тонвал кассетного магнитофона что такое
Мини-лекци. Магнитофон. Что там внутри.
Налей-ка рюмку Роза
Я с мороза.
Ведь за столом сегодня ты и я.
Чёрт! Пятнадцать лет его не включал, а ему хоть бы, что?! Раз и заработал! В 74-м его купил. И до сих пор без инфаркта и паралича. «Снежеть-301» называется Рис1. III класс, но я же не меломан, мне и такой сойдёт. Изготовил его Брянский электромеханический завод. Хорошо, что электромеханический, а не птицефабрика!
Думаю, что 99,999% населения видела звуковые магнитофоны. Чуть меньше слышали его работу. Ещё меньше имели его у себя дома. Мало кто заглядывал внутрь. И уж совсем всего-ничего копались во внутренностях, пытаясь его отремонтировать?! Вот и мне пришлось его ремонтировать. Так-как я всё покупаю то, что сразу же либо ломается, либо уже сломано! Так было и со «Снежетью»! Правда к тому времени я уже успел сам сделать магнитофон. Может не такой красивый, но всё же.
Так, что же такое магнитофон? Устройство для записи и воспроизведения звука. А тот, что только для воспроизведения называется по-импортному, — плеер, в смысле плейбой. Запись это не, что иное как намагничивание магнитного носителя в нужное время и в нужном месте. Естественно электромагнитом, в миру головка для записи. Другая, ну очень похожая, для воспроизведения. Ещё одна головка, не очень привередливая, для стирания. То есть для встряхивания всей намагниченности до первоначального состояния.
На Рис7а. общий вид головки для студийных магнитофонов. Где:
1 — элементы соединяющие все составляющие как единое целое.
2 — катушки индуктивности электромагнита.
3 — две половинки сердечника электромагнита.
4 — так называемый рабочий зазор.
5 — та же головка но без элементов крепления. Видны две половинки сердечника в виде буквы С или образно говоря, — двух полумесяцев.
6 — более компактная головка, меньших размеров.
Если бы мы с Вами могли видеть эту магнитную запись (хотя и существуют способы увидеть), то всё это выглядело бы как на Рис6a. Только здесь изображена запись звука методом переменной плотности (фонограмма) на киноплёнке и сделанная свето-фотографическим способом. А в нашем случае тоже самое, но магнитным.
На Рис3. показана упрощённая функциональная схема магнитофона. Здесь присутствуют все виды головок и стало быть если сделать отдельно канал для воспроизведения, то можно сразу же контролировать свою запись. На Рис3а. показан канал стирания и подмагничивания; Рис3b — записи и Рис3с — воспроизведения. Соответственно и головки: ГС — стирания, ГЗ — записи и ГВ — воспроизведения. К1 и К2 — катушки с магнитной лентой. НЛ и НП — соответственно направляющие втулки, левая и правая. ТВ — тонвал. ПР — обрезиненный, прижимной ролик. Вот так примерно и устроен полупрофессиональный магнитофон «МАГ-59» Рис2. Более простые и дешёвые строятся по так называемой универсальной схеме, тот же «Снежеть»! У него одна головка (не считая стирающей) и обзывается универсальной. С помощью неё сначала записывается, а уж потом воспроизводится.
На Рис6. показана структурная схема такого простого магнитофона. Все сигналы (для записи) попадают на входное устройство ВУ. Как-то: с микрофона, звукоснимателя, радиоприёмника и линии. Самый чувствительный вход микрофонный. С помощью переключателя П1 сигналы попадают на вход универсального усилителя УУ. С его выходов, усиленный сигнал попадает (в зависимости от режима) либо на вход усилителя мощности УМ и далее на громкоговоритель. Либо в режиме записи на универсальную головку ГУ. Туда же попадает так называемое напряжение подмагничивания, которое одновременно является стирающим. И если с генератора стирающего напряжения ГСП на стирающую головку попадает всё, то на универсальную только малая часть.
И ещё два квадратика загадочных. С буквой «К» всего лишь заградительный фильтр, не пропускающий ток стирания в усилитель УУ. Правда всё зависит от схемных решений, которые могут быть построены не совсем так как на Рис6. Скажем в «Снежети»! Квадратик с буквой «И» это индикатор или измеритель уровня записи, как Вам будет удобно. На рисунке схема находится в режиме воспроизведения. Сигнал с головки ГУ поступает на усилитель УУ и далее на УМ. Генератор ГСП отключен и головка стирания ГС оказывается не при делах (отдыхает).
При переходе в режим записи, входное устройство ВУ с помощью переключателя П1 подключается к усилителю УУ. Индикатор подключается к выходу усилителя УУ. На генератор стирания и подмагничивания ГСП подаётся питание. Головка ГС оживает. А головка ГУ подключается к выходу усилителя УУ. На неё подаётся часть напряжения стирания, (подмагничивания) и она готова к записи.
