Википедия

Магнитная звукозапись

Основная статья: Звукозапись

Магнитная звукозапись основана на использовании свойств некоторых материалов сохранять намагниченность после прекращения воздействия на них внешнего магнитного поля.

Запись производится с помощью специального устройства — записывающей магнитной головки, создающей переменное магнитное поле на участке движущегося носителя (чаще всего магнитной ленты), обладающего магнитными свойствами. На ферромагнитном слое носителя остается след остаточного намагничивания. След и есть дорожка фонограммы. При воспроизведении магнитная головка преобразует остаточный магнитный поток движущегося носителя записи в электрический сигнал звуковой частоты.

Историческая справка править

8 сентября 1888 года американский инженер Оберлин Смит (англ. Oberlin Smith) опубликовал в нью-йоркском журнале «Электрический мир» (англ. Electrical World) статью «Некоторые возможные формы фонографа». В ней он впервые предложил конструкцию аппарата, в котором для записи звукового сигнала используется явление магнетизма[1]. Смит опубликовал свои идеи с целью заинтересовать читателей, способных воплотить их в жизнь, так как у самого изобретателя не было таких возможностей. Изучив статью Смита, датский инженер Вальдемар Поульсен (дат. Valdemar Poulsen) после серии экспериментов изготовил первый прибор магнитной записи на стальной проволоке, который он назвал телеграфон[1]. В 1898 году Поульсен получил патент на своё изобретение.

Запись на стальной ленте

Ранние аппараты магнитной записи (АМЗ) создавались через замену носителя: вместо стальной проволоки стали применять тонкую стальную ленту.

Первым АМЗ, в котором стали применять стальную ленту, стал блаттнерфон, принадлежавший британскому кинопродюсеру и шоумену Луи Блаттнеру (англ. Louis Blattner). В 1929 году Блаттнер купил права на это устройство у немецкого изобретателя Курта Штилле (нем. Kurt Stille), который ещё в 1903 году с целью экспериментов привёз в свою мастерскую телеграфон Поульсена. Штилле усовершенствовал телеграфон, добавив в его конструкцию электронный усилитель, чтобы это устройство можно было использовать в качестве диктофона. В 1924 году улучшенный телеграфон вышел в продажу. Носителем по-прежнему была стальная проволока, но позже её заменили на стальную ленту, так как лента меньше рвалась и путалась. После покупки прав на изобретение Штилле Блаттнер назвал аппарат своим именем. Блаттнер использовал аппарат для озвучивания фильмов на своей студии The Ludwig Blattner Picture Corporation.

В 1931 году Кларенс Н. Хикман (англ. Clarence N. Hickman) из американской телекоммуникационной корпорации Bell Labs закончил прототип автоответчика — АМЗ на стальной ленте. Но его автоответчик не нашёл широкого применения, потому что политика американской AT&T запрещала применение таких устройств на общественных телефонных линиях.

В 1932 году британская BBC впервые применила в своём вещании АМЗ Маркони-Штилле (англ. Marconi-Stille) на тонкой стальной ленте шириной 3 мм и толщиной 0,08 мм. Для воспроизведения высокочастотных звуков стальная лента должна была двигаться со скоростью 1500 мм/сек относительно записывающей и воспроизводящей головок. Это значит, что на получасовую программу уходило 3 км ленты, а катушка с лентой весила 25 кг. Из соображений безопасности этим АМЗ можно было управлять только с помощью пульта управления, который находился в отдельной комнате — из-за высокой скорости движения ленты, её упругости и острых, как бритва, краёв, работать рядом с лентой было небезопасно, в случае её обрыва она могла отлететь и причинить серьёзную травму. Но помимо этих недостатков был и ещё один: технология записи в то время могла привести к обширной потере данных и плохому качеству аудиозаписи.

К середине 1930-х немецкая компания C. Lorenz разработала АМЗ на стальной ленте, который недолго применяли в своей работе европейские телефонные компании и немецкие радиосети.

В 1938 году немецкий инженер и изобретатель Йозеф Бигун (нем. Joseph Begun) покинул Германию и переехал в Америку, где стал сотрудником научно-изобретательской компании Браша (Brush Development Company[en]). В 1946 году Brush Development Company выпустила первый коммерческий катушечный АМЗ Soundmirror BK 401.

Немецкие разработки в области звукозаписи

Магнитная звукозапись, такая, какой мы её знаем сейчас, была разработана в 1930-е годы в Германии при сотрудничестве двух крупных корпораций: химического концерна BASF и электронной компании AEG при содействии немецкой телерадиовещательной компании RRG.

В 1927 году немецкий инженер Фриц Пфлеймер (нем. Fritz Pfleumer) после ряда экспериментов с различными материалами сделал напыление порошком оксида железа на тонкую бумагу с помощью клея. В 1928 году он получил патент на применение магнитного порошка на полоске бумаги или киноплёнке. В этом же году он демонстрирует публике свой прибор магнитной записи с бумажной лентой. Бумажная лента хорошо намагничивалась и размагничивалась, её можно было обрезать и склеивать. В 1936 году Национальный суд Германии признал права по патенту Пфлеймера недействительными, так как покрытие бумажной ленты железным порошком было изложено ещё в патенте Поульсена от 1898 года.

