Magnetofon

Allikas: Vikipeedia
Jump to navigation Jump to search

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 videomakk.

Ajaloost[muuda | muuda lähteteksti]

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

Magnetilise helisalvestuse leiutajaks peetakse Taani leiutajat Poulseni, kes 1898. aastal konstrueeris seadme telegraafisignaali salvestamiseks traadile (terasest pillikeelele).

Traatsalvestus jäigi mitmekümneks aastaks ainsaks praktiliselt kasutatavaks magnetsalvestuse viisiks ja on siiani olnud kasutusel nn. mustades kastides. Helisalvestuses püüti traatsalvestuse arengu käigus väga peenikeseks (juuksekarvast peenemaks) jõudnud ja sellega suhteliselt kergesti purunevat traati asendada metallist magnetlindiga. Muude probleemide kõrval, mis sellega kaasnesid, osutus selle zhiletiterana toimiva metall-lindi kasutamine ka lihtsalt ohtlikuks. Seetõttu tekkis suundumus mittemetalsel alusel teostatud magnetlintide kasutamisele.

1928. aastal algas Saksamaal magnetlindi tööstuslik tootmine. Esialgu kanti õhukene magnetmaterjalist töökiht tselluloosist (paberist) alusmaterjalile, mis peagi vahetati tugevama diatsetaataluse vastu, mida kasutati filmides. Seejärel võeti kasutusele triatsetaatalus, mis oli oluliselt vähem tuleohtlik.

Selliste magnetlintseadmete puhul saavutati kõne ja muude helikvaliteedi osas väiksemate nõuetega helide salvestamise jaoks piisav tase (mida tänapäeval nimetatakse diktofonitasemeks). Sel ajal levinud AM-raadioringhäälingu tolleaegse taseme juures olid need seadmed stuudiotehnikas täiesti kasutatavad (ja olid kasutusel ka Eesti Raadios juba enne II maailmasõda).

Magnetsalvestise kvaliteet paranes aga tunduvalt, kui 1940. aastal võeti kasutusele kõrgsageduslik eelmagneetimine. Suurtel lindikiirustel saavutati sellega signaal-müra-suhe ehk dünaamiline diapasoon 60 dB (alalisvoolueelmagneetimise kasutamise puhul oli see olnud umbes 40 dB). Töösagedusala oli 50 – 10 000 Hz (ilma põhimõttelise piiranguta selle laiendamiseks). Mittelineaarmoonutuse osas jõuti 2% tasemeni (varasema 10% pealt). Koos sellega vähenes oluliselt ka seni oluliseks probleemiks olnud intermodulatsiooniefekt. See tulemus oli juba tolleaegse heli kõrgkvaliteedi (Hi-Fi) nõuetele vastav.

Esialgu hoiti linti kas täiesti lahtistel südamikel (poolidel) 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 ja 76,2 cm/s pealt paarikümne aastaga 38,1 ja isegi 19,05 cm/s peale.

Profitehnikas kasutatavate stuudiomagnetofonide töösagedusala on alates 1950. aastatest reeglina olnud 20 – 20 000 Hz, kuid võib olla veelgi laiem (näiteks 10 – 25 000 Hz), sest see pole selgelt piiratud vaid kokkuleppeline (reeglina sageduskarakteristiku 3 dB (ehk 30%) languse järgi defineeritud). Dünaamiline diapasoon (nominaalsignaal/müratase) on üle 70 dB, mürasummutuse kasutamisel üle 90 dB. Mittelineaarmoonutused signaali nominaalnivoo juures (0 dB ehk 100% tasemel) on parimatel seadmetel 0,5% suurusjärgus. Kuid õnneks kahanevad mittelineaarmoonutused magnetsalvestuse puhul koos signaali nivooga ligilähedaselt ruudus, nii et tasemel 50% nominaalsest (signaali nivool -6 dB) on see juba langenud umbes 0,1% suurusjärku. Lindi liikumise kiirus võib olla fikseeritud täpsusega kuni 0,1% või isegi veel täpsemalt, ja selle lühiajalised hälbed (detonatsioon) sellest veel suurusjärk väiksem.

Lindipoolidega magnetofon

Laiatarbekasutusse jõudsid magnetofonid 1950. aastatel. Suurematel lindikiirustel (tavaliselt 19,05 cm/s) olid need reeglina lindipoolidega magnetofonid tehniliste näitajate poolest võrreldavad professionaalsete stuudiotehnikas kasutatavate magnetofonidega, kuid siiski mõnevõrra madalama helikvaliteediga.

Mõne aastakümne jooksul arendati välja väga kõrget helikvaliteeti tagavad magnetofonid, kuid nende laiemat levikut takistas magnetofonide ja magnetlindi kõrge hinnatase.

