Как работает магнитофон. Изобретение магнитофона

Магнитофон — это прибор, служащий для записи, хранения и воспроизведения звука (обычно на магнитной пленке), преобразованного в электрический сигнал. Как правило, магнитофон состоит из блока головок, перед которыми с равномерной скоростью движется пленка. Головки (чаще всего две: записывающе-воспроизводящая и стирающая) — это электромагниты, в которых во время записи проходит ток переменного напряжения, создающий более сильное или слабое намагничивание конкретных участков пленки. При воспроизведении переменное магнитное поле пленки возбуждает в обмотке головки ток разного напряжения.

История магнитофона. Первые магнитофоны.
Первым прибором, служившим для магнитной записи звука, был телеграфон, созданный в 1898 году, в котором вместо пленки была использована стальная проволока. Прототип современных магнитофонов был представлен в Берлине в 1935 году на радиотехнической выставке. Он записывал звук на бумажную ленту, покрытую магнитным слоем. В 1963 году на рынке начали появляться кассетные аппараты, хотя еще длительное время в пользовании значительно преобладали катушечные магнитофоны. В 1972 году были разработаны системы цифрового кодирования сигналов, но первая аппаратура, использующая эту техническую новинку, появилась в продаже только в 1987 году в Японии. Магнитная пленка постепенно уступает позиции компакт-дискам (CD, MD) — цифровым носителям, которые обеспечивают лучшее качество звука, скорость записи и воспроизведения (без необходимости перематывания обычной пленки на катушках и кассетах).

Цифровая современность.
В настоящее время применяется много типов цифровых магнитофонов (DAT, англ. Digital Audio Tape — «цифровая звуковая пленка» или более новые DDC — Digital Compacy Cassette — «цифровая компактная кассета»), которые кодируют сигнал, преобразуя его в череду нолей и единиц. Они позволяют делать качественную многоканальную запись и воспроизведение звука без случайных помех, предлагая качество, близкое к CD. В пользовании продолжают находиться катушечные магнитофоны (в частности, в студиях звукозаписи, еще не перешедших полностью на цифровое оборудование). Профессионалы пользуются преимущественно многодорожечными магнитофонами (которые дают возможность одновременно записывать отдельные звуки из разных источников, делать их тише, громче, преобразовывать и смешивать друг с другом). Обычные кассетные аппараты служат для домашней записи и воспроизведения, а в переносном варианте, на батарейках, используются также журналистами (диктофоны) и музыкальными «фанами» («вокмэны»). Отдельную группу составляют специальные измерительные магнитофоны.

Знаете ли вы, что: 1. «Катушечники» высокого класса продолжают использоваться в некоторых профессиональных студиях звукозаписи. 2. Магнитная лента применяется очень широко. Информация на магнитной ленте банковских и телефонных карточек записывается таким же способом, как и в магнитофоне. 3. Магнитофоны, в которых используются цифровые технологии, предлагают такое же хорошее качество записи, как и компакт-диски, однако они дороже. 4. Многие современные аудио-аппараты — это сложные комплексы, включающие в себя не только магнитофон, но и проигрыватель CD, радио и даже часы с будильником. 5. Способы записи информации, аналогичные используемым в магнитофонах, применяются и при записи на другие магнитные носители, к примеру, компьютерные дискеты.

Изобретение магнитофона хоть и произошло не совсем запланировано, но оказалось очень полезным и нужным делом. Как родилась идея его создать? Когда изобрели магнитофон?

Предпосылки для создания

Изобретение магнитофона произошло только спустя 41 год, после первой попытки записи звука. Эстафету начал Л.Скотт. В 1857 году он изобрел фоноавтограф, который только создавал видимую схему звука, но не воспроизводил его. Игла фоноавтографа реагировала на колебания звука и отображала их на цилиндре, покрытом сажей, в виде кривой.

Позже Эдисоном в 1877 году был создан фонограф, который мог записывать и воспроизводить звук. Состоял он из крутящегося вала в фольге и воске, по которому проделывала бороздки игла, издавая звук. Конструкция быстро приходила в негодность, и копию звука не удавалось сохранить.

Через 10 лет Э. Берлинер сконструировал граммофон, схожий по конструкции с фонографом. Только игла создавала извилины на круглой целлулоидной пластине. В этот раз стало возможным создавать копии. Началось массовое производство граммофонов, патефонов (уменьшенная версия граммофона) и граммпластинок.

В 40-х годах XX века граммофоны отходят на второй план. Популярностью пользуются электрофоны.

В 1888 году в журнале, посвященном электронике, О.Смит высказал идею о коррективах в конструкции фонографа, запатентованного Эдисоном. Смит предлагал использовать нить из хлопка, на которой были бы металлические опилки, которые бы намагничивались в процессе записи. Год изобретения магнитофона приближался, но до него оставался ещё десяток лет. Сам Оберлин Смит не создал предложенной в журнале модели.