В 1932 году AEG, взяв на вооружение идею Пфлеймера, начала производство прибора для магнитной записи под названием «Магнетофон-К1». Носителем в нём была гибкая полимерная плёнка, покрытая магнитным порошком[1]. Ленту такого типа изготавливал концерн BASF. «Магнетофон-К1» был представлен публике в 1935 году на радиовыставке в Берлине.

Эдвард Шюллер (нем. Eduard Schüller) из AEG спроектировал «Магнетофоны» и изобрёл кольцевую головку для записи и воспроизведения. Этой головкой заменили иглообразную головку, так как последняя часто рвала плёнку.

Фридрих Маттиас (нем. Friedrich Matthias) из IG Farben/BASF разработал многослойную плёнку, состоящую из подложки, клея и напыления порошком оксида железа. В 1939 году BASF представил публике эту плёнку. Это изобретение было революционным.

В это же время инженер Вальтер Вебер (нем. Walter Weber) работал над улучшением качества воспроизведения магнитофонов, производимых AEG. Он проводил эксперименты с подмагничиванием плёнки. Опытным путём было доказано, что высокочастотное подмагничивание переменным током намного улучшает качество записи. Весной 1940 года Вебер получает патент на технологию высокочастотного подмагничивания переменным током, и уже в 1941 году AEG выпускает новую модель магнитофона — Magnetophon K4-HF. Технические характеристики этой модели превосходили все существовавшие тогда аппараты магнитной записи: благодаря разработанной Вебером технологии отношение сигнал/шум составило 60 дБ, а воспроизводить он уже мог частоты выше 10 кГц.

Во время Второй мировой войны страны — члены антигитлеровской коалиции (Британия, США, СССР, Франция, Китай, Польша) заметили, что в Германии проводятся радиотрансляции одновременно из нескольких городов, находившихся в разных частях страны. Американский инженер Ричард Рэнжер и группа других аналитиков предполагали, что это всё были копии одной фонограммы (в то время такие копии создавали специально для радиотрансляций на пластинках в 78 об/мин), однако качество звучания было таким, что его нельзя было отличить от прямой радиотрансляции и продолжительность этих трансляций была намного больше, чем позволял объём пластинки на 78 оборотов (полное время звучания примерно 11 минут). Перед окончанием войны американским войскам, находившимся в Европе, удалось вывезти несколько немецких «Магнетофонов» с радиостанции «Люксембург». В них содержались все ключевые технологии современной аналоговой магнитной записи, которые послужили основанием для дальнейшего бурного развития технологий в области магнитной записи.

«Золотым веком» развития магнитозаписи считается конец 70-х — начало 80-х гг. XX века, когда ведущие электронные корпорации (главным образом японские и швейцарские) (в середине 80-х аналоговая магнитная звукозапись стала вытеснятся цифровой на оптических носителях).

Технология править

Ленту (проволоку) приводит в движение лентопротяжный механизм (ЛПМ)

Для записи применяется магнитная головка (может быть несколько: записи, воспроизведения и стирания сигналов; функции первых двух может выполнять одна). Для улучшения параметров записи применяется подмагничивание.

При записи, в усилителе записи (а впоследствии и в усилителе воспроизведения) проводится коррекция АЧХ, (см. Магнитофон#Электроника).

Также, применяется шумоподавление (напр., Dolby NR от Dolby).

Способы магнитной записи править

Способы магнитной записи отличаются:

  • направлением взаимного перемещения головки и ленты
  • режимом подмагничивания
    • без подмагничивания — даёт неприемлемо низкое качество записи звука, применяется при наклонно-строчной записи видеосигнала и цифровых данных;
    • с подмагничиванием
      • постоянным полем — увеличивает чувствительность записи и расширяет динамический диапазон записи;
      • переменным полем (высокочастотное подмагничивание) — значительно уменьшает нелинейные искажения, расширяет динамический диапазон и увеличивает чувствительность записи.

Несколько отличается магнитооптический способ записи, применяемый в системе Минидиск (MiniDisc). Помимо магнитного поля, воздействующего на магнитооптический слой диска, в ней также производится разогрев соответствующей точки записи лучом лазера до температуры, соответствующей точке Кюри (185 C°).

См. также править

Примечания править

  1. ↑ 1 2 3 Наука и жизнь, 1976, с. 152.

Литература править

  • Кохно М. Т. Звуковое и телевизионное вещание: Учеб. — Мн.: ИП. «Электроперспектива», 2000. — 304 с.
  • Меерзон Б. Я. Акустические основы звукорежиссуры. — Аспект Пресс, 2004 г. — 206 с.
  • Радиовещание и электроакустика: Учеб. пособие для вузов / Под ред. Ю. А. Ковалгина. — М.: Радио и связь, 2002. — 792с.

Ссылки править

Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Магнитная_звукозапись&oldid=136922278