Типы лентопротяжных механизмов. — ОСНОВЫ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ СИСТЕМ СЕРВИСА. В 2 Ч. ЧАСТЬ 1

Телеграфон, изобретенный Вальдемаром Поульсеном в 1898 году. Он экспонируется в Бред Уоркс^[en] в Индустриальном музее, Люнгбю, Дания.

Принцип магнитной записи на стальную проволоку в 1888 году впервые разработал Оберлин Смит  (англ.) (рус., под влиянием его посещения в 1878-м лаборатории Эдисона. Однако первое работающее устройство было изготовлено датским инженером Вальдемаром Поульсеном лишь в 1895 г. Сам аппарат изобретатель назвал «телеграфоном».^[10][11]

В 1925 годуКурт Штилле  (нем.) (рус. 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.^{[12][13][14][15]}

Впервые принцип фиксации изображения и звука на магнитном носителе описал советский инженер и изобретатель Борис Александрович Рчеулов^[16]. В 1922 году Рчеулов сделал два ключевых изобретения, положивших основу всей дальнейшей видеотехнике. Первое — вакуумные трубки с вибрирующими элементами, второе — система магнитной записи на движущуюся металлическую ленту с катушкой для её намотки^[17]. С их помощью предлагалось осуществлять запись и воспроизведение визуальных и звуковых сигналов и одновременный прием на множество приемников^[18]. Патенты на эти изобретения получены в 1924 году. Однако попытки Б. А. Рчеулова добиться реализации своих изобретений на родине не увенчались успехом^[19]. В 1927 г. Фриц Пфлеймер (Dr. Fritz Pfleumer) запатентовал магнитную ленту (сначала на бумажной основе, затем — на полимерной). Сам этот принцип начали разрабатывать параллельно со Смитом, в лаборатории BASF.

В 1920-х годах Шуллер предложил классическую конструкцию 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, которое и намагничивает магнитную ленту в такт изменению сигнала. При считывании, наоборот, лента, замыкая магнитный поток через зазор на сердечник, наводит ЭДС в обмотке. В 1934—1935 фирма BASF начала серийный выпуск магнитной ленты на основе карбонильного железа либо магнетита на диацетатной основе. В 1935 фирма AEG выпустила первый коммерческий плёночный магнитофон под названием Magnetophon K1.^[20] Само слово Magnetophon долгое время было торговой маркой AEG-Telefunken^[21], хотя при этом вскоре стало нарицательным в ряде языков, в том числе в русском. После окончания Второй мировой войны магнитофоны AEG-Telefunken были вывезены из Германии в СССР и США, где спустя несколько лет (в Америке — в 1947) были построены аналогичные аппараты.^[22]

Принцип высокочастотного подмагничивания — подмешивания в записываемый сигнал высокочастотной составляющей — был предложен в начале 30-х гг. Браунмюлем и Вебером, усовершенствован в конце 30-х гг. Нагаи, Карпентером и др.

Эксперименты по магнитной записи видеосигнала начались в самом начале 50-х, и первый работоспособный прототип был продемонстрирован уже ноября 1951 года. Запись велась линейно, поэтому скорость протяжки ленты была очень высокой. Первый коммерческий видеомагнитофон появился в Англии на студии BBC в 1952 году, аппарат назывался VERA (Vision Electronic Recording Apparatus) и также использовал линейную запись, при этом лента протягивалась со скоростью 360 дюймов/сек, а полоса частот видеотракта была всего 1 МГц, но даже в таком примитивном варианте видеомагнитофон VERA превосходил по качеству изображения кинорегистраторы. Хотя чуть позже удалось в несколько раз снизить скорость протяжки ленты за счёт разделения полной полосы частот видеосигнала на более узкие полосы и их записи на несколько дорожек, и были изготовлены даже цветные видеомагнитофоны, было ясно, что линейная видеозапись не имеет будущего, и фирма Ampex, отлично это осознавая, вела разработки поперечно-строчной записи при помощи головок, закреплённых на вращающемся барабане. Первые работоспособные прототипы появились в 1953—1954 годах, первый коммерческий видеомагнитофон с поперечно-строчной записью в 1956 году. Главной проблемой было создание головок, способных хорошо работать на частотах выше 1-1,5 МГц. Бытовые катушечные видеомагнитофоны на ленте шириной дюйм и полдюйма появились в начале-середине 60-х гг.; в середине 70-х появились кассетные системы, и после непродолжительной борьбы систем Betamax и VHS, различавшихся механикой лентопротяжного механизма и качеством изображения, победила VHS. При этом Betamax давала лучшее качество изображения, но обладала более сложным и менее надёжным лентопротяжным механизмом, что в конечном итоге и решило его судьбу. Современный студийный стандарт Betacam является развитием Betamax.

