přihlášení uživatele
přihlásit trvale na tomto počítači
vyhledávaní

zvukVývoj záznamových zařízení XIV - Magnetický záznam

23.1.2014 | Autor: Michal Kašpárek | sekce: pro muzikanty - workshopy

Vývoj záznamových zařízení XIV - Magnetický záznam


Princip magnetického záznamu zvuku a informace, který ovládl druhou polovinu 20. století a je do vysoké míry zásadní do dneška, byl poprvé prakticky demonstrován Valdemarem Poulsenem v roce 1898. Dánský elektroinženýr nechal tenký ocelový drát rychle převíjet mezi póly elektromagnetické „hlavy“ svého telegrafonu, do kterého přivedl signál z telefonu. Proměnné magnetické pole indukované procházejícím elektrickým proudem bylo možné zpětně reprodukovat čtecí hlavou s připojenými sluchátky. S touto myšlenkou však zdaleka nebyl první!

Již v roce 1888 byl v srpnovém výtisku Electrical World publikován článek Oberlina Smithe, ve kterém popsal magnetický záznam zvuku na provázek pokrytý železnými pilinami. Jím popsaná záznamová hlava představovala elektrickou cívku, jejíž středem procházel nosič - tedy pokovené lanko. Žádný funkční model se nezachoval a není ani jasné, zda Smith vůbec kdy nějaký postavil.

Stejnou cestou se ubíral o několik let později i již zmíněný Poulsen, který objevil magnetický záznam zvuku, zatímco pracoval jako montér u telegrafické společnosti. Své první experimenty započal kolem roku 1894 a o čtyři roky později získal patent na první fungující magnetické záznamové zařízení jménem telegrafon. Zaznamenaný zvuk byl plný šumu a velmi slabý, neboť v tomto období nebyly známy prostředky k zesílení elektrického signálu. Rovněž ocelový drát navinutý do cívky se používáním často překroutil a celé zařízení bylo značně nespolehlivé.

Poulsen v následujících letech představil několik vylepšení a zařízení se začalo v malých sériích vyrábět a prodávat jako diktafon, nicméně konkurenční Edisonovy voskové válečky byly levnější a spolehlivější a Telegrafon se tak nikdy významně neprosadil. Desítky, maximálně stovky kusů byly vyrobeny v Dánsku, Německu a později i v USA.

Než se Poulsen začal po roce 1902 věnovat rádiu a souvisejícím technologiím, objevil pozitivní vliv přidané stejnosměrné složky na kvalitu ukládaného signálu, tzv. DC bias. V době experimentování s ocelovou páskou namísto drátu přišel s jevem, který je dodnes úspěšně využíván. Poulsen jej navrhl jako prostředek k snížení šumu a zkreslení.


DC bias, neboli proudové předpětí se používá k posunu střídavého (AC) signálu do oblasti se stejnou polaritou - mj. při zesilování signálu. Například signál z mikrofonu obsahuje kladnou i zápornou část, ovšem tranzistor není schopen zesilovat kladné i záporné napětí současně. Předpětím se tedy signál „posune“ do kladné či záporné poloroviny - je přidána stejnosměrná složka (DC offset). Po zpracování může být tato složka opět odstraněna.


V roce 1918 vypršela platnost Poulsenových patentů a ohnisko vývoje magnetického záznamu se přesunulo do Německa, zejména do laboratoří firmy AEG, která je kolébkou magnetofonového pásku. Dr. Fritz Pfleumer totiž v roce 1928 získal patent na papírový magnetický pásek a o několik let později udělil AEG práva využívat a nadále vyvíjet jeho vynález (v Německu vzniklo také několik záznamníků na ocelovou pásku, která však při vysokých rychlostech často praskala a rychle odletující odštěpky dělaly ze zvukařského řemesla nebezpečný adrenalinový sport).

Náčrtek přístroje Oberlina Smithe z roku 1888


Pfleumerova páska byla tvořena papírem posypaným práškem oxidu železitého a zafixovaným lakem ve funkci pojiva. Mechanické a pevnostní vlastnosti papírové pásky nebyly příliš dobré, a AEG ve spolupráci s BASF (dnešní německá agrochemická společnost v té době vyráběla zejména materiál pro výrobu telefonních indukčních cívek či vysokofrekvenční techniku) proto nahradila papír celuloidem. V roce 1934 tak byla BASF schopná dodat prvních  padesát tisíc metrů celuloidové magnetické pásky, použité v prvních magnetofonech AEG. Na XXII. velkoněmecké rozhlasové výstavě v roce 1935 tak představený magnetofon a magnetická páska slavily obrovský úspěch a vzbudily zájem odborné i laické veřejnosti.

První veřejná nahrávka s použitím magnetofonu AEG se konala 19. listopadu 1936 již s nově vylepšenou magnetickou páskou s oxid železnato-železitý Fe3O4 s lepšími dynamickými vlastnostmi. Koncert Londýnské filharmonie v německém Ludwigshafenu nad Rýnem byl zaznamenán s použitím jediného kondenzátorového mikrofonu Neumann CMV-3, který je vidět na fotografii přesně uprostřed za zády dirigenta Thomase Beechama. Koncertní hala spolu s většinou města byla zničena při bombardování Německa během druhé světové války.

