Magnetofon

Magnetofon – urządzenie do zapisywania i odtwarzania sygnału fonicznego na taśmie magnetycznej. Magnetofon dokonujący tylko zapisu to rejestrator, a tylko odczytu to odtwarzacz sygnału fonicznego.

Magnetofon typu Digital Audio Tape (DAT) to urządzenie do zapisu i odczytu sygnału fonicznego w postaci sygnału cyfrowego.

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”.

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.

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 niemieckiemu przedsiębiorstwu AEG, jednemu z czołowych 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 zademonstrowany 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.

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.

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 ten bywa nazywany mechanizmem kabestanu (ang. capstan mechanism).

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.

Głowica robocza

Głowica robocza jest przetwornikiem magnetoelektrycznym. Składa się z obudowy wykonanej z nieferromagnetyka, 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.

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.

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 i/lub nagrywanie taśmy w obydwu kierunkach bez jej wyjmowania. Posiadają zdwojony mechanizm napędu taśmy i obracaną głowicę odtwarzającą. Zazwyczaj występują w tandemie z klasycznym mechanizmem.