Стремление к миниатюризации бытовых магнитофонов и повышению удобства пользования ими привела к появлению на рынке, начиная с 1950-х гг., различных кассетных систем. Ко второй половине 1960-х фактически единым стандартом стала компакт-кассета, разработанная компанией Philips. В 1980—1990-х годах магнитофоны с компакт-кассетой практически вытеснили катушечные системы с потребительского рынка.

По крайней мере с начала 1950-х годов конструкторы предпринимали усилия, чтобы упростить обращение 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. По первому пути пошла, например, немецкая фирма Loewe (настольный магнитофон «Optaphon» 1950 года); по второму — нью-йоркская компания Mohawk Business Machines Company. В 1950 г. она выпустила свой Midget Recorder, представив его как «первый в мире карманный ленточный магнитофон». Кольцевая лента для него размещалась в металлической кассете.^[27] На потребительском рынке появлялись кассеты Dictet (США, 1957, для портативного диктофона), Saba (Германия, 1958, для магнитофона Sabamobil^[28]), RCA Sound Tape Cartridge^[en] (США, 1958), Fidelipac^[en] (с кольцевой лентой, США, 1959) и другие. Из этих ранних систем широкого распространения не получила ни одна.^[29][30]

По-настоящему массовые кассетные магнитофоны появились в начале 1960-х.

В 1963 г. компания Philips представила компакт-кассету, которая на несколько десятилетий стала основным форматом магнитофонных кассет во всем мире.

В 1964 г. консорциум американских фирм представил кассету Stereo 8 с закольцованным рулоном ленты и 8-дорожечной записью; они были популярны в США до начала 1980-х гг., во многих американских автомобилях устанавливались магнитолы этого формата.

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 (микрокассета — в миниатюрных диктофонах и телефонных автоответчиках, Steno-Cassette — в диктофонах Grundig).

Первоначально в кассетах использовались 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.

С 2006 года в массовом производстве сохранились только ленты Type I, малопригодные для высококачественной записи музыки.

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.

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. В дорогих высококачественных аппаратах с начала 1970-х гг. применяются компандерные системы шумоподавления («Dolby NR» различных модификаций и им подобные), которые при записи сжимают динамический диапазон сигнала, «приподнимая» тихие фрагменты записи над шумами ленты, а при воспроизведении — расширяют динамический диапазон до исходного. Кассеты, записанные с подавлением шумов, следует воспроизводить с той же системой шумоподавления, которая была выбрана при записи. Для корректного восстановления сигнала, записанного с применением компандерного шумоподавления, необходима точная подстройка параметров записи под конкретную используемую ленту; в магнитофонах, не предусматривающих такую подстройку, восстановленный сигнал часто теряет высокочастотные составляющие («завал верхов»).

Для расширения динамического диапазона вверх (прежде всего, в области высоких звуковых частот) применяется система динамического подмагничиванияDolby HX Pro, впервые применённая компанией Bang & 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.

Кроме малых размеров и удобства обращения, магнитофонная кассета позволила создать аппараты с автоматической сменой кассет. С 1969 г. такие магнитофоны производил Philips (модели N2502, N2401, N2408)^[31] и другие компании (например, Mitsubishi — музыкальные центры DA-L70, LT-70, SS-L70 в 1980-х годах)^[32], 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.

Одно из характерных отличий стандартных магнитофонов под компакт-кассету — невозможность раздельной монофонической записи на каждую дорожку в четырёхдорожечных аппаратах, так как их стирающая головка размагничивает сразу две соседние дорожки. В катушечных четырёхдорожечных магнитофонах все дорожки можно записывать раздельно и тем самым экономить ленту при монофонической записи. В некоторых моделях кассетных диктофонов, регистраторов и магнитофонов для людей с потерей зрения имеется возможность раздельной записи и воспроизведения каждой из четырёх дорожек^[33].