Poulsenův telegrafon z roku 1898


Další vývoj magnetofonové techniky se nesl ve stylu vylepšení záznamové a čtecí hlavy a zejména vysokofrekvenční předmagnetizace, tzv. high frequency biasing. Tato technika, vyvinutá 1941 v AEG, spočívala v obohacení elektrického signálu o vysokofrekvenční tón mimo slyšitelnou oblast za současného zvýšení poměru signál/šum (SNR - Signal-to-Noise Ratio). Ke stejnému objevu došel v USA Marvin Camras, pracující na vývoji mobilního magnetického drátového (viz další text) záznamníku okolo roku 1940, nicméně vzhledem k politické, či přesněji řečeno válečné, situaci, byly všechny podobné vynálezy vzhledem ke své využitelnosti v armádě či špionáži důsledně tajeny.

Sony Walkman z roku 1979


První magnetické pásky o šířce 6,5 mm a tloušťce tenčí než lidský vlas byly navíjeny na kotouč na způsob cívky. Frekvenční rozsah pásky tzv. reel-to-reel byl původně cca 6 kHz a postupně se zvyšoval společně s technickými inovacemi. Světově se tato technologie rozšířila až po konci druhé světové války, pro svou vysokou cenu však zpočátku takřka výhradně v oblasti profesionálního použití pro potřeby rozhlasu či nahrávacích studií (již víme z minulých dílů, že ještě v 60. letech hudbě jednoznačně kralovala gramofonová deska).

Magnetofon AEG, 1935


Rozšíření magnetofonu do zámoří přineslo této technologii další postupný rozvoj, který vyústil v představení první „kazety“ - RCA páskové cartridge v roce 1958. První kazeta byla oboustranná (otočná) a každá strana obsahovala třicet minut stereo záznamu. Kazety o rozměru cca 13 x 20 x 1,3 cm se prodávaly v různých verzích s již nahranými pásky a příliš se neprosadily. V roce 1962 vyvinul Philips kompaktní kazetu (compact cassette), kterou představil v Evropě v roce 1963 a v USA 1964. Přestože se nejednalo o zdaleka jediný kazetový systém pro magnetické pásky, tento standard se prosadil jako majoritní díky tlaku Sony na bezplatnou licenci k jeho používání. Nástup kompaktní kazety byl vskutku raketový a již v roce 1964 byla v německém Hannoveru zahájena její masová výroba. Přesné chemické složení pásky prošlo během následujících desetiletí několika změnami, které se projevily nejprve na kvalitě a posléze i na výrobní ceně. Oboustranné kazety se nejčastěji rozlišovaly podle celkové kapacity na C46 (dvakrát 23 minut), C60 (celkových 60 minut), C90, C120 a další, například singlové, kazety.

Jeden z prvních přenosných diktafonů Philips EL 3302 (rok 1968)


Jeden z prvních rozšířených přenosných diktafonů byl Philips EL3302 z roku 1968, skutečně kapesní a přenosný byl však až revoluční přehrávač Sony Walkman, představený roku 1979, který definoval hudební průmysl v 80. letech. Díky walkmanu v tomto období prodeje kazet překonaly trh dlouhohrajících LP desek a do nástupu digitálních hudebních formátů (CD a později mp3) se staly hlavním segmentem trhu.

Drátový záznamník Webster pravděpodobně z 50.let


S příchodem magnetické pásky však drátové a ocelové nahrávací systémy zcela nezmizely. Vraťme se nyní na okamžik na počátek 40. let: Německo tají objev magnetické pásky a spojenci pouze z odposlechů tuší nejasné obrysy nové technologie umožňující snadné uchování a přenos zvuku a informací. Armáda USA proto tlačí na vývoj mobilního záznamníku a vzniká tak drátový záznamník s vysokofrekvenční magnetizací a speciální hlavou, která eliminuje vliv různého natočení drátu, a tedy nestabilní vektor magnetizace. Nová, spolehlivá (a hlavně výrazně levnější než pásková) konstrukce drátového záznamníku byla v USA využívaná v armádě i v komerčním a vzdělávacím sektoru až do 60. let, kdy byla definitivně vytlačena rozvojem páskového záznamu. Vznikla dokonce i miniaturní odposlouchávací zařízení, jak na bázi magnetického drátu, tak například na principu optického záznamu zvuku.

Magnetický záznam je dodnes nejrozšířenější metoda ukládání dat v IT


V porovnání s páskovým záznamem vyžadoval tenký magnetický drát vysokou přehrávací rychlost okolo 0,6 m/s. „Špulka“ s hodinovým záznamem o délce přes dva kilometry drátu měla však díky minimální tloušťce pouhých sedm centimetrů v průměru. Zvuková kvalita byla srovnatelná se soudobým gramofonem či ranou magnetickou páskou.

Psáno pro: časopis Muzikus 2013/05

Online verze stránky: http://www.muzikus.cz/pro-muzikanty-workshopy/Vyvoj-zaznamovych-zarizeni-XIV-Magneticky-zaznam~23~leden~2014/

Komentáře

celkový počet: 0

Buďte první...


 
 
 
&;

Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam, poskytování funkcí sociálních médií a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte.