Magnetofon

Allikas: Vikipeedia
Jump to navigation Jump to search
Lindipoolidega magnetofon

Magnetofon (magnet + kreeka phone ’heli’) on seade helisignaali magnetiliseks salvestamiseks liikuvale andmekandjalemagnetlindile – ja salvestise taasesitamiseks.[1] Samal põhimõttel videosignaali salvestav ja taasesitav seade on videomagnetofon (ehk kõnekeeles videomakk).

Magnetophon on Saksa firma AEG magnetlindiga helisalvestusseadme kaubamärk aastast 1935, aga see sõna on võetud üldnimena kasutusele paljudes keeltes.

Ajaloost[muuda | muuda lähteteksti]

Magnetilise helisalvestuse leiutajaks peetakse taanlast Valdemar Poulsenit, kes 1898. aastal konstrueeris seadme telegraafisignaali salvestamiseks traadile (trumlile keritud terasest pillikeelele)[2]. Aga teada on ka magnetilise salvestamise ideed, mis on 10 aastat varasemad[3].

Traatsalvestus jäigi mitmekümneks aastaks ainsaks praktilist kasutamist leidnud magnetsalvestuse viisiks ja on piiratud mahus siiani olnud kasutusel nn mustades kastides. Helisalvestuse arengu käigus asendati traat metallist magnetlindiga.

1928. aastal algas Saksamaal magnetlindi tööstuslik tootmine. Esialgu kanti õhuke magnetmaterjalist töökiht tselluloosist (paberist) alusmaterjalile. Peagi asendati see tugevama diatsetaatalusega, mida kasutati ka filmilindi materjalina. Seejärel võeti kasutusele triatsetaatalus, mis oli märksa vähem tuleohtlik.

Selliste magnetlintseadmete puhul saavutati kõne salvestamiseks rahuldav helkvaliteet. AM-raadioringhäälingu tolleaegse taseme juures olid need seadmed stuudiotehnikas kasutusel, ka Eesti Raadios juba enne II maailmasõda.

Magnetsalvestise kvaliteet paranes aga tunduvalt, kui 1940. aastal võeti kasutusele kõrgsageduslik eelmagneetimine. Suurtel lindikiirustel saavutati sellega signaali-müra suhe ehk dünaamiline diapasoon 60 dB (alalisvoolu-eelmagneetimise kasutamise puhul oli see olnud umbes 40 dB). Töösagedusala oli 50–10 000 Hz . Mittelineaarmoonutuse osas jõuti tasemeni alla 2% (varasema 10% pealt). Koos sellega vähenes ka seni probleemiks olnud intermodulatsiooniefekt.

Esialgu hoiti linti kas täiesti lahtistel südamikel või suurtel lahtistel poolidel (ehk lindirullide või -ketastena). Stuudiotehnikas on südamikele keritud lint mõnel pool kasutusel siiani. Lindi liikumiskiirusi vähendati alguses kasutusel olnud 152,4 cm/s paarikümne aastaga väärtusteni 76,2 cm/s, 38,1 ja 19,05 cm/s.

Profitehnikas kasutatavate stuudiomagnetofonide töösagedusala on alates 1950. aastatest reeglina olnud 20 – 20 000 Hz, kuid võib olla veelgi laiem, näiteks 10 – 25 000 Hz (defineerituna sageduskarakteristiku 3 dB (ehk 30%) languse järgi piirsagedustel). Dünaamikaulatus (dünaamiline diapasoon) on üle 70 dB, mürasummutuse kasutamisel üle 90 dB. Mittelineaarmoonutus signaali niminivoo juures ei ületa parimatel seadmetel 0,5%. Kuna õnneks mittelineaarmoonutus kahaneb magnetsalvestuse puhul koos signaali nivooga ligilähedaselt ruutfunktsiooni järgi, siis näiteks 50% nivool (signaali nivool –6 dB) on see juba langenud umbes 0,1% suurusjärku. Lindi liikumiskiirus võib olla fikseeritud täpsusega kuni 0,1% või isegi veel täpsemalt, ja selle lühiajalised hälbed (detonatsioon) on sellest veel suurusjärgu väiksemad.

Laiatarbekasutusse jõudsid lindipoolidega magnetofonid 1950. aastatel. Need olid tavaliselt lindikiirusega 19,05 cm/s ja professionaalsete stuudiotehnikas kasutatavate magnetofonidega võrreldes madalama helikvaliteediga. 1950-ndate keskel võeti kasutusele ka stereofooniline magnetsalvestus. Selle juures sai ülekaalu stuudiomagnetofonide salvestusradadega taasesitamise mõttes ühilduv salvestusradade süsteem (nn. 1-3/4-2 süsteem).

