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.

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.

Большинство открытий в сфере электромагнитной записи было сделано в нацистской Германии. Разработка магнитной звукозаписи, в том числе стереофонической, и её широкое внедрение.

Принцип магнитной записи звука известен уже довольно давно. Еще в 1898 г. датчанин Вальдемар Паульсен создал аппарат, который мог записывать звук на стальной струне от фортепиано. Правда, магнитофон Паульсена не приобрел широкого распространения: считалось, что граммофонные пластинки - вне конкуренции.

В 1906 г. был запатентован способ подмагничивания звукозаписывающей головки постоянным током. На этом принципе был основан первый диктофон, выпущенный в Германии. Снизить уровень шумов позволило подмагничивание переменным током, запатентованное в 1921 г.

Запись на магнитную пленку была осуществлена в Германии только в начале 1930 г. Но революционный скачок произошел в 1928 г., когда Ф. Пфлоймер продемонстрировал магнитную ленту на бумажной основе со слоем магнитного порошка. Выпуск новой ленты был налажен на баденской фабрике по производству анилина и соды. Аббревиатура немецкого названия этой фабрики стала одной из самых известных торговых марок, это - BASF.

В 1930-х годах были изобретены ламповые усилители. Звук стал громче, но оставалась проблема удобного звуконосителя. Стальные ленты и проволоки имели свойство быстро размагничиваться, поэтому их приходилось прокручивать с большой скоростью – несколько метров в секунду, для чего требовались мощные электродвигатели. В результате сами аппараты весили до нескольких сот килограмм. Фонограммы были не намного легче. Так, 14 часов записи, сделанной на Международном конгрессе, весили целых 100 кг. Соответственно, бобины были диаметром полтора метра, а порвавшуюся проволоку соединяли… электросваркой! Стирали же запись обычным сильным магнитом.

В 1932 г. технология получения магнитной ленты была существенно модернизирована. Фриц Пфейлер разработал технологию нанесения на бумажную ленту порошкового железа. В качестве основы взяли ацетилцеллюлозу, а в качестве рабочего слоя применили порошок карбонильного железа. Так возник прототип современной технологии производства магнитных лент.

В этом же году немецкий инженер Эдвард Шюллер сконструировал тороидальную магнитную головку с малым (порядка 0,1 мм) воздушным зазором, что позволило снизить скорость протягивания магнитной ленты и уплотнить запись.

Вскоре бумажную ленту сменила пластиковая, родилась та легкая магнитная пленка, которой пользовались следующие десятки лет. Пленка была компактна, стоила недорого, хорошо склеивалась, намагничивалась и размагничивалась. Последнее обычно зависело от размера кристалликов порошка по принципу – чем меньше, тем лучше. Улучшение качества намагничивания позволило снизить и скорость движения пленки. В 1940-х годах ее скорость удалось снизить с 76 см/сек до классических 19 и 9,6 см/сек.

1 июня 1934 BASF послал 5000 метров ленты в AEG. Это была первая лента, использованная корпорацией AEG в радиовещании, и эта дата поэтому рассматривается многими, как официальный день рождения современной магнитной ленты.

Опираясь на эти изобретения, фирма AEG создала первый магнитофон, соответствующий современному представлению об этом устройстве. Публичная демонстрация прошла в 1935 г. на Берлинской радиовыставке. Кроме легкой ленты в аппарате присутствовал новый тип кольцеобразных электромагнитных головок. В 1938 году определилась и классическая троица головок – записывающая, воспроизводящая и стирающая. На стирающую головку подавались токи высокой частоты, в результате чего лента многократно и быстро перемагничивалась. В записывающей головке, наоборот, была функция дополнительного подмагничивания, снижающая шумы при записи.

В 1936 фирма BASF применила окись железа как магнитный материал, который сделал возможным увеличение динамического диапазона и частотной полосы пропускания. На этой магнитной ленте в концертном зале фирмы BASF в городе Людвигсхафене впервые был записан концерт классической музыки, которым дирижировал сэр Томас.

Начиная с 1934 года и до начала сороковых, фирма BASF была единственным изготовителем магнитной ленты в мире. В последующие годы совершенствование её продукции продолжилось.

