Magnetofon - Polski Serwis Naukowy

Niemiecka radiostacja z magnetofonem, ok. 1939

Magnetofon szpulowy z lat 60.

Taśma magnetofonowa na szpuli

Magnetofon kasetowy z kasetą

Kaseta magnetofonowa

Magnetofon – urządzenie do wielokrotnego zapisywania i odtwarzania dźwięku na taśmie magnetycznej (urządzenia zapisujące inne sygnały analogowe na taśmie magnetycznej nazywa się zazwyczaj rejestratorami magnetycznymi).

Wielka Brytania (), Zjednoczone Królestwo Wielkiej Brytanii i Irlandii Północnej (ang. United Kingdom of Great Britain and Northern Ireland) – unitarne państwo wyspiarskie położone w Europie Zachodniej. W skład Wielkiej Brytanii wchodzą: Anglia, Walia i Szkocja położone na wyspie Wielka Brytania, Irlandia Północna leżąca w północnej części wyspy Irlandia. Guernsey, Jersey i Wyspa Man, posiadają odrębny status dependencji Korony brytyjskiej i nie wchodzą w skład Zjednoczonego Królestwa.

Płyta gramofonowa – okrągła płyta o średnicy od 17,5 do 30 cm z zapisanym spiralnie (dośrodkowo) w sposób analogowy nagraniem dźwiękowym; wykonywana z szelaku lub poli(chlorku winylu) (stąd nazwa potoczna – płyta winylowa, lub od koloru – czarna płyta). Powszechnie określana jest też mianem płyty analogowej.

Magnetofon analogowy jest urządzeniem służącym do zapisywania dźwięku na taśmie magnetycznej i odtwarzania z niej sygnału fonicznego. Istnieją też magnetofony dokonujące tylko zapisu (rejestratory) lub odczytu (odtwarzacze) sygnału fonicznego.

Inną klasą są magnetofony DAT, w których zapis odbywa się w postaci cyfrowej.

Historia

Prekursorem współczesnego magnetofonu było urządzenie wykorzystujące jako nośnik stalowy drut. Konstruktorem pierwszego prototypu magnetofonu był duński inżynier Valdemar Poulsen (w 1898) – swoje urządzenie nazwał „telegrafonem”.

Niemcy (Republika Federalna Niemiec, RFN; do traktatu pomiędzy RFN a Polską Rzecząpospolitą Ludową (1970) w Polsce stosowana była oficjalnie nazwa Niemiecka Republika Federalna, NRF; niem.: Deutschland lub Bundesrepublik Deutschland, BRD) – państwo federacyjne położone w Europie, będące członkiem Unii Europejskiej (UE), Unii Zachodnioeuropejskiej (UZE), G8, ONZ oraz NATO. Stolicą Niemiec jest Berlin (przed połączeniem z NRD – Bonn, obecnie noszące tytuł miasta federalnego). Językiem oficjalnym jest język niemiecki.

Nazwą magnetyzm określa się zespół zjawisk fizycznych związanych z polem magnetycznym, które może być wytwarzane zarówno przez prąd elektryczny jak i przez materiały magnetyczne.

Pierwszym magnetofonem z cienką, stalową taśmą zamiast drutu był Blattnerphone skonstruowany w 1929 lub 1930 przez przedsiębiorstwo Ludwig Blattner Picture Corporation.

25 grudnia 1932 brytyjska rozgłośnia BBC po raz pierwszy nadała program nagrany na taśmie. Do odtworzenia użyto ogromnego magnetofonu z taśmą stalową Marconi-Stille, który aby odtworzyć dźwięki o wysokiej częstotliwości przesuwał taśmę z prędkością 90 m na minutę. Magnetofon musiał pracować w zamkniętym pomieszczeniu i obsługiwany był zdalnie ze względu na możliwość zerwania się ostrej jak brzytwa, bardzo szybko obracającej się taśmy.

Interessen-Gemeinschaft Farbenindustrie AG (Wspólnota Interesów Przemysłu Farbiarskiego), (skrót I.G. Farben - słowo Farben w języku niemieckim oznacza farby, kolory lub barwniki) - niemiecki koncern chemiczny, utworzony w roku 1925 we Frankfurcie nad Menem.