Изобретение магнитофона: дата

После всех попыток создания универсального устройства для воспроизведения звука формула была выведена. Датчанину Вольдемару Поульсену принадлежит изобретение магнитофона. Дата этого события - 10 декабря 1898 года.

Существует версия, что Поульсен вовсе не мечтал о великом открытии, а всего лишь хотел разыграть знакомого, записав эхо на устройство. Наткнувшись на статью Смита в The Electrical World, он воплотил его идею в жизнь. Вместо хлопчатобумажной нити с опилками из стали датский инженер использовал металлическую проволоку.

Новый аппарат получил имя «телеграфон». Суть конструкции составляла проволока, намотанная на цилиндр, который должен был вращаться при помощи часового механизма. Роль проволоки выполняла струна фортепиано. Это был электромагнитный фонограф - улучшенная модель изобретения Эдисона.

Механизм был несовершенен. Во-первых, он был огромный и тяжелый, по виду напоминал реостат. Во-вторых, расход проволоки был очень большой, по сравнению со временем записи. На 45 секунд записанного звука тратилось около 100 метров струны, а для записи в 40 минут требовалось почти 6 км.

На волне успеха

Шуточная выходка Поульсена обернулась настоящим открытием. Инженер решил показать его миру. В 1900 году он получил за изобретение Гран-при на Всемирной парижской выставке 1900 года.

Инженер попытался устранить недостатки конструкции, создав в 1901 году новую модель с бобинами и тонкой лентой, которая наматывалась на них вместо проволоки. Такая конструкция больше походила на современные магнитофоны, чем предшественник.

Ошеломленный успехом, Вольдемар Поульсен решил выпускать телеграфоны массово. Он создал компанию, которая производила диктофоны.

Качество нового изобретения все же проигрывало, полюбившимся публике граммофонам с более громким звуком. Продажи не поднимались высоко, но зато магнитофоны использовали для записи деловых встреч и совещаний в Датском Конгрессе.

Усовершенствование системы

Изобретение магнитофона дало старт, теперь нужно было довести механизм до ума. Магнитофоны могли весить по нескольку сот килограмм, что делало их абсолютно не транспортабельными. К тому же страдало качество звука, а чтобы починить стальную ленту, нужна была электросварка.

Несмотря на недостатки, изобретение пользовалось популярностью среди разработчиков. Когда изобрели магнитофон, инженеры всего мира хотели приложить свою руку к улучшению конструкции. Изготовление приборов берет на себя Германия и Англия.

Со временем появляются усилители на электронных лампах, а в 1925 году запись производилась на небольшой электрический микрофон. Немецкие инженеры начали использовать смещение тока для качественного улучшения звука.

Инженер Пфлеумер предложил использовать вместо стальной ленты, только металлическое покрытие бумажной или пластмассовой ленты. Немец Шюллер был автором идеи использования кольцеобразных головок для записи, которые не повреждали ленту. В 1940 году американец Кармас предложил новое покрытие для пленок, чтобы уменьшить скорость их движения.

Кассетные магнитофоны

Инженеры разных стран раз за разом привносили что-то новое и улучшенное по сравнению с предыдущей версией. В 1968 году изобретение магнитофона шагнуло на новый уровень. Бобины отошли на второй план, появились кассетные магнитофоны.

Кассета представляла собой пластмассовую коробочку, внутри которой находилась лента на катушках. В магнитофон вставлялась кассета и лентопротяжный механизм крутился. Новый механизм был гораздо удобнее в использовании. Он был значительно меньше бобинного.

В этот раз лента двигалась чересчур медленно, и качество вновь оставляло желать лучшего. Недостаток был исправлен американским инженером Р. Долби, который разработал систему управления частотным диапазоном, чтобы уменьшать шумы самой ленты.

Новый вариант магнитофона общество приняло гораздо охотнее, чем изобретение Поульсона. Позже мировые компании стали выпускать портативные магнитофоны - кассетные плееры, подхватив идею у компании Sony, которая выпустила первый кассетный плеер Walkman в 1979 году.

История изобретения магнитофона началась достаточно давно в Дании, где Вальдемар Паульсен изобрёл устройство под названием телеграфон.