А, что же такое подмагничивание и на кой оно нужно? Посмотрите на Рис4. На графике показан процесс записи синусоидального сигнала на магнитную ленту имеющую характеристику в виде такой вот загогулины. Как видите она лишь слегка похожа на прямую линию. И стало быть сигнал на ленте будет иметь прямо скажем искажённый вид. Красное пятнышко это рабочая точка без подмагничивания. Синие, граница рабочего участка. При добавление в головку ГУ тока подмагничивания рабочая точка сдвигается Рис5. и находится в середине прямолинейного участка. Границы показаны синими точками. И если в режиме без подмагничивания изменение напряжения сигнала не может повлиять на качество записи, то с подмагничиванием можно подобрать уровень, так как показано на Рис5. Индикатор «И» для этого и существует. В качестве индикатора в дешёвых магнитофонах применяли электронные, ламповые. Это в старых круглый зелёный глазок, а в шестидесятых прямоугольный. В серьёзных аппаратах (МАГ-59) стрелочный.
Смена одного типа носителя (для «Снежети» рекомендован тип А-4402-6) на другой приводит к изменению характеристики носителя. Уровень записи при этом нужно устанавливать уже другой. А индикатор проградуирован и естественно рассчитан на определённый тип ленты. Так кто же это берёт во внимание. А, лента, она и в Африке лента! И понеслось. И только потом репу чешут! Типа, чёй-то не то?
Ну ладно с этим разобрались, правда не до конца. А, что дальше? Как это что? А ленту кто будет двигать куда надо? Правильно, — лентопротяжный механизм, ЛПМ! Я Вам покажу ЛПМ лишь моего магнитофона «Снежеть-301». И хотя ЛПМ у всех магнитофонов выполняет одну и ту же функцию, но конструктивные решения могут очень и очень отличаться друг от друга. Самые навороченные конечно у профессиональных, а у таких как мой, ну типа, а Вам и такой сойдёт! III класс, шо ж вы хочите?! Вот он весь перед Вами, Рис7.
Схема одномоторная. То есть на все телодвижения, один мотор на всё про всё! На Рис7(1) Вы видите шкив (насадка на вал двигателя). С помощью двух лавсановых пассика Рис3a и Рис3b (в механическом миру ремни) вращение передаётся на приёмный подкатушечник (16) и маховик тонвала (8). Обычно в магнитофонах применялись резиновые пассики, но они при старение как бы высыхали и трескались? А лавсановый с 74-го года не изменился и по-прежнему исправно работает! А так-как лавсан материал не склонен к растяжению, то, чтобы пассик имел хорошее сцепление применяют натяжные элементы (2a) и (2b). И если (2b) придаёт пассику постоянное натяжение (с помощью пружины), то (2a) переменное, регулироемое рычагом (17). То есть, таким нехитрым способом обеспечивается постоянное натяжение магнитной ленты, как при воспроизведение (записи), так и при перемотке. Перемотка назад осуществляется подкатушечником (15). Последний с помощью рычагов прижимается своей обрезиненной частью к шкиву двигателя. И естественно вращается в противоположном направление относительно подкатушечника (16).
При остановке подкатушечники тормозятся тормозами (6),(7) с помощью планки (5). С помощью прижимного резинового ролика (10) лента оказывается зажатой между роликом и тонвалом (9), что и обеспечивает равномерное передвижение магнитной ленты, врезка Рис7b. Переключателем режимов (11) рычаг (14) раздвигая шарниры подводит рычаг (13) в направление тонвала и головок ГС и ГУ. Прижимной ролик приходит в жёсткое соприкосновение с тонвалом (9). На Рис7b видно как шарниры, прижимая ролик к тонвалу, раздвинулись.
Намотанная на катушку магнитная лента с подкатушечника (15) проходит обтекая: левую направляющую втулку, головки, тонвал, правую направляющую втулку, палец рычага (17) и наматывается на правую катушку. Подкатушечник (15) лишь слегка притормаживает движение ленты. Для лучшего прижима ленты к головке ГУ применяется поролоновая подушечка с лавсановой накладкой. Здесь Вы видите моё «изобретение» (слишком объёмную подущечку). Накладка оторвалась, и.
Наиболее совершенные ЛПМ у профессиональных и полупрофессиональных аппаратов, таких как МАГ-59. Это уже трёхмоторная схема. Тонвалом является непосредственно вал двигателя. Два других двигателя служат для намотки и перемотки ленты. Все ускорения-замедления осуществляются электрическим путём. Встречал я схему тоже с тремя двигателями. Но так-как двигатели были скоростными и маломощными, то всё работало через механические передачи. В смысле как и у «Снежети». И если мне память не изменяет то торможение осуществлялось подачей постоянного тока на двигатели. Вроде бы это была украинская разработка. Как бы «Днепр» или «Днипро». Память дырявая!