В середине 1970-х годов фирма Sony, пытаясь преодолеть недостатки компакт-кассеты, предложила формат Elcaset. Это были в меру крупные кассеты (152×106×18мм) с лентой шириной 6,25 мм. Стандартная скорость протяжки — 9,53 см/с. Конструкция кассеты предусматривала возможность подведения ленты к трём головкам и двум тонвалам, то есть организацию сквозного канала и закрытого тракта. По характеристикам аппаратура Elcaset была близка к катушечным магнитофонам, значительно превосходя компакт-кассету, но формат оказался коммерчески неуспешным и к 1980 году производство магнитофонов и кассет, едва начавшись, было свёрнуто. Уже изготовленные магнитофоны и кассеты были целиком проданы в Финляндию, и в настоящее время Финляндия имеет самый большой в мире парк аппаратуры Elcaset.

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 г.^[34] (катушечные магнитолы появились ещё в 1950-е).

В СССР было принято в разговорной речи обозначать кассетный магнитофон словом «кассетник». В свою очередь катушечный магнитофон назывался словом «катушечник», «катушник» или «бобинник» (от слова «бобина» — катушка).

В конце 1960-х — начале 1970-х годов выпускались комбинированные катушечно-кассетные магнитофоны: венгерский BRG M11 Qualiton^[35], японские Sony TC-330^[36], Akai X-1800SD (под кассету Stereo 8)^[37].

История

Опыты с магнитной записью велись с начала 1930-х гг. в Научно-исследовательском институте Всесоюзного радиокомитета и в других организациях. Единичные экземпляры магнитофонов изготавливались ещё до войны для спецприменения (например, проволочный магнитофон ПМ-39^[40]). Первый серийный магнитофон — СМ-45 конструкции Н. Рабиновича — появился в 1942 г., он работал с лентой шириной 6,5 мм. В 1944 в радиовещательные центры страны стали поступать магнитофоны МАГ-1 и МАГ-2^[41], разработанные под руководством И. Е. Горона, А. А. Вроблевского и В. И. Пархоменко (их выпустили около 70 штук), а вскоре и усовершенствованные МАГ-3 и МАГ-4.

После окончания Второй Мировой войны в СССР были привезены в порядке репарации трофейные немецкие аппараты AEG Magnetofon. Предполагалось, что их конструкция, устройство и принципы работы должны быть тщательно изучены советскими специалистами, для чего в 1945 г. при Радиокомитете был создан ВНИИЗ — Всесоюзный научно-исследовательский институт звукозаписи (сейчас ВНИИ телевидения и радиовещания), сформирована промышленная база для выпуска магнитофонов серии МЭЗ (для радиовещания) и РМС-16 (для студий звукозаписи). МЭЗы производил Московский экспериментальный завод Министерства культуры СССР.

В 1947—1948 году во ВНИИЗ разработали магнитофон «упрощённого типа», рассчитанный на массового потребителя. Модель МАГ-4 работала на ленте шириной 6,5 мм, запись однодорожечная на скорости 45,6 см/с, то есть обеспечивалась совместимость с тогдашними профессиональными аппаратами. По имеющимся сведениям, МАГ-4 если и выпускался, то очень маленькой серией.^[42][43]

Выпуск первого в СССР серийного бытового магнитофона «Днепр» начался в 1949 г. в Киеве. К середине 1950-х годов аппараты магнитной записи для потребительского рынка выпускали уже ряд заводов в Москве («Яуза», «Астра»), Киеве («Днепр»), Вильнюсе («Эльфа»), Горьком (МАГ-8М) и др.
В 1954 г. начался выпуск магнитной ленты на химическом заводе в Шостке Сумской области.^[44]

В 1957 г. вступил в силу государственный стандарт ГОСТ 8088-56 «Магнитофоны. Основные параметры» — первый, регламентирующий параметры магнитофонов на ленте шириной 6,25 мм.^[45]

Магнитофон и общество

В СССР бытовые магнитофоны стали широко доступными примерно со второй половины 1950-х — начала 1960-х годов. В это время возникло особое социальное явление — магнитофонная культура или «магнитиздат». Лёгкость копирования магнитных записей позволила почти неограниченно распространять произведения, не одобрявшиеся официальной идеологией, но популярные в народе: песни бардов и первых полуподпольных рок-групп, западную популярную музыку, неофициальные выступления писателей-сатириков, лекции по уфологии, передачи «вражеских голосов» и т. п.^[46][47].
Магнитофоны быстро вытеснили с рынка кустарную грамзапись — грампластинки, записанные на использованной рентгеноплёнке («музыка на рёбрах»).

