Первые магнитофоны в мире. Изобретение магнитофона. История открытия. Предпосылки для создания

Всем известному и до сих пор популярному магнитофону более ста лет, как, впрочем, автоответчику и… компьютерному накопителю на жёстких дисках – винчестеру. Заявка на получение патента была подана служащим Копенгагенской телефонной компании инженером Вальдемаром Поульсеном (или Паульсеном – в оригинале фамилия пишется как Poulsen). Впрочем, идея магнитной записи звука была высказана ещё десятью годами раньше американцем Оберлином Смитом, который предлагал использовать в качестве носителя шёлковую нить с вплетёнными в неё стальными проволочками. Но работающего аппарата Смит так и не построил.

Через два года Вальдемар Поульсен (годы жизни 1869-1942) представил работоспособный электромагнитный фонограф или, как называл его сам Поульсен, «телеграфон» на Всемирной выставке в Париже 1900 года. Первые аппараты датского изобретателя копировали фонограф Эдисона. Отличие было в самой конструкции валика, который в телеграфоне не имел воскового слоя. На цилиндр Поульсен намотал сто метров рояльной проволоки толщиной 1мм. При скорости прохождения проволоки мимо электромагнита в 2,2 метра в секунду длительность записи была 45 секунд. В поздних вариантах своего устройства изобретатель перешёл на новую стальную ленту, намотанную на катушки. В то же время он запатентовал магнитную запись на стальной диск (что и позволяет говорить нам о появлении первого прототипа компьютерного винчестера).

Вальдемар Поульсен

Первый магнитофон, продемонстрированный на выставке в Париже, вызвал немалый интерес публики. Сохранилась запись речи императора Австро-Венгрии Франца-Иосифа. Этот 30-секундный монолог императора стал первой в мире магнитофонной записью. Поскольку об электронном усилителе в 1900 году не могло быть и речи, качество записи очень плохое. Тем не менее, это настоящий голос истории.

В основу своего изобретения Поульсен взял свойство металлов сохранять остаточную намагниченность после воздействия магнитного поля. Проволока, намотанная на цилиндр, протягивалась мимо электромагнита, к обмоткам которого был подключен телефонный микрофон. Под воздействием слабых электромагнитных колебаний, совпадающих по частоте со звуковыми колебаниями мембраны микрофона, проволока намагничивалась переменным магнитным полем. При воспроизведении звука это поле воздействовало на полюса электромагнита, в сердечнике которого индуцировался электрический ток переменной величины. Этот ток приводил в движение мембрану телефона (динамической головки), которая преобразовывает электрические колебания в звуковые.

Устройство получилось очень простым, но и работало совсем неважно – звук был тихим, ограниченным по частоте до 4 килогерц (что немного даже для телефона). Хуже всего был сильный шум, сопровождавший запись. Однако начало было положено. Вместе с изобретением магнитофона Поульсен предложил и способ его практического применения – в качестве автоответчика. Не будем забывать, что датчанин служил в телефонной компании и думал, прежде всего, о телефонии.

Помыкавшись по Европе и не найдя финансовой поддержки, Поульсен обратил своё внимание за океан. В 1903 году он вместе с американскими партнёрами создал в США компанию, занявшуюся совершенствованием и производством телеграфонов. В этих аппаратах использовался уже не цилиндр, а упомянутая стальная лента, намотанная на катушки. Скорость протяжки мимо записывающей головки осталась практически прежней – 2,13 метра в секунду. В 1908 году на международном техническом конгрессе в Копенгагене аппараты Поульсена были использованы для записи докладов. 40 часов речи уместились на 250 катушках. На каждой катушке был намотан километр проволоки, и при скорости записи в 1,7 метров в секунду на них было записано по 10 минут звука.

Стараясь улучшить качество записи, Поульсен применил многодорожечную технологию. Он записывал звук одновременно на 2-3 проволоки. Запись на каждую из них проводилась собственной головкой в параллельном режиме. Изобретённый в 1911 году электронный усилитель проблему не решил – вместе с громкостью звука усиливались и шумы.

