15 ноември 2018
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Говорят медиците
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

История на звуконосителите. Аудиокасети (видео)

Първата компакт касета е представена през 1963 г. от Philips

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 14 февруари 2016 в 16:11156243

През 70-те и 80-те на ХХ век компакт-касетата (СС, compact cassette) е най-разпространеният звуков носител. Причина за това е ниската й цена и едва през 90-те години е изместена от лазерния оптичен диск. На аудиокасета могат да се записват и компютърни данни (съществуват и микрокасетни формати, създадени специално за тази цел, какъвто е напр. NT на Sony).

Записът се извършва на магнитна лента с ширина 3,81 mm и дебелина 11-27 μm. Тя е разделена на две (при моно запис) или четири звукови писти (при стерео запис), като от всяка страна – А или В – са достъпни една или две писти. Скоростта на движение на лентата в касетата при прослушване или запис обикновено е 4,76 cm/s. В някои двукасетни декове има възможност за копиране със скорост 9,5 cm/s, а в диктофоните за продължителен запис се използва скорост 2,38 cm/s. Качественият звук с висока вярност е характерен само за т.н. Hi-Fi касети (появилите се през 80-те г. касети с ленти "хромдиоксид" и "метал", по-точно с работни слоеве от хромдиоксид и метални съединения).

Предистория

Идеята да се събере магнитната лента-звуконосител заедно с ролките в един корпус, удобен за ползване, се появява още през 1930-те години. Германският производител Lorenz от 1935 г. доставял заедно със своите ролкови магнетофони и малка метална кутийка с две шипчета за ролките. Такива решения са произвеждали и американските компании RCA и Piercе. Най-вероятно първата касета за магнетофонна лента въобще се появява също така в Германия през 1950 г., в магнетофона Optaphon на Loewe (на долната снимка).

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/a/a8/1950_Loewe_Optaphon.jpg/1280px-1950_Loewe_Optaphon.jpg

От 1958 до 1964 г. RCA произвежда касета с размери 197 × 127 × 13 mm, известна като RCA tape cartridge и Magazine Loading Cartridge. По конструкция тя била сходна с бъдещата компакт-касета. Лентата се предавала със скорост 9,53 см/s и осигурявала продължителност на стереозаписа 2 х 30 минути. През 1962 г. Ърл Мънц, по прозвище Безумния (Earl "Madman" Muntz), започнал да произвежда четирипистови касети Stereo-Pak за автомобилните магнетофони на General Motors, а през 1964 г. на пазара се появил първият осемпистов касетен формат Stereo 8, поддържан от Ampex, Ford, Motorola и RCA. Магнетофоните за него били преди всичко възпроизвеждащи, а лентопредаващият им механизъм бил толкова опростен, че не било предвидено дори пренавиване. Всички тези стандарти се използвали само в Северна Америка и излезли от употреба през 70-те г., а последната 8-пистова касета била продадена в САЩ през 1982 г.

Compact cassette

През 1963 г. компанията Philips представила нов касетен формат за звукозапис (на долната снимка). Компактната касета имала ширина на лентата като използвалата се до последно – 3,81 mm. Била предназначена за употреба в диктофони и съхраняване на компютърни данни. Опасявайки се от ответен конкурентен ход на Sony,Philips предпочели да не плащат лиценз за производство на чужди касети, а да създадат свой стандарт. При него касетите се обозначавали с буквата С и след нея цифра, означаваща общата продължителност на записа в минути – С45, 69, 90, 120 и т.н.

През 1965 г. известната германска компания Grundig пуска на пазара много подобната касета DC International с магнетофон за нея. Размерите й били 120×73×12 мм и скорост на движение на лентата 5,08 m/s. Но този стандарт не издържал конкуренцията с компактдисковете и скоро слязъл от сцената.

В началото на 70-те, Рей Долби създава Dolby шумопотискащата система, която значително подобрява качеството на записа върху касетната лента.

