Serwisy partnerskie:
Close icon
Serwisy partnerskie

Lampowy magnetofon szpulowy - Budowa i zasada działania

Magnetofon taśmowy to urządzenie służące do zapisywania i odtwarzania sygnałów akustycznych. Zapis dokonywany jest na nośniku magnetycznym, wykonanym w postaci taśmy. Mniej obeznanym z techniką magnetofonową wyjaśniam, że nośnikiem magnetycznym może być każdy materiał magnetyczny o szerokiej pętli histerezy (dużej koercji), który zachowa utrwalony na nim sygnał elektryczny.
Article Image

Taśma, na której umieszczony jest nośnik magnetyczny, nazywa się podłożem, a całość – taśmą magnetofonową. Dla uproszczenia, po prostu taśmą.

Rodzaje produkowanych taśm magnetofonowych

Produkowaną są, a właściwie były, dwa rodzaje taśm:

  • taśmy niejednorodne, które mają cząstki nośnika magnetycznego rozmieszczone w całej objętości taśmy i silnie z nią związane. Charakteryzują się one większą trwałością i mniejszym poziomem szumów, lecz mają większą skłonność do przekopiowania.
  • taśmy warstwowe, które z jednej strony pokryte są warstwą nośnika magnetycznego o grubości 10–20μm, a grubość całej taśmy wynosi 30–70μm.
Taśma do magnetofonu szpulowego

Rodzaje taśm stotowanych w magnetofonach szpulowych

W magnetofonach szpulowych do nagrań amatorskich stosowano dwa rodzaje taśm warstwowych: normalną – o grubości 55μm oraz długogrającą, o grubości 35μm i szerokości 6,35mm. Do takich nagrań początkowo używano taśmy AGFA C, która była przeznaczona do nagrań w studiach radiowych przy prędkości aż 77cm/s. Przy (też dużej) prędkości 19cm/s zakres przenoszonych częstotliwości nie przekraczał 8kHz i dlatego dość szybko przestano ją stosować w nagraniach amatorskich.

Najlepszą taśmą do prędkości przesuwu 19cm/s i 9,5cm/s okazała się AGFA CH, która przenosiła pasmo częstotliwości nawet do 14kHz. W latach 60. zaczęły się pojawiać coraz lepsze taśmy takich firm jak BASF, Scotch, EMI, ORWO o oznaczeniach FS,CR, CF, CHL i LGS, które umożliwiały nagrywanie w paśmie częstotliwości nawet do 18kHz.

Osobną grupę stanowią taśmy do magnetofonów kasetowych i do małych odtwarzaczy – walkmanów. Wracająca obecnie do łask standardowa kaseta magnetofonowa (102×64×12mm) została opracowana przez Philipsa w 1963 roku. Szerokość taśmy magnetycznej w kasecie wynosi 3,81mm, czyli 0,15 cala, a prędkość przesuwu 4,76 cm/s. W Polsce dość dobrą taśmę produkowała gorzowska firma Stilon. My na razie pomijamy kasety i magnetofony kasetowe, a koncentrujemy się na wczesnych szpulowych magnetofonach lampowych.

Taśma do magnetofonu szpulowego

Co jest potrzebne do zapisywania sygnału na taśmie magnetycznej?

Zapisywanie sygnału na taśmie magnetycznej nie jest sprawą prostą i prawidłowy zapis musi spełniać wiele warunków. Po pierwsze, sygnał nie może być nawet w niewielkim stopniu zniekształcony. Po drugie, nośnik musi zapewnić trwałe przechowywanie zapisanego sygnału, który nawet po wielokrotnym odtwarzaniu i długim przechowywaniu nie może wykazywać żadnych zmian.

Dlatego przechowywana taśma nie może być narażona na wpływ pola magnetycznego, które w zależności od natężenia może ją częściowo lub całkowicie skasować. Taśma nie może być też narażona na wilgoć i znaczne skoki temperatury, aby nie uległa zdeformowaniu. Przy bardzo długim przechowywaniu nagranej, ale nieużywanej taśmy może się zdarzyć tzw. przekopiowanie, które polega na przenikaniu zapisanego sygnału z jednego zwoju na drugi, sąsiedni. Zdarza się to bardzo rzadko, ale aby tego uniknąć, należy taśmy co kilka miesięcy, a przynajmniej raz na rok, przewinąć.

Układ odczytu i zapisu magnetofonu taśmowego

Zapisu na taśmie dokonuje się za pomocą głowicy zapisującej, przed którą taśma się przesuwa. W najwyższej jakości magnetofonach odczytu dokonuje się za pomocą oddzielnej głowicy odczytującej. W popularnych magnetofonach zwykle jest stosowana jedna uniwersalna głowica, pracująca na przemian – jako zapisująca lub odczytująca.

Jak powinna być przygotowana głowica magnetofonowa? 

Głowica magnetofonowa to urządzenie bardzo czułe, gdzie nawet znikome zmiany pola magnetycznego powodują indukowanie się w uzwojeniu głowicy małych napięć zmiennych.