Любители технического творчества в СССР активно конструировали и строили магнитофоны самостоятельно. Стимулом к этому были сначала новизна технологии и дефицит бытовых магнитофонов вообще, а позже — желание создать аппарат, в чём-то превосходящий фабричные. В 1947 г. на 6-й всесоюзной заочной выставке творчества радиолюбителей получил вторую премию диктофон Б. В. Охотникова (притом с дистанционным управлением),^[48][49] а в 1949 г. на 8-й всесоюзной заочной выставке был представлен относительно несложный магнитофон, доступный для изготовления любителем средней квалификации^[50]. На последующих радиовыставках постоянно демонстрировались такие самоделки, притом изготовленные на достаточно высоком уровне.^[51] Случалось, любители сами изготавливали для своих конструкций такие сложные узлы, как электродвигатели, магнитные головки и даже кассеты^[52][53]. Широко публиковались описания самодельных магнитофонов самой разной степени сложности и пособия по самостоятельному их конструированию.^{[54][55][56][57][58][59]}

Основными функциональными узлами магнитофона являются лентопротяжный механизм (ЛПМ), блок магнитных головок (БМГ, БВГ) для записи, воспроизведения и стирания сигналов и электронные устройства, обеспечивающие работу БМГ.

Лентопротяжный механизм

Лентопротяжный механизм, или механизм транспортирования магнитной ленты, обеспечивает, как ясно из названия, протяжку магнитной ленты. Характеристики ЛПМ в наибольшей степени влияют на качество звуковоспроизведения аппарата в целом, потому что искажения, которые неидеальный ЛПМ вносит в сигнал, невозможно исправить никакой коррекцией в аналоговом электронном тракте. Главными характеристиками ЛПМ является коэффициент детонации и долговременная стабильность скорости движения ленты (выражается в процентах наибольшего отклонения скорости от номинальной).

ЛПМ должен обеспечивать:

Для привода ЛПМ используются, как правило, электрические двигатели постоянного и переменного тока. В некоторых ранних переносных моделях для экономии энергии батарей применялись пружинные (патефонного типа) двигатели, например, в советских МИЗ-8 и «Днепр-8», швейцарских Nagra I и Nagra II^[3], английских Boosey & Hawkes Reporter^[4] и др. Западногерманская фирма Maihak производила репортерские магнитофоны с патефонным приводом до 1960-х годов.^[5] Применяются фрикционные, ременные и зубчатые передачи. ЛПМ может содержать как один двигатель, так и два или три, редко — больше. Однодвигательная схема — самая распространённая. Два или три двигателя ставят обычно в дорогие высококачественные аппараты. Трёхдвигательные ЛПМ считаются самыми совершенными. В них меньше всего механических передач, ведущий узел лучше всего изолирован от влияния приёмного и подающего узла (а значит, проще стабилизировать скорость и натяжение ленты). Но эти достоинства полностью реализуются только при применении специальных и очень недешёвых прецизионных двигателей.

По принципу управления режимами работы ЛПМ бывают с механическим и электронным управлением.

Заданные характеристики ЛПМ обеспечиваются тщательным проектированием механизма, прецизионным изготовлением деталей и узлов, применением электронных, механических и электромеханических систем автоматической стабилизации скорости и натяжения ленты.

Стандартный ряд скоростей протяжки ленты появился в середине пятидесятых годов. До этого единого стандарта не существовало, что можно объяснить двумя причинами:

• Многие модели первых магнитофонов разрабатывались для записи синхронной фонограммы в процессе кинопроизводства, и рассчитывались на перфорированную магнитную ленту сплошного полива, совпадающую по размерам с 35-мм и 16-мм киноплёнкой^[6]. Поэтому в ЛПМ магнитофонов, как и в ЛПМ аппаратов оптической звукозаписи применялись зубчатые барабаны, и использовались скорости 18 и 46,5 см/сек, стандартные для таких же форматов киноплёнки. Это упрощало синхронизацию изображения со звуком при монтаже и последующем переводе магнитных фонограмм в оптическую.
• В Германии, где до Второй Мировой войны магнитная запись развивалась наиболее интенсивно, были приняты метрические скорости. После войны же большая часть немецкой документации по магнитофонам попала в США, где по мере собственных американских разработок механические параметры переводились из метрической системы в дюймовую. Так скорость 77 см/сек превратилась в 76,2 см/сек (30 дюймов/сек) и т. д. Наиболее интенсивно работу над магнитной записью вела фирма «Ampex», поэтому в конечном итоге по миру распространился дюймовый ряд скоростей. Так называемый «немецкий» ряд скоростей (77 см/с, 38,5 см/с, 19,25 см/с) в бытовых магнитофонах был довольно распространён до конца 1950-х годов, а в студийных аппаратах встречался и позже.