Но помимо плохого качества записи у первых магнитофонов были и другие недостатки. Рвавшаяся проволока и стальная лента представляли большую опасность для окружающих людей – концы проволоки разлетались с огромной скоростью. При монтаже и восстановлении повреждённого носителя проволоку приходилось сваривать. Сварной шов, пролетая мимо головки, буквально, стирал её в порошок. Поэтому в магнитофонах компании «Маркони» (в них использовалась стальная лента) использовались два блока сменных головок. При выходе из строя одной головки, в работу включалась резервная, а механик в это время менял изношенные полюсные наконечники.

В 1924 году появились электрические микрофоны с улучшенными характеристиками, а спустя год новыми микрофонами были оснащены первые вещательные радиостанции и студии звукозаписывающих компаний. В 1931 году в Германии была выпущена альтернатива магнитофону — устройство для механической записи на бесконечную ленту. А в России в то же время изобретатель А.Ф. Шорин создал «шоринофон» – устройство для записи звука на кинопленку оптическим способом. Эти аппараты не получили большого распространения, хотя «шоринофон» некоторое время применялся для озвучивания кинокартин и для подготовки радиопередач.

В 1925 году в СССР была изобретена гибкая «лента из целлулоида, покрытая стальными опилками (например, посредством столярного клея)». Однако, это опередившее своё время изобретение осталось незамеченным. И в 1931 году немецкий изобретатель Фриц Пфлеумер получил патент на изобретенную им магнитную бумажную ленту с порошковым железным покрытием. В 1932 году в Германии начинается ее промышленное производство.

В 1935 году на Берлинской радиовыставке был продемонстрирован магнитофон «К-1» созданный совместными усилиями компаний BASF (разработчик ленты) и AEG (производитель самого аппарата). Любопытно, что новое устройство было названо «магнетофон», и от этого слова произошло наше нынешнее название – магнитофон. Первая продолжительная звукозапись на магнитную ленту была осуществлена 19 ноября 1936 года во время концерта Томаса Бичема. Это была первая в истории музыкальная звукозапись на магнитную ленту. Новый магнитофон стал применяться на немецком радио, а затем был закуплен и британской компанией Би-Би-Си, которая стала записывать радиопрограммы для передачи их на разные часовые пояса обширной Британской империи.

После этого в технологическом соревновании наступает длительное затишье. Разработкой и производством магнитофонов занимается только Германия. Но немецкие магнитофоны не экспортируются – фашистская Германия оказывается в самоизоляции. Тем не менее, в 1940 году немецкие инженеры Браунмюль и Вебер изобрели подмагничивание ленты высокочастотным током, что резко улучшило качество звука. Открытие было сделано случайно, когда в результате самовозбуждения усилитель записи стал генерировать высокочастотный «свист». Это замечали и до немцев (первый патент на высокочастотное подмагничивание был выдан в США еще в 1921 году), но только Браунмюль и Вебер раскрыли физические основы этого явления.

Вторично технологию магнитной звукозаписи «открыл» капитан корпуса связи армии США Джон Муллин. В 1945 году в разбитой студии «Радио Франкфурта» Муллин обнаружил магнитофоны и километровые бобины с 12-миллиметровой магнитной пленкой. На одной бобине пленки умещается 12 минут звучания. Джон Муллин воспользовался американским «законом о военных сувенирах», позволявшим вывозить из Германии что угодно, лишь бы оно уместилось в посылочном ящике. Капитан сфотографировал и зарисовал, а потом разобрал два магнитофона (по другим сведениям четыре). Части аппаратов и 50 бобин с пленкой он упаковал в 35 посылочных ящиков и отправил их в США.

Вскоре Муллин вернулся на родину и сам. 16 мая 1945 года он продемонстрировал работу магнитофонов в институте радиоинженеров в Сан-Франциско. Американская электротехническая компания Ampex тут же принимается за детальное изучение немецких аппаратов и начинает разработку собственных магнитофонов. В 1947 году на магнитофон записывается концерт Бинга Кросби для передачи по радио – первая музыкальная магнитная звукозапись в истории радиовещания США. Певец пришёл в восторг от качества записи и вложил в производство магнитофонов немалые деньги. В 1948 году фирма Ampex выпускает первые 200 аппаратов собственной разработки. А в 1950 году на рынке США продавалось уже около 25 различных моделей магнитофонов.

Первую магнитную пленку на ацетатной основе с рабочим слоем из гамма-окиси железа выпустила компания 3М. Первый двухдорожечный магнитофон в 1957 году выпустила немецкая фирма AEG. Там же в 1959 году был выпущен и первый четырехдорожечный магнитофон. Первый полностью транзисторный магнитофон в 1956 году выпустила японская компания Sony. Ну, а компакт-кассету и магнитофон для неё в 1961 году разработала голландская фирма Philips. Как ни удивительно, но изобретение было предназначено для слепых – в качестве «говорящей книги».

Совсем не так давно ушла в историю целая эпоха магнитофонов. Практически целое столетие люди не представляли свою жизнь без них. Магнитофон – это прибор для воспроизведения, хранения и записи звуковых сигналов.

История изобретения магнитофона берет свое начало от разработки Оберлайном Смитом в 1888 году принципа магнитной звукозаписи. Изобретение Смита было сделано под влиянием трудов американского изобретателя Томаса Эдисона. По задумке изобретателя, звуковую информацию можно было записывать на хлопчатобумажную нить с нанесенными на неё стальными опилками. Рабочая модель все же создана не была, а изобретение Смита так и осталось существовать только в теории.

Физик из Дании Вальдемар Поульсен, заинтересовавшийся идеей магнитной звуковой записи изобрел аппарат, которому дал название «телеграфон». Такое устройство было способно записывать звуковые волны. Запись звука производилась на тонкую стальную проволоку. В 1898 году это изобретение, сильно напоминавшее знаменитый фонограф Эдисона, было запатентовано. При проведении парижской всемирной выставки 1900-го года, датчанин за своё изобретение получил гран-при, а спустя 13 лет, сконструированный Поульсеном телеграфон, получил мировое признание.Немецкий изобретатель Фриц Пфлеймер в 1925 году открыл миру совершенно новый носитель звука. Первоначально слой порошкового железа наносился на бумажную ленту. Такой носитель звука хорошо намагничивался и размагничивался. Позже, бумага была заменена на магнитную ленту. С 1934 года немецкой фирмой BASF налажен серийный выпуск магнитной ленты.

В 1930-х годах компания AEG запустила в производство устройство для записи звуковых радиопередач. Такой аппарат получил название «magnetophon», от него-то и пошло современное и привычное уху слово «магнитофон». По названию, становится понятно, что основными частями магнитофона стали магнитные головки, представляющие из себя магниты для записи и магниты для воспроизведения. Также в устройстве имелась катушка для подачи и приема ленты. Звук с ленты, проходящей под головками для воспроизведения, подавался к динамикам, обмотки ленты возбуждали ток, менявшийся в зависимости от величины магнитного поля, который в свою очередь проходил через усилитель.
После окончания Второй мировой, магнитофоны компании AEG в виде военных трофеев, были вывезены странами-победительницами СССР и США. Спустя 2 года в Америке были сконструированы подобные звукозаписывающие и звуковоспроизводящие аппараты.

Желание обеспечить удобство применения и сокращения геометрических параметров магнитофонов привело к разработке и началу продаж с середины прошлого века кассетных магнитофонов. Как итог, в 1963 году в продажу поступили магнитофоны с кассетами в виде носителей звука, однако катушечные магнитофоны все еще оставались популярными и находились в ходу долгое время. Вытеснение с рынка катушечных магнитофонов произошло только в конце 1980-х начале 1990-х годов.
Еще в далеком 1972-м году, была разработана цифровая система кодирования сигналов. Однако аппаратура для использования такой системы была разработана в Японии, спустя целых 15 лет! Началась эра компакт-дисков и цифровых носителей звуковой информации. Магнитофоны и кассеты с течением времени стали историей. В 21-м столетии место магнитофонов заняли цифровые технологии.

История изобретения магнитофона началась достаточно давно в Дании, где Вальдемар Паульсен изобрёл устройство под названием телеграфон.

