Стандартные катушки для 6,25-мм магнитной ленты различали по номерам. «Номером» служил внешний диаметр катушки в сантиметрах: № 10, №13, № 15 и № 18.
На импортных магнитофонах, в эпоху тотального дефицита недоступных рядовому гражданину, а также на отечественных магнитофонах (приставках) высшей группы сложности могли использоваться катушки № 22 и №27.
Широкого распространения такие катушки не получили в силу редкости и дороговизны аппаратуры способной работать с этим типом катушек.
Новая магнитофонная лента Recording The Masters
Магнитофонная лента SM900 R34621 6.3 на пластиковой катушке. Хорошие новости для желающих приобрести новую магнитную ленту для своего магнитофона:в 2020 году MULANN S.A. (Франция), купила компанию Pyral, владеющую патентами и технологиями производства магнитных лент (приобретённых ею в своё время у ведущих производителей того времени).
С осени 2020 года, MULANN S.A. производит магнитные ленты для аналоговой записи под брендом Recording The Masters.
В России приобрести продукцию MULANN S.A. можно у официального дистрибьютора, .
В ассортименте продукции имеется в том числе и лента шириной 6,3 мм (1/4″) подходящая для катушечных магнитофонов бытового сектора (SM900, SM911, SM468, LPR35 и LPR90).
Скорость движения магнитной ленты
Поскольку качество записи/воспроизведения в магнитофонах напрямую зависит от скорости транспортировки ленты, считалось правильным записывать музыку на максимальной доступной на бытовых магнитофонах скорости — 19,05 сантиметра в секунду.
Скорость 9,53 см/сек в катушечных магнитофонах тоже присутствовала, но разница в качестве записи и воспроизведения музыкальных программ была ощутима на слух (по сравнению с 19,05 см/сек) и использовалась для записи материалов изначально с не слишком качественным звуком (запись с телевизора, радиоприёмника) или в случаях жёсткой экономии — магнитофонная лента, как и многое другое в СССР, была дефицитом. Широко использовалась для записи речи — в быту и для обучающих программ.
Существовали бытовые магнитофоны использующие скорость транспортировки магнитной ленты 4,76 см/сек, но качество записи плохо подходило даже для записи речевых программ и со временем инженеры-разработчики совсем отказались от этого режима.
В нашей студии возможна оцифровка аудио материалов записанных на магнитной ленте 6,3 мм, на скорости 4,76 см/сек, 9,53 см/сек, 19,05 см/сек, 38,1 см/сек.
История магнитофонной записи
Попытки записи звука делались еще в XIX веке.
В 1857 г. Л. Скотт создал фоноавтограф. Принцип его действия заключался в том, что колебания звуковой диафрагмы передавались игле, и та, в свою очередь, вычерчивала на поверхности цилиндра, покрытого сажей, кривую. Фоноавтограф позволял создать видимый образ звука, но не более.
В 1877 г. Эдисон, работая над усовершенствованием телефонного аппарата, создал фонограф, позволявший осуществлять запись и воспроизведение звука.
В фонографе звуковые волны при помощи трубы подводились к мембране из тонкого стекла или слюды, соединенной с иглой— резцом. Игла вычерчивала на быстро вращающемся вале, обернутом оловянной фольгой или бумажной лентой, покрытой слоем воска, винтовую канавку переменной глубины. При воспроизведении звука двигавшаяся по канавке игла совершала механические колебания, и связанная с ней мембрана издавала звук.
Позже Эдисон усовершенствовал свое изобретение, создав специальный сплав из воска и некоторых смол. Но ему не удалось исправить всех недостатков. Валик мог вести запись в течение нескольких минут, после нескольких прослушиваний копия разрушалась, а делать с нее отпечатки было невозможно.
В 1887 г. Э. Берлинер запатентовал граммофон. Он использовал тот же принцип, что и фонограф, но игла в записывающее аппарате располагалась параллельно плоскости мембраны и чертила не бороздки, а извилистые линии. Вместо громоздкого валика использовалась круглая пластинка.
С диска, записанного по способу Берлинера, можно было получать копии. Сначала граммофонные пластинки изготавливались из целлулоида, затем из эбонита. В 1896 г. Берлинер изобрел шеллак, который стал основным материалом для производства грампластинок.
Воспроизведение звука осуществлялось при помощи слюдяной пластинки, соединенной при помощи рычага с зажимом, в который помещались сменные стальные, а затем корундные или алмазные иглы. Сначала скорость вращения пластинки составляла 90—100 об/мин, затем был принят стандарт 78 об/мин.