Принципен недостатък на 4- и 8-пистовите касети бил начинът на подреждане на звукозаписните писти. Възпроизвеждащата глава на магнетофона трябвало физически да се премества от една писта към друга, при което се появявала нестабилност на амплитудно-честотната характеристика и оттам на цялото възпроизвеждане. Поради това, независимо от теоретически по-ниското качество на звука, през 90-те г. CD взели превес на американския пазар.

Диктофонна касета по Steno стандарта на Grundig от 70-те г.

През 1971 г. компанията Advent представила касета с различна магнитна лента, изготвена на основата на хромдиоксид. Това нововъведение изменило много неща в сектора, защото донесло със себе си много по-високо качество на възпроизвеждане. Успоредно с това продължило усъвършенстването на предишните технологии (с работен слой от железен оксид), каквито именно били първите фабрични касети със записана музика. Технологията създала основата за производството на наистина качествени носители, които участват в пика на продажбата на музикални касетки през втората половина на 80-те години.  

Стандартното времетраене на записа на една аудиокасета е 60 или 90 минути, което е отговаряло на дължината на повечето музикални албуми. В края на 70-те г. обаче започват да се правят опити със 120-минутна лента, а (вероятно през 1981) японската компания TDK достига своеобразен връх, пускайки на пазара 180-минутна компакт касета! Проблемът с касетите над 90 минути обаче е в прекалено тънките ленти, които лесно се разтягали или късали – дотолкова, че самите производители съветвали тези касети да не се пренавиват прекалено често. Поради малката дебелина се появявал и неприятен звуков ефект (многократно възпроизвеждане на един и същи сигнал, т.н. копир ефект), предизвикан от взаимното намагнитване на различните слоеве на лентата.

Изключително интересна и малко позната е разработката Ocasse (Open cassette) на японската компания ТЕАС, производител на някои от най-качествените многопистови магнетофони въобще. Става дума за метална кутия с добре познатите две ролки, но лентата се съхранява само на едната. Когато потребителят желае да прослуша записа, изважда ролката от специална кутия с гнездо и прикрепя ракорда на лентата към другата ролка. Всяка отворена" касета вървяла с подробно описание как се да се направи това. Японската култура има силна привързаност към малките, фини и изящни предмети, а рекламата на ТЕАС твърдяла, че отворената касета Ви показва по-добре как работи технологията". Технологията никога не става популярна извън Япония, но се твърди, че японските потребители я харесват, защото представя огромните ролки на традиционните тежки магнетофони в съвсем различна светлина. Повече за това интересно инженерно творение на ТЕАС можете да видите в следния видеоматериал:

Напоследък някои американски групи, изявяващи се в жанровете пънк рок и хеви метъл, освен носталгичния жест, налагащ издаване на скъпи аудиофилски албуми на грамофонни плочи, предлагат към тях и десетина пъти по-евтино копие на аудиокасета. На тях понякога е изписан и адрес за сваляне на същия албум в цифров формат.

Устройство, механизъм и корпус

Независимо от какъв вид пластмаса е изготвен, корпусът на компакт касетите, съвместими със станалия най-популярен стандарт Compact на Philips, имат размери 100,4 × 63,8 × 12,0 mm. В по-евтините касети корпусът не се разглобява и е едносъставна кутийка, докато в по-скъпите двете части са съединени с 4 или 5 винтчета. Съществуват и модели в излят метален корпус, с цел максимална устойчивост на механични деформации. Вътре се намират две ролки с диаметър 20-22 mm с намотана лента. Краищата на лентата са закрепени за ролката посредством зъб, лягащ в жлеб. Разстоянието между ролките е изчислено така, че двете части на лентата, разпределени между ролките, да не се допират.

Това производствено оборудване монтира магнитната лента в пластмасовата кутийка

Най-големият възможен диаметър на една ролка е 52 mm, а разстоянието между осите – 42,5 mm. Дължината на лентите при стандартни 90-минутни касети е 135 m при дебелина 12 μm.

B някои модели касети (производство на BASF) между малките ролки в долната част и ролките за лентата се намират два допълнителни лоста, които направляват лентата. Такива касети са обозначени с SM (Special Mechanics).