Siiski polnud lintmagnetofonid igapäevaseks kasutamiseks piisavalt mugavad, mistõttu püüti leida lahendusi mitmesuguste kinniste kestade kujul. Esimesena töötas välja laiatarbeturule mõeldud kinnises kestas – kassetis – paikneva lindiga USA firma RCA ja tuli sellega turule 1958. aastal. Kassette, sealjuures ka üsna väikesi, oli diktofonides kasutatud juba ka varem. Professionaalses kasutuses ja mingil määral juba ka laiatarbeks olid juba ka mitmeid kinnise lindiaasaga (ühe lindipooliga) kassetid (cartridges).

Philipsi kassettmagnetofon EL-3302 (1968)

Levinuimaks kassetitüübiks sai aga firma Philips 1963. aastal esitletud kassett tootenimetusega Compact Cassette. Philips laskis samaaegselt välja ka selle kasseti kasutamiseks mõeldud kassettmagnetofoni (mudel EL 3300, Põhja-Ameerikas tütarfirma Norelco Carry-Corder 150), mis täiendatud mudelite kujul osutus väga populaarseks aastakümnete jooksul. Sellest sai alguse kassettmagnetofonide ajastu. Peale Philips/Norelco järgmiste mudelite jõudsid turule väga paljude tootjate kassettmagnetofonid, ka seni Philipsiga selles osas konkureerinud firmade omad.

Muusikakeskuse kassettmakk

Suhteliselt kiiresti arendati välja statsionaarsed kassettmagnetofonid, mis oma tehniliste näitajate poolest olid väga lähedased lahtise pooliga lindiga magnetofonidele, vähemalt nende ökonoomsematel lindikiirustel (9,53 cm/s). Selle juures sai salvestusradade süsteemiks monofoonilise ja stereofoonilise salvestuse taasesitamise osas ühilduv 1-2/4-3 süsteem.

Sony Walkman WM-D6C Pro (1995)

Esimeseks laiatarbetaskumagnetofoni nimetust väärivaks kassettmagnetofoniks sai Sony Walkman, mis toodi turule 1979. aastal. Sellel nn pleieril (player) puudus esialgu salvestusfunktsioon, mistõttu temaga sai taasesitada ainult valmissalvestisi. Kuid sellel oli oluline osa salvestusega kassettide müügi kasvus tasemeni, kus nende müük ületas heliplaatide müügi.

Aastaks 1969 töötas firma Olympus välja peaaegu igas mõõdus kompaktkassetist kaks korda väiksema mikrokasseti, millele mõnes riigis sai osaks kompaktkassetiega võrreldav edu. Kuid mikrokasseti väiksuse ja sellest tingituna ka väikese lindikiiruse tõttu (2,38 cm/s) jäi nende puhul heli kvaliteet üsnagi kesiseks.

Väga kõrget kvaliteeti nõudvate kuulajate jaoks töötati välja Elcaset (ehk L-cassette, Large Cassette), kuid see ei leidnud laiemat levikut.

Digitaalsignaali salvestamiseks mõeldud DAT-magnetofon valmis 1987. aastal. Selles kasutatav kassett erineb ehituse ja lindil kasutatava magnetmaterjali poolest tavalisest kassetist. Ka see magnetsalvestuse vahend ei leidnud laialdast kasutamist, peamiselt seoses optiliste (CD-d) ja magnetoptiliste (minidisc jt.) ketaste kasutuselevõtmisega.

Eestis on kassettmagnetofoni projekteeritud raadiokompleksi "Estonia-010" jaoks. See magnetofon tootmisse ei jõudnud.

Põhimõte ja ehitus[muuda | muuda lähteteksti]

Helisignaali kandjaks (helikandjaks) on magnetofonides magnetlint, mis on õhuke plastriba, mille ühele poolele on kantud tugeva jääkmagneetuvusega magnetmaterjalist (raud- või kroomoksiidist) üliõhuke kiht – töökiht.

Stereomagnetofoni helipead
(1-3/4-2 süsteem)

Ühtlase kiirusega liikuva lindi magnetmaterjalist töökihile jäädvustatakse helisignaali hetkväärtusele vastavalt muutuva jääkmagneetumusega rada (jälg) salvestuspea abil. Salvestuspea on oma olemuse poolest elektromagnet, mille mähist läbivad salvestatava helisignaali vool ja eelmagneetimisvool. Kuid salvestuspead on üldjuhul realiseeritud kinnise magnetahela kujul, milles on lindiga kokku puutuva tööpinna kohal ülikitsas katkestus, mida nimetatakse tööpiluks. Selle pilu kohal tekkiv väline magnetväli magneedibki lindi töökihti peaasjalikult suhteliselt tugeva eelmagneetimisvoolu ja sellest kordades nõrgema signaalivoolu koostoimel laius-impulss-modulatsiooniga lähedasel viisil.