Z tego względu głowica musi być dobrze zabezpieczona przed wszelkimi zakłóceniami – przed wpływem wszelkich obcych pól magnetycznym. Napięcie w uzwojeniu ma się indukować tylko pod wpływem zmian stopnia namagnesowania taśmy, przesuwającej się przed czołem głowicy. Najskuteczniejszym sposobem jest umieszczenie właściwej głowicy w ekranie wykonanym z materiału o dużej przenikalności magnetycznej.

Głowica musi być umieszczona z dala od transformatora sieciowego, dławika zasilacza i silnika napędowego. Poszczególne podzespoły powinny być dokładnie ekranowane, a transformator sieciowy, silnik i dławik tak usytuowane względem siebie, aby ich pola magnetyczne przynajmniej częściowo się znosiły. Mechanizm magnetofonu musi być wykonany bardzo dokładnie, tak aby nie wytwarzał żadnych drgań i szumów oraz by zapewniał stałą prędkość przesuwu taśmy. Dokładność przesuwu taśmy w magnetofonie dobrej klasy powinna mieścić się w granicach 0,1–0,25%, a dla magnetofonów popularnych lub niższej klasy 0,25–1%.

Układ odczytu i zapisu magnetofonu taśmowego

Magnetofon składa się z kilku zespołów, które będą omówione w dalszej części. 

Zespoły, z których składa się magnetofon:

  • zasilacz, układ napędowy (w skład którego wchodzą: silnik, sprzęgła z talerzykami zwijającymi i hamującymi, paski napędowe, koło zamachowe z rolką przesuwu i rolką dociskową oraz mechanizm przełączający rodzaj pracy),
  • wzmacniacz zapisu i odczytu,
  • generator prądu kasowania i podkładu,
  • zespół głowic z kołkami prowadzącymi.

Wszystkie zespoły i elementy umieszczone są na płycie lub innej konstrukcji nośnej, a całość zamknięta w obudowie. Lampowy magnetofon przenośny mieści się w obudowie walizkowej, która na przedniej lub bocznej ściance ma głośnik. Gniazdka do podłączenia mikrofonu, adaptera, radia, słuchawek i dodatkowego głośnika znajdują się na osobnej tekstolitowej płytce. Dostęp do tej płytki jest możliwy przez okienko wykonane w tylnej lub bocznej ściance obudowy. W tylnej ściance znajduje się również gniazdo z bolcami do podłączenia kabla sieciowego, a w pokrywie walizki jest miejsce na dwie zapasowe szpule z taśmą (nie we wszystkich modelach).

Zasilacz magnetofonowy - jakie warunki musi spełniać?

Zasilacz magnetofonu lampowego musi spełniać warunki znacznie ostrzejsze niż zasilacz radiowy. Ze względu na bardzo czuły wzmacniacz odczytu, czyli wzmacniacz m.cz. o bardzo dużym wzmocnieniu, o czułości od 1 do kilku mV oraz głowicę odczytującą zdolną odebrać nawet bardzo słaby sygnał magnetyczny, transformator sieciowy musi mieć jak najmniejsze pole rozproszenia.

Aby to osiągnąć, rdzeń trafa musi mieć przekrój o 50–100% większy, niż wynika to z obliczeń dla innych urządzeń. Również liczba zwojów powinna być nawet dwa razy większa, aby jak najbardziej ograniczyć prąd jałowy transformatora. O ile w trafach do odbiorników radiowych prąd jałowy wynosi 120–150mA, to w magnetofonowych powinien mieścić się w granicach 20–50mA. Dodatkową korzyścią z tak solidnie wykonanego trafa są znacznie mniejsze skoki napięcia na uzwojeniach przy zmianach obciążenia.

Zasilacz magnetofonowy powinien mieć kilkustopniowy filtr wygładzający napięcie anodowe, aby każdy stopień wzmacniacza i generator w.cz. (tak!) mógł być zasilany z osobnego stopnia.

Ważne jest również połączenie minusa kondensatora elektrolitycznego, z którego jest zasilany wzmacniacz odczytu, do wspólnego punktu masy tego stopnia. Pozwala to uniknąć sprzężeń między stopniami oraz niekontrolowanych wzbudzeń.

Dodatkowym sposobem na ograniczenie przydźwięku sieci (brumu) jest zasilanie żarzenia lampy pierwszej (wzmocnienie odczytu) stałym, dobrze filtrowanym napięciem. Tak jest w magnetofonach Szmaragd BG20 do BG20-3 i KB100-II. Można również żarzenie lampy 1 zasilane osobnym zwojeniem spiąć opornikiem nastawnym 100Ω, a jego ślizgacz połączyć z masą. Manewrując tym opornikiem, należy uzyskać najmniejszy poziom brumu (magnetofony: Melodia, Sonet, Tonette).

Jeszcze inną metodą jest wykonanie do żarzenia pozostałych lamp symetrycznego uzwojenia, którego środek jest połączony z masą (Piosenka, Wilga i Szmaragd BG20 do BG20-3). Niektóre magnetofony, jak np. BG23, mają wszystkie lampy zasilane z jednego uzwojenia żarzenia, symetryzowane opornikiem nastawczym 100Ω.

Tematyka materiału: magnetofon
AUTOR
Źródło
Elektronika dla Wszystkich maj 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
maj 2020
Elektronika dla Wszystkich
Przejrzyj i kup
UK Logo