Но вернёмся к магнитным головкам. Со стирающей ГС особо хлопот и нет. Стоит да и стоит, стирает да и стирает, а вот с ГУ? Если шибко вникать во все тонкости, то записывающая и воспроизводящие головки несколько отличаются по своим параметрам. Так, что универсальная ГУ, — некий компромисс (матафон-то III класс)! Большое значение в ГУ имеет рабочий зазор. Точнее его величина. Грубо его можно сравнить с пером школьной ручки. Чем уже перо тем тоньше линия на листе и стало быть на каком-то отрезке можно больше провести вертикальных, отдельно различимых линий. К чему это я? Ведь магнитное перо также пишет на магнитной ленте магнитные линии. И чем меньше зазор тем больше на отрезке ленты можно написать этих вертикальных магнитных линий. И стало быть при движении ленты за единицу времени больше этих линий. И, что? А, то! Число линий и есть частота записываемого сигнала! А если всё это связать с частотой сигнала, то определённое число линий должно быть записано в определённый интервал времени. Значит, чтобы обеспечить пространство для записи такого количество линий, лента должна двигаться с определённой скоростью! И чем выше частота, тем больше должна быть скорость. Хотя ограничение обусловлено не только скоростью и не всё так просто!
И ещё один момент касающийся бытовых магнитофонов. Если в студиях особо не волнует количество ленты и где её хранить, то дома. Поэтому стали разрабатывать двухдорожечные магнитофоны, с более компактной записью. То есть теперь Вы можете в два раза больше информации записать. В однодорожечных магнитофонах при записи использовалась вся ширина ленты, то двухдорожечных одна дорожка идёт по одному краю, а вторая естественно по другому. А между ними существует санитарная зона, исключающая влияние дорожек друг на друга. Ну, а далее появились всякие стерео и пр. Меломаны всё это уже прошли и знают все тонкости лучше нас. Но как бы то ни было, а принципы рассмотренные нами применяются независимо от всяких прибамбасов. Конечно сейчас существуют всякие магнитные извращения, но принцип никуда не делся! Как и в случае с авто! Сними с неё всю эту блестящую консервную банку с прибамбасами и. И всё тот же мотор, тормоза. И надо же, даже колёса!
Конечно наука (капитализм, бизнес, деньги, жадность) не стоит на месте. И вот уже вовсю нам начали втюхивать цифровые технологии. Взять тот же компьютер. Ведь жёсткий диск, в миру винчестер, тот же магнитофон! Вот только пишет он не чистую информацию, а копию в виде потока нулей и единиц. У кого в системном блоке (компьютере) есть дисковод для дискет, тот наверное знает, что дисковод тот же магнитофон. Конечно сейчас упорно проталкивают другие типы накопителей (взамен винчестера и типа флешки), но. Как признаются бывалые компьютерщики, — если винчестер будет долго-долго предупреждать Вас о своей приближающейся кончине (и Вы успеете сохранить информацию), то новые носители могут скончаться мгновенно! Раз, и всё! Что было на носителе накрылось. Ну, сами знаете каким, таким местом?! Особенно с нашим обывательским подходом! А. Дёрг компьютер из розетки. Мол долго гад не отключается. А, мы ему ускорим. Вот!
Звонит мне как-то дама из «Амстердама», наша бывшая работница: «Спаси-помоги! Флешку выдернула по-топорному и. И всё, что было на ней исчезло! А, там. Всякие кулинарные рецепты, старые фотографии. » Это хорошо, что флешка, а не винчестер! Одним словом, с помощью программы выявил все её «усопшие » файлы. Многие смог восстановить. И? Коробку конфет заработал! Шоколадных, шоколадных, не сумлевайтесь.
Конечно, время течёт и всё вокруг меняется. Вот и наши магнитофоны не сегодня-завтра уйдут в прошлое (как и мы сами!). Случайно в сети обнаружил как бы продажу чуть ли не с аукциона «Снежеть-301»! Так удивился. Ё-моё?! Так моему-то оказывается больше сорока лет уже! Антиквариат получается. Надо же! Вчера ведь только новенький покупал?! А он всё одно и тоже:
Налей-ка рюмку Роза
Я с мороза.
Ведь за столом сегодня ты и я
И нет прекрасней, лучше в мире Роза
Таких детей как наши сы-новь-я.
Сказ о том, как я с Victor-ом боролся ))
Здравствуйте, уважаемые жители сообщества!
Месяц назад я рассказывал о своей новой игрушке — деке Victor 707 ). Потихоньку разбирался с ней, пытался привести в порядок. Тогда я заменил шестерню в узле подмотки, а в дальнейших планах было ух как много всего: разобраться с регулировкой баланса записи, найти новый ремень, размагнитить головки, поменять кнопки и заняться крышкой ))
В итоге из этого списка я успел разобраться и решить проблему с регулировкой баланса записи, размагнитить головы: уровни выровнялись, баланс регулируется, красота )) Ну ремню где-то еще было долго ехать, тактовых кнопок не купил, думаю дай-ка все скручу, и буду пользоваться.
Скрутил, собрал, подключил, слушал по вечерам, радовался недели две наверно. и тут в один прекрасный вечер на очередной кассете вдруг слышу этот ужасный звук — захрустел мой любимый Victor пленочкой )) Сразу вспомнил все «радости» настройки дек с закрытым трактом, о которых в нашем сообществе много раз писали.