Как известно из истории, большинство новых открытий являются логическим продолжением предшествующих открытий. Так, в 1888 году американский инженер О. Смит опубликовал статью, в которой он описывал метод усовершенствования конструкции изобретённого Эдисоном фонографа. В статье Смит предложил новые прогрессивные идеи по звукозаписи, предложив для записи звуков совершенно новый принцип – магнитный. По его замыслу носителем информации должна была стать хлопчатобумажная нить с нанесёнными на неё стальными опилками. По причине того, что Смит так и не создал действующей модели, подтверждающей его догадки, это изобретение так и оставалось теорией. Датский изобретатель телеграфона – прадедушки современного магнитофона, предложил использовать для записи две магнитные головки – записывающую и считывающую и, конечно, катушку с носителем, правда носителем это была не современная лента, а обыкновенная железная проволока. Принцип Паульсена практически без изменений лег в основу звукозаписывающей техники 20-го века. А ведь телеграфон был изобретен ровно сто один год назад, когда двадцатидевятилетний инженер копенгагенской телефонной компании просто хотел подшутить над другом и напугать его записанным эхом.В 1900 году Вальдемар Паульсен продемонстрировал свое изобретение на всемирной выставке в Париже, где несколько слов сказанных австрийским императором Францем Иосифом стали в раструб телеграфона стали самой первой магнитной записью, дошедшей до наших дней. Также, Посетители выставки могли записать несколько слов и прослушать запись. Качество записи оставляло желать лучшего, сильный шум перекрывал и без того слабый сигнал, имеющий полосу частот до 4000 герц. Предпринимались попытки параллельной записи на несколько проволок, что увеличивало громкость в 2-3 раза. Использование усилителя изобретённого в 1911 году не улучшило качества записи. Телеграфон не годился для записи музыки. Позже Паульсеном с помощью телеграфона был реализован автоответчик.

Устройство телеграфона внешне напоминает фонограф Эдисона. Поначалу аппарат и позиционировался как усовершенствованный фонограф, который работал в связке с телефоном. Главное отличие нового фонографа заключалось в том, что вместо воскового цилиндра, использовалась стальная проволока, спирально намотанная в один слой на вращающийся цилиндр.

При записи проволока пропускалась между полюсами небольшого электромагнита, катушка которого была соединена с телефоном. Импульсы тока, возбуждаемые в микрофоне, изменяли силу электромагнита, который неравномерно намагничивал стальную проволоку. При воспроизведении проволока вновь пропускалась между полюсами электромагнита, индуцируя слабый электрический сигнал, приводящий в колебания мембрану телефона. Ста метров проволоки хватало на 45 секунд записи.

Использование проволоки в качестве носителя было сопряжено с некоторыми проблемами. Стальная проволока легко путалась и при соединении отдельных её кусков, приходилось связывать их узелком, который не проходил через магнитную головку. Позже Поульсен перешел на узкую стальную ленту, намотанную на катушках. В случае обрыва ленты, во время работы аппарата она летела со скоростью 2-3 метра в секунду и могла поранить. После разрыва ленту сваривали, проходя через головку, сварной шов разрушал ее полюсные наконечники. Рассматривался способ магнитной записи на вращающийся стальной диск, где сигнал записывался перемещающейся магнитной головкой.
Значительный толчок могла получить магнитная запись после появления в 1925 году советского патента инженера И.И. Крейчмана на гибкую ленту, сделанную из пластмассы и покрытую магнитным порошком. Но, к сожалению, это изобретение прошло незамеченным.

В 1927 году в ГерманииФриц Пфлеймер (Fritz Pfleumer) разработал технологию изготовления магнитной ленты на немагнитной основе. Первые ленты имели бумажную основу. В 1932 году немецкая компания AEG купила права на патент Пфлеймера и начала разрабатывать аппараты, записывающие на бумажную ленту. Ещё раньше устройства пишущие на стальную ленту использовались для вещания в Германии и Великобритании. В 1935 году фирмы«AEG» и «IG Farbenindustri» , продемонстрировали на радиовыставке в Германии магнитную ленту на пластмассовой основе. Был налажен серийный выпуск магнитофонной ленты, создававшейся из порошка карбонильного железа или из магнетита на диацетатной основе. Новая магнитная лента была на много дешевле стальной, и имела ряд других преимуществ. Катушка ленты диаметром 25 сантиметров позволяла вести запись в течение 20 минут.Коммерческий успех пришел к магнитофону только после изобретения нового звуконосителя. Немецкий изобретатель Пфеймер разработал технологию нанесения слоя порошкового железа на бумажную ленту: новый звуконоситель хорошо намагничивался и размагничивался, его можно было обрезать и склеивать. Впоследствии бумажную ленту заменили пластиковой - из ацетилцеллюлозы, более прочной, эластичной и невоспламеняемой. На ленту напыляли ферромагнитный порошок (окислы железа), предварительно смешанный со связующим веществом (например, нитролаком). Впервые такую ленту начала выпускать в 1935 году немецкая компания АЕГ. Магнитофонная пленка произвела переворот в магнитной звукозаписи. Она была легкой, компактной, хорошо сохраняла намагничивание, что позволило в несколько десятков раз сократить скорость звуконосителя. На такой пленке можно было записывать гораздо более длинное произведение, чем на проволоке.