Как известно из истории, большинство новых открытий являются логическим продолжением предшествующих открытий. Так, в 1888 году американский инженер О. Смит опубликовал статью, в которой он описывал метод усовершенствования конструкции изобретённого Эдисоном фонографа. В статье Смит предложил новые прогрессивные идеи по звукозаписи, предложив для записи звуков совершенно новый принцип – магнитный. По его замыслу носителем информации должна была стать хлопчатобумажная нить с нанесёнными на неё стальными опилками. По причине того, что Смит так и не создал действующей модели, подтверждающей его догадки, это изобретение так и оставалось теорией. Датский изобретатель телеграфона – прадедушки современного магнитофона, предложил использовать для записи две магнитные головки – записывающую и считывающую и, конечно, катушку с носителем, правда носителем это была не современная лента, а обыкновенная железная проволока. Принцип Паульсена практически без изменений лег в основу звукозаписывающей техники 20-го века. А ведь телеграфон был изобретен ровно сто один год назад, когда двадцатидевятилетний инженер копенгагенской телефонной компании просто хотел подшутить над другом и напугать его записанным эхом.В 1900 году Вальдемар Паульсен продемонстрировал свое изобретение на всемирной выставке в Париже, где несколько слов сказанных австрийским императором Францем Иосифом стали в раструб телеграфона стали самой первой магнитной записью, дошедшей до наших дней. Также, Посетители выставки могли записать несколько слов и прослушать запись. Качество записи оставляло желать лучшего, сильный шум перекрывал и без того слабый сигнал, имеющий полосу частот до 4000 герц. Предпринимались попытки параллельной записи на несколько проволок, что увеличивало громкость в 2-3 раза. Использование усилителя изобретённого в 1911 году не улучшило качества записи. Телеграфон не годился для записи музыки. Позже Паульсеном с помощью телеграфона был реализован автоответчик.

Устройство телеграфона внешне напоминает фонограф Эдисона. Поначалу аппарат и позиционировался как усовершенствованный фонограф, который работал в связке с телефоном. Главное отличие нового фонографа заключалось в том, что вместо воскового цилиндра, использовалась стальная проволока, спирально намотанная в один слой на вращающийся цилиндр.
При записи проволока пропускалась между полюсами небольшого электромагнита, катушка которого была соединена с телефоном. Импульсы тока, возбуждаемые в микрофоне, изменяли силу электромагнита, который неравномерно намагничивал стальную проволоку. При воспроизведении проволока вновь пропускалась между полюсами электромагнита, индуцируя слабый электрический сигнал, приводящий в колебания мембрану телефона. Ста метров проволоки хватало на 45 секунд записи.
Использование проволоки в качестве носителя было сопряжено с некоторыми проблемами. Стальная проволока легко путалась и при соединении отдельных её кусков, приходилось связывать их узелком, который не проходил через магнитную головку. Позже Поульсен перешел на узкую стальную ленту, намотанную на катушках. В случае обрыва ленты, во время работы аппарата она летела со скоростью 2-3 метра в секунду и могла поранить. После разрыва ленту сваривали, проходя через головку, сварной шов разрушал ее полюсные наконечники. Рассматривался способ магнитной записи на вращающийся стальной диск, где сигнал записывался перемещающейся магнитной головкой.
Значительный толчок могла получить магнитная запись после появления в 1925 году советского патента инженера И.И. Крейчмана на гибкую ленту, сделанную из пластмассы и покрытую магнитным порошком. Но, к сожалению, это изобретение прошло незамеченным.