Вот пример того, как дека веселилась с новой кассетой, на пленке получились диагональные заломы:
Так как ранее с подобными декам я еще основательно не возился, мне было очень интересно, смогу я победить или нет ))
Деку разобрал, вытащил ЛПМ. Более подробный осмотр показал следующее: ремень на вид нормальный, но если зажать второй тонвал пальцами, то проскальзывает / оба прижимных ролика в хорошем состоянии, резина мягкая, ролики вращаются без биений, левый ролик ровный, а правый с небольшой бочкообразностью, слабо заметной на глаз / биение тонвалов в подшипниках сперва не ощутил, но приложив побольше усилий, в вертикальном направлении очень слабое почувствовал / головки на вид приличные, все регулировочные винты под лаком.
Состояние правого ролика:
Состояние левого ролика — ровный, прилегает к тонвалу без перекосов:
Головы вроде как нормальные на вид:
Для лучшей видимости положил ЛПМ, начал проверять на разных кассетах в следующих вариантах намотки пленки в кассете: в начале — в середине — в конце. Тестировал понемногу несколько вечеров, и что в итоге я увидел? А в итоге ничего не понятно, все замечательно работает, не жует и не заламывает ленту, загадка ))
Решил пожертвовать 10-ти минутной TDK, т.к. тестовых кассет у меня нет ) :
С помощью этой кассеты увидел, что на пленке образуется совсем небольшая волна, прямо перед точкой соприкосновения левого прижимного ролика к тонвалу. На фото не получилось показать, телефон не осилил, а в увеличительное стекло было видно ) :
Смотрю дальше, по ходу, и вижу небольшой загиб пленки на выходе с головки воспроизведения, пленка наползает на нижний рожок, не знаю, как правильно его назвать ) :
Протестировав кучу кассет, обнаружил, что лента заминается на паре кассет Sony с «энергосберегающим» механизмом, и на двух хороших кассетах Maxell, причем только в начале кассеты, а в середине и в конце кассеты такого не происходит.
Интересно то, что на кассетах проще уровнем все хорошо работало без проблем, т.е. где затраты на трение выше! Разобрал одну 90 минутную кассету, поставил, начал наблюдать: в начале кассеты волна была побольше, а в конце кассеты еле заметна.
Отрегулировав положение головки верхним правым винтом, убрал наплыв ленты на направляющую, и волна перед левым роликом уменьшилась!
Совершенно случайно легко притормозил подающий узел (который левый) с большим количеством пленки, волна перед роликом пропала!
Вспомнил отчет нашего сообщника Vladlen427 о ремонте подобного ЛПМ. Сравнил усилие, с которым вращаются подающий и приемный узлы, у них оказалась большая разница, подающий узел вращается намного легче, чем приемный! Т.е. левая бобинка с большим количеством пленки плохо подтормаживается.
Снял подающий узел, в моем случае были две разных шайбы, одна похожа на плотный картон?, вторая как войлочная, протер спиртом, просушил, протестировал, ничего не изменилось. Сделал еще одну шайбу, материал похож на паронит, подогнал по толщине за несколько проверок, собрал узел. Усилие при вращении стало похоже, но наверно чуть меньше, чем у приемного узла, и наплыв пленки пропал!
(За время тестирования приехал новый ремень, поставил, но он не повлиял на результат:-) )
Вот уже два вечера проверяю разные кассеты, пока все хорошо, надеюсь у меня получилось ))
Прошу прощения за много букв и довольно сумбурный текст, может кому пригодится )
Всем хорошего настроения! Будьте здоровы!
Комментарии 33
Пока я с пассиком не решил проблемы, у меня точно такие же диагональные замины были. Пассик и ролики можно немного взбодрить проварив их в кипящей воде часа три, потом остудить вместе с водой в кастрюле и оставить на 3-4 дня резина расширится в начале и станет больше своего начального размера, а потом начнёт ужиматься и станет чуть меньше первоначального размера и перестанет проскальзывать по маховикам. Недомогает не всей резине- видать состав разный у ней. Пассикам от сони и пионера помогло, а вот резиновый айдлеру от того же пионера не помогло. Операция конечно на свой страх и риск- но если решитес взбодрить резину то кастрюльку выбирайте не нужную- при варке резины выделяется какой то белый налёт на стенки. Есть ещё жидкость для протирки резиновых роликов у лазерных принтеров- после варки я в пластиковом пакетике пассики и ролик замачивал в этой жижкости на пол дня. В отличие от керосинов и солярок эта жидкость резину точно не испортит. При кипячении роликов я их надевал на толстую проволоук и подвешивал на двух нидках чтоб они не касались дна а висели в воде. При варке резина становится мягкой и если будет на чём то лежать то модет принять такую форму. Пассик и ролики лучше кипятить по отдельности- у меня был случай когда зассик зацепился за прволоку на которой были ролики подвешены и принял форму не запланированную)))) И не допускайте выкипания воды, чтоб всё время они были покрыты водой, подливайте!