Taasesitamisel indutseerib liikuva lindi magnetkihi vastavalt salvestatud helisignaalile muutuv magnetväli taasesituspea mähises salvestatud helisignaalile vastava elektripinge signaali. Selle juures kõrge sagedusega eelmagneetimise komponenti taasesituspea tööpilu suhteliselt suure laiuse tõttu praktiliselt ei teki, küll aga tekib laiusmoduleeritud eelmagneetimise helisignaalile vastava magneetumuse keskväärtuse poolt tekitatud signaal. Helipeast saadavat nõrka (millivoldi suurusjärgus) pinget võimendatakse ja teostatakse selle juures vajalikud sageduslikud korrektsioonid.

Salvestus- ja taasesituspea ülesannet võib täita ka üks universaalhelipea, millel võivad vajaduse korral olla ümberlülitatavad mähised. Magnetofonil on ka kustutuspea, mis salvestusrežiimis kustutab tugeva magnetväljaga lindil olnud eelneva salvestise. Kõikidel magnetpeadel võivad olla magnetahelas tööpilust palju paksemad pilud ka tagaküljel, et stabiliseerida magnetahela omadusi tööpinna ja tööpilu kulumise ja vananemise ilmnemisel. Pilude täitematerjaliks on tavaliselt pronksfoolium. Selle paksus aeglaste lindikiiruste puhul võib tööpilus olla 1 μm suurusjärgus, suurematel kiirustel proportsionaalselt suurem.

Veovõlli ja hoorattaga veomehhanism paneb peade vastu liibuva ja/või padjakese abil surutud lindi peade eest mööda liikuma ühtlase ja täpselt määratud kiirusega etteandepoolilt vastuvõtupoolile, mille vedu on tavaliselt teostatud kas libiseva siduri või nõrga veojõuga mootori abil.

Lahtiste lindipoolidega magnetofonides on lindi liikumise levinumad standardkiirused amatöörhelitehnikas 19,05, 9,53 ja 4,76 cm/s, väga harva ka 2,38 cm/s, kassettmagnetofonides tavaliselt 4,76 cm/s, harva ka 2,38 cm/s, üliharva 1,19 cm/s n-ö lisakiirustena (diktofonina kasutamiseks). Mikrokassettmagnetofonides on tüüpiliseks lindikiiruseks 2,38 cm/s, üliharva ka 1,19 cm/s lisakiirusena. Diktofonide puhul võivad lindikiirused olla veelgi väiksemad ja ka salvestuse ulatuses varieeruvad, kui kasutatakse lihtsat poolivedu.

Lindiveomehhanism võimaldab enamikul magnetofonidel ka linti kiiresti edasi ja/või tagasi kerida. Lisaks võivad olla kasutusel lindi(kulu) loendurid ja muud abivahendid.

Esialgu salvestati heli monofoonilisena, kuid amatöörtehnikas selle juures kaherajaliselt – korraga poolele lindi laiusest. Ühes suunas liikuva lindi lõppemisel pööratakse lint ümber (vahetatakse lindipoolide kohad omavahel või keeratakse kassett ümber) ja salvestamine toimub seejärel ka teisele rajale.

Stereosignaal vajab lindil kahte rada korraga ehk kokku nelja rada. Vastavalt on stereomagnetpea sees kaks eraldi magnetpead – kummagi kanali jaoks üks. Ühte stereopeasse võib olla paigutatud neli magnetpead, mis võimaldab lindi ümberpööramise asemel muuta lindi liikumise suunda (nn revers). Kassetmagnetofonis toimub revers tavaliselt automaatselt.

Magnetofonide töösagedusala ülemine piir on teoreetiliselt võrdeline lindikiirusega ja ligikaudu võrdne poolega lindi liikumiskiiruse ja tööpilu laiuse (paksuse) jagatisest. Suurte lindikiiruste puhul seda aga piiratakse teadlikult mitmesugustel kaalutlustel.

Vaata ka[muuda | muuda lähteteksti]

Viited[muuda | muuda lähteteksti]

Kirjandus[muuda | muuda lähteteksti]

  • Heino Pedusaar. Helitehnika kodus. Tallinn, Valgus, 1982. 216 lk