Мини-лекци. Магнитофон. Что там внутри...

Владимир Сысолятин
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!

Самые распространённые стандартные значения скоростей: 76,2, 38,1 см/сек (студийные магнитофоны); 19,05 см/сек (бытовые и студийные магнитофоны); 9,52 см/сек (бытовые магнитофоны); 4,76 см/сек; 2,38 см/сек (диктофоны, бытовые кассетные магнитофоны). Надеюсь Вы поняли как на качество записи/воспроизведения влияет скорость движения ленты?! Именно об этой скорости и идёт речь. В свою очередь, для скоростей 19,05 и 9,52 см/сек. зазор в головках делают порядка 14 микрон, то для 4,76 см/сек. 5 микрон! Зазор в головках для старых студийных магнитофонов можно было видеть даже невооружённым глазом! Ну и скорости конечно были!.. Для сравнения возьмём к примеру трёхскоростной магнитофон «Комета». Как ни старались конструктора , но вот справочные данные. Зависимость верхнего потолка частот от применяемой скорости, соответственно:
19,05 см/сек. — 10000 Гц.
9,52 см/сек. — 6000 Гц.
4,76 см/сек. — 3500 Гц.

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!..

Налей-ка рюмку Роза...