Dyktafon – to przenośny magnetofon lub urządzenie cyfrowe z wbudowanym mikrofonem, umożliwiające nagrywanie dźwięku. Nośnikiem dźwięku może być kaseta magnetofonowa o różnym czasie nagrania i wielkości lub układ elektroniczny zapisujący w formie cyfrowej skompresowany dźwięk. Dyktafon może być wykorzystywany do:

W latach 20. austriacki inżynier Fritz Pfleumer eksperymentował z pokrywaniem drobinami żelaza różnych materiałów. W 1927 pokrył drobinami żelaza bardzo cienki papier i stworzył w ten sposób tanią taśmę magnetofonową, na którą w 1928 otrzymał patent. W 1932 odsprzedał patent niemieckiej firmie AEG, jednemu z czołowych przedsiębiorstw w branży elektronicznej. Następnie AEG we współpracy z niemieckim koncernem chemicznym IG Farben skonstruowało pierwszy na świecie praktyczny magnetofon o nazwie Magnetophon K1, który został zademostrowany w 1935 na Wystawie Radiotechnicznej w Berlinie (Internationale Funkausstellung Berlin). Jednak jakość nagrywanego dźwięku była bardzo niska, urządzenia nie nadawały się do odtwarzania muzyki. W 1939 niemiecki inżynier Walter Weber przekonstruował magnetofon, budując pierwszy magnetofon odtwarzający dźwięk w wysokiej jakości, czyli urządzenie, które używane jest do dziś. Poprawienie jakości dźwięku spowodowało gwałtowne upowszechnienie się magnetofonów w Niemczech, a od 1946 w USA, po zdobyciu Niemiec i wywiezieniu w 1945 dokumentacji i kilku magnetofonów.

Stany Zjednoczone, Stany Zjednoczone Ameryki (ang.: United States, United States of America, US, USA) – państwo w Ameryce Północnej graniczące z Kanadą od północy, Meksykiem od południa, Oceanem Spokojnym od zachodu, Oceanem Arktycznym od północnego zachodu, Oceanem Atlantyckim od wschodu.

III Rzesza Niemiecka (niem. Das Dritte Reich) – nieoficjalna nazwa państwa niemieckiego pod rządami NSDAP w latach 1933–1945 – oficjalnie państwo nosiło nazwę Rzesza Niemiecka (Deutsches Reich), używano także nazwy Rzesza Wielkoniemiecka (Großdeutsches Reich).

Obecnie stosuje się najczęściej magnetofony wykorzystujące taśmę zamkniętą w kasecie typu Compact Cassette.

Pomimo spadku popularności magnetofony są dziś wciąż produkowane i użytkowane, zarówno w wersjach przenośnych (walkman), jak i do zestawów HiFi.

Budowa

Napęd

Napęd – układ mechaniczny zapewniający prowadzenie taśmy i zapewnienie odpowiedniej i równomiernej prędkości przesuwu nad głowicą; zwykle umożliwiają także szybkie przewijanie taśmy w przód i wstecz. Istnieje wielka różnorodność mechanizmów napędowych, najczęściej są układy kół (zębatych i ciernych), dźwigni, pasków klinowych lub płaskich, współpracujących z przełącznikami elektrycznymi; charakterystycznym elementem takiego układu jest pojedynczy silnik napędzający stosunkowo duże i ciężkie koło zamachowe, którego bezwładność zapewnia dostateczną równomierność obrotów. W nowocześniejszych mechanizmach istnieje tendencja do zastępowania jednosilnikowego układu mechanicznego wieloma silnikami realizującymi konkretne funkcje (napęd, dowijanie, przewijanie wstecz), a także elektroniczna stabilizacja prędkości przesuwu taśmy.

Telegrafon – pierwsze urządzenie do magnetycznej rejestracji dźwięku, prototyp magnetofonu. Nazwa wzięła się stąd, że w zamyśle autora urządzenie miało pełnić rolę współczesnej automatycznej sekretarki sprzężonej z telegrafem.

Magnetofon szpulowy, magnetofon taśmowy - rodzaj magnetofonu wykorzystujący jako nośnik dźwięku taśmę magnetyczną nawiniętą na dwie szpule. Najpopularniejsze w Polsce magnetofony były produkowane przez Unitra-ZRK im. Marcina Kasprzaka w Warszawie przez co potocznie nazywano je kasprzakami. W 1958 w ZRK ruszyła produkcja lampowych magnetofonów Melodia. Popularne modele to m.in. ZK-140T (monofoniczny, czterościeżkowy), ZK-146 stereo, ZK-147, Aria, Dama Pik, M2405S, M2406Q.

Napęd taśmy

Napęd taśmy – najczęściej jest to metalowy wałek będący osią obrotu koła zamachowego, do którego taśma przyciskana jest sprężyną za pośrednictwem gumowej rolki.

Mechanizm dowijania

Mechanizm dowijania – rolę tę spełnia sprzęgło cierne zamontowane przy napędzie szpuli odbierającej – siła sprzęgnięcia jest tak dobrana, że zapewnione jest nawijanie na szpulkę, ale nie jest zakłócona równomierność przesuwu taśmy; w droższych modelach cierne sprzęgło jest zastąpione sprzężeniem magnetycznym.

Kaseta magnetofonowa (CC lub z ang. Compact Cassette – kaseta kompaktowa), to kaseta przeznaczona do magnetofonów kasetowych opracowana przez firmę Philips w 1963 roku. Służy również jako nośnik do przechowywania danych.

