Магнитная звукозапись

 

 

Сообщение

на  тему: «Магнитная запись звука» 
 

 

 

 

Подготовили ученицы 11-А класса 
Скульская Анна 
Сидорова Анна

 

 

 

 

Магнитная 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. 
В 1878 году американский инженер Оберлин Смит впервые предложил конструкцию аппарата, в котором для записи звукового сигнала использовалось явление магнетизма. Это устройство он назвал полностью электрическим вариантом фонографа. В качестве носителя предлагалось использовать хлопковую или шелковую нить с прочно закрепленными кусочками стальной проволоки, которые, под воздействием тока идущего от микрофона, будут намагничиваться, проходя через катушку. По мнению изобретателя, такой аппарат увеличил бы громкость записи, так как в записи не присутствовали бы шумы механической природы (шум иглы, скребущей по поверхности носителя). К тому же такой аппарат можно было применять для записи речевых сообщений.

 
Ранние АМЗ на стальной ленте

Ранние аппараты магнитной записи (АМЗ) создавались  путём замены 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. В 1929 году Луи Блаттнер купил права на это изобретение у немецкого изобретателя Курта Штилле (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 озвучки фильмов на своей студии «The Ludwig Blattner Picture Corporation».

В 1931 году  Кларенс  Н. Хикман (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 телерадиовещательная корпорация (BBC) впервые применила в своем вещании АМЗ Маркони-Штилле (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 Джозеф Бигун (нем. Joseph Begun) покидает Германию и переезжает в Америку, где становится сотрудником научно-изобретательской компании Браша (Brush Development Company). В 1946 году Brush Development Company выпускает первый коммерческий катушечный АМЗ "Soundmirror BK 401".

Первоначально пленки для катушечных АМЗ изготавливали  из бумаги, покрытой порошком оксида железа. Позже, в 1948 году американская инновационно-производственная компания Minnesota Mining & Manufacturing Company (3M) начала выпускать магнитную ленту на полимерной основе.

 

Способы магнитной записи:

Способы магнитной  записи отличаются:

• направлением намагничивания
• продольное
• поперечное
• наклонное (или наклонно-строчное)
• режимом подмагничивания
• без подмагничивания - на ранее размагниченный носитель;
• с подмагничиванием
• постоянным полем - увеличивает чувствительность записи и расширяет динамический диапазон записи;
• переменным полем (высокочастотным подмагничиванием)- значительно уменьшает нелинейные искажения, расширяет динамический диапазон и увеличивает чувствительность записи.

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

Характерной особенностью магнитного способа записи и воспроизведения  является то, что магнитная запись не нуждается в обработке. Звук может  быть воспроизведен сразу же или  спустя любое время после записи. Прослушивание записанной информации может быть осуществлено многократно без заметного ухудшения качества записи. Один и тот же звуконоситель при необходимости используют для новых записей, так как фонограмма легко "стирается" путем размагничивания звуконосителя при помощи стирающей магнитной головки, на которую подают переменный ток определенной силы, формы и частоты.

К аппаратуре для  магнитной записи и воспроизведения  звука относятся магнитофоны, магнитофоны-приставки, магнитофоны-проигрыватели и магнитофонные панели.

 

Наиболее распространенным носителем записи является магнитная лента, которая была изобретена и впервые изготовлена в 1934 г. в Германии на Баденской анилино-содовой фабрике (BASF).

Процесс производства магнитных лент начинается с изготовления магнитного лака. Он получается путем смешивания магнитного порошка со связующим веществом, растворителями и добавками. Отфильтрованный лак поступает в поливную машину и наносится тонким слоем на движущуюся полиэтилентерефталатную (лавсановую) основу (подложку) толщиной от 4 до 75 мкм.

Связующее вещество служит для разделения и закрепления  частиц магнитного порошка в рабочем  слое носителя записи. В качестве связующего вещества чаще всего применяются вещества на основе полиуретанов.

После проведения всех основных технологических операций магнитная лента подвергается каландрированию¹ и резке на стандартные размеры. Цель каландрирования заключается в уплотнении рабочего слоя ленты, что приводит к улучшению ее качества.

В зависимости  от назначения магнитные ленты подразделяются на катушечные и кассетные.

Катушечные  магнитные ленты предназначены  для использования в катушечных магнитофонах; ширина ее 6,3 мм; толщина 37 или 27 мкм.

Для намотки  ленты используют катушки различных  типоразмеров, наиболее распространенные — 15, 18, 22 (номер указывает диаметр  катушки в см).

В табл. приведена  продолжительность звучания лент различной  толщины при стереофонической записи. При монофонической записи время звучания удваивается.

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 

 

 

 

 

Пример условного  обозначения ленты: Б-3716 — для  бытовой звукозаписи (Б), толщиной 37 мкм, 16-й разработки.

Кассетная магнитная  лента. Компакт-кассета

Разработка компакт-кассет принадлежит фирме PHILIPS 1963 г. Целью этой разработки было желание максимально упростить эксплуатацию магнитофона, исключив операцию зарядки ленты в лентопротяжный тракт, и создать массовый носимый аппарат.

Кассетная магнитная  лента и компакт-кассета представляют собой единый функциональный элемент. При этом зарядка ленты исключается, упрощается обслуживание, так как  рулоны ленты и элементы лентопротяжного  тракта — направляющие колонки, фланцевые антифрикционные прокладки рулонов и др. объединены в корпусе кассеты. Система кассетной звукозаписи получила самое широкое распространение и дала толчок развитию других кассетных систем, например, для видеозаписи.

 

 

 

 

В компакт-кассетах используют магнитную ленту шириной 3,81 мм, толщиной 18,12 и 9 мкм. Кассеты, в которых намотана лента, в зависимости от времени звучания при проигрывании с двух сторон обозначаются: С60, С90, С120.

В соответствии с рекомендациями Международной электротехнической комиссии (МЭК) магнитные ленты для компакт-кассет (кассетные магнитные ленты) подразделяются на четыре типа в зависимости от тока подмагничивания и коррекции АЧХ магнитофона (в зависимости от рабочего слоя):

Тип I (Normal) (МЭК I) — лента с ферроксидным рабочим слоем (Fe₂0₃), "обычная" или "нормальная";

Тип II (МЭК И) — лента с рабочим слоем из хромдиокси-да (СЮ₂), или заменителей;

Тип III (МЭК III) — с двухслойным рабочим слоем (внутренний ферроксидный, внешний — хромдиоксидный) —- она не получила широкого распространения;

Тип IV(Metal) (МЭК IV) — лента с рабочим слоем из металлического магнитного порошка, эту ленту также называют мелентой. Важнейшей особенностью ее является очень малая толщина рабочего слоя.