Кассетный магнитофон

Магнитофон (от магнит и греч. phone — звук) — электромеханическое устройство, предназначенное как для воспроизведения звукового сигнала, записанного на магнитные носители, так и для самого этого записывания — преобразования акустических колебаний в электромагнитные и фиксации на носитель. В качестве магнитных носителей могут использоваться не только магнитная лента, но и проволока, манжета, диск, магнитный барабан и т.д..

Разделяют аудио-магнитофоны (или „просто магнитофоны“) и видеомагнитофоны.

Аудиомагнитофоны существуют классические (аналоговые) и цифровые.

Подразделяют: по сфере применения — на профессиональные и бытовые, по мобильности — на переносные и стационарные. История знает очень большие и очень маленькие магнитофоны; магнитофон для записи голоса называется диктофон.

История

Вальдемар Поульсен (1869-1942)

Принцип магнитной записи на стальную проволоку в 1888 году впервые разработал Оберлайн Смис (Oberlin Smith), под влиянием его посещения в 1878-м лаборатории Эдисона. Однако первое работающее устройство было изготовлено датским инженером Вальдемаром Поульсеном лишь в 1896 г. Сам аппарат изобретатель назвал «телеграфоном».

В 1925 году Курт Штилле (Curt Stille) представил электромагнитное устройство записывающее речь. Тогда же Фриц Пфлеймер (Dr. Fritz Pfleumer) запатентовал магнитную ленту (сначала на бумажной основе, затем — на полимерной). Сам этот принцип начали разрабатывать параллельно со Смисом, в лаборатории BASF. 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.

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.

В 30—40-х гг. XX века получили развитие бобинные магнитофоны, причём имелись уже и портативные модели, с конца 50-х гг. — картриджные, а с конца 60-х гг. — кассетные. Цифровые магнитофоны появились в конце 70-х гг.

Эксперименты по магнитной записи видеосигнала начались в 50-х гг.; 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 Sony) и JVC), 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 её судьбу. Современный студийный стандарт

Устройство

Основными функциональными узлами магнитофона являются лентопротяжное устройство и электромагнитные головки для записи и воспроизведения звука.

Классификация

Студийный катушечный магнитофон

По типу накопителя магнитофоны подразделяются на ленточные и проволочные . По типу 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 (например, сигналов с аналоговых датчиков температуры, давления и пр. в промышленных процессах или лабораторных исследованиях). Промышленные магнитофоны для записи данных в некоторых источниках называют также магнитографами. Широко были известны бобинные многоканальные магнитографы

Магнитофоны также можно классифицировать

• по числу воспроизводимых и записываемых дорожек: 1, 2, 4 или более (чаще всего — 2);
• по скорости воспроизведения: 38,1 см/сек (студийные магнитофоны); 19,05 см/сек (бытовые и студийные магнитофоны); 9,52 см/сек (бытовые магнитофоны); 4,76 см/сек; 2,38 см/сек (в основном бытовые кассетные магнитофоны);
• по числу головок: 1 (только воспроизводящая, в этом случае такой магнитофон называется «плеер»), 2 (наиболее часто употребимый вариант: сначала ставится стирающая головка, а затем — универсальная, которая может как записывать, так и воспроизводить информацию) или 3 (тоже, что и в предыдущем варианте, но на запись и воспроизведение стоят различные головки).

Вообще говоря, в русском языке понятие магнитофон обозначает устройство записи-воспроизведения звука на магнитный носитель со встроенным усилителем звуковоспроизведения, но часто словом магнитофон опытные любители и профессионалы называют магнитофонную деку (или магнитофон-приставку по старым обозначениям ГОСТ), которая обычно не содержит встроенного УНЧ.

Студийные магнитофоны

Студийные магнитофоны подразделяются на четыре типа в зависимости от подачи плёнки: на картриджах, на видеокассетах (для записи только звука, ADAT), компакт-кассетах или на открытых катушках. Существуют также различные виды покрытия плёнки. Радиостанции обычно выбирают для себя один тип плёнки в каждом формате и пользуются исключительно им, чтобы каждый раз заново не отлаживать свои магнитофоны на оптимальное звуковоспроизведение.