Граммофон и его портативный вариант патефон были распространены до 40-х годов XX века. Затем им на смену пришли электрические проигрыватели и электрофоны.
Появление магнитной записи звука тесно связано с возникновением фонографа и зарождением радиоэлектроники. Через 11 лет после появления фонографа, в 1888 г., в журнале «The Electrical World» появилась статья американского инженера О. Смита, посвященная усовершенствованию конструкции фонографа Эдисона. В ней были предложены прогрессивные идеи, касающиеся записи звука. Смит изложил новый принцип записи звука — магнитный. В качестве носителя он предложил хлопчатобумажную нить, пронизанную стальными опилками. По замыслу Смита, стальные опилки должны были намагнититься возле проводов микрофонной цепи. Отдельные частички должны были запечатлеть отдельную фазу электрического волнообразного процесса.
Смит не указал способа воспроизведения магнитной фонограммы и не создал действующей конструкции аппарата для магнитной записи звука.
Через десять лет идеей магнитной записи звука увлекся датчанин В. Паульсен. В отличие от О. Смита, он попытался ее реализовать и для этого разработал конструкцию аппарата для магнитной записи звука. 1 декабря 1898 г. Паульсен запатентовал свое изобретение. Его аппарат получил название «телеграфон». Телеграфон представлял собой электромагнитный фонограф. Конструкция телеграфона действительно несколько напоминала аппарат Эдисона: такой же вращающийся цилиндр, но вместо слоя воска, была навита тонкая стальная струна диаметром 0,5 мм. В первых моделях использовалась фортепианная струна, на которую записывался звук. Цилиндр вращался с помощью часового механизма. Записывающая головка, представлявшая собой электромагнит, двигалась вдоль витков со скоростью 2,1 м/с.
Для 40-минутной записи необходимо было 6000 м проволоки. Телеграфон воспроизводил записи в диапазоне частот от 150 до 2500 Гц.
Стирание записи производилось сильным постоянным магнитом. Для этого было достаточно провести им по проволоке.
На Всемирной выставке в Париже в 1900 г. В. Паульсен за конструкцию телеграфона получил Гран-при. В 1901 г. Паульсен создал новый аппарат, значительно отличавшийся от предшественника. Он имел основные черты современных магнитофонов. Запись велась на стальную ленту шириной 3 и толщиной 0,05 мм. Лента сматывалась с одной бобины, наматываясь на другую. При этом она проходила рядом с записывающей и воспроизводящей головками. Запись можно было прослушивать через телефонные трубки.
Воодушевленный успехом Паульсен решил приступить к производству магнитофонов. В 1903 г. он, совместно с американскими бизнесменами, создал Американскую телеграфонную компанию, которая стала производить диктофоны. Вначале продукция пользовалась успехом. Но конкуренция между первыми магнитофонами и граммофонами закончилась победой последних. Несколько фирм, созданных Паульсеном, обанкротились и прекратили свое существование.
Покупатели отдавали предпочтение граммофонам, поскольку те давали более громкий звук. Усиление слабого электрического сигнала, воспроизводимого телефонным наушником, было невозможно: еще не было изобретена усилительная лампа.
Несмотря на свое несовершенство, магнитофоны продолжали применяться. Так, на международном конгрессе в Копенгагене в 1916 г. доклады записывались на магнитофон. В качестве носителя информации в нем использовался стальной провод. Для записи докладов, общей продолжительностью 14 часов, понадобилось 2500 км провода весом в 100 кг. Некоторое время в радиовещании применялась записывающая аппаратура, использовавшая ленту из нержавеющей стали.
Поиски оптимального носителя звуков продолжались много лет. Были опробованы биметаллические звуконосители. В них на немагнитную основу из латуни или бронзы гальваническим способом наносился ферромагнитный слой. Эти ленты вышли из употребления, т. к. не обладали хорошими магнитными свойствами.
Магнитофоны имели большие габариты и вес. Так, магнитофон весил несколько сот килограммов. Стальная лента в нем наматывалась на бобины диаметром 0,5 м. При обрыве ее приходилось соединять электросваркой.
Интерес к магнитофону возобновился с появлением мощных усилителей на электронных лампах. В 1920-х гг. магнитофон уже применялся на американском флоте для ускорения передачи и приема радиотелеграфных сообщений.
Позже магнитофоны начали изготавливать в Германии и Англии. Запись по-прежнему велась на стальную ленту.
Дальнейшее развитие магнитофонов шло по пути создания новых магнитных лент, воспроизводящих, записывающих и стирающих головок; лентопротяжных механизмов.