В 1935 году AEG разработала новый звукозаписывающий прибор, получивший название «Magnetofon» . В СССР практические работы над магнитной звукозаписью велись под руководством инженера В. К. Викторского , начиная с 1932 года. В Германии успешно занимались не только созданием новых магнитофонных лент, но и головок. Немецкий инженерЕ. Шюллер в 1938 году разработал и внедрил в производство новый тип функциональных кольцеобразных головок. В появившихся магнитофонах с новыми кольцеобразными головками для выполнения каждого этапа создания магнитной фонограммы использовалась специально разработанная головка (записывающая, воспроизводящая и стирающая). До Второй Мировой войны Германия была первой в области разработок магнитной записи звука. В 1940 году немецкие инженеры Браунмюль (Braunmull) и Вебер (Weber) предложили принцип высокочастотного подмагничивания. Патент на высокочастотное подмагничивание был выдан еще в 1921 году в США, но физические основы этого явления были раскрыты именно Браунмюлем и Вебером. В 1941 году Браунмюлль и Вебер создали кольцевую магнитную головку, в сочетании с ультразвуковым подмагничиванием это позволило значительно уменьшить шумы и получать запись более высокого качества.В результате этих работ впервые удалось серийно производить аппаратуру для записи звука, обладающую настолько высоким качеством, что при ее применении в радиовещании и звукоусилении слушатели уже не могли определить разницу в качестве при трансляции «живого» концерта или воспроизведении ранее сделанной записи. К сожалению, это событие не получило тогда должной оценки из-за начавшейся Второй мировой войны. Внедрение магнитной записи в других странах началось только после окончания войны и получения доступа к немецким образцам и документации.

После Второй Мировой войны, трофейные немецкие магнитофоны дали новый толчок развитию магнитной звукозаписи во всём мире. Привезённые в США образцы аппаратов активно использовались для радиовещания. В 1947 году на трофейный аппарат для последующего выпуска в эфир был записан концерт певца Бинга Кросби (Bing Crosby). Бинг Кросби затем вложил свои средства в производство магнитофонов. В 1950 году в США уже продавалось 25 моделей магнитофонов. В радиовещании СССР немецкие магнитофоны и лента использовались до конца пятидесятых годов.

В 1951-52 годах появились малогабаритные бытовые магнитофоны с магнитной лентой на пластмассовой основе. Металлическая лента и провод были окончательно вытеснены как носители информации. В это время усилия разработчиков были направлены на дальнейшее повышение качества воспроизведения звука. Появились двухканальные усилители с разделением частот. Схема разделения тембра по низким и высоким частотам стала составной частью любого высококачественного усилителя.В 1950-е годы магнитофоны стоили очень дорого и доступны были не каждому. Поэтому были выпущены различного типа магнитофонные приставки с простым лентопротяжным механизмом и упрощенным электронным узлом записи. Так, магнитофонная приставка Toni производства ГДР подключалась к радиоприемнику, имеющему проигрыватель. Лентопротяжный механизм приставки приводился двигателем проигрывателя, а для громкого воспроизведения записи использовался усилитель приемника. Скорость движения ленты составляла 19,05 см/с. В Советском Союзе выпускались простые магнитофонные приставки без собственого привода («Волна», «МП-1» и «МП-2»). Этот тип приставок из-за неудобств эксплуатации быстро вышел из употребления. Более удобными оказались магнитофонные приставки, имеющие собственный лентопротяжный механизм. Из отечественных магнитофонных приставок этого типа наиболее известной является приставка «Нота», выпускашаяся в 1960-е годы. У приставки имелся автономный лентопротяжный механизм, ламповый усилитель записи, но отсутствовал усилитель звуковой частоты. Для громкого прослушивания записи приставку необходимо было подключить к усилителю звуковой частоты радиоприемника. Но несмотря на это, приставка пользовалась популярностью у меломанов, так как имела неплохой дизайн, особенно ее поздние образцы, малые габариты и вес. Скорость ленты составляла 9,5 см/м. Радиолюбители встраивали в корпус приставки самодельные усилители на лампах или транзисторах и получали полноценный магнитофон.

Сначала магнитофоны были ламповыми, только в 1956 году японская фирма Sony выпустила первый полностью транзисторный магнитофон. В 1957 году фирма AEG выпустила первый двухдорожечный магнитофон. В 1959 году та же AEG выпустила первый четырехдорожечный магнитофон. Владелец магнитофона получил возможность не только воспроизводить звук, но мог и сам записывать в домашних условиях или в концертном зале. Магнитная лента позволяла производить многократную запись звука. Количество циклов записи ограничивалось только механической прочностью носителя. Первые аппараты были катушечными. Перед началом работы нужно было заправить ленту, протянув её свободный конец мимо магнитных головок, закрепить его на пустой катушке. При работе магнитофона лента перематывалась на пустую катушку.

