Serwisy partnerskie:
Close icon
Serwisy partnerskie

Magnetofon taśmowy (szpulowy) - Trochę historii cz.2

W pierwszej części artykułu podane były informacje o pierwszych próbach magnetycznego zapisu dźwięku. Choć wcześnie wynaleziono taśmę z podłożem z tworzywa sztucznego, na początku lat 30. ubiegłego wieku wiele firm nadal pracowało nad ulepszeniem drutu lub taśmy stalowej jako nośnika magnetycznego.
Article Image

Zaowocowało to wyprodukowaniem specjalnych stopów żelaza z dodatkiem niklu, miedzi, kobaltu, aluminium i wanadu. Takie nowoczesne stopy odznaczały się dużą koercją, co pozwalało zmniejszyć prędkość przesuwu oraz średnicę drutu. Mimo tych ulepszeń magnetofony z nośnikiem w postaci drutu zdawały egzamin głównie jako dyktafony. Nagrywanie muzyki nadal wymagało stosowania dużych prędkości przesuwu, więc wysiłek większości naukowców skoncentrował się głównie na stworzeniu taśm z podłożem plastikowym.

Bardzo poważny problem stanowiły elektromagnesy do nagrywania, gdyż te używane początkowo o rdzeniu otwartym miały duże pole rozproszenia, więc tylko część energii powodowała zapis na drucie. Dopiero później zaczęto stosować elektromagnesy o specjalnym kształcie, jak na rysunku 2. Przełomem w konstrukcji elektromagnesów do nagrywania i odtwarzania dźwięku okazało się skonstruowanie w roku 1932 przez E. Schüllera i E. Mayera głowicy z rdzeniem pierścieniowym i wąską szczeliną.

Za pomocą tej głowicy dokonali oni dość dobrego zapisu na cienkiej taśmie stalowej o szerokości 3mm z podkładem prądu stałego. Głowicę pierścieniową Schüller jeszcze udoskonalił w roku 1935, wprowadzając tylną szczelinę i mocno zmniejszając szczelinę roboczą – rysunek 3. Ten typ głowicy w niezmienionej formie jest stosowany do dziś w magnetofonach wysokiej klasy.

Rys.3 Rysunek udoskonalenej głowicy Schüllera z 1935 roku

W roku 1921 Amerykanie W.L. Carlson i C. Carpenter wpadli na pomysł zastosowania przy zapisie prądu o częstotliwości dużo większej niż częstotliwość akustyczna (początkowo było to 30kHz) jako prądu podkładu. Wcześniej było to niemożliwe z tego względu, że nie znano jeszcze generatorów wysokiej częstotliwości.

Generator lampowy został wynaleziony przez amerykańskiego fizyka Edwina H. Armstronga w roku 1913, a opracowany do praktycznego wykorzystania rok później przez niemieckiego fizyka Aleksandra Meissnera. Praktyczne wykorzystanie, zarówno generatora, jak i wzmacniaczy lampowych było możliwe dopiero po roku 1916, gdy zostały udoskonalone lampy elektronowe. Dalsze prace nad zastosowanie prądu w.cz. jako podkładu były prowadzone w firmie Bell Telephone. Zastosowanie głowicy pierścieniowej oraz prądu podkładu o częstotliwości 30kHz bardzo poprawiło jakość zapisu oraz mocno zmniejszyło szumy.

Nad stosowaniem zapisu z podkładem prądu zmiennego w.cz. pracowali również japońscy fizycy i elektrotechnicy, tacy jak K. Nagai, S. Sasaki, O. Nishima i K. Endo. Dużą ich zasługą jest udowodnienie, że tylko zapis z podkładem prądu o wysokiej częstotliwości gwarantuje wysoką jakość. Ich prace skoncentrowały się jednak na stosowaniu jako nośnika magnetycznego taśm ze specjalnej stali stopowej, co okazało się ślepym zaułkiem.

Magnetofony, a właściwie dyktafony, stosujące drut lub taśmę stalową, nadawały się do pracy tylko jako dyktafony z powodu stosunkowo wąskiego pasma częstotliwości oraz szumów, które choć zostały mocno ograniczone, to jednak były słyszalne. Najwięcej udoskonaleń w dyktafonach wprowadził wspomniany wcześniej Curt Stille, który nie tylko ograniczył prędkość przesuwu poniżej 1m/s, ale też bardzo poprawił jakość zapisu.

Stille produkował dyktafony o tak dobrych parametrach, że jeszcze w latach 40. były używane w niektórych firmach i wytwórniach filmowych. Mimo tak ulepszonego zapisu na nośnikach stalowych, coraz więcej naukowców starało się opracować taśmę z nośnikiem magnetycznym o podłożu plastikowym. Najbardziej zaawansowane prace w tej dziedzinie prowadzono w Niemczech i w Ameryce.

Produkowane do tej pory taśmy Pfleumera i O. Neila miały niezbyt równą powierzchnię czynną z powodu niezbyt doskonałej masy składającej się z opiłków i niedoskonałego jeszcze kleju wiążącego ją do podłoża. Powodowało to szumy i nie zawsze równomierny zapis. Coraz większą uwagę zaczęto przykładać do uzyskania dużej twardości oraz gładkości warstwy czynnej. W roku 1932 firma BASF wyprodukowała taśmę o podłożu ze sztucznego tworzywa umożliwiającą dokonanie nagrań wysokiej jakości.

Największe zasługi w udoskonalaniu i produkcji taśm o podłożu plastikowym miała firma AEG, z którą współpracował F. Pfleumer. AEG pierwsza wprowadziła jako nośnik magnetyczny syntetyczny tlenek żelazowo-żelazawy, zwany sztucznym magnetytem oraz tlenki żelazowe. Firma produkowała coraz lepsze taśmy, lecz do końca II wojny cała produkcja była utrzymywana w tajemnicy.

Śmiało można powiedzieć, że AEG przyczyniła się do szybkiego rozwoju techniki magnetofonowej w obecnym kształcie. Dodatkowym ulepszeniem było wynalezienie w roku 1939 dwuścieżkowego nagrywania na taśmie o szerokości 6,5mm. Zapis taki był możliwy dzięki zastosowaniu głowicy o wąskiej, trzymilimetrowej powierzchni styku z taśmą.

W tym samym roku niemiecki inżynier Walter Weber, który również pracował nad udoskonaleniem zapisu magnetycznego, postanowił zastosować metodę z podkładem prądu zmiennego w.cz. zamiast prądu stałego. Dwa lata później przy współpracy H.J. Braumühlena opracował i skonstruował magnetofon stosowany z niewielkimi zmianami i ulepszeniami do chwili obecnej.

Po klęsce Niemiec, w 1944 r. Amerykanie zdobyli pierwszy magnetofon, a później następne, oraz dokumentację. Było to urządzenie duże i skomplikowane, o prędkości przesuwu 77cm/s, zaczęto więc pracować nad jego udoskonaleniem. Nowa technika pozwoliła na zmniejszenie wymiarów silnika, mechanizmu przesuwu oraz układu lampowego. Nad tym samym problemem pracowano również w Anglii, Francji i ZSRR, dlatego kilka lat po wojnie magnetofon stawał się coraz bardziej dostępny dla zwykłego człowieka. W tej dziedzinie Niemcy nadal były w czołówce.

W roku 1947 amerykański konstruktor wynalazł taśmę o nazwie Scotch, która pozwalała na zapis całego pasma akustycznego przy prędkości 19cm/s. Dalsze prace nad ulepszaniem taśm magnetofonowych zaowocowały wyprodukowaniem taśm dostosowanych do przesuwu 9,5 i 4,75cm/s. Wraz z zastosowaniem prądu w.cz. jako podkładu zaczęto go też stosować do kasowania zapisu, co pozwoliło całkowicie wyeliminować szumy, jakie zostawały po kasowaniu stałym polem magnetycznym.

Ciekawy jest fakt, że Japończycy, którzy mocno rozpropagowali stosowanie prądu w.cz. jako podkładu, w popularnych magnetofonach do kasowania stosowali magnes trwały. W latach 50. ubiegłego wieku były jeszcze produkowane małe przenośne magnetofony reporterskie z zapisem na drucie, przeznaczone do nagrywania krótkich, 7–10-minutowych reportaży. Kolega, który często jeździł do Niemiec jeszcze w latach 60., spotykał tam magnetofony z zapisem na drucie.

W roku 1969 udało mi się kupić mały szpulowy magnetofon reporterski produkcji japońskiej. Miał on szpule z taśmą, na której można było dokonać 2 × 20-minutowych zapisów. Magnetofon mieścił się w kieszeni, a maleńki mikrofon można było włożyć do kieszonki koszuli lub przypiąć do krawata. Nie miałem do niego instrukcji, ale prawdopodobnie miał zapis z podkładem prądu stałego, gdyż nagrania zawsze miały trochę szumu.

Przy opracowaniu tego artykułu pomocną okazała się książka Romana Wajdowicza 'Maszyny mówiące'.

Tematyka materiału: magnetofon taśmowy
AUTOR
Źródło
Elektronika dla Wszystkich marzec 2020
Udostępnij
Czytelnia kategorie
AI-Sztuczna Inteligencja
Aparatura
Arduino
Artykuły
Audio
Automatyka
Ciekawostki
CNC
DIY
Druk 3d
Elektromechanika Fotowoltaika
FPGA-CPLD-SPLD
GPS
IC-układy scalone
Interfejsy
IoT
Konkursy
Książki
Lasery
LED/LCD/OLED
Mechatronika
Mikrokontrolery (MCV,μC)
Moc Moduły
Narzędzia
Optoelektronika
PCB/Montaż Podstawy elektroniki
Podzespoły bierne
Półprzewodniki Pomiary i testy
Porady
Projektowanie
Raspberry Pi
Retro
RF
Robotyka
SBC-SIP-SoC-CoM
Sensory Silniki i serwo
Software
Sterowanie
Transformatory
Tranzystory
Wyświetlacze
Wywiady
Wzmacniacze Zasilanie
W tym numerze znajdziesz źródłową wersję artykułu publikowanego obok
Elektronika dla Wszystkich
marzec 2020
Elektronika dla Wszystkich
Przejrzyj i kup
UK Logo