Опять же, вы грешите на подтормаживание, но проверяет его как я понял пальцами… Плохо конечно что нет динамометрической кассеты…
Надо киниматику глядеть, я мануал на конкретный аппарат не глядел, нет у меня его, но есть мысли, обычно много общего у многих аппаратов- во время работы тормоза отходят от катушек подмотки, а к левой катушке подходит рычаг с фетром, или же фетровая прокладка постоянно давит, и создаёт усилие подтормаживания. Так что усилия вращения при включенном и выключенном аппарате могут быть разными… Можно снять ещё катушки принимающего и подающего узлов и смазать их без фанатизма консистентной смазкой- которая терпима к пластикам и резине.
Оказывается не только тут нет подтормаживания подающего узла.
Теплые и ламповые: пять балалаек про технологии магнитной аудиозаписи
Окей, Хабр, в предыдущем посте я (намеренно) больше внимания уделил ностальгической рыдалке на тему аудиокассет, чем технической части. В этом посте исправляюсь. Аудиокассеты очень интересны тем, что историю этой технологии можно отследить от начала (1962 год) до конца (конец девяностых — начало двухтысячных). В более привычной нам цифровой вселенной пока мало аналогичных примеров. Восьмибитные компьютеры? Нет, принцип их жив и поныне в контроллерах и прочих Arduino. ЭЛТ-мониторы — вот благодатная тема про теплое-ламповое изображение, но стоит лишь один раз поднять скромный 17-дюймовый девайс, и сразу хочется приветствовать прогресс всеми руками, ногами и спиной.
Разве что голосовые модемы являются хорошим примером «закрытой» технологии. Чем такие технологии интересны, так это возможностью изучить все этапы развития. Вот начальная стадия, когда устройства стоят дорого, а их потребительские свойства далеки от идеала. Вот золотой век: технология становится массовой, в R&D вкладываются значительные средства, достигается наивысшее качество продукта, но только в самых дорогих экземплярах. Вот закат: уже есть технология посвежее, цены и маржа падают, продукция стремительно упрощается, падает надежность. А вот загробная жизнь: производятся только копеечные, самые простые устройства, минимально выполняющие заданную функцию, уныло и плоховато.
Если пытаться проводить (возможно неоправданные) параллели, то сейчас на пике своего «могущества» находится рынок смартфонов. Разнообразие огромное, маржа (у некоторых) приличная, есть топовые модели с диким ценником и не обязательными, но приятными элитными бонусами. Не исключено, что так будет не всегда, но есть ли замена смартфонам? И вот что: я не уверен, что дешевый телефон отличается от дорогого так радикально, как отличаются друг от друга дорогой и дешевый магнитофон. Поговорим же о трудностях записи на магнитную ленту или про сорок лет попыток справиться неискоренимой ущербностью формата.
Балалайка первая: Закрытый тракт
Еще до того, как с магнитной ленты удастся что-то прочитать, желательно обеспечить как можно более равномерное ее протягивание мимо магнитной головки. В устройствах, в которых это действительно важно: в видеомагнитофонах, цифровых рекордерах DAT и современных ленточных накопителях лента вытягивается из кассеты.
То же самое происходит в больших катушечных магнитофонах. В компакт-кассетах от такого подхода отказались, для удешевления как самих магнитофонов, так и носителей. Из-за этого, а так же из-за низкой (тоже из-за экономии) скорости движения ленты (4,76 сантиметра в секунду, в два или даже четыре раза меньше типовой скорости катушечных магнитофонов) у кассетной техники относительно высокий коэффициент детонации. Данная характеристика (по-английски известная как wow and flutter) показывает, насколько равномерно магнитофон или проигрыватель пластинок способны вращать пластинку или пропускать ленту мимо магнитной головки. Магнитофон, который крутит ленту то быстро, то медленно, имеет свой фирменный, и хорошо узнаваемый звуковой почерк — такой, с подвыванием, от чего на английском языке эта особенность и называется «уау».
Со временем кассета по качеству звука если и не сравнялась, то максимально приблизилась к таковому у «больших» магнитофонов, за счет массы ухищрений, в том числе по категории равномерности протягивания ленты. В серьезных кассетных деках для этого используются отдельные двигатели, которые вращают только тонвал, а всем остальным заняты движки попроще. А также применяется закрытый тракт: это когда тонвалов в магнитофоне два. Лента получается «зажатой» между двумя вращающимися металлическими штырями, к которым снизу прижимаются резиновые ролики, а за счет различного диаметра валов она еще и натягивается между ними. Это непростая конструкция. В магнитофоне, который я купил, отсутствовал приводной ремень, который «придерживал» левую катушку с лентой. Без него она чрезмерно раскручивалась, и излишек ленты жевался первым прижимным роликом. Точнее не совсем жевался, а так, нежно покусывался. Кхм. В обычном магнитофоне с одним тонвалом такой проблемы просто не было бы.
Измерять коэффициент детонации сейчас можно с помощью компьютера и звуковой карты. На скриншоте — программа wfgui. Измерение делается так: записываем на кассету синусоидальный тон с частотой 3000 или 3150 герц. Воспроизводим, а программа считает отклонения от заданной частоты. На скриншоте видно усредненное отклонение в 0,2% — это раз в пять больше, чем должно быть у моего магнитофона, на уровне кассетных дек попроще. Впрочем, через пару недель эксплуатации коэффициент детонации снизился до весьма неплохих 0,05%. На этот параметр в магнитофоне влияет практически всё, включая качество прижимных роликов из резины, равномерность работы двигателей, наличие смазки там, где закреплены оси тонвалов. Предлагаю еще раз порадоваться, что в цифровой технике мы уже давно избавились от вот этой необходимости «протирки оптических осей».