В конце 50-х появились картриджи, но наибольшую популярность получили кассетные магнитофоны. Первый кассетный магнитофон был разработан голландской фирмой Philips в 1961 году, сначала аппарат позиционировался на рынке как «говорящая книга для слепых». В 1963 году фирма Philips начинает массовый выпуск компакт кассет.

Компакт кассета представляет собой миниатюрные катушки с магнитной пленкой закрытые в пластиковом корпусе. Использование кассеты существенно упрощает процесс зарядки магнитофона пленкой. Запись на кассетах двухсторонняя. Выпускаются кассеты, рассчитанные на 60, 90 и 120 минут записи. Появление двухкассетных магнитофонов максимально упрощает процесс перезаписи с одной кассеты на другую. Позже была создана микрокассета, которая использовалась в портативных диктофонах и телефонах с автоответчиком.

В 1979 году Sony выпустила «Walkman» – первый портативный плеер размером с почтовую открытку. Миниатюрный магнитофон без блока записи и наушниками вместо динамиков пользовался огромной популярностью на рынке. Позднее появились плееры с возможностью записи.

В 1978. Sony представляет первый цифровой магнитофон на ленте. Начинается цифровая эра в звукозаписи.

После изобретения магнитофона уже минуло 100 лет и человечество не думает от него отказываться. Изобретение Вальдемара Паульсена является одним из трех великих изобретений XIX века, оказавших большое влияние на дальнейшее развитие нашей цивилизации, наряду с телефоном Белла и системой радиосвязи Попова. Хотя Паульсен сделал впоследствии немало в области радиотехники, но именно это изобретение оказалось самым значительным и поставило его в ряд великих ученых.

Магнитофоны. История создания магнитофона.

Магнитофоны.

Магнитофон - это электромеханическое устройство, предназначенное для записи (преобразования акустических колебаний в электромагнитные и фиксации их на носитель) и акустического воспроизведения ранее записанных на магнитные носители сигналов.

В качестве носителя в магнитофонах используются материалы с магнитными свойствами: магнитная проволока, магнитная лента, магнитные барабаны, диски и т. д.

История магнитофона.

Принцип магнитной записи звуковых сигналов и сохранении их на носителе в 1888 году был предложен Оберлайном Смитом. Смит предлагал использовать в качестве магнитного звуконосителя шелковую нить со стальными жилками, но дальше идеи дело у него не пошло.

Первое работающее устройство, использовавшее принцип магнитной записи на носитель, было изготовлено датским инженером Вальдемаром Поульсеном в 1895 году. В качестве носителя он использовал стальную проволоку. Сам аппарат изобретатель назвал «телеграфоном».

Телеграфон Поульсена,1895.

В 1925 году Курт Штилле представил электромагнитное устройство, записывающее речь на магнитную проволоку. Впоследствии аппараты его конструкции, использовавшие тонкую стальную ленту в качестве носителя, производились под маркой «Маркони-Штилле», и применялись на Би-би-си с 1935 до 1950 года.

Магнитофон «Маркони-Штилле», 1932.

В 1925 году в СССР была запатентована «гибкая лента из целлулоида, покрытая стальными опилками (например, посредством столярного клея)», однако развития изобретение не получило.

В 1927 году Фриц Пфлеймер запатентовал магнитную ленту (сначала на бумажной основе, затем - на полимерной).

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 соответствие с изменением сигнала. При считывании, наоборот, лента, замыкая магнитный поток через зазор на сердечник, наводит ЭДС в обмотке.

В 1934-1935 годах фирма BASF начала серийный выпуск магнитной ленты на основе карбонильного железа либо магнетита на диацетатной основе.

В 1935 фирма AEG выпустила первый коммерческий пленочный магнитофон под названием Magnetophon K1.

AEG-Telefunken «Magnetophon K1», 1935.

Само слово Magnetophon долгое время было торговой маркой компании AEG-Telefunken, хотя при этом вскоре стало нарицательным в ряде языков, в том числе и в русском.

После окончания Второй мировой войны магнитофоны фирмы AEG-Telefunken были вывезены из Германии в СССР и США, где спустя несколько лет (в США - в 1947) были построены аналогичные аппараты.

Стремление к миниатюризации бытовых магнитофонов и повышению удобства пользования ими привело к появлению на рынке, начиная с 1950-х годов магнитофонов, с использованием кассетных систем.

Ко второй половине 1960-х годов фактически единым стандартом для кассетных магнитофонов стала компакт-кассета, разработанная компанией Philips.

В 1980-1990-х годах магнитофоны с компакт-кассетой практически вытеснили катушечные системы с потребительского рынка.

Эксперименты по магнитной записи видеосигнала начались в начале 1950-х годов, первый коммерческий видеомагнитофон появился в 1956 году.

Виды магнитофонов.

Катушечные магнитофоны.

