Marantz,Technics.

В конце 1960-х — начале 1970-х годов выпускались комбинированные катушечно-кассетные магнитофоны: венгерский BRG M11 Qualiton[6] и японский Sony TC-330[7].

Портативные магнитофоны

Среди портативных кассетных магнитофонов как для журналистики, так и для записи концертов и прочего можно отметить модели Sony и Marantz. Широко используется также портативная Sony TC-D6C (WM-D6C Pro) обладающая малыми габаритами. Модель Marantz PMD-430 дешевле, имеет сквозной тракт (три головки)

Marantz PMD-430/CP-430 Pro (1988)

Портативные катушечные магнитофоны были весьма популярны во всём мире как для выездной записи музыки, так и для звукового сопровождения фильмов (в этом случае обычно требуется специальная дорожка синхронизации). Наиболее известные производители: Nagra-Kudelski, Stellavox, UHER (в СССР производился упрощённый аналог модели UHER 4000 под названием «Репортёр»[источник не указан 669 дней]).

Карт-машины (автоинформаторы)

Картриджные системы были разработаны в конце 50-х годов для воспроизведения музыки в автомобилях, но к концу 70-х годов были полностью вытеснены кассетными магнитофонами, и впоследствии применялись в основном в радиовещании.

Большое распространение получили в общественном транспорте (метро, трамвай, троллейбус) для объявления названий остановок и другой информации. Машинисту (водителю) достаточно нажать на кнопку пуска информатора, и он после проговорки фразы сам выключится.

Студийные магнитофоны

Студийные магнитофоны подразделяются на четыре типа в зависимости от подачи плёнки: на картриджах, на видеокассетах (для записи только звука, ADAT), на компакт-кассетах и на открытых катушках. Широкой известностью среди профессионалов пользовались бобинные многоканальные магнитофоны (и магнитографы) фирмы TEAC (Япония).

Цифровые магнитофоны

Естественным развитием технологии звукозаписи на магнитную ленту явилось применение цифрового метода записи. Магнитофоны, работающие с цифровыми записями обозначаются аббревиатурой DAT (Digital Audio Tape). На стадии лабораторных прототипов существовало две разновидности таких магнитофонов — S-DAT с последовательной многодорожечной записью неподвижной головкой, и R-DAT, имеющий систему записи, аналогичную используемой в видеотехнике — запись блоком головкок, размещёнными на вращающемся барабане (БВГ). Ввиду явных преимуществ по скорости доступа, ёмкости и пропускной способности, основной стала технология R-DAT.

DAT-магнитофонами ведётся запись на ленту оцифрованного аудиосигнала (как правило, от 1 моно до 8 каналов Surround) с различной частотой дискретизации (стандартом в настоящее время считается наличие частот 32, 44,1 и 48 кГц). На частоте дискретизации 48 кГц делаются студийные мастер-записи для подготовки Audio CD. Формат записи обычно машинно-специфичен и зависит от функционального потенциала устройства (некоторые модели имеют возможность автоматической разметки записей, быстрого поиска и несложного линейного монтажа на одной ленте).

Ввиду дороговизны аппаратного обеспечения и малой совместимости технологий записи DAT-магнитофоны применяются в основном при профессиональной студийной звукозаписи. Корпуса устройств часто имеют посадочные места для установки в стандартные студийные аппаратурные рековые стойки 19 дюймов. При этом топовые модели часто оснащаются дополнительными функциями (например, наложение при записи нестандартной временно́й разметки от внешнего генератора в модели TASCAM DA-60 Mark II). Кроме того, бытовая акустика обычно бывает не в состоянии обеспечить характеристики, необходимые для качественного воспроизведения сигнала с DAT-лент. При профессиональной записи (бутлеге) концертных программ используются также портативные модели DAT-магнитофонов (TASCAM DA-P1). Однако с появлением формата цифровой передачи данных S/PDIF, аппаратных интерфейсов Coaxial S/PDIF и TOS-link DAT-магнитофоны смогли занять свою (хотя и очень ограниченную) нишу на рынке бытовой звукозаписывающей аппаратуры.

Магнитофон в истории СССР

Магнитофон и общество

В СССР с распространением доступных бытовых магнитофонов (примерно со второй половины 1950-х — начала 1960-х годов) возникло особое социальное явление — магнитофонная культура. Легкость копирования магнитных записей позволила почти неограниченно распространять произведения, не одобрявшиеся официальной идеологией, но популярные в народе: песни бардов и первых полуподпольных рок-групп, западную популярную музыку, лекции по уфологии и т. п.[8] Магнитофоны быстро вытеснили с рынка кустарную грамзапись — грампластинки, записанные на использованной рентгенопленке («музыка на ребрах»).

Магнитофон в искусстве

См. также

Примечания

  1. ↑ Дисковый специальный магнитофон «МАГ-Д1» (П-181)
  2. ↑ не во всех моделях; в простейших аппаратах (плейерах) — только Вперёд
  3. ↑ http://www.tonband.net/mein_royal.php Christophs Tonband-Seiten. Uher Royal de luxe
  4. ↑ Катушечный магнитофон «Дайна» (Эльфа-29)
  5. ↑ Диктофон «Дон»
  6. ↑ Qualiton M11
  7. ↑ Sony - TC-330 - редкий зверь в наших краях.
  8. ↑ Сергей Курий. Как в СССР родилась магнитофонная культура?
  9. ↑ «Романтик-306»
  10. ↑ Чабаи Д. Кассетные магнитофоны. — М.: Связь, 1978. — с. 62.
  11. ↑ Чабаи Д. Кассетные магнитофоны. — М.: Связь, 1978. — с. 51.

Ссылки

commons: Магнитофон на Викискладе?