Ах да, если измерять коэффициент детонации как сказано выше, то это будет комбинированный коэффициент записи и воспроизведения. В идеале нужна еще и эталонная кассета, где сигнал с заданной частотой записан с минимальной детонацией. Она также пригодится, если вы хотите максимально точно откалибровать скорость вашего магнитофона, иначе он может воспроизводить записанные на нем же кассеты нормально, а вот другие — как повезет. Аргх.
Балалайка вторая: про виды магнитной ленты
Сколько я себя помню, этот переключатель типов ленты типа «Normal — Cr0² — (опционально) Metal» был почти на всех моих устройствах. Но я его считал чем-то бесполезным, потому что, в период, когда кассеты были актуальными, у меня никогда, ничего кроме ленты первого типа «Normal» не было. Кассеты делились на «советские» и «импортные», на «новые» и «уже тридцать три раза было что-то записано». Я мечтал просто о новой кассете, хоть какой, и не задумывался о сортах.
Так что в этом году я попробовал записывать и слушать ленту разных типов впервые. Всего типов ленты было четыре. Первый, самый распространенный — создан на основе оксида железа, или, говоря по-народному, ржавчины. В ленте второго типа используется оксид хрома или аналогичные составы. В ленте третьего типа — комбинация из оксида железа и хрома, но она по ряду причин не прижилась. Наконец, в ленте четвертого типа используется чистый металл.
Если сильно не вдаваться в технические подробности, на ленты Type II и Type IV можно записывать более мощный сигнал, за счет чего повышается соотношение сигнал-шум. А значит, более качественная лента меньше шипит. Но она еще способна и более точно передавать слышимый диапазон частот. Поэтому данная характеристика в технических свойствах магнитофона всегда указывается в зависимости от типа ленты. При воспроизведении для лент первого типа и для второго-четвертого используются разные параметры эквализации сигнала, поэтому в дешевых плеерах есть переключатель, а в дорогих деках — автоматический определитель типа ленты при помощи дырок на торце кассеты.
Снизу вверх — Монгол Шуудан, кассета с лентой первого типа, второго и четвертого.
С нормальной (первого типа) лентой фирменное магнитофонное шипение будет слышно почти всегда, и избавиться от него можно только с помощью систем шумоподавления (про них ниже отдельная балалайка). Лента второго типа заметно шумит только в самых тихих музыкальных моментах, и в паузах, и то если выкрутить громкость на максимум. В обычной ситуации шум если и слышен, то почти не раздражает. Разницу между лентами второго и четвертого типа я не заметил ни на слух, ни с помощью измерений. Возможно мне попался не самый лучший образец «металлической» ленты.
Лента первого типа до сих пор продается в рознице. Кассеты нельзя купить на заправке, но с доставкой — запросто (а в более консервативной Америке можно купить и обычном продуктово-промтоварном магазине). Стоить они будут 150-200 рублей за штуку, это не очень дорого, но и недешево. Ленты второго и четвертого типа не выпускаются, и все, что есть в продаже — это сохранившиеся с «тех времен» запечатанные экземпляры. Секта свидетелей шшшш утверждает, что даже сорокалетней давности экземпляры пишутся и слушаются прекрасно, и скорее всего так и есть. Но цены…
Ладно, на скриншоте выше экстремальный пример: сверхпонтовая кассета Sony в керамическом (!) корпусе. Кассеты второго типа можно купить от 400 рублей за версию начала двухтысячных, и от 1000 рублей за экземпляр более винтажных времен, когда (как припоминают старожилы) качество и лент, и корпусов, и прочих запчастей, было лучше. Цены на металлические ленты просто невменяемые, от 20 до 100 долларов за штучку.
Очевидно, что именно запечатанные кассеты стали коллекционным товаром, как марки: там ценность уже не в возможности что-то на них записать. Ценность в редкости серии, давности производства, элитности оформления. Мне повезло, и я наткнулся на дешевую партию кассет, которые были однажды записаны, и с тех пор их никто не трогал — это можно понять по идеальному состоянию пластиковых коробочек. Лента TDK SA90 второго типа — такой оптимальный вариант записи на ленту, от которой не будет стыдно даже в цифровом 2018 году. Подробнее про хромовые ленты можно почитать в этой винтажной брошюре BASF.
Балалайка третья: что происходит с резиной за четверть века
Резина превращается почти в жидкость. Типичное описание лота на eBay от оригинального владельца: «слушали, потом перестали, недавно достали, а оно жужжит, но не работает». Если знать, что с таким аппаратом делать, можно вполне недорого приобрести очень качественный магнитофон.