В 1925 г. для записи звука стали использовать малогабаритные электрические микрофоны.
В том же году советский инженер И. И, Крейчман запатентовал гибкую ленту, сделанную из пластмассы и покрытую магнитным порошком. Но это изобретение осталось незамеченным.
Немец Ф. Пфлеумер, изучая патент В. Паульсена, нашел указание на то, что запись можно вести не только на провод и ленту, но и на диски, покрытые намагниченным порошком. Пфлеумер провел поиске приемлемых магнитных,носителей звука. Сначала он применил вместо стальной ленты бумажную, покрытую магнитным материалом. Затем он использовал более удобные пластмассовые ленты.
В 1935 г. на радиовыставке в Берлине были продемонстрированы разработанные совместно фирмами АЕГ и БАСФ промышленные образцы магнитных пластмассовых лент. Такая лента стоила в 5 раз дешевле металлической и обладала отличными магнитными свойствами, ее можно было легко склеивать, у нее был небольшой вес. Там же был показан первый магнитофон «К- J». После этого началось, постепенное вытеснение металлических звуконосителей пластмассовыми.
Успехами в магнитной записи звука заинтересовалась военная разведка. Ее сотрудники хотели использовать магнитофон для записи,радиоперехватов и прослушивания телефонных разговоров.
В 1938 г. немецкий инженер Е. Шюллер разработал и внедрил в производство новый тил функциональных кольцеобразных головок. Теперь на каждом этапе создания магнитной записи использовалась отдельная головка: записывающая, воспроизводящая и стирающая.
В США конструированием магнитофонов долгое время практически не занимались, Ситуация изменилась после того, как в 1940 г. инженер Кармас разработал новые покрытия для магнитофонных пленок. Они позволили снизить скорость движения пленок в магнитофоне с 76 см/с до 19 и 9,6 см/с. В СССР первый ленточный магнитофон «СМ-45» был создан в 1942 г. Он работал на ферромагнитной ленте. После войны производились модели для радиовещания серии «МЭЗ» и студийные «РМС-16». В 1949 г. в Киеве был выпущен первый советский бытовой магнитофон «Днепр».
Сразу после окончания Второй мировой войны Германия продолжила исследования по совершенствованию принципа магнитной записи звука. На немецком радио применялся магнитофон, работавший на пластмассовой ленте, на которую наносился слой оксида железа. Скорость движения ленты составляла 80 см/с, Это позволяло записывать звук частотой до 10 000 Гц. Лента,имела толщину около 0,05 мм и ширину 5 мм.
Разрабатывались также перспективные механизмы протяжки ленты. В 1947 г. появился магнитофонов котором механизм протяжки ленты имел три электродвигателя. Один служил для подачи ленты, другой для вращения ведущего вала с постоянной скоростью и протягивания ленты, третий — для подмотки ленты. Скорость перемещения ленты была примерно 76 см/с. Это обеспечивало воспроизведение частот в диапазоне от 32 до 9600 Гц.
В начале 50-х годов появились малогабаритные бытовые магнитофоны с магнитной лентой на пластмассовой основе. Металлическая лента и провод были окончательно вытеснены.
В это время шло повышение качества воспроизведения звука. Появились двухканальные усилители с разделением частот на высокие и низкие.
В 1950—1960-е годы выпускались различные магнитофонные приставки с простым лентопротяжным механизмом и упрощенным узлом записи. Для громкого прослушивания записи приставки подключались к радиоприемникам, имеющим усилители звуковой частоты.
В 1968 г. были произведены первые кассетные магнитофоны. В них магнитная лента помещалась в закрытую плоскую коробочку — кассету. Кассета вставлялась в магнитофон и приводилась в движение его лентопротяжным механизмом. Лента двигалась со скоростью 4,75 см/с. Поначалу качество записи и воспроизведения звука было низким, что было связано с медленным движением ленты и малой шириной дорожек.
Несмотря на недостатки, кассетные магнитофоны стали пользоваться популярностью. Они выгодно отличались от бобинных магнитофонов удобством обращения и небольшими размерами.
Проблему низкого качества звука в кассетном магнитофоне решил в 1969 г. американец Р. Долби. Он разработал систему, получившую его имя. Она представляла собой динамический экспандер и компрессор для определенного частотного диапазона. При записи повышался уровень высоких частот (1—2 кГц и выше). При воспроизведении уровень этих сигналов восстанавливался. Применение этой системы позволяло снизить собственные шумы лент и усилителей и устранить некоторые паразитные эффекты, например копирэффект.