В катушечных магнитофонах в качестве носителя используется магнитная лента, намотанная на пластмассовые или металлические катушки (в быту употреблялось также название «бобина») или на сердечники без щёчек (для предотвращения спадания ленты магнитофоны, рассчитанные на сердечники, имеют на подающем и приёмном узлах диски-«тарелки», также существуют разборные катушки со съёмными щёчками).

За счёт широкой ленты и высокой скорости её протяжки катушечные магнитофоны могут обеспечивать очень высокое качество записи и воспроизведения, выше, чем качество механической грамзаписи, CD и компакт-кассет.

Стандартные скорости ленты в бытовых катушечных магнитофонах - 4,76, 9,53 и 19,05 см/с (в некоторых высококлассных магнитофонах использовалась скорость и 38,1 см/с); в студийных магнитофонах соответственно - 9,53 19,05, 38,1 и 76,2 см/с. Медленные скорости 2,38 и 4,76 см/с считались «диктофонными» (скорость 2,38 см/с встречалась редко, в основном в тифлотехнических аппаратах и регистраторах).

В кинематографии для синхронной записи звука могла применяться скорость 45,6 см/с (скорость протяжки 35-мм киноплёнки), в спецаппаратуре встречалась также скорость 28,0 см/с. Все возможности качественной записи реализуются на высоких скоростях, 19,05 см/с и выше. Скорость 9,53 см/с считалась минимально приемлемой для записи музыки и была основной (а часто и единственной) в недорогих аппаратах.

Стандартные скорости для магнитофонов были приняты в середине 1950-х годов, до этого они были разными у разных фирм, и записи были несовместимы.

Катушечные магнитофоны выпускались самых разных классов - от громоздких стационарных студийных аппаратов, предназначенных для получения бескомпромиссного качества звука, до карманных «записных книжек» самой примитивной конструкции.

Главное достоинство катушечных магнитофонов по сравнению с широко распространившимися с 1960-х годов кассетными аппаратами - это возможность получения максимального качества записи и воспроизведения.

Относительно большая ширина дорожек записи у катушечных магнитофонов позволяет снимать с ленты более сильный сигнал, а это улучшает отношение сигнал/шум при воспроизведении.

Большая скорость движения ленты позволяет расширить частотный диапазон. При большой скорости проще обеспечить её постоянство.

При проектировании лентопротяжного механизма у катушечного магнитофона конструктор может свободно выбирать компоновку, строить тракт движения ленты в соответствии с задачами, вводить в него дополнительные устройства стабилизации и контроля, ставить сколько угодно головок и т. п.

Технологические новшества, которые вынужденно появились по мере развития кассетных магнитофонов (новые типы лент и головок, шумоподавители и пр.), нашли применение и в катушечных системах, ещё больше повысив их характеристики.

Недостатком катушечных магнитофонов было относительное неудобство обращения с лентой: поменять на магнитофоне катушку можно только двумя руками, предварительно ленту нужно смотать до конца и т. д. Именно поэтому с появлением кассетных систем почти исчезли портативные катушечные магнитофоны.

Многодорожечные (с 8 и более дорожками) многоканальные катушечные магнитофоны в 1960-19 90-х годах активно использовались как студийные.

В бытовом секторе катушечные магнитофоны были практически вытеснены кассетными моделями к середине 1980-х годов - для среднего потребителя компактность и простота использования оказались важнее качества звучания.

Кассетные магнитофоны.

С начала 1950-х годов конструкторы магнитофонов искали возможности для миниатюризации и упрощения работы с магнитной лентой. Предлагавшиеся решения в целом сводились к двум вариантам: либо две катушки с лентой объединялись в одном корпусе-кассете, либо в кассету помещался один сердечник с рулоном ленты, склеенной в кольцо.

В 1950 году нью-йоркская компания Mohawk Business Machines Company выпустила свой Midget Recorder, представив его как «первый в мире карманный ленточный магнитофон». Кольцевая лента этого магнитофона размещалась в металлической кассете.

На потребительском рынке появлялись магнитофонные кассеты Dictet (США, 1957, для портативного диктофона), Saba (Германия, 1958, для магнитофона Sabamobil), RCA Sound Tape Cartridge (США, 1958), Fidelipac (с кольцевой лентой, США, 1959). Из этих ранних систем широкого распространения не получила ни одна.

По-настоящему массовые кассетные магнитофоны появились в начале 1960-х годов.

В 1963 году компания Philips выпустила компакт-кассету. Она на несколько десятилетий стала основным форматом магнитофонных кассет во всем мире.

В 1964 году консорциум американских фирм представил кассету Stereo 8 с закольцованным рулоном ленты и 8-дорожечной записью. Они были популярны в США до начала 1980-х годоф.

Другие конкурирующие системы, например, DC International фирмы Grundig (1965 г.), Elcaset фирмы Sony, микрокассета фирмы Olympus, либо не выдержали конкуренции с компакт-кассетой, либо заняли достаточно узкие ниши специальных применений (например, микрокассета - в миниатюрных диктофонах и телефонных автоответчиках).