Только в 1937 г. началось широкое внедрение первых магнитофонов в практику немецкого радиовещания. Кстати, вскоре прибором заинтересовались военные, увидев в нем серьезное подспорье для служб шифровки, радиоперехвата и записи прослушиваемых телефонных разговоров. Магнитофоны были неотъемлемой технической частью Гестапо, ведь с их помощью было так удобно делать радиоперехваты, подслушивать телефонные разговоры, фиксировать допросы.

Между прочим, до Второй мировой войны в США не замечали серьезных успехов Германии в развитии магнитной записи и спохватились только во время войны.

История магнитофона началась в Дании. Именно там 10 декабря 1898 года инженер Копенгагенской телефонной компании Вальдемар Поульсен запатентовал телеграфон — аппарат для магнитной записи голоса на стальной проволоке. Причем датчанин поначалу даже не представлял, нужно ли его изобретение: Поульсен просто хотел подшутить над другом и напугать его записанным эхом. Однако удача и произведенный эффект натолкнули инженера на мысль, что телеграфону можно найти и практическое применение.

Датский инженер Вальдемар Поульсен – основоположник магнитной записи

Изобретатель в своей работе опирался на идею магнитной записи звука, высказанную за 10 лет до того американским инженером Оберлином Смитом. Тот предлагал использовать в качестве звуконосителя шелковую нить со стальными жилками, но у Смита дальше идеи дело не пошло. Поульсен же заменил шелковую нить стальной проволокой, и аппарат заработал! Модель телеграфона Поульсена, созданная в 1898 году, была еще довольно несовершенна. Изобретатель спирально намотал стальную проволоку в один слой на толстый вращающийся цилиндр, что внешне сделало аппарат похожим на проволочный реостат и определило громоздкость изобретения. При этом 100 метров рояльной проволоки диаметром 1 миллиметр хватало всего на 45 секунд записи (скорость протяжки составляла 2,2 метра в секунду).

Телеграфон Поульсена – первая модель 1898 г

Открытие электромагнитной записи было революционным, но в то время ее широкому внедрению мешала масса недостатков. Главными недостатками были очень слабый звук, который можно было слушать только в наушниках, и крайне неудобный звуконоситель. Ведь чтобы записать 40 минут звука, требовалось целых шесть километров стальной проволоки! Тем не менее, изобретение было весьма перспективным – на Всемирной выставке в Париже в 1900 г телеграфон Поульсена получил гран-при. При демонстрации Поульсен записал несколько слов, сказанных австрийским императором Францем Иосифом, которые стали самой первой магнитной записью, дошедшей до наших дней. Эта тридцатисекундная запись, несмотря на ужасающее качество, до сих пор иногда используется в исторических радиопередачах.
Совершенствуя свой аппарат, Поульсен заменил проволоку тонкой стальной лентой (ширина 3 мм), разместив ее на катушках. Это несколько улучшило качество звука и уменьшило размеры звуконосителя, сделав телеграфон по виду похожим на будущих потомков – катушечные магнитофоны. Кроме того, Поульсен запатентовал так же и запись на стальной диск — эта идея применяется сейчас в жестких дисках компьютеров!

Телеграфон Поульсена 1910 г – улучшенная модель со стальной лентой в качестве носителя

Телеграфон Поульсена работал следующим образом: стальная лента проходила между полюсами небольшого электромагнита, катушка которого соединялась с телефоном. Импульсы тока, возбуждаемые при звуках речи в телефон, изменяли силу электромагнита. Тот, в свою очередь, действовал на стальную ленту неравномерно, намагничивая ее соответственно изменениям звукового тока. Затем при пропускании ленты между полюсами электромагнита она возбуждала в сердечнике электромагнита магнетизм. Благодаря этому в мембране телефона происходили колебания, воспроизводившие записанные слова. Одна такая стальная лента могла много раз служить для воспроизведения записи. При желании запись можно было стереть — для этого ленту нужно было пропустить между полюсами сильного электромагнита, возбуждаемого переменным током.
Первым практическим применением телеграфона Поульсена стала связь с телефоном: в случае отсутствия абонента дома телеграфон, связанный с телефоном, принимал сообщение, и абонент по возвращении мог прослушать запись обращения к нему. Фактически, Поульсен уже на рубеже 19-20 вв. создал автоответчик! Эта система действовала в телефонной сети Копенгагена и работала достаточно удовлетворительно.