Улучшению качества работы кассетных магнитофонов способствовало также создание высококачественных лент на хром-оксидной и кобальтовой основах.
В 1979 году произошел очередной технологический прорыв: японская корпорация «Сони», производившая портативные магнитофоны, выпустила в продажу первый кассетный плеер «Walkman». Он позволял прослушивать запись через наушники. Для упрощения конструкции в плеере не было функции записи.
Его можно было носить в кармане или на поясе, оставляя руки свободными.
Основными деталями магнитофона являются головки стирания, записи и воспроизведения. Для упрощения в большинстве магнитофонов сейчас применяется универсальная головка, совмещающая запись и воспроизведение.
Головка представляет собой магнитный сердечник для концентрации магнитного потока и обмотки для подвода или снятия электрических сигналов. Со стороны, обращенной к ленте, сердечник имеет рабочий зазор — промежуток, заполненный немагнитным материалом, например бериллиевой бронзой. Он обеспечивает магнитную связь головки с лентой.
Ток, проходя через обмотку записывающей головки, образует вокруг сердечника магнитное поле. Поле намагничивает проходящую через него ленту. Если через обмотку пррходит электрический ток, возникший вследствие воздействия звука на микрофон, то магнитное поле изменяется в зависимости от силы тока микрофона. Кроме тока записывающего сигнала магнитное поле записывающей головки образуется также током дополнительного смещения, поступающим из высокочастотного генератора.
Дополнительное питание током высокой частоты называется подмагничиванием. Оно позволяет нейтрализовать искажения, производимые электрическими приборами магнитофона. Во время работы вокруг них образовывается сильное магнитное поле, оказывающее влияние на ленту и снижающее качество фонограммы. Подмагничивание повышает качество магнитной записи.
Разные участки ленты получают намагниченность различную по силе и направлению. При воспроизведении записи лента двигается вдоль воспроизводящей головки с той же скоростью, что и при записи. При этом в обмотках головки возбуждается электрический ток, изменяющийся в зависимости от силы магнитного поля ленты. Воспроизведенный при этом сигнал поступает в усилитель, а от него — к динамику.
Стирание записи производится головкой стирания, соединенной с генератором высокой частоты. Ток, который создает этот генератор, пропускается через обмотки головки. Проходя через магнитное поле стирающей головки, лента многократно перемагничивается, в результате чего переходит в размагниченное состояние.
Движение ленты обеспечивается лентопротяжным механизмом. Его основными частями являются электродвигатель, ведущий вал и прижимной ролик. Лентопротяжный механизм магнитофона также обеспечивает ускоренную перемотку ленты в обоих направлениях и ее кратковременную остановку.
Несмотря на постоянное развитие звуковоспроизводящих устройств, магнитофоны остаются популярными во всем мире.
Форматы записи на магнитную ленту
В зависимости от модели использовавшегося при записи магнитофона (бытовые модели), существует несколько возможных видов записи на магнитную ленту: двухдорожечная, четырёхдорожечная, стерео.
Двухдорожечная запись
На заре бытового магнитофоностроения — единственная доступная. На рабочую сторону магнитной ленты записывались две дорожки, каждая из которых занимала почти половину всей поверхности ленты. После записи или прослушивания одной дорожки ленту «переворачивали», а точнее, меняли местами подающую и приёмную катушку.
Двухдорожечная магнитная запись.
Четырёхдорожечная запись
По мере развития, инженерная мысль позволила сделать область для записи каждой дорожки почти вдвое уже, что позволило при той же ширине магнитофонной ленты вместо двух дорожек, уместить четыре, тем самым вдвое увеличилась возможная длительность фонограммы.
Стереофоническая запись
По сути эта та же самая четырёхдорожечная запись, только вместо четырёх монофонических фонограмм записывается две — каждая из которых содержит двухканальный звук (возможность записи четырёхдорожечной монофонической фонограммы на большинстве магнитофонов была сохранена). Стереозвук позволил получить объёмный звук, почувствовать звуковую сцену, сузив применение монофонической звукозаписи в основном для записи речевых программ.
Разновидности форматов записи на магнитную ленту 6,3 мм (1/4″)
Почему это работает
Со временем магнитная лента — в катушках, кассетах и картриджах — деградирует, она начинает скрипеть, скорость её перемотки замедляется. Одна из причин деградации — так называемый синдром липкости-осыпания. В этом случае разрушается связующее вещество, удерживающее магнитный порошок. Частички порошка попадают на головки магнитофона, мешая воспроизведению, а сама лента начинает прилипать к соседним виткам.