Кассетные магнитофоны. Магнитофонные кассеты всем хорошо знакомы. Ширина плёнки (3,81 мм), размер и форма пластикового контейнера — стандартные, скорость — за редкими исключениями 4,76 см/с; длина и тип ленты могут различаться.

Самой недорогой и распространённой является плёнка с покрытием окисью железа (Fe₂O₃). Ленты на основе двуокиси хрома (CrO₂) превосходят их по динамическому диапазону; наилучшее качество обеспечивают ленты типа Metal (снятые с производства ещё в 1990-е годы). Многослойные плёнки («феррохром»), предложенные в 1970-е годы, вскоре вышли из употребления. В зависимости от вида ленты, при записи устанавливаются параметры тока подмагничивания при воспроизведении — частотной компенсации верхних частот.

Низкая (по сравнению с катушечными магнитофонами) скорость протяжки ленты неизбежно порождает высокий уровень шумов. Для подавления шумов применяются компандерные системы шумоподавления «Dolby NR B/C/S» или «dbx», которые при записи сжимают динамический диапазон сигнала, «приподымая» 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. Ленты, записанные с Dolby HX, могут воспроизводиться на магнитофонах, не имеющих этого устройства, но повышенный уровень записи может перегружать их канал воспроизведения.

Walkman WM-D6C Pro (1995)

Как правило, среди кассетных дек лучшими считаются флагманские модели Pioneer (1200, CT-A9X) и менее распространённые Sony (TC-K950ES), Aiwa (XK-S9000), Akai (GX-F91), Alpine (Alpage),

Портативные магнитофоны

Лучшими портативными кассетными магнитофонами как для журналистики, так и для записи концертов и прочего считаются модели dbx), но не так вынослива и прочна, как Sony, зато позволяет оценивать качество в момент записи.

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, UHER, Stellavox. В СССР производился упрощённый аналог UHER 4000 под названием «Репортёр».

Карт-машины (автоинформаторы)

Карт-машины. Как и в кассетах, в «картриджах» или «картах» магнитная плёнка помещена в защитный пластмассовый контейнер. Но картриджи больше по размеру, чем кассеты, внутри у них находится только одна бобина плёнки, сама плёнка шире (6,3 мм), и её концы склеены так, что плёнка представляет сплошное кольцо. Таким образом, картридж надо не перематывать, а прокручивать вперёд к началу записи.

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. Их самая привлекательная черта для вещательных нужд — автоматическая разметка записи. При записи картриджа на отдельную дорожку на плёнке пишется звуковой сигнал, отмечающий начало записи. Этот сигнал считывается карт-машиной, но не посылается на выход звукового сигнала, так что радиослушатели его не слышат. Когда карт-машина улавливает сигнал, она автоматически останавливается, и таким образом запись оказывается заряженной и готовой к следующему воспроизведению.

Картриджами пользуются для коротких и часто повторяющихся в эфире сообщений, таких как регулярные объявления, позывные станций и передач, реклама, звуковые эффекты и т. п. Карт содержит короткий отрезок плёнки, поскольку запись на нём обычно не превышает нескольких минут, зачастую даже секунд. Существуют «многозарядные» карт-машины, позволяющие оператору простым нажатием кнопки выбирать, какую запись пустить в эфир.

Картриджи выпускаются в трёх стандартных габаритах. Почти повсеместно используется картриджи габарита А или АА, которые подходят к одним и тем же машинам и имеют одни и те же размеры контейнера (101 × 133 × 22 мм). Отличаются они в основном покрытием плёнки. В стандартах В или ВВ и С или СС контейнеры больше по размеру, и такие картриджи используются исключительно для долгоиграющих записей.