Магнитные головки

Важнейший узел магнитофона — магнитные головки. Их характеристики во многом определяют качество работы аппарата в целом.

Магнитная головка может работать как с одной дорожкой (моно), так и с несколькими — от двух (стерео) до 24 (см. Многодорожечная запись).

Они классифицируются по назначению: головки воспроизведения (ГВ), записи (ГЗ), универсальные записи-воспроизведения (ГУ) и стирания (ГС). Количество их, устанавливаемое на ЛПМ, варьируется от одной (ГВ в магнитофонах-проигрывателях или ГЗ в магнитофонах, предназначенных только для записи), двух (ГУ и ГС — наиболее распространённый вариант в бытовых магнитофонах), трёх (ГВ, ГЗ, ГС — так называемый «сквозной канал», который обеспечивает воспроизведение только что записанного сигнала) до четырёх (две ГВ для функции реверса, и по одной ГЗ и ГС) и более (головка для функции «реверс» может применяться и одна, но с механизмом переворачивания на 180° или же сдвига по высоте).

В случае использования нескольких головок в общем конструктиве (барабане, основании) говорят о блоке магнитных головок (БМГ) — так, существуют аудиомагнитофоны со сменным БМГ, что позволяет получить, например, разное количество дорожек (немецкий бытовой магнитофон высокого класса Uher Royal de Luxe, 1969 г.^[7]).
Иногда применяются комбинированные головки, конструктивно объединяющие, например, ГУ и ГС. Также иногда применяется отдельная головка подмагничивания, записи и воспроизведения вспомогательных сигналов и др.
Стирание записи обычно ведётся высокочастотным переменным магнитным полем, но в самых дешёвых моделях широко применялись и ГС в виде постоянного магнита специальной формы, которая механически подводится к ленте при стирании, несмотря на то, что уровень шумов при стирании постоянным магнитным полем больше.

Качество применённых магнитных головок в основном и определяют качество записи/воспроизведения сигнала в магнитофоне. От качества головки также зависит и её долговечность (срок службы).
На первых моделях кассетных магнитофонов стояли головки с сердечником из мягкого пермаллоя, в дальнейшем им на смену пришли более износостойкие головки из стеклоферрита и из сендаста. Позже были разработаны магнитные головки из аморфного металла (А-головки), отличающиеся прекрасными магнитными свойствами и износостойкостью на уровне стеклоферрита, и высококлассные магниторезистивные головки (Z-головки).

Важное значение для обеспечения совместимости записей, сделанных на разных магнитофонах, имеет правильная юстировка магнитных головок (их пространственное расположение по высоте и наклону относительно ленты) согласно принятым стандартам. Особенно сильно влияет на совместимость записей совпадение азимутов магнитных головок (угла между магнитным зазором головки и кромкой ленты) при записи и воспроизведении. Несовпадение азимутов всего на единицы угловых минут, приводит к резкому ухудшению воспроизведения высоких частот. В дешёвых магнитофонах нередко предусмотрено специальное отверстие в передней или задней панели для юстировки головки «на слух», по максимуму воспроизводимых высоких частот.

В процессе работы магнитные головки засоряются осыпающимся с ленты магнитным слоем и потому подлежат периодической очистке.

Электроника

Электронная часть магнитофона состоит из:

Отличительной особенностью УВ и УЗ магнитофонов является то, что они обязательно содержат цепи частотной коррекции, настроенные таким образом, чтобы скомпенсировать частотные искажения, вносимые головками и лентой, и обеспечить максимально возможную линейность АЧХ канала записи-воспроизведения^[8]. Параметры цепей коррекции УВ (их «постоянные времени») стандартизованы для различных скоростей и типов лент, а АЧХ усилителя записи выбирается такой, чтобы в итоге при воспроизведении через стандартный УВ получить равномерную АЧХ всего тракта в заданном диапазоне частот. Таким образом можно обеспечить совместимость записей, сделанных на разных магнитофонах. Если магнитофон предназначен для работы на разных скоростях движения ленты или с разными типами лент, его УВ и УЗ содержат ручные или автоматические переключатели цепей коррекции.
Кроме того, УВ должен быть максимально малошумящим, так как сигнал с головки воспроизведения обычно очень мал и составляет от долей до единиц милливольт при максимальном уровне сигнала.