В 1927 году в Германии Фриц Пфлеймер (Fritz Pfleumer) разработал технологию изготовления магнитной ленты на немагнитной основе. Первые ленты имели бумажную основу. В 1932 году немецкая компания AEG купила права на патент Пфлеймера и начала разрабатывать аппараты, записывающие на бумажную ленту. Ещё раньше устройства пишущие на стальную ленту использовались для вещания в Германии и Великобритании. В 1935 году фирмы “AEG” и “IG Farbenindustri” , продемонстрировали на радиовыставке в Германии магнитную ленту на пластмассовой основе. Был налажен серийный выпуск магнитофонной ленты, создававшейся из порошка карбонильного железа или из магнетита на диацетатной основе. Новая магнитная лента была на много дешевле стальной, и имела ряд других преимуществ. Катушка ленты диаметром 25 сантиметров позволяла вести запись в течение 20 минут.Коммерческий успех пришел к магнитофону только после изобретения нового звуконосителя. Немецкий изобретатель Пфеймер разработал технологию нанесения слоя порошкового железа на бумажную ленту: новый звуконоситель хорошо намагничивался и размагничивался, его можно было обрезать и склеивать. Впоследствии бумажную ленту заменили пластиковой - из ацетилцеллюлозы, более прочной, эластичной и невоспламеняемой. На ленту напыляли ферромагнитный порошок (окислы железа), предварительно смешанный со связующим веществом (например, нитролаком). Впервые такую ленту начала выпускать в 1935 году немецкая компания АЕГ. Магнитофонная пленка произвела переворот в магнитной звукозаписи. Она была легкой, компактной, хорошо сохраняла намагничивание, что позволило в несколько десятков раз сократить скорость звуконосителя. На такой пленке можно было записывать гораздо более длинное произведение, чем на проволоке.

В 1935 году AEG разработала новый звукозаписывающий прибор, получивший название “Magnetofon” . В СССР практические работы над магнитной звукозаписью велись под руководством инженера В. К. Викторского , начиная с 1932 года. В Германии успешно занимались не только созданием новых магнитофонных лент, но и головок. Немецкий инженер Е. Шюллер в 1938 году разработал и внедрил в производство новый тип функциональных кольцеобразных головок. В появившихся магнитофонах с новыми кольцеобразными головками для выполнения каждого этапа создания магнитной фонограммы использовалась специально разработанная головка (записывающая, воспроизводящая и стирающая). До Второй Мировой войны Германия была первой в области разработок магнитной записи звука. В 1940 году немецкие инженеры Браунмюль (Braunmull) и Вебер (Weber) предложили принцип высокочастотного подмагничивания. Патент на высокочастотное подмагничивание был выдан еще в 1921 году в США, но физические основы этого явления были раскрыты именно Браунмюлем и Вебером. В 1941 году Браунмюлль и Вебер создали кольцевую магнитную головку, в сочетании с ультразвуковым подмагничиванием это позволило значительно уменьшить шумы и получать запись более высокого качества.В результате этих работ впервые удалось серийно производить аппаратуру для записи звука, обладающую настолько высоким качеством, что при ее применении в радиовещании и звукоусилении слушатели уже не могли определить разницу в качестве при трансляции «живого» концерта или воспроизведении ранее сделанной записи. К сожалению, это событие не получило тогда должной оценки из-за начавшейся Второй мировой войны. Внедрение магнитной записи в других странах началось только после окончания войны и получения доступа к немецким образцам и документации.

После Второй Мировой войны, трофейные немецкие магнитофоны дали новый толчок развитию магнитной звукозаписи во всём мире. Привезённые в США образцы аппаратов активно использовались для радиовещания. В 1947 году на трофейный аппарат для последующего выпуска в эфир был записан концерт певца Бинга Кросби (Bing Crosby). Бинг Кросби затем вложил свои средства в производство магнитофонов. В 1950 году в США уже продавалось 25 моделей магнитофонов. В радиовещании СССР немецкие магнитофоны и лента использовались до конца пятидесятых годов.