Первоначально в кассетах использовались магнитные ленты с рабочим слоем из гамма-окиси железа (Fe2O3, Type I), как и в катушечных магнитофонах. При относительно малой скорости (4,76 см/с) и малой толщине рабочего слоя эти ленты давали высокий уровень собственных шумов, небольшой динамический диапазон (до 48 дБ) и достаточно узкий диапазон частот (до 12 кГц).

Более дорогие ленты на основе диоксида хрома (CrO2, Type II) превосходят их по динамическому и частотному диапазону записываемого сигнала, но требуют других параметров частотной коррекции и подмагничивания.

Наилучшее качество обеспечивают ленты типа Metal (Type IV) с рабочим слоем из порошка металлов, а не их окислов. Но эти ленты имели свои существенные недостатки и были сняты с производства в начале 2000-х годов.

Многослойные плёнки («феррохром», Type III), предложенные в 1970-е годы, довольно быстро вышли из употребления.

В зависимости от вида ленты, при записи устанавливаются параметры тока подмагничивания, а при воспроизведении - частотной компенсации верхних частот.

Отличительной особенностью кассетных магнитофонов является повышенный шум при воспроизведении записанной фонограммы. Это связано с двумя факторами.

Во-первых, низкая (по сравнению с катушечными магнитофонами) скорость протяжки ленты и малая ширина дорожки приводят к малому уровню сигнала (около 0,15…0,25 мВ), генерируемого магнитным полем в воспроизводящей головке магнитофона. Сигналы такого уровня оказываются сопоставимы с собственными шумами транзистора во входной цепи (решение этой проблемы пошло двумя путями: создание специализированных воспроизводящих головок с высокой индуктивностью и, как следствие, с повышенным уровнем выходного сигнала (до 0,45 мВ) и разработка сверхмалошумящих усилителей с параллельным включением транзисторов на входе. В результате лучшие модели кассетных магнитофонов имеют собственные шумы на уровне -62…-65 дБ).

Во-вторых, неоднородная структура магнитного слоя и шероховатости его поверхности приводит к повышенному уровню шумов самой ленты (-52…-54 дБ у обычных лент типа I). Опять же, из-за относительно низкой скорости движения ленты спектр этих шумов попадает в рабочий диапазон частот магнитофона и становится очень заметным.

Для подавления шумов в кассетных магнитофонах стали применять различные системы шумоподавления. Самые ранние и простые из них - динамические (DNL и подобные) - используют тот факт, что в тихих участках музыкальной фонограммы доля высокочастотных составляющих невелика. Динамический шумоподавитель при воспроизведении слабых сигналов автоматически снижает усиление в области верхних частот (выше 5…6 кГц), где как раз и располагаются основные шумы ленты. На восприятии музыкальной записи такая коррекция сказывается незначительно, а при сильном сигнале шумы ленты не так заметны.

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. Эта система в процессе записи автоматически поддерживает оптимальный уровень подмагничивания соответственно изменению сигнала записи. Ленты, записанные с Dolby HX, могут воспроизводиться на магнитофонах, не имеющих этого устройства, но повышенный уровень записи высоких частот может перегружать их канал воспроизведения.

Многокассетные магнитофоны.

Кроме малых размеров и удобства обращения, магнитофонная кассета позволила создать аппараты с автоматической сменой кассет. Такие магнитофоны в 1970-1980-х годах производил Philips другие компании и Mitsubishi, но они не были особо популярны. Зато широко распространились магнитофоны с двумя лентопротяжными механизмами с возможностью перезаписи и непрерывного воспроизведения, и специальные установки с несколькими ЛПМ для тиражирования кассет.

Магнитолы.

Популярнейшим видом кассетных магнитофонов стали магнитолы - комбинация магнитофона и радиоприемника с возможностью питания от батарей. Они производились во всевозможных форматах: от карманных на микрокассете до крупногабаритных и мощных стереосистем («бумбоксов» и «геттобластеров»), иногда в комбинации с телевизором, а позже и с проигрывателем компакт-дисков.

Первую кассетную магнитолу выпустила фирма Philips в 1966 году. Катушечные магнитолы появились еще раньше, в 1950-е годы.

Студийные магнитофоны.

Студийные магнитофоны подразделяются на четыре типа в зависимости от подачи плёнки: на картриджах, на видеокассетах (для записи только звука, ADAT), на компакт-кассетах и на открытых катушках.

Цифровые магнитофоны.

Естественным развитием технологии звукозаписи на магнитную ленту явилось применение цифрового метода записи.

Магнитофоны, работающие с цифровыми записями сокращенно обозначаются DAT (Digital Audio Tape) или DASH (Digital Audio Stationary Head).