Гледайки откъм страната на магнитната глава, касетата има 5 отвора, през които може да се достигне лентата – три големи и две малки. В магнетофоните, снабдени с изтриваща глава, за нея се използва един от малките отвори.

 

Типична съвременна компакт касета (вляво) и BASF Special Mechanics касета с допълнителните лостчета

Видове ленти

При стандартна ширина 3,81 mm максималната широчина на всяка от четирите записни писти е 0,66 mm, като на левия канал съответстват пистите в двата края, а на десния – средните.

Известни са четири вида ленти за аудиокасети:

Най-старият вид е тази с работен слой от железен оксид или тип І. Тя е вградена в оригиналната касета от 1963 г. на Philips. Тази лента има и подобрения (low-noise, нискошумяща) с различни означения - LN, EF, FX, HF. В тези ленти са използвани и други примеси на метали .Те притежават по-ситнозърнеста структура и са с повишена степен на полиране, имат по добра динамика. Този вид ленти изисква честотна корекция при възпроизвеждане и има времеконстанта 120 μs. Използват се за непретенциозна работа, като дават задоволителни качествени показатели.

Тип ІІ е лента с работен слой от хромдиоксид (CrO2). Тя има много по равномерна и плътна структура,в резултат на което възпроизвеждането на високите честоти и динамиката е подобрено. Тази лента изисква по-голям изтриващ и преднамагнитващ ток. Лента тип ІІ осигурява 6-8 dB по-високо равнище за 10 kHz честота спрямо стандартната лента, намалени са и изкривяванията и шумовете и подобрена с 3,5-4 dB динамика. Този вид ленти също изискват честотна корекция при възпроизвеждане – имат времеконстанта 70 μs. Произвежда се от 1970 г.

Аудиокасети от І и ІІ тип

Тип ІІІ са ферохромовите ленти (CrO2 + Fe2O3), технология на Sony. Това е междинно поколение двуслойни ленти, съчетаващи предимствата на предишните два вида. Те осигуряват с около 3 dB по силна динамика. Повишено е модулационното равнище, особено при високите честоти. Времеконстантата е 70 или 120 μs. Тази лента обаче възпроизвежда средночестотните сигнали с недобро качество и може би затова и не е вече разпространена (производството започва през 1970 г. и продължава до 1984). Посоченият по-горе проблем се дължи на граничното взаимодействие на двата магнитни слоя.

При "металните" ленти (тип ІV) вместо оксиди като магнитен материал се използуват частици от чисто желязо (също и кобалт или сплав между тях). Тези ленти осигуряват възможност за много по-високо ниво на модулацията при запис, особено за високите честоти. Тип ІV има широк високочестотен диапазон -17-20 kHz, подобрена динамика - до 70 dB, по-малки изкривявания, висока модулируемост с праг на насищане + 7 dB и много добра защита на записа от стареене. За запис трябва да се осигури по-голям преднамагнитващ ток, а от изтриващата глава се изисква изтриващо поле с интензитет 240 kA/m.  Шумът е на лентите от ІІ и ІV тип е на практика еднакъв, а нелинейните изкривявания са под 0,8 %. Времеконстантата е пак 70 μs.

Пионер в тази технология е компанията 3М, но в началото промишлеността среща много проблеми с технологичния процес на металните ленти. Малките железни частици взаимодействат с влагата и кислорода в атмосферата, окисляват се и ръждясват. Освeн това са лесно възпламеними. Тези проблеми, които забавили появата на металната лента, били постепенно решени с разработката на подходящи свързващи вещества (биндери) и от 1979 г. няколко компании започнали производството такъв вид ленти.

Аудиокасети с ленти от ІІІ и ІV вид (1986, Sony)

Алтернативни касетни формати

През 1969 г. компанията Olympus разработва касетен формат с размери 50 × 33 × 7 mm, предназначен преди всичко за диктофони, но след това са провеждани опити да бъде използван за Hi-Fi магнетофони. В тези касети имало два пъти повече направляващи ролки и лостчета. Лентата можело и да няма ракорд (предварителен участък от лентата без нанесен на него работен слой). Продължителността на записа е пак от 30 до 90 мин със скорост 2,38 m/s.

