Магнитофон

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

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 незвукового характера (регистраторы параметров технических устройств, накопители вычислительных машин).

Классификация[править | править вики-текст]

Студийный катушечный магнитофон
  • по типу носителя магнитофоны подразделяются на ленточные (катушечные и кассетные) и проволочные. Кроме того, известны аппараты, использующие магнитный диск[1] или манжету;
  • по способу регистрируемой информации магнитофоны разделяют на аналоговые и цифровые;
  • по области применения магнитофоны разделяют на студийные, бытовые и промышленные (последний тип ранее широко использовался не только для записи звуковой информации, но и для записи аналоговых данных (напр. сигналов с аналоговых датчиков температуры, давления и пр. в промышленных процессах или лабораторных исследованиях); промышленные магнитофоны для записи данных в некоторых источниках также называют магнитографами);
  • по наличию встроенного усилителя мощности — на полные магнитофоны и магнитофоны-приставки (жаргонное «дека» от англ. deck — панель);
  • по мобильности — на носимые, переносные и стационарные;

Магнитофоны также можно классифицировать:

  • по числу воспроизводимых и записываемых дорожек: 1, 2, 4 или более;
  • по скорости движения носителя при записи и воспроизведении. Самые распространенный стандартные значения скорости при использовании магнитной ленты: 76,2, 38,1 см/с (студийные магнитофоны); 19,05 см/с (бытовые и студийные магнитофоны); 9,53 см/с (бытовые магнитофоны); 4,76 см/с; 2,38 см/с (диктофоны, кассетные магнитофоны). Существуют многоскоростные магнитофоны, магнитофоны с другими значениями скорости, а также с изменяющейся скоростью ленты по мере ее перематывания;
  • по числу головок: одна (только воспроизводящая, в магнитофонах-проигрывателях), две (наиболее часто реализуемый вариант: первой, по ходу движения ленты, стоит стирающая головка, далее — универсальная, которая может как записывать, так и воспроизводить информацию), три (так называемый «сквозной тракт» — для записи и воспроизведения используются раздельные специализированные головки), четыре (с дополнительной головкой воспроизведения, работающей при реверсивном ходе ленты), реже — больше;
  • по формату записи-воспроизведения: монофонические, стереофонические, квадрофонические.

Технические параметры[править | править вики-текст]

Механические:

  • отклонение скорости носителя от номинальной, %;
  • коэффициент детонации (неравномерность скорости движения ленты)., %;

Электрические:

Устройство[править | править вики-текст]

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.

Лентопротяжный механизм[править | править вики-текст]

Лентопротяжный механизм, или механизм транспортирования магнитной ленты, обеспечивает, как ясно из названия, протяжку магнитной ленты. Характеристики ЛПМ в наибольшей степени влияют на качество звуковоспроизведения аппарата в целом, потому что искажения, которые неидеальный ЛПМ вносит в сигнал, невозможно исправить никакой коррекцией в аналоговом электронном тракте. Главными характеристиками ЛПМ является коэффициент детонации и долговременная стабильность скорости движения ленты (выражается в процентах наибольшего отклонения скорости от номинальной).

ЛПМ должен обеспечивать:

  • равномерное движение магнитного носителя при записи и воспроизведении с заданной скоростью (рабочий ход);
  • равномерное натяжение носителя с определенным усилием;
  • равномерный и надёжный контакт носителя с магнитными головками;
  • переключение скоростей ленты (в многоскоростных моделях);
  • ускоренную перемотку носителя, как правило, в обе стороны — вперед и назад (в простейших и специальных устройствах перемотка может отсутствовать);
  • дополнительные возможности в зависимости от класса и назначения магнитофона: автостоп, кратковременную остановку при рабочем ходе (пауза), реверс (запись и воспроизведение в обе стороны), автоматический поиск фрагментов фонограммы, счётчик ленты и пр.

Для привода ЛПМ используются, как правило, электрические двигатели постоянного и переменного тока. В некоторых ранних переносных моделях для экономии энергии батарей применялись пружинные (патефонного типа) двигатели, например, в советских МИЗ-8 и «Днепр-8». Применяются фрикционные, ременные и зубчатые передачи. ЛПМ может содержать как один двигатель, так и два или три, редко — больше. Однодвигательная схема — самая распространенная. Два или три двигателя ставят обычно в дорогие высококачественные аппараты. Трехдвигательные ЛПМ считаются самыми совершенными. В них меньше всего механических передач, ведущий узел лучше всего изолирован от влияния приемного и подающего узла (а значит, проще стабилизировать скорость и натяжение ленты). Но эти достоинства полностью реализуются только при применении специальных и очень недешевых прецизионных двигателей.

По принципу управления режимами работы ЛПМ бывают с механическим и электронным управлением.

  • В ЛПМ с механическим управлением перемещение отдельных узлов (прижимного ролика, блока магнитных головок, элементов механической передачи) происходит под действием механического усилия от кнопок, клавиш или рычагов управления. Их достоинство — простота, надёжность, малое энергопотребление. Недостаток — очень сложно реализовать автоматическое управление режимами работы (автопоиск и т. д.).
  • В ЛПМ с электронным управленим усилие для перемещения всех узлов создаётся электромагнитами и вспомогательными электродвигателями. Управление ими осуществляется через электронную логическую схему (часто на микроконтроллере или микропроцессоре). Такой ЛПМ легко поддаётся автоматизации (функции автопоиска, дистанционного управления, калибровки уровня записи и подмагничивания под конкретный тип ленты).

Заданные характеристики ЛПМ обеспечиваются тщательным проектированием механизма, прецизионным изготовлением деталей и узлов, применением электронных, механических и электромеханических систем автоматической стабилизации скорости и натяжения ленты.

Магнитные головки[править | править вики-текст]

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 24 (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.[2]). 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[править | править вики-текст]

Электронная часть магнитофона состоит из:

  • одного или нескольких (по количеству каналов) усилителей воспроизведения (УВ) и усилителей записи (УЗ). В более простых моделях функции УЗ и УВ объединяют в универсальном усилителе записи/воспроизведения (УУ);
  • одного или нескольких (по количеству каналов) усилителей мощности низкой частоты, к выходам которых подключаются внутренние или внешние акустические системы, и/или наушники.
  • генератора стирания-подмагничивания (ГСП);
  • устройств шумопонижения (необязательно);
  • системы электронного управления режимами работы ЛПМ (необязательно);
  • различных вспомогательных узлов: индикаторов уровня сигнала и режимов работы, коммутационных устройств, дистанционного управления и пр.

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.

Напряжение сигнала на выходе УВ составляет сотни милливольт. Далее оно подаётся через регулятор громкости и тембра на вход усилителя мощности низкой частоты, а также (при наличии в магнитофоне линейного выхода) может быть подано на вход внешних устройств усиления и обработки сигнала.

ГСП вырабатывает синусоидальное напряжение, необходимое для подмагничивания при записи и для стирания записи. Частота ГСП выбирается в 4-5 раз выше верхнего предела частотной характеристики магнитофона, то есть от 40-50 кГц для простейших аппаратов до 100—120 кГц в моделях класса Hi-Fi. В миниатюрных магнитофонах часто применяют стирание с помощью постоянного магнита. Это позволяет применить для подмагничивания генератор значительно меньшей мощности. В самых примитивных магнитофонах ГСП нет вовсе, а подмагничивание производят, подавая в головку записи постоянный ток.

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»), блок «динамического подмагничивания» (Dolby HX, Dolby HX Pro, СДП, СДП-2 и пр.), коммутатор входов/выходов (режим «Монитор») и некоторые другие.

Элементная база[править | править вики-текст]

Электронная часть первых магнитофонов выполнялась, естественно, на электронных лампах. Лампы в магнитофоне создают три специфические проблемы.

  • Во-первых, лампы выделяют большое количество тепла, которое может повредить магнитную ленту. В стационарных магнитофонах либо выполняли электронную схему в виде отдельного блока, либо предусматривали в просторном корпусе специальные меры для вентиляции и теплоизоляции. В переносных малогабаритных моделях старались уменьшить число ламп и увеличить площадь вентиляционных отверстий. В инструкциях нередко указывалось предельное время непрерывной работы магнитофона, обычно несколько часов, и рекомендовалось не оставлять ленту на остывающем аппарате.
  • Во-вторых, лампы склонны к микрофонному эффекту, а лентопротяжный механизм создает довольно значительный акустический шум. В магнитофонах высокого класса приходилось применять особые меры для борьбы с микрофонным эффектом, например, устанавливать на амортизаторы входные лампы усилителей записи и воспроизведения.
  • В-третьих, для ламп нужен высоковольтный источник питания анодных цепей и низковольтный (но довольно мощный) — для подогрева катодов. В магнитофоне же требуется еще и источник питания для электродвигателя. Таким образом, комплект батарей для портативного лампового магнитофона мог получиться довольно объемным, тяжелым и дорогим.

С появлением транзисторов их стали применять и в магнитофонах. Автоматически решились проблемы тепловыделения и микрофонного эффекта. Транзисторный магнитофон можно было питать от недорогих низковольных батарей, и служили они намного дольше. Магнитофоны стали по-настоящему портативными. В течение 1960-х гг. ламповые магнитофоны почти полностью были вытеснены с рынка транзисторными.

История[править | править вики-текст]

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 на магнитную проволоку. Впоследствии аппараты его конструкции, использовавшие тонкую стальную ленту в качестве носителя, производились под маркой «Маркони-Штилле», и применялись на Би-би-си с 1935 до 1950 года.[3][4][5][6] 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. В 1935 фирма AEG выпустила первый коммерческий пленочный магнитофон под названием Magnetophon K1.[7] Само слово Magnetophon долгое время было торговой маркой AEG-Telefunken[8], хотя при этом вскоре стало нарицательным в ряде языков, в том числе в русском.

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 начале 50-х (Ampex), первый коммерческий видеомагнитофон появился в 1956 году; бытовые катушечные видеомагнитофоны на ленте шириной дюйм и полдюйма появились в начале-середине 60-х гг.; в середине 70-х 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[править | править вики-текст]

Миниатюрный катушечный магнитофон Nagra SN, 1963 г., производился по заказу Секретной службы США

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 магнитофоны, 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. При этом иногда лента сматывалась на приемную катушку наизнанку — рабочим слоем внутрь, чтобы нельзя было по ошибке запустить запись задом наперед (например, первые модели «Днепров»).

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 редко, в основном в тифлотехнических аппаратах[9][10]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. Скорость 9,53 см/с считалась минимально приемлемой для записи музыки и была основной (а часто и единственной) в недорогих аппаратах. Стандартные скорости были приняты в середине 1950-х годов, до того они были разными у разных фирм, и записи были несовместимы.

Катушечники отличаются большими габаритами, массой (хотя существовали и переносные, и носимые, и карманные модели) и энергопотреблением (поскольку требуют относительно мощных двигателей). Главное их достоинство по сравнению с широко распространившимися с 1960-х гг. кассетными аппаратами (см. ниже) — возможность получения максимального качества записи и воспроизведения даже без особых технических ухищрений. Относительно большая ширина дорожек записи позволяет снимать с ленты более сильный сигнал, а это улучшает отношение сигнал/шум при воспроизведении; большая скорость движения ленты позволяет расширить частотный диапазон; при большой скорости проще обеспечить ее постоянство; при проектировании лентопротяжного механизма конструктор может свободно выбирать компоновку, строить тракт движения ленты в соответствии с задачами, вводить в него дополнительные устройства стабилизации и контроля, ставить сколько угодно головок и т. п. Технологические новшества, которые вынужденно появились по мере развития кассетных магнитофонов (новые типы лент и головок, шумоподавители и пр.), нашли применение и в катушечных системах, еще больше повысив их характеристики.

Многодорожечные (с 8 и более дорожками) многоканальные катушечные магнитофоны в 60-х — 90-х годах активно использовались как студийные. В бытовом секторе катушечники 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[11]; 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 бо́льшую 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 дешёвых со сквозным каналом.