DAT-магнитофонами ведётся запись на ленту оцифрованного аудиосигнала (стандартом предусмотрена запись двух каналов звука) с различной частотой дискретизации (стандартом в настоящее время считается наличие частот 32, 44,1 и 48 кГц). На частоте дискретизации 44,1 кГц с разрядностью 16 бит 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).

Изначально формат DAT был адресован бытовым потребителям, как замена кассетным магнитофонам. Однако, высокие показатели качества аудиосигнала быстро проложили им путь в сферу профессиональной звукозаписи. Этому способствовала и относительная дешевизна нового формата по сравнению с аналоговыми мастер-магнитофонами.

В настоящее время DAT-магнитофоны постепенно выходят из употребления в сфере звукозаписи ввиду недостаточной механической надежности и сохранности записей.

Цифровые магнитофоны DASH - изначально разрабатывались исключительно для профессионального рынка. Это разработка фирмы Sony.

Стандарт DASH предусматривает запись на обычную магнитную ленту в бобинах. Этот формат многодорожечной записи позволяет записывать от 1 до 48 аудиодорожек одновременно.

Несмотря на развитие компьютерных технологий записи звука, DASH-магнитофоны по сей день используются в крупных студиях звукозаписи ("Phoenix", "Abbey Road" и др.), поскольку их электроакустические и эксплуатационные характеристики соответствуют самым высоким требованиям.

В 21-ом веке, из массового использования магнитофоны были вытеснены новыми цифровыми компьютерными технологиями!

Теперь магнитофоны уже скорее редкость!

Магнитофон. История создания магнитофонов.

Если рассматривать изобретение магнитофона, то стоит рассказать и предысторию того, что было создано до него. Принято считать, что изобретение первого аппарата, который названного фонографом, является заслугой Однако на самом деле идея фонографа является полностью детищем Шарля Крю - французского поэта и ученого. В 1977 году он подал бумагу во Французскую Академию Наук, в которой было подробно описано все, что касалось данной идеи. Эта бумага и сейчас хранится в данном заведении. А уже в 1878 году эта идея была запатентована и реализована Эдиссоном. В 1886 гожу Чичистером Беллом и Чарльзом Самнером Тэйнером из США был начат выпуск фонографов, имеющих ручной подзавод и цилиндр, покрытый воском. В 1887 году Эмилем Берлингером в Германии была запатентована идея современного проигрывателя, в котором были использованы плоские пластинки. Реализация идеи приходится на 1896 год.

Сложно поверить, но изобретение магнитофона приходится на тот же период, что и изобретение кинематографа. Он появился в то же время, когда и первые автомобили. Принцип работы современных магнитофонов впервые был предложен Вольдемаром Поульсеном, который был служащим на телефонной станции в Копенгагене. Одной из его прямых обязанностей было обеспечение нормального функционирования аппаратуры на станции. И тут не понятно, была ли аппаратура настолько высококачественной или он был настолько хорошим специалистом, но у него было очень много свободного времени. Он уделял его проведению разнообразных экспериментов с магнитами, катушками, проводами и остальными деталями. Его интерес и любопытство были вознаграждены открытием того, что на тонкой проволоке из стали можно разные участки намагнитить по-разному. Если ее потом быстро прокрутить перед электромагнитным микрофоном, то вполне можно услышать звук. Именно так и начиналось изобретение магнитофона. Он стал развивать свою идею далее, и тогда пришел к выводу, что есть протягивать перед микрофоном проволоку одновременно с тем, когда в него говоришь, то можно записать на эту струну человеческий голос или какой-то иной звук, который будет улавливаться микрофоном во время записи. Данная идея оказалась весьма перспективной еще и потому, что запись может быть стерта, а на струну записана новая. Чтобы сделать это, необходимо только размагнитить струну.

В 1898 году связист уже поторопился запатентовать свое устройство, названное телеграфоном, а через год он уже был удостоен Гран-При на Всемирной парижской выставке. Спустя совсем немного времени изобретение запатентовали и в прочих странах, а в 1903 году уже была организована Американская телеграфная компания, освоившая производство диктофонов. Изобретение магнитофона уже стало интересно общественности. Однако недостатком тех устройств считалась их громоздкость, так как ленты, на которые производилась запись, были очень большими, а качество звучания сильно отличалось от фонографов и граммофонов. Это и объясняет столь недолгое существование фирмы. Однако всего через 10 лет, когда миру были представлены заметно более мощные усилители, были устранены основные недостатки магнитофонов, а первыми оценили новые возможности таких устройств военные. В двадцатых годах американским флотом использовались новые устройства для ускоренного приема и передачи радиотелефонных сообщений. После этого и в Европе стали появляться магнитофоны.

Следующим шагом стало изобретение магнитной ленты, именно это и позволило создать Широкой общественности данные устройства стали интересны лишь в сороковых годах. Связано это с тем, что уже появились кассетные магнитофоны. После этого они и начали свое триумфальное шествие по планете.