Малко след това са анонсирани и т.н. пикокасети, които са с два пъти по-вмалки размери, но те не получили голямо разпространение. Предназначени са за диктофони, ширината на лентата при тях е около 2 mm, времетраене на записа до 60 минути, скорост на лентопредаване 0,9 cm/s.

Българските касети

Производството на аудио- и видеокасети в България започва през втората половина на 80-те години в Завода за информационни носители "Динко Баненкин" в с. Драгор, Пазарджишко, построен през 1985 г. и произвеждал също така дискети 3,5 и 5,25 инча. Заводът е познат и като ЗМД - Завод за магнитни дискове, което е логично, преди да е започнал да произвежда касети. Касетите Dragor са с ленти с работен слой от железен оксид и хромдиоксид, производство на германския концерт BASF, и повечето пазят записа и досега.

 

Предимства и недостатъци

Самото съхранение на касетки с магнитни ленти в домашни условия не представлява трудност, дори потребителите са улеснени поради по-малкия обем в сравнение с грамофонните плочи например. В сравнение с тях аудиокасетите са много по-устойчиви на механични въздействия.

Заплаха обаче представляват силните магниттни полета, възможността от "засядане" на лентата в касетофона, появата на механични дефекти по лентите в случай на повредени четящи глави. Също така касетата, подобно на обикновената магнетофонна лента, е носител с последователен достъп, тоест тя не позволява произволен преход от песен на песен, както това е при цифровите носители, а с малко внимание – и при грамофонните плочи. Наистина, патентовани са няколко системи за автоматично търсене, което се ръководи от звукозаписните паузи между отделните парчета, чиито принцип е следният. Лентата се превърта бързо. В системата се използва устройство с електронен компаратор, което спира бързото лентопредаване, ако регистрираното равнище на звуков сигнал падне под означен минимум. Само че такава система за автоматично търсене е приложима само при музикалните записи. Тя не може да се използва за речевите записи, а и при някои музикални документи с особено тиха фрагментация. Освен това, при продължително използване високоскоростното пренавиване ускорява износването на главата и лентите.

Антон Оруш, Sandacite.bg – http://www.sandacite.bg

Източници:

The History of Cassettes - http://historysdumpster.blogspot.bg/2012/07/history-of-cassettes.html

The Teac O'Cass is the Worst Idea Ever and it's brilliant - http://www.techmoan.com/blog/2015/5/16/the-teac-ocass-is-the-worst-idea-ever-and-its-brilliant.html

The Type I Normal Bias Audio Cassette - https://tapetardis.wordpress.com/2012/05/22/the-type-i-normal-bias-audio-cassette/

The Type II Chrome Bias Audio Cassette - https://tapetardis.wordpress.com/2012/05/15/the-type-ii-chrome-bias-audio-cassette/

The Type III Ferro-chrome Audio Cassette - https://tapetardis.wordpress.com/2012/05/17/the-type-iii-ferrichrome-ferro-chrome-audio-cassette/

The Type IV Metal Audio Cassette - https://tapetardis.wordpress.com/2012/04/24/the-type-iv-metal-audio-cassette/


Препоръчани материали
Димитър 15.02 2016 в 19:45 3
+ 0
- 6
Знае той, превел е няколко литературни източника показани по-долу.
Ketotas 15.02 2016 в 09:57 2
+ 8
- 1
Вероятно е печ. грешка, защото СД е представен през 79-а от Сони и Филипс - математически няма как. Човек, който знае всичко написано в статията, няма как да не знае и кога е изобретен СД.
ПешУ 15.02 2016 в 08:18 1
+ 1
- 3
Поради това, независимо от теоретически по-ниското качество на звука, през 70-те г. CD взели превес на американския пазар.
*****
Вярно ли през 70-те години???
 
Още от : Разни
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.