На фото — резиновый привод магнитофона Sony TC-K511S, выпущенного в 1993 году. За 25 лет материал пассика размягчился, но он не потерял форму окончательно, и его получилось просто снять. В магнитофоне Kenwood, выпущенном всего на два года раньше, остатки ремня загрязняют механизм, и в некоторых неудачных случаях они могут вывести магнитофон из строя совсем. В любом случае потребуется серьезная чистка. Аналогичная ситуация наблюдается и в портативных плеерах, короче везде, где используется резина. Профилактическая замена ремней кажется требуется для всех кассетных магнитофонов, за исключением тех, что используют прямой привод. И то, второстепенные агрегаты там вероятно используют резиновые ремни.
По-хорошему, пассиками ограничиваться нельзя. В идеале нужно поменять резиновые прижимные ролики, обеспечивающие вместе с металлическими штырями тонвалов равномерное движение ленты. Они обычно либо сильно загрязнены, либо резина также потеряла свои свойства, появились трещины. Но часто достаточно хорошенько (не раз и не два) почистить их ватной палочкой с чистым спиртом. Остальные движущиеся части магнитофона более долговечны, хотя тоже как повезет. В дешевых устройствах, где всё пластмассовое, могут трескаться шестерни (в особо неудачных случаях пластмасса тоже начинает «растекаться»). Протираются сами магнитные головки. Высыхает смазка, затрудняя работу механизма. Теряют свои свойства моторы — и музыка играет медленнее или быстрее, чем надо. Текут конденсаторы. Растягиваются или лопаются пружины механических кнопок. Перегорает лампочка, благодаря которой магнитофон отслеживает движение ленты, и начинает срабатывать аварийный останов.
Если вы спросите меня, что в старом магнитофоне может пойти не так, я отвечу: да почти всё! Причем везде по-разному: в дешевом магнитофоне конца 90-х виновата в поломках будет унылость конструкции, в дорогих деках конца 80-х — ее сложность. Возможно железный монстр из 70-х с минимумом электроники переживет их всех. В теории современные устройства — смартфоны, ноутбуки, портативные плееры — должны быть гораздо долговечнее, у них часто нет вообще никаких движущихся частей. Но это в теории. Во-первых, культура потребления сейчас другая, мало кто покупает дорогой ноутбук, чтобы пользоваться им 10-15 лет. Во-вторых, мы еще не знаем, какие из нынешних моделей удачные, а какие нет. Из ноутбуков 20-летней давности есть много моделей, которые кажется вовсе не дожили до нашего времени. А есть те, что выглядят и работают как новые.
Еще одна история про ремонт портативного плеера — у меня в Телеграм-канале.
Балалайка четвертая: про ток подмагничивания (осторожно, драконы!)
Ток подмагничивания или BIAS сложнее описать человеческими словами. Я попробую, но чуть позже, а сначала напишу нечеловеческими, ахахаха. Информация и картинки взяты из этой брошюры.
Как вообще происходит запись на магнитную ленту? Лента протягивается мимо магнитной головки. Электромагнит вступает в непосредственный контакт с лентой и отпечатывает на ней «рисунок» из намагниченных с определенной полярностью частиц металла. Считывающая головка превращает изменения магнитной полярности в изменения полярности электрического сигнала, и, соответственно, в звук. Все очень просто, но не совсем. На сцену выходит коэрцитивная сила: такое свойство ферромагнетиков (к которым относится и магнитная лента), что их нельзя просто так взять и размагнитить или изменить полярность намагниченности.
Проблема в том, что для выведения ферромагнетика из стабильного состояния — например для изменения полярности — требуется серьезное воздействие. В электрической системе изменение полярности происходит мгновенно (на картинке слева), в магнитной ленте — занимает некоторое время (в центре), а для звука это означает внесение явных искажений (справа). Что делать? Если вместе с полезным сигналом воздействовать на ленту еще одним сигналом большой мощности и очень высокой частоты — искажений в полезном сигнале будет меньше. Именно этот дополнительный сигнал называется током подмагничивания. Это синусоидальный сигнал очень высокой частоты, за пределами возможностей человекеского слуха (от 75 килогерц, а в моем магнитофоне и вовсе 210 кГц).
Нет, вы понимаете, что происходит? Учитель литературы заходит в класс, и, хотя он никак не взаимодействует с учениками, сочинение начинает записываться немного лучше! Мощность тока подмагничивания зависит от типа ленты: именно поэтому на кассетах первого типа написано Normal Bias, а на втором типе — High (у них отличается коэрцитивная сила). Ток подмагничивания также можно подстраивать для достижения оптимального звучания, но придется выбирать — либо меньше искажений, либо шире частотный диапазон. На дорогих лентах этот неизбежный (один из многих) компромисс не так сильно выражен. Кассетные магнитофоны высокого класса умеют калибровать ток подмагничивания под конкретную ленту, вручную или автоматически: на ленту записываются сигналы высокой и низкой частоты, тут же считываются отдельной головкой воспроизведения, а ток подмагничивания подстраивается так, чтобы мощность сигналов примерно совпадала.