Напряжение сигнала на выходе УВ составляет обычно от десятков милливольт до единиц вольт. Далее оно подаётся через регулятор громкости и тембра на вход усилителя мощности низкой частоты или на вход внешних устройств усиления и обработки сигнала.

ГСП вырабатывает синусоидальное напряжение ультразвуковой частоты, необходимое для подмагничивания при записи и для стирания записи. Необходимая величина тока подмагничивания и стирания зависит от конструктивных особенностей магнитных головок, а также типа магнитной ленты и скорости ее движения. Величина тока подмагничивания влияет на многие параметры магнитной записи и устанавливается при заводской настройке магнитофона; дорогие модели могут иметь системы автоматической калибровки тока подмагничивания под данный экземпляр магнитной ленты. Частота ГСП выбирается в 4-5 раз выше верхнего предела частотной характеристики магнитофона, то есть от 40-50 кГц для простейших аппаратов и до 80-210 кГц в моделях класса Hi-Fi. В миниатюрных магнитофонах часто применяют стирание с помощью постоянного магнита. Это позволяет применить для подмагничивания генератор значительно меньшей мощности. В самых примитивных магнитофонах ГСП нет вовсе, а подмагничивание производят, подавая в головку записи постоянный ток.

Более продвинутые модели содержат устройства индикации режимов работы и уровня записи-воспроизведения (аналоговые, либо цифровые), датчики срабатывания автостопа, систему автопоиска (AMS, APSS и тп.), устройство автоматической регулировки уровня записи (АРУЗ), устройство шумоподавления (как компандерные системы — Dolby B, Dolby C, Dolby S,DBX,Hign Com так и динамические фильтры — DNL, «Маяк»), устройства «динамического подмагничивания» (Dolby HX, Dolby HX Pro, СДП, СДП-2 и пр.), коммутатор входов/выходов (режим «Монитор») и некоторые другие. Иногда предусматривается возможность перезаписи с дорожки на дорожку, наложение новой записи на имеющуюся, записи специального сигнала для синхронизации с киноаппаратурой и пр.

Элементная база

Электронная часть первых магнитофонов выполнялась, естественно, на электронных лампах. Лампы в магнитофоне создают три специфические проблемы.

• Во-первых, лампы выделяют много тепла, которое может повредить магнитную ленту. В стационарных магнитофонах либо выполняли электронную схему в виде отдельного блока, либо предусматривали в просторном корпусе специальные меры для вентиляции и теплоизоляции. В малогабаритных моделях старались уменьшить число ламп и увеличить площадь вентиляционных отверстий. В инструкциях нередко указывалось предельное время непрерывной работы магнитофона, обычно несколько часов, и рекомендовалось не оставлять ленту на остывающем аппарате.
• Во-вторых, лампы склонны к микрофонному эффекту, а лентопротяжный механизм создаёт довольно значительный акустический шум. В магнитофонах высокого класса приходилось применять особые меры для борьбы с микрофонным эффектом, например, устанавливать на амортизаторы входные лампы усилителей записи и воспроизведения.
• В-третьих, для ламп нужен высоковольтный источник питания анодных цепей и низковольтный (но довольно мощный) — для подогрева катодов. В магнитофоне же требуется ещё и источник питания для электродвигателя. Таким образом, комплект батарей для портативного лампового магнитофона мог получиться довольно объёмным, тяжёлым и дорогим.

С появлением транзисторов их стали применять и в магнитофонах. Автоматически решились проблемы тепловыделения и микрофонного эффекта. Транзисторный магнитофон можно было питать от недорогих низковольтных батарей, и служили они намного дольше. Магнитофоны стали по-настоящему портативными. Первый транзисторный магнитофон выпустила в 1955 г. западногерманская фирма Maihak (модель Reportofon MMK 3 tr), причем привод лентопротяжного механизма в нем был пружинный, а не электрический.^[5][9] К концу 1960-х гг. ламповые магнитофоны почти полностью были вытеснены с рынка транзисторными.

С 1970-х годов в магнитофонах всё шире применяются аналоговые интегральные микросхемы, как общего применения (операционные усилители), так и специализированные (малошумящие УВ, УМЗЧ, компандерные шумоподавители и т. д.). В схемах управления применяют цифровые микросхемы разной степени интеграции, вплоть до микроконтроллеров и микропроцессоров.