Dolby NR (skrót od ang. Noise Reduction) – system redukcji szumów stosowany w magnetofonach analogowych, opracowany przez firmę Dolby Laboratories. Zadaniem systemu Dolby NR jest zmniejszenie poziomu szumów samej taśmy, które są głównym czynnikiem ograniczającym dynamikę magnetofonów kasetowych.

Głowica robocza

Głowica robocza jest przetwornikiem magneto elektrycznym. Składa się z obudowy wykonanej z nie ferromagnetyka, by się nie magnesował sam z siebie i umieszczonej wewnątrz cewki, w której indukują się napięcia powstałe w wyniku przesuwu namagnesowanej taśmy, które są zamieniane na sygnał akustyczny w dalszej części przebiegu sygnału. Szczelinka głowicy jest rdzeniem cewki.

DNL (Dynamic Noise Limiter - dynamiczny ogranicznik szumów) – układ ograniczający szumy, opracowany przez firmę Philips do zastosowania w magnetofonach. Jego działanie polega na dynamicznej redukcji wysokich tonów, gdy ich poziom jest niewielki i mógłyby być zniekształcony przez szumy.

AEG (niem. Allgemeine Elektrizitäts-Gesellschaft) - niemiecki koncern elektrotechniczny z siedzibą w Berlinie, założony przez przemysłowca niemieckiego Emila Rathenau, na bazie istniejącej od 1883 spółki akcyjnej Deutsche Edison-Geselschaft fūr angewandte Elektrizität, która zajmowała się produkcją urządzeń dla przemysłu elektrotechnicznego na bazie kilku patentów Thomasa Edisona.

Głowica kasująca

Głowica kasująca – może być magnesem stałym (wtedy dociskana jest do taśmy tylko podczas zapisu – tańsze rozwiązanie) lub mieć budowę podobną do głowicy uniwersalnej, stale dociskana do taśmy, lecz uaktywniana tylko podczas zapisu.

Wzmacniacz

Wzmacniacz – przy zapisie służy do wzmacniania sygnału zapisywanego, podczas odtwarzania – do wzmacniania sygnału odczytanego z taśmy.

Wideo (z łaciny "widzę") – technologia elektroniczna bazująca na sekwencji nieruchomych obrazów, które mogą być nagrywane, przetwarzane, transmitowane, a następnie odtwarzane dając złudzenie ruchu. Terminem tym określa się również sekwencję obrazów zarejestrowaną na nośniku danych.

Nagra – seria magnetofonów opracowanych przez firmę Stefana Kudelskiego, szwajcarskiego wynalazcy pochodzenia polskiego w Cheseaux-sur-Lausanne w Szwajcarii. Nazwa serii (i kilku firm z "Grupy Kudelski") – "Nagra" – wywodzi się od polskiego czasownika "nagrać".

Inne części

Innymi częściami są:

generator prądu podkładu/kasowania – podczas nagrywania zsumowanie prądu podkładu z sygnałem zapisywanym znacząco polepsza jakość nagrania;

układ wykrywający zatrzymanie taśmy auto-stop – najczęściej jest to przełącznik zamontowany na wale jednej ze szpul, zwierany i rozwierany cyklicznie wraz z układem elektronicznym wykrywającym brak zmian sygnału; wyłącza przesuw taśmy po jej całkowitym przewinięciu, zapobiega niepotrzebnemu zużyciu części ciernych;

układ antyszumowy – najczęściej Dolby B, DNL lub CNRS, zawsze jednak ograniczający dynamikę odtwarzanych dźwięków;

układ automatyki nagrywania (ALC, ARN) – dostosowuje poziom zapisu do poziomu sygnału zewnętrznego, zapobiega przesterowaniom;

mikrofon (najczęściej jako dodatkowe wyposażenie) – do nagrywania dźwięków z otoczenia;

Istnieją mechanizmy kasetowe umożliwiające odtwarzanie taśmy w obydwu kierunkach bez jej wyjmowania. Posiadają zdwojony mechanizm napędu taśmy i obracaną głowicę odtwarzającą, na ogół jednak nie umożliwiają nagrywania. Zazwyczaj występują w tandemie z klasycznym mechanizmem.

Digital Audio Tape (DAT) - rodzaj taśmy magnetycznej używany pierwotnie do zapisu nagrań audio, potem zastosowany w komputerach do zapisywania kopii zapasowych danych. Kaseta DAT mieści do 12 GB danych, można na niej nagrywać dźwięk cyfrowej jakości.

Dźwięk – wrażenie słuchowe spowodowane falą akustyczną rozchodzącą się w ośrodku sprężystym (ciele stałym, płynie, gazie). Częstotliwości fal, które są słyszalne dla człowieka, zawarte są w paśmie między wartościami granicznymi od ok. 16-20 Hz do ok. 16-20 kHz.