Балалайка пятая: Системы шумопонижения
Механические и, так сказать, научно-исследовательские способы повышения качества записи на кассету мы уже обсудили. Давайте обсудим, как можно во время записи изменять звуковой сигнал так, чтобы при воспроизведении шумов было меньше, а музыки больше. За это отвечают системы шумопонижения, исторически разрабатываемые фирмой Dolby (но не только). В оборудование для конечных потребителей попали три разных варианта систем шумопонижения Dolby. Сначала это была Dolby B — ее представили в 1968 году, и почти все музыкальные кассеты записаны с ее использованием.
В 1980 году появилась система Dolby C. Пришлось добавлять в магнитофоны переключатель между разными системами шумопонижения. В 1989 году, уже на закате кассетной темы в западных странах, появилась система Dolby S. Как они все работают? Рассмотрим на примере Dolby B.
Картинка взята отсюда, и там еще много интересного. Заодно вы можете оценить, как выглядела типичная домашняя страничка в середине 90-х. Идея простая: давайте запишем на кассету больше сигнала, чтобы было слышно меньше шума. Так как шипение кассеты больше всего затрагивает высокие частоты, их при записи можно усилить, а при воспроизведении — вернуть уровень сигнала на место. Профит?
Не совсем: нельзя бесконечно усиливать уровень сигнала, иначе уровень искажений тут же станет запредельным. Система Dolby избирательно усиливает высокочастотную составляющую звука относительно небольшой громкости, то есть работает в тихих местах, где и надо, а в громких старается не мешать, там и так все хорошо. Увы, у этого решения есть определенные недостатки. Во-первых, повышать и понижать уровень сигнала нужно симметрично. Это не всегда получается. И кассета — не идеальный носитель, вносимые ей искажения могут сбивать с толку систему шумопонижения. И реализация системы может отличаться на магнитофонах разных производителей.
Dolby С применяет похожий подход и к высоким частотам, и к низким. Dolby S — еще более сложная система многополосной обработки сигнала, обещающая снижение шума до 10 дБ в низкочастотном диапазоне и до 24 дБ в высокочастотном. Вот в этом замечательном ролике канала Techmoan про кассеты и современность показано, как три разных системы Dolby борются с чистым шумом, когда полезного сигнала нет, то есть шумопонижение работает в идеальных условиях.
Я испытал все три системы шумопонижения. Эффект от Dolby B и Dolby C вы можете сами оценить на моем видео из предыдущего поста. Dolby S я испытал на относительно простом магнитофоне Sony, и с этой системой шума ленты действительно не слышно. Проблема в том, что все три системы хоть немного, но меняют и музыкальный сигнал, и совсем не так, как мне хотелось бы. На дворе 2018 год, и у меня нет проблемы послушать музыку без шипения! Если в 1989 году Dolby S преподносилась как способ писать на кассету звук с качеством почти как CD, то сейчас кассеты интересны как раз тем, что их звук отличается от цифры.
В общем, свои кассеты я записываю без применения систем шумопонижения. На кассетах первого типа это приводит к хорошо слышному шипению, которое не так ужасно, как можно подумать. А на кассетах второго типа уровень собственного шума достаточно низок, чтобы вовсе не заморачиваться всякими Dolby. Ах да, на качественной технике еще распространена система Dolby HX Pro, но она не имеет ничего общего с шумопонижением. Это система динамического изменения уже знакомого нам по предыдущей балалайке тока подмагничивания. Меняя мощность подмагничивания в зависимости от громкости звукового сигнала она позволяет улучшить отдачу на средних частотах. Такие дела.
Как видите, набор проблем в пользовательских устройствах тридцатилетней давности сильно отличается от нынешних. Перед инженерами и разработчиками, впрочем, по-прежнему стоят задачи с похожими свойствами: как собрать троллейбус из хлеба прилично работающее устройство или софт из, казалось бы, совершенно профнепригодных материалов. В конце 70-х Sony пыталась предложить конкурента компактным кассетам — формат Elcaset с гораздо более выдающимися характеристиками. Но не взлетело: вариант «дорого и качественно» обычно проигрывает варианту «дешево и доступно».
Пожалуй самая лучшая реализация формата компакт-кассеты была в устройствах для воспроизведения следующего формата — Digital Compact Cassette, разработанного в девяностых компанией Philips. DCC представляла собой слегка модифицированную кассету, на которую в 9 параллельных дорожек писались цифровые данные (около 250 мегабайт на обе стороны). Фишкой формата была совместимость с обычными кассетами, но только на воспроизведение. И вот, говорят, воспроизводили эти устройства даже обычные кассеты очень неплохо, так как требования, предъявляемые к механизму для воспроизведения цифровых данных были заведомо выше. Проект оказался провальным. Современные ленточные накопители свою родословную ведут скорее от видеомагнитофонов, и с кассетной техникой имеют мало общего.
Мой опыт «запоздалого» знакомства с аудиокассетами показывает: ничто не вечно. Привычный нам ландшафт технологий через 10-20 лет может полностью измениться. И хоть я и ценю олдовые технологии, по причинам ностальгическим, финансовым и другим, я не против этой неизбежной эволюции. Ведь чтобы отправить «смартфон» или «ноутбук» или «планшет» на свалку истории, нужно придумать что-нибудь новое. Интересно, что это такое может быть.