Телеграфон Поульсена использовался в качестве первого автоответчика

Однако телеграфоны так и не получили широкого распространения. Качество записи оставалось плохим, оно сопровождалось сильным шумом. А главное, воспроизведение было очень тихим — ведь усилителей еще не существовало. Но и изобретение усилителя в 1911 году не улучшило качества записи: шумы оставались, усиливаясь вместе с громкостью речи. Для записи музыки телеграфон вообще не годился, хотя диктофоны на его основе постепенно стали распространяться. Улучшить качество звука мешал стальной носитель записи; тем не менее, стальная лента применялась вплоть до середины тридцатых годов. Во время работы аппарата от него приходилось держаться подальше, так как в случае обрыва ленты, летящей со скоростью 2-3 метра в секунду, ее концы могли серьезно поранить людей. При монтаже или после разрыва ленту сваривали, и тогда в месте соединения был слышен ужасный треск, а, проходя через головку, сварной шов буквально рвал ее полюсные наконечники. Поэтому магнитофон фирмы «Маркони» выпуска 1934 года имел двойной набор головок. После прохождения шва испорченная головка отключалась, включалась «свежая», а тем временем техник заменял испорченные наконечники на целые.
В России практические работы над магнитной звукозаписью были начаты под руководством инженера В. К. Викторского в 1932 году. Уже через три года в Мосэнерго стали использовать отечественный диктофон для документирования переговоров диспетчера в случае аварии. Запись велась на стальную проволоку на скорости 2 метра в секунду.

Один из первых отечественных магнитофонов – модель 1930 гг.

Широкое распространение магнитофон начал получать только тогда, когда немецкий ученый Пфеймер разработал новую систему звуконосителя: вместо стальной ленты Пфеймер предложил в 1927 г использовать бумажную – с напылением железного порошка. Кстати, в СССР подобная разработка была запатентована еще в 1925 году; она представляла собой гибкую целлулоидную ленту, покрытую стальными опилками при помощи столярного клея. Однако советское изобретение прошло не замеченным не только на Западе, но и на родине… а идея Пфеймера была развита только в 1934-1935 годах, когда немецкая фирма BASF начала серийный выпуск магнитофонной ленты из порошка карбонильного железа на диацетатной основе. Катушка диаметром 25 сантиметров весила 1 килограмм и позволяла вести запись в течение 20 минут. Тогда же фирма AEG начала выпуск студийного аппарата магнитной записи для радиовещания, назвав его «магнетофон» – от него то и произошло современное — «магнитофон». Вскоре этот аппарат стал широко применяться на немецком радио. Его модификации нашли применение и на английской студии Би-би-си: запись позволила давать одну и ту же передачу на разные часовые пояса обширной Британской империи.
До 2-й мировой войны, да и в первые годы после нее, Германия оставалась на переднем крае разработок в области магнитной записи звука. В 1940 году немецкие инженеры Браунмюль и Вебер предложили подмагничивание ленты высокочастотным током, что резко улучшило качество звука.
После войны трофейные магнитофоны и документы помогли развитию этого вида звукозаписи и в СССР, и США. В радиовещании нашей страны трофейные аппараты и лента использовались до конца пятидесятых годов. На американском радио магнитная запись впервые была использована в 1947 году: на трофейный «магнетофон» записали для последующего выпуска в эфир концерт певца Бинга Кросби. Этот аппарат в числе четырех самых совершенных по тому времени немецких магнитофонов привез летом 1945 года сметливый американский солдат, имевший профессию радиотехника. «Закон о военных сувенирах», принятый тогда в США, позволял рядовым отправлять домой что угодно, если это войдет в стандартный посылочный ящик. Солдат, подробно сфотографировал и зарисовал магнитофоны, а потом разобрал их и в 35 ящиках послал в Америку, где затем собрал. Эстрадную звезду так впечатлило качество записи, что Кросби вложил большие деньги в разработку и выпуск новинки, и уже в 1950 году в США продавалось не менее 25 моделей магнитофонов.