Кассетные магнитофоны[править | править вики-текст]

RCA Sound Tape Cartridge рядом с компакт-кассетой
Кассета Stereo 8
Кассетная магнитола
Высококачественный стационарный кассетный магнитофон-приставка (Technics M45)
Walkman WM-D6C Pro (1995)
Автоответчик с микрокассетой

По крайней мере с начала 1950-х годов конструкторы предпринимали усилия, чтобы упростить обращение с магнитной лентой. Предлагавшиеся решения в целом сводились к двум вариантам: либо две катушки с лентой объединялись в одном корпусе-кассете, либо в кассету помещался один сердечник с рулоном ленты, склеенной в кольцо. В 1950 г. нью-йоркская компания Mohawk Business Machines Company выпустила свой Midget Recorder, представив его как «первый в мире карманный ленточный магнитофон». Кольцевая лента для него размещалась в металлической кассете.[12] На потребительском рынке появлялись кассеты Tefi (Германия, 1955, с кольцевой лентой, для магнитофона Tefifon), Dictet (США, 1957, для портативного диктофона), Saba (Германия, 1958, для магнитофона Sabamobil[13]), RCA Sound Tape Cartridge (США, 1958), Fidelipac (с кольцевой лентой, США, 1959). Из этих ранних систем широкого распространия не получила ни одна.[14][15]

По-настоящему массовые кассетные магнитофоны появились в начале 1960-х. В 1963 г. компания Philips выпустила компакт-кассету. Она на несколько десятилетий стала основным форматом магнитофонных кассет во всем мире. В 1964 г. консорциум американских фирм представил кассету Stereo 8 с бесконечным рулоном ленты и 8-дорожечной записью. Они были популярны в США до начала 1980-х гг. Другие конкурирующие системы, например, DC International фирмы Grundig (1965 г.), Elcaset фирмы Sony, микрокассета фирмы Olympus, либо не выдержали конкуренции с компакт-кассетой, либо заняли достаточно узкие ниши специальных применений (например, микрокассета — в миниатюрных диктофонах и телефонных автоответчиках).

Первоначально в кассетах использовались ленты с рабочим слоем из гамма-окиси железа (Fe2O3, Type I), как и в катушечных магнитофонах. Они имели относительно высокий уровень собственных шумов, небольшой динамический диапазон (до 48 дБ) и достаточно узкий диапазон частот (до 12 кГц). Более дорогие ленты на основе двуокиси хрома (CrO2, Type II) превосходят их по динамическому и частотному диапазону записываемого сигнала, но требуют других параметров частотной коррекции и подмагничивания. 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[источник не указан 553 дня] 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.

  • Во-первых, низкая (по сравнению с катушечными магнитофонами) скорость протяжки ленты и малая ширина дорожки приводят к малому уровню сигнала (около 0,15…0,25 мВ), генерируемого магнитным полем в воспроизводящей головке магнитофона. Сигналы такого уровня оказываются сопоставимы с собственными шумами транзистора во входной цепи (решение этой проблемы пошло двумя путями: создание специализированных воспроизводящих головок с высокой индуктивностью и, как следствие, с повышенным уровнем выходного сигнала (до 0,45 мВ) и разработка сверхмалошумящих усилителей с параллельным включением транзисторов на входе. В результате лучшие модели кассетных магнитофонов имеют собственные шумы на уровне −62…-65 дБ).
  • Во-вторых, неоднородная структура магнитного слоя и шероховатости его поверхности приводит к повышенному уровню шумов самой ленты (-52…-54 дБ у обычных лент типа I). Опять же, из-за относительно низкой скорости движения ленты спектр этих шумов попадает в рабочий диапазон частот магнитофона и становится очень заметным. Для подавления шумов в кассетных магнитофонах стали применять различные системы шумоподавления. Самые ранние и простые из них — динамические (DNL и подобные) — используют тот факт, что в тихих участках музыкальной фонограммы доля высокочастотных составляющих невелика. Динамический шумоподавитель при воспроизведении слабых сигналов автоматически снижает усиление в области верхних частот (выше 5…6 кГц), где как раз и располагаются основные шумы ленты. На восприятии музыкальной записи такая коррекция сказывается незначительно, а при сильном сигнале шумы ленты не так заметны. В дорогих высококачественных аппаратах с начала 1970-х гг. применяются компандерные системы шумоподавленияDolby NR» различных модификаций и им подобные), которые при записи сжимают динамический диапазон сигнала, «приподнимая» тихие фрагменты записи над шумами ленты, а при воспроизведении — расширяют динамический диапазон до исходного. Кассеты, записанные с подавлением шумов, следует воспроизводить с той же системой шумоподавления, которая была выбрана при записи. Для корректного восстановления сигнала, записанного с применением компандерного шумоподавления, необходима точная подстройка параметров записи под конкретную используемую ленту; в магнитофонах, не предусматривающих такую подстройку, восстановленный сигнал часто теряет высокочастотные составляющие («завал верхов»).