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

1950-ndate keskel oli stereofoonline magnetsalvestus kasutusel, kuigi veel mitte väga levinud.

Siiski polnud lintmagnetofonid igapäevaseks kasutamiseks piisavalt mugavad, mistõttu püüti leida lahendusi, mis kasutamise mugavuse osas oleksid vähemalt võrreldavad heliplaatide kasutamisega. Enamus sellistest lahendustest olid mitmesugused kinnised kassetid, millesse oli paigaldatud ühele või kahele lindipoolile keritav lint.

Esimesena töötas välja laiatarbeturule mõeldud kinnises kestas – kassetis või cartridge'is 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 oli juba ka mitmeid kinnise lindiaasaga (ühe lindipooliga) cartridgeid.

Philipsi kassettmagnetofon EL-3302 (1968)
Philipsi kassettmagnetofon EL-3302 (1968)

Levinumaks kassetitüübiks sai aga firma Philips poolt 1963. aastal esitletud kassett tootnimetusega 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 magnetofonide tootjate kassettmagnetofonid, k.a seni Philipsile selles osas võistlevateks olnud lahendustega välja tulnud firmade omad.

Muusikakeskuse kassettmakk

Suhteliselt kiiresti arendati välja statsionaarsed kassettmagnetofonid, mis oma tehniliste näitajate poolest olid väga lähedased lahtise pooliga lindiga nagnetofonidele, vähemalt nende ökonoomsematel lindikiirustel (9,53 cm/s).

Sony Walkman WM-D6C Pro (1995)

Esimese tõeliselt laiatarbetaskumagnetofoni nime vääriva kassettmagnetofoniga tuli välja Sony 1979. aastal nime all "Walkman". Sellel nn pleieril (player) puudus esialgu salvestusfunktsioon, mistõttu temaga sai taasesitada ainult valmissalvestisi.

Aastaks 1969 töötas firma Olympus välja igas mõõdus kassetist peaaegu kaks korda väiksema mikrokasseti, millel mõnedes maades sai osaks peaaegu samasugune edu. Kuid mikrokasseti väiksuse ja sellest tingituna ka väikese lindikiiruse tõttu jäi nende puhul heli kvaliteet üsnagi kesiseks.

Väga kõrgete kvaliteedinõuetega kuulajate jaoks töötati välja Elcaset (ehk L-cassette, st 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.

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.

Ühtlase kiirusega liikuva lindi magnetmaterjalist töökihile jäädvustatakse helisignaali hetkväärtusele vastavalt muutuva jääkmagneetumusega rada (jälg) salvestuspea abil. Selleks on elektromagnet, mille mähist läbivad salvestatava helisignaali vool ja eelmagneetimisvool. Tänapäeval on salvestuspead realiseeritud kinnise magnetahela kujul, milles on lindiga kokku puutuva tööpinna kohal ülikitsas katkestus, mida nimetatakse tööpilu. Selle pilu kohal tekkiv väline magnetväli magneedibki lindi töökihti peaasjalikult pikisuunas vastavalt suhteliselt tugevale eelmagneetimisele ja sellest kordades nõrgemale salvestatavale helisignaalile.

Taasesitamisel indutseerib liikuva lindi magnetkihti piki linti salvestatud helisignaalile vastavalt muutuv magnetväli taasesituspea mähises salvestatud helisignaalile vastava nõrga elektripinge. Selle amplituud sõltub signaali amplituudist, kuid lisaks veel ka proportsionaalselt salvestatud helisignaali sagedusest (vastavalt füüsikast teadaolevale elektromagnetilise induktsiooni seadusele).

Helipeast saadavat nõrka (millivoldi suurusjärgus) pinget võimendatakse ja teostatakse selle juures vajalikud sageduslikud korrektsioonid (realiseeritakse pöördvõrdeline sõltuvus sagedusest jm).

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.

Hooratta ja veovõlliga 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 vaid 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 kasutatavad lindikiirused olla veelgi väiksemad ja ka salvestuse ulatuses varieeruvad, kui kasutatakse lihtsat poolivedu.

Ka võimaldab lindiveomehhanism enamikul magnetofonidel 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 lindipoolid omavahel või keeratakse kassett ümber) ja salvestamine toimub seejärel ka teisele rajale. Osal magnetofonidest toimub see nn. reversi kujul.

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

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

Vaata ka[muuda | muuda lähteteksti]

Viited[muuda | muuda lähteteksti]

  1. Eesti Entsüklopeedia, 6. kd, 1992, lk 108

Kasutatud kirjandus[muuda | muuda lähteteksti]

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

Vaata ka[muuda | muuda lähteteksti]