Германский магнитофон периода 2-й мировой войны, использовавшийся с радиостанцией

Тем не менее, немцы какое-то время продолжали оставаться впереди остальных стран в деле развития магнитной записи. Так, в 1957 году фирма AEG выпустила первый двухдорожечный магнитофон, в 1959 году немцы изготовили первый четырехдорожечный аппарат. Однако все эти магнитофоны были еще ламповыми и потому довольно тяжелыми и громоздкими. Существенно уменьшить размеры и вес магнитофона первыми сумели японцы – в 1956 г фирма «Сони» изготовила транзисторный магнитофон – после удаления громоздких радиоламп магнитофон стал заметно меньше и изящнее. А в 1961 г голландская фирма «Филипс» разработала кассетный магнитофон, размеры которого благодаря компактному звуконосителю еще больше уменьшились. Любопытно, что идея кассеты появилась благодаря слепым людям – они не могли оперировать с катушками, в узкую щель которых нужно было вставлять тонкий конец ленты, и компактные кассеты были разработаны именно для них. Однако новинка понравилась, и кассетные магнитофоны получили очень широкое распространение.


разные звуконосители магнитофонов: пленка на катушке и пленка в кассете

Что касается нашей страны, то в СССР под влиянием германских трофейных аппаратов в конце 1940 гг. начали выпускать более совершенные магнитофоны. В первую очередь эти аппараты изготавливались для радиостудий и спец-организаций (вроде КГБ, а позже — и милиции). Первый бытовой магнитофон «Днепр» был выпущен в 1947 году. Но тогда из-за дефицита и дороговизны мало кто мог позволить себе такую роскошь дома, в основном, магнитофонами владели разные организации. Этот магнитофон обладал очень скромными характеристиками, был однодорожечным, с очень большим расходом ленты из-за высокой скорости. Из-за всего вышеперечисленного «Днепр» выпускался в небольшом количестве и был довольно редким аппаратом.


Студийный магнитофон «МАГ-2», модель 1947 года

К 1950 году запись на магнитную ленту уже существовала, но для простого населения страны была недоступна из-за высокой цены. Первой попыткой сделать магнитную запись доступней стал выпуск магнитофонной приставки »МП-1» в начале 1954 года. Она была проста по устройству и могла работать совместно с любым типом радиоаппаратуры для проигрывания пластинок. Приставка не имела электродвигателя, для ее привода использовался диск проигрывателя грампластинок, с которым приставка и эксплуатировалась. Схема содержала одну радиолампу, которая выполняла функции генератора стирания и подмагничивания, корректирующего усилителя записи и предварительного усилителя сигнала. Все остальные функции выполнял базовый аппарат, к которому приставка подсоединялась через специальный разьём. Стоила такая магнитофонная приставка 300 рублей по курсу 1955 года (30 рублей в послереформенных ценах).


Магнитофонная приставка МП-2, 1950-е годы

Со временем разработка и производство магнитофонов налаживались, а стоимость их падала. В результате за первым «Днепром» появились последующие модификации, с гораздо лучшими характеристиками, со стандартными скоростями ленты. Аппараты «Днепр-3» и «Днепр-9» были уже довольно доступными для населения и стоили относительно недорого (100-120 рублей – эту сумму можно было накопить без особого ущерба для уровня жизни в течение нескольких месяцев).


Первый отечественный массовый бытовой магнитофон «Днепр-3».

В это же время разрабатывались и репортажные переносные магнитофоны с автономным питанием для радиожурналистов. С целью экономии батарей они приводились в движение заводимой рукояткой пружиной (как патефоны). Типичным их представителем стал »МИЗ-8» — первый отечественный репортажный переносной, с автономным питанием магнитофон с пружинным приводом «граммофонного типа». Аппарат был собран на трёх радиолампах. Питание осуществляется от двух батарей, находившитхся в отсеке слева. Время однодорожечной записи »МИЗ-8» составляло 15 минут; весил этот аппарат 7,2 кг.