Европейские стандарты коррекции плёнки шириной 6,3 мм слегка отличаются от американских, как для картриджей, так и для катушек. Разницу можно заметить только если запись, сделанную по одному стандарту, проигрывать на машине, настроенной по другому стандарту. У многих студийных машин имеется встроенный переключатель с одного стандарта на другой (европейский МЭК или американский NAB). Не имеет значения, каким стандартом вы будете пользоваться, коль скоро он не отличается от стандарта записи.

Карт-машины очень выносливы и удобны в обращении. Все они работают на воспроизведение, но на очень немногих моделях предусмотрена запись, поскольку это делает карт-машину дороже на 50—100 %. Карт-машины стоят настолько дорого (свыше 1000 долларов), что студиям с ограниченными ресурсами следует подумать об их замене. Большую часть тех же самых операций можно производить на кассетных магнитофонах, что гораздо дешевле, но не так удобно, с худшим качеством звука, и с большей вероятностью неточной зарядки, или на MP3-плеере, но без перечисленных недостатков.

Катушечные магнитофоны

Этот тип магнитофонов работает с открытой плёнкой, намотанной на большие плоские бобины. Магнитофоны этого типа, предназначенные в основном для профессионального производства и монтажа фонограмм, отличаются от тех, которые используются только для записи и воспроизведения. При монтаже такие магнитофоны позволяют оператору свободную подмотку плёнки, чтобы точно найти нужное место записи, и мгновенный переход с воспроизведения на перемотку вперёд и назад, без нагрузки на механизм. Если модель не предназначена специально для такого обращения, она быстро износится.

Катушечные магнитофоны (часто именно их по-русски называют бобинными магнитофонами) преимущественно используются при монтаже и производстве фонограмм, потому что плёнку существенно легче резать и склеивать без контейнера. Кроме того, стандарты этого формата — ширина плёнки 6,3 мм и скорость 19 или 38 см/сек — дают лучшее качество записи, чем кассеты. Большинство радиостанций использует двухдорожечные магнитофоны (стерео или двойное моно), даже если трансляцию ведут в моно.

После завершения производства фонограмму можно пустить в эфир прямо с катушечного магнитофона либо переписать на кассету или картридж. Плёнку с многочисленными склейками лучше не использовать для многократного воспроизведения, поскольку имеется риск её обрыва во время передачи. И вообще, такие магнитофоны лучше всего подходят для производства, а не для работы в студии прямого эфира.

Как говорилось выше, европейский стандарт коррекции плёнки шириной 6,3 мм несколько отличается от американского. На многих студийных магнитофонах предусмотрены оба типа коррекции — и IEC (МЭК), и NAB. Неважно, каким стандартом вы пользуетесь при производстве, главное — он должен быть тем же, что и при воспроизведении.

Цифровые магнитофоны

DAT-магнитофон среднего уровня TASCAM DA-20

Профессиональный студийный DAT-магнитофон TASCAM DA-60 Mark II

Портативный DAT-магнитофон TASCAM DA-P1

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 — L-DAT с последовательной записью неподвижной головкой, и R-DAT, имеющий систему записи, аналогичную используемой в видеотехнике — запись подвижными головками, размещёнными на вращающемся барабане. 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 стойки. 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 TOSlink DAT-магнитофоны смогли занять свою (хотя и очень ограниченную) нишу на рынке бытовой звукозаписывающей аппаратуры.

Термины

• Коррекция магнитной плёнки (нормализация).
• Подмагничивание.
• Технология R-DAT.
• International Electrotechnical Commission (IEC).
• National Association of Broadcasters (NAB).

Ранние упоминания магнитофона в искусстве

• В фильме Иван Васильевич меняет профессию фигурирует магнитофон "Весна" - один из первых отечественных полупроводниковых магнитофонов.
• В фильме Бриллиантовая рука фигурирует ламповый магнитофон "Яуза-5" - один из первых портативных магнитофонов.

Ссылки

• Большая советская энциклопедия: Магнитофон
• Университет Сан Диего: История создания магнитофона (англ.)
• Отечестгвенная техника 20го века, магнитофоны