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.

Двухкассетный магнитофон-приставка

Кроме малых размеров и удобства обращения, магнитофонная кассета позволила создать аппараты с автоматической сменой кассет. С 1969 г. такие магнитофоны производил Philips (модели N2502, N2401, N2408)[16] и другие компании (например, Mitsubishi — музыкальные центры DA-L70, LT-70, SS-L70 в 1980-х годах)[17], но они не были особо популярны. Зато широко распространились магнитофоны с двумя лентопротяжными механизмами с возможностью перезаписи и непрерывного воспроизведения, и специальные установки с несколькими ЛПМ для тиражирования кассет.

Одно из характерных отличий стандартных магнитофонов под компакт-кассету — невозможность раздельной монофонической записи на каждую дорожку в четырёхдорожечных аппаратах, так как их стирающая головка размагничивает сразу две соседние дорожки. В катушечных четырёхдорожечных магнитофонах все дорожки можно записывать раздельно и тем самым экономить ленту при монофонической записи. В некоторых моделях кассетных диктофонов, регистраторов и магнитофонов для людей с потерей зрения имеется возможность раздельной записи и воспроизведения каждой из четырёх дорожек[источник не указан 569 дней].

В середине 1970-х годов фирма Sony, пытаясь преодолеть недостатки компакт-кассеты, предложила формат Elcaset. Это были в меру крупные кассеты (152×106×18мм) 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 Elcaset 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.

Популярнейшим видом кассетных магнитофонов стали магнитолы — комбинация магнитофона и радиоприемника с возможностью питания от батарей. Они производились во всевозможных форматах: от карманных на микрокассете до крупногабаритных и мощных стереосистем («бумбоксов» и «геттобластеров»). Первую кассетную магнитолу выпустила фирма Philips в 1966 г.

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), Alpine / Alpage, Akai (GX-F91, GX-R99) и менее распространённые Tandberg (model 3014) и TEAC (6000, 7000), достигшие своего технологического потолка в 1980—1985 гг., а также верхние модели массовых брендов второй половины 1980-х: Sony (TC-K950ES), Aiwa (XK-S9000, XK-009), JVC, Harman/Kardon, Marantz, TEAC (9000, 10000), Technics.

В конце 1960-х — начале 1970-х годов выпускались комбинированные катушечно-кассетные магнитофоны: венгерский BRG M11 Qualiton[18] и японский Sony TC-330[19].

Портативные магнитофоны[править | править вики-текст]

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)

Репортерский магнитофон 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, UHERСССР производился упрощённый аналог модели UHER 4000 под названием «Репортёр»[источник не указан 1292 дня]).

Карт-машины (автоинформаторы)[править | править вики-текст]

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[править | править вики-текст]

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[править | править вики-текст]

Естественным развитием технологии звукозаписи на магнитную ленту явилось применение цифрового метода записи. Магнитофоны, работающие с цифровыми записями обозначаются аббревиатурой DAT (Digital Audio Tape) или DASH (Digital Audio Stationary Head). На стадии лабораторных прототипов существовало две разновидности DAT-магнитофонов — S-DAT с параллельной многодорожечной записью неподвижной головкой, и R-DAT, имеющий систему записи, аналогичную используемой в видеотехнике — запись блоком головок, размещённых 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 (стандартом предусмотрена запись двух каналов звука) с различной частотой дискретизации (стандартом в настоящее время считается наличие частот 32, 44,1 и 48 кГц). На частоте дискретизации 44.1 кГц с разрядностью 16 бит 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).