В 1951-52 годах появились малогабаритные бытовые магнитофоны с магнитной лентой на пластмассовой основе. Металлическая лента и провод были окончательно вытеснены как носители информации. В это время усилия разработчиков были направлены на дальнейшее повышение качества воспроизведения звука. Появились двухканальные усилители с разделением частот. Схема разделения тембра по низким и высоким частотам стала составной частью любого высококачественного усилителя.В 1950-е годы магнитофоны стоили очень дорого и доступны были не каждому. Поэтому были выпущены различного типа магнитофонные приставки с простым лентопротяжным механизмом и упрощенным электронным узлом записи. Так, магнитофонная приставка Toni производства ГДР подключалась к радиоприемнику, имеющему проигрыватель. Лентопротяжный механизм приставки приводился двигателем проигрывателя, а для громкого воспроизведения записи использовался усилитель приемника. Скорость движения ленты составляла 19,05 см/с. В Советском Союзе выпускались простые магнитофонные приставки без собственого привода («Волна», «МП-1» и «МП-2»). Этот тип приставок из-за неудобств эксплуатации быстро вышел из употребления. Более удобными оказались магнитофонные приставки, имеющие собственный лентопротяжный механизм. Из отечественных магнитофонных приставок этого типа наиболее известной является приставка «Нота», выпускашаяся в 1960-е годы. У приставки имелся автономный лентопротяжный механизм, ламповый усилитель записи, но отсутствовал усилитель звуковой частоты. Для громкого прослушивания записи приставку необходимо было подключить к усилителю звуковой частоты радиоприемника. Но несмотря на это, приставка пользовалась популярностью у меломанов, так как имела неплохой дизайн, особенно ее поздние образцы, малые габариты и вес. Скорость ленты составляла 9,5 см/м. Радиолюбители встраивали в корпус приставки самодельные усилители на лампах или транзисторах и получали полноценный магнитофон.

Сначала магнитофоны были ламповыми, только в 1956 году японская фирма Sony выпустила первый полностью транзисторный магнитофон. В 1957 году фирма AEG выпустила первый двухдорожечный магнитофон. В 1959 году та же AEG выпустила первый четырехдорожечный магнитофон. Владелец магнитофона получил возможность не только воспроизводить звук, но мог и сам записывать в домашних условиях или в концертном зале. Магнитная лента позволяла производить многократную запись звука. Количество циклов записи ограничивалось только механической прочностью носителя. Первые аппараты были катушечными. Перед началом работы нужно было заправить ленту, протянув её свободный конец мимо магнитных головок, закрепить его на пустой катушке. При работе магнитофона лента перематывалась на пустую катушку.

В конце 50-х появились картриджи, но наибольшую популярность получили кассетные магнитофоны. Первый кассетный магнитофон был разработан голландской фирмой Philips в 1961 году, сначала аппарат позиционировался на рынке как «говорящая книга для слепых». В 1963 году фирма Philips начинает массовый выпуск компакт кассет.
Компакт кассета представляет собой миниатюрные катушки с магнитной пленкой закрытые в пластиковом корпусе. Использование кассеты существенно упрощает процесс зарядки магнитофона пленкой. Запись на кассетах двухсторонняя. Выпускаются кассеты, рассчитанные на 60, 90 и 120 минут записи. Появление двухкассетных магнитофонов максимально упрощает процесс перезаписи с одной кассеты на другую. Позже была создана микрокассета, которая использовалась в портативных диктофонах и телефонах с автоответчиком. В 1979 году Sony выпустила “Walkman” – первый портативный плеер размером с почтовую открытку. Миниатюрный магнитофон без блока записи и наушниками вместо динамиков пользовался огромной популярностью на рынке. Позднее появились плееры с возможностью записи.
В 1978. Sony представляет первый цифровой магнитофон на ленте. Начинается цифровая эра в звукозаписи.

После изобретения магнитофона уже минуло 100 лет и человечество не думает от него отказываться. Изобретение Вальдемара Паульсена является одним из трех великих изобретений XIX века, оказавших большое влияние на дальнейшее развитие нашей цивилизации, наряду с телефоном Белла и системой радиосвязи Попова. Хотя Паульсен сделал впоследствии немало в области радиотехники, но именно это изобретение оказалось самым значительным и поставило его в ряд великих ученых.

Изобретение магнитофона хоть и произошло не совсем запланировано, но оказалось очень полезным и нужным делом. Как родилась идея его создать? Когда изобрели магнитофон?

Предпосылки для создания

Изобретение магнитофона произошло только спустя 41 год, после первой попытки записи звука. Эстафету начал Л.Скотт. В 1857 году он изобрел фоноавтограф, который только создавал видимую схему звука, но не воспроизводил его. Игла фоноавтографа реагировала на колебания звука и отображала их на цилиндре, покрытом сажей, в виде кривой.

Позже Эдисоном в 1877 году был создан фонограф, который мог записывать и воспроизводить звук. Состоял он из крутящегося вала в фольге и воске, по которому проделывала бороздки игла, издавая звук. Конструкция быстро приходила в негодность, и копию