Репортёрский магнитофон — «МИЗ-8». Модель 1953 года

Первым советским стереофоническим магнитофоном стал аппарат «Яуза-10»; в 60х годах он стоил почти 400 рублей — немалая по тем временам сумма. Специально для этой модели были разработаны узлы, ранее не применявшиеся в отечественной бытовой технике: счетчик метража ленты, сдвоенные регуляторы, переключатель дорожек. К сожалению, судьба этой модели сложилась не очень удачно: из-за высокой цены и отсутствия в середине 60х годов качественных источников стереосигнала уже к 1968 году выпуск «Яузы-10» был свернут: потребителю не было смысла покупать столь дорогостоящий аппарат, возможности которого он не мог использовать

Первый отечественный стереофонический магнитофон «Яуза-10».

А вот магнитофон «Весна», выпускавшийся с 1963 г., был очень распространен и популярен (такая машинка была и в моей семье – отец купил его за 150 рублей, сумма вполне приемлемая для хорошо зарабатывавших моряков). «Весна» представляла собой портативный переносной аппарат, работавший как от батарей (10 штук типа 373), так и от сети. В магнитофоне использовались катушки «номер 10» объемом 100 м, что обеспечивало 17 минут прослушивания на дорожке. Весил такой агрегат (с батареями) 5,5 кг.


Массовый бытовой магнитофон 60-х гг. «Весна».

Большое распространение в 70-80-е гг. получили магнитофоны семейства «Маяк» (помимо первой моно модели 201 в дальнейшем выпускались стереофонические 203 и 205), «Юпитер», «Ростов», «Орбита», а уже в начале 80х годов появились полупрофессиональные модели «Электроника ТА-001» и его «родственник» по классу «Олимп». Эти аппараты обеспечивали практически студийное качество и допускали использование ленты на катушках вплоть до 22го номера и были мечтой «подпольных» музыкантов конца 70х — начала 80х годов. Многие впоследствии известные исполнители и группы поначалу «писались» именно на «Олимпы».


Магнитофон «Маяк 201» моно – именно такой аппарат в 1979 г стал свадебным подарком при моей женитьбе

В 70-е гг. в СССР начали широко распространяться кассетные магнитофоны, звуконосители которых представляли собой заключенную в пластиковый контейнер пленку шириной 3,81 мм. Эти аппараты имели низкую по сравнению с катушечными магнитофонами скорость протяжки ленты, а это неизбежно порождало высокий уровень шумов. Тем не менее, несмотря на ухудшенное по сравнению с катушечными магнитофонами качество воспроизведения, «кассетники» сразу же приобрели огромную популярность — особенно среди молодежи, благодаря своим малым габаритам и весу. Вставив в такой аппарат батарейки, мы компаниями гордо шлялись по улицам, небрежно помахивая им, словно сумочкой, и оглашая окрестности громкоголосой (пусть и слегка шипящей) музыкой…
Одним из самых первых и самых распространенных в 70-е гг. «кассетников» был магнитофон »Электроника-302», который выпускался до 1984 года. Именно с таким аппаратом я и «рассекал» по улицам родного города со своими одноклассниками, благо весил мой «маг» немного — 3,5 кг.


Портативный кассетный монофонический магнитофон третьего класса «Электроника-302»

Одним из первых кассетных стереофонических магнитофонов стал аппарат «Весна-201-стерео», выпускавшийся с 1977 г. Этот магнитофон работал на собственный громкоговоритель как монофонический, а на выносные колонки — как стереофонический. Весил «стерео-кассетник» 4,7 кг. В преддверии олимпийских игр 1980 года, с начала 1978 года к наименованию этого магнитофона добавили атрибут »олимпийский». Соответственно увеличилась и стоимость магнитофона. До 1978 года пластмассовый футляр магнитофона по бокам и сзади наверх был оклеен декоративной плёнкой под дерево, а с 1978 года он стал выпускаться только лишь в пластмассе, с добавлением алюминиевого оформления.


один из первых кассетных стереофонических магнитофонов «Весна-201-стерео».

Ну, а дальше пошло-поехало… Советские, а потом уже российские магазины заполонила масса самых различных магнитофонов, в том числе и зарубежных, как высококачественных, так и не очень. Но это – отдельный большой рассказ для специалистов в данной области, я же поставленную перед собой задачу рассказать о «самых первых» магнитофонах выполнил…

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.