Изначально формат R-DAT был адресован бытовым потребителям, как замена кассетным магнитофонам. Однако, высокие показатели качества аудиосигнала быстро проложили им путь в сферу профессиональной звукозаписи. Этому способствовала и относительная дешевизна нового формата по сравнению с аналоговыми мастер-магнитофонами. Ввиду 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. В настоящее время DAT-магнитофоны постепенно выходят из употребления в сфере звукозаписи ввиду недостаточной механической надежности и сохранности записей.

DASH-магнитофоны изначально разрабатывались исключительно для профессионального рынка. Это разработка фирмы «Sony». Активное участие в проекте принимала фирма «Studer». DASH-магнитофоны были призваны заменить собой аналоговые магнитофоны в радиовещаниии звукозаписи. Однако, традиции в этих сферах сильны и фирмам пришлось изрядно поработать, чтобы эксплуатационные параметры цифрового магнитофона могли конкурировать с привычными аналоговыми моделями (возможность воспроизведения с любой скоростью в любом направлении, маханическое разрезание и склейка ленты («кровный» монтаж), работа в обычных климатических условиях без применения специальных мер по обеспыливанию и кондиционированию студий).

Стандарт DASH предусматривает запись на обычную магнитную ленту в бобинах. Этот формат многодорожечной записи позволяет записывать от 1 до 48 аудиодорожек одновременно.

Несмотря на развитие компьютерных технологий записи звука, DASH-магнитофоны по сей день используются в крупных студиях звукозаписи, поскольку их электроакустические и эксплуатационные характеристики соответствуют самым высоким требованиям.

Магнитофон в СССР[править | править вики-текст]

История[править | править вики-текст]

«Комета МГ-201М» — популярный в СССР катушечный магнитофон 1960-х годов.
«Десна» (1969), первый советский серийный кассетный магнитофон, клон первого магнитофона под компакт-кассету — Philips EL3300

Опыты с магнитной записью велись с начала 1930-х гг. в Научно-исследовательском институте Всесоюзного радиокомитета и в других организациях. Первый серийный магнитофон — СМ-45 конструкции Н. Рабиновича — появился в 1942 г., он работал с лентой шириной 6,5 мм. В 1944 в радиовещательные центры страны стали поступать магнитофоны МАГ-1 и МАГ-2[20], разработанные под руководством И. Е. Горона, А. А. Вроблевского и В. И. Пархоменко (их выпустили около 70 штук), а вскоре и усовершенствованные МАГ-3 и МАГ-4.

В 1945 г. при Радиокомитете был создан ВНИИЗ — Всесоюзный научно-исследовательский институт звукозаписи (сейчас ВНИИ телевидения и радиовещания), сформирована промышленная база для выпуска магнитофонов серии МЭЗ (для радиовещания) и РМС-16 (для студий звукозаписи). МЭЗы производил Московский экспериментальный завод Министерства культуры СССР.

В 1949 г. в Киеве начался выпуск первого в СССР бытового магнитофона «Днепр». К середине 1950-х годов аппараты магнитной записи для потребительского рынка выпускали уже ряд заводов в Москве («Яуза», «Астра»), Киеве («Днепр») и Вильнюсе («Эльфа»). В 1954 г. начался выпуск магнитной ленты на химическом заводе в Шостке Сумской области.[21]

В 1957 г. вступил в силу государственный стандарт ГОСТ 8088-56 «Магнитофоны. Основные параметры» — первый, регламентирующий параметры магнитофонов на ленте шириной 6,35 мм.[22]

Магнитофон и общество[править | править вики-текст]

В СССР доступные бытовые магнитофоны распространились примерно со второй половины 1950-х — начала 1960-х годов. В это время возникло особое социальное явление — магнитофонная культура или «магнитиздат». 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, неофициальные выступления писателей-сатириков, лекции по уфологии, передачи «вражеских голосов» и т. п.[23][24] Магнитофоны быстро вытеснили с рынка кустарную грамзапись — грампластинки, записанные на использованной рентгенопленке («музыка на ребрах»).