Разогревание пленки в печи (при температуре около 54°C) позволяет устранить первые признаки разрушения. Когда поврежденная лента нагревается, связующее вещество плавится,
, и катушка вновь становится пригодной для воспроизведения.
Ремонт электроники
Метод разогрева не только помогает остановить деградацию магнитной ленты, но и в некоторых случаях вернуть к жизни электронику. Один из редакторов журнала Gizmodo рассказал, что ему удалось восстановить работу материнской платы ноутбука, поместив её в раскаленную печь. Один из резидентов Hacker News в тематическом треде отметил, что аналогичным образом восстанавливал видеокарту 8400M GS от Nvidia.
Инструкцию по «запеканию» железа можно найти и на Хабре. Подход применим только в том случае, если неисправность возникла из-за микротрещины между контактом и припоем, удерживающем чипы на плате. В печи припой плавится и вновь касается контактной площадки, оживляя электронный компонент. Хотя применять такой подход стоит на свой страх и риск.
Дополнительное чтение в «Мире Hi-Fi»:
Бобинники: краткая история катушечных магнитофонов и рост интереса к аудиогаджету сегодня Магнитолы из СССР: краткая история аудиосистем в советских автомобилях Забытые аудиоформаты: 8-дорожечная магнитная лента Stereo 8
Кто использует этот метод
Кураторы Библиотеки Конгресса США «запекают» бобины, чтобы оцифровать обширную коллекцию аудиозаписей. Среди них числятся новостные эфиры NBC и «Голоса Америки», а также работы гитариста-виртуоза Леса Пола (Les Paul), который считается одним из изобретателей электрогитары.
Катушек в коллекции Библиотеки — примерно 200 тысяч штук. Сами пленки после обработки хранят размотанными. В таком виде они дольше остаются пригодными для воспроизведения.
Фото Ingo Schulz / Unsplash
Диджей Дейв Ли (Dave Lee), известный под псевдонимом Джои Негро (Joey Negro), также «запекает» и переводит в цифру олдскульные записи. На протяжении нескольких лет он собирал аудиокассеты с мастер-записями диско-композиций. Эти песни он использовал для создания ремиксов — в прошлом году вышел целый альбом «Remixed With Love».
С помощью высоких температур восстанавливают пленки не только с аудиозаписями, но и с компьютерными программами. Инженеры из организации Strand Games «запекли» старый картридж TK50, чтобы извлечь исходный код олдскульной игры The Guild of Thieves.
Её выпустила компания Magnetic Scrolls в конце 80-х годов. Сейчас разработчики трудятся над её ремастером — добавляют новые локации, объекты, загадки и оптимизируют для работы на современных компьютерах.
Выбор образца шума для шумоподавления
Программа Wave Corrector для устранения шума использует метод так называемого «вычитания шума». Т.е. для корректного шумоподавления строго говоря нужен образец шума (т.е. шума магнитной ленты без записанного аудиосигнала). В идеале образец шума должен быть взят из пауз, например, между песнями, речью и т.п. Если же будет присутствовать ещё и сам аудиосигнал в образце, шумоподавление может быть некорректным и сопровождаться появлением неприятных артефактов. Программа сама генерирует образец шума при открытии файла. Но его можно и скорректировать, выбрав пункт Edit Noise Profile (Редактировать образец шума) в меню Waveform (Сигнал):
Здесь самое важное проследить, чтобы никакая часть аудиозаписи не попала в образец, иначе возникнет эффект сверхподавления шума, сопровождаемый неприятным «уничтожением» высоких частот в сигнале. Добавим громкость на полную (анализируем всё-таки шум) и прослушаем выделенный синим цветом на осциллограмме образец шума, нажав в окне Edit Noise Profile на кнопке с синим треугольником. Если на слух всё устраивает, кликаем кнопку ОК. В противном случае жмём на кнопку Create New (Создать новый образец) и «тыкаем» курсором в то место, которое, как мы считаем, более подходит для взятия образца. Опять прослушиваем и жмём ОК. После того как изменения сделаны, фильтр для удаления шума надо применить заново. На панели инструментов кликаем кнопку Filter, в открывшемся диалоговом окне ставим флажок Hiss (Шум), слайдер уровня шумопонижения оставляем без изменений, выбираем режим замены (Replace Existing) и жмём кнопку Apply (Применить):
Не помешает ещё раз проверить качество выполненной работы, как это описывалось выше. Попутно отмечу, что с помощью фильтров программы можно также устранить фон на записи и рокот от винилового проигрывателя.