Магнитофон размерами 260×170×120 мм, построенный в начале 1970-х московским школьником А. Бирюковым

Любители технического творчества в СССР активно конструировали и строили магнитофоны самостоятельно. Стимулом к этому был сначала дефицит бытовых магнитофонов вообще, а позже — желание создать аппарат, в чем-то превосходящий фабричные. В 1947 г. на 6-й всесоюзной заочной выставке творчества радиолюбителей получил вторую премию диктофон Б. В. Охотникова (притом с дистанционным управлением),[25][26] а в 1949 г. на 8-й всесоюзной заочной выставке был представлен относительно несложный магнитофон, доступный для изготовления любителем средней квалификации.[27] На последующих радиовыставках постоянно демонстрировались такие самоделки, притом изготовленные на достаточно высоком уровне.[28] Случалось, любители сами изготавливали для своих конструкций такие сложные узлы, как электродвигатели, магнитные головки и даже кассеты[29][30]. Широко публиковались описания самодельных магнитофонов самой разной степени сложности и пособия по самостоятельному их конструированию.[31][32][33][34][35][36]

Магнитофон в искусстве[править | править вики-текст]

Wikiquote-logo.svg
В Викицитатнике есть страница по теме
Магнитофон
  • В фильме «Бриллиантовая рука» (1968 г.), в эпизоде в гостинице, знаменитое танго «Помоги мне» звучит с лампового магнитофона «Яуза-5».
  • В фильме «Иван Васильевич меняет профессию» (1973 г.) Милославский крадёт у Шпака магнитофон «National» — один из первых портативных магнитофонов с реверсом (не нужно переворачивать ленту) и кассетный Philips N2204[37] — один из ранних кассетных магнитофонов.
  • В фильме «Служебный роман» Новосельцев с восхищением разглядывает в машине Самохвалова кассетный стереопроигрыватель Philips N2607[38], как один из символов успеха и благосостояния.
  • В фильме «Ключ без права передачи» основной конфликт сюжета разворачивается вокруг магнитозаписи, сделанной на посиделках одноклассников.
  • В фильме «Джентльмены удачи» уголовник Косой так представляет себе «красивую жизнь» после удачного дела: «Автомашину куплю с магнитофоном, пошью костюм с отливом, и — в Ялту!»
  • В телефильме «Семнадцать мгновений весны» (действие происходит в 1945 году) службы гестапо и СД широко пользуются стационарными и портативными магнитофонами, на этом построены некоторые важные моменты сюжета.
  • В фильме «Доживём до понедельника» в разговоре девятиклассников: «Пойдем ко мне, я магнитофончик кончаю, поможешь монтировать».
  • Первый советский массовый портативный магнитофон «Весна» фигурирует в знаменитой кинокомедии «Кавказская пленница» и несколько менее популярном фильме «Старый знакомый», где играет заметную роль в развитии сюжета. --KVK2005 12:29, 5 августа 2014 (UTC)

См. также[править | править вики-текст]

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Дисковый специальный магнитофон «МАГ-Д1» (П-181)
  2. http://www.tonband.net/mein_royal.php Christophs Tonband-Seiten. Uher Royal de luxe
  3. Early Audio Recorders. Blattnerphone
  4. Early Audio Recorders. Marconi-Stille - 1
  5. Early Audio Recorders. Marconi-Stille - 2
  6. Early Audio Recorders. Marconi-Stille - 3
  7. AEG Allgemeine Elektricitäts-Gesellschaft & Magnetophon
  8. Magnetophon 204 M-204 (1966)
  9. Катушечный магнитофон «Дайна» (Эльфа-29)
  10. http://rw6ase.narod.ru/000/mg/elfa201dik.html Катушечный магнитофон «Эльфа-диктор»
  11. Диктофон «Дон»
  12. The Mohawk Midget Recorder, 1950's
  13. Das SABAMOBIL, …das kein SABAMOBIL ist!
  14. Пахомов Ю. Д. Зарубежные магнитофоны.//Массовая радиобиблиотека, вып. 393 — М.—Л.:Госэнергоиздат, 1961, с. 160—163
  15. Cassette recorder museum. About cassette-recorder
  16. Philips N2502, 1969, Philips N2401, 1970, Philips N2408, 1974
  17. hifi-love. golden age audio
  18. Qualiton M11
  19. Sony — TC-330 — редкий зверь в наших краях.
  20. Дроздов К. МАГ-2А.//«Радио», 1949, № 1, с. 43-47
  21. Пестриков В. Магнитная песня — лебединая песня?//IT news, 2005, № 23 (4), 24 (49)
  22. Лейтес Л. С. Развитие техники ТВ-вещания в России: Справочник. — М.: Останкино, 2012
  23. Сергей Курий. Как в СССР родилась магнитофонная культура?
  24. Gene Sosin. Magnitizdat: Uncensored Songs of Dissent, in Dissent in the USSR: Politics, Ideology, and People, ed. Rudolf L. Tokes. — Baltimore: Johns Hopkins University Press, 1975
  25. Полевой Л. Экспонаты прибывают.//«Радио», 1947, № 5, с. 25-24
  26. 6-ая заочная радиовыставка. Предварительные итоги.//«Радио», 1947, № 6, с. 18
  27. Байкузов Н. Любительский магнитофон (из экспонатов 8-й заочной радиовыставки).//«Радио», 1949, № 10, с. 45-48; № 11, с. 50-52, 57
  28. Колосов В. В. Современный любительский магнитофон. — М.:"Энергия", 1974
  29. Мединский Л. Бесколлекторный электродвигатель постоянного тока.//«Радио», 1972, № 3
  30. Смирнов Л. Кассетный магнитофон.//«Радио», 1972, № 10, 11
  31. Афанасьев Н. Советы конструктору магнитофона.//«Радио», 1949, № 3, с. 48-50; № 4, с. 50-51
  32. Кушелев Ю. Н. Магнитофон-приставка. — М.-Л.:Госэнергоиздат, 1953
  33. Зюзин Ю., Петров Е. Портативный магнитофон на транзисторах.//«Радио», 1963, №№ 5-7
  34. Зюзин Ю., Петров Е. Магнитофон-игрушка.//«Радио», 1966, №№ 5—7
  35. Африн Л. Волшебник-«маг»//«Моделист-конструктор», 1969, № 2-3
  36. Алексеев Ю. А. и др. Как сконструировать магнитофон. — М.:"Энергия", 1970
  37. Чабаи Д. Кассетные магнитофоны. — М.: Связь, 1978. — с. 62.
  38. Чабаи Д. Кассетные магнитофоны. — М.: Связь, 1978. — с. 51.

Литература[править | править вики-текст]

  • Бродкин В. М. Механизмы магнитофонов.//Массовая радиобиблиотека, вып. 938 — М.:Энергия, 1977
  • Гладышев Г. И. Магнитофоны. Справочник. — Киев: Наукова думка, 1969
  • Золотухин И. П. Цифровые звуковые магнитофоны. — Томск : Радио и связь, 1990
  • Козырев В. А., Фабрик М. А. Конструирование любительских магнитофонов. Изд. 4-е. — М.:Изд. ДОСААФ, 1974
  • Козюренко Ю. И. Запись и перезапись магнитных фонограмм.//Массовая радиобиблиотека, вып. 1015 — М.:Энергия, 1980
  • Колищук В. Т., Травников Е. Н. Конструирование и расчет магнитофонов. — Киев: Техника, 1965
  • Корольков В. Г. Магнитная запись звука.//Массовая радиобиблиотека, вып. 39 — М.:Госэнергоиздат, 1949
  • Котов Е. П. Ленты и диски в устройствах магнитной записи. — М. : Радио и связь, 1986
  • Кудрин И. Г. Устройства шумоподавления в звукозаписи.//Массовая радиобиблиотека, вып. 927 — М.:Энергия, 1977
  • Пахомов Ю. Д. Зарубежные магнитофоны.//Массовая радиобиблиотека, вып. 393 — М.—Л.:Госэнергоиздат, 1961
  • Пахомов Ю. Д. Специализированные магнитофоны.//Массовая радиобиблиотека, вып. 774 — М.:Энергия, 1972
  • Чабаи Д. Кассетные магнитофоны. — М.:Связь, 1977

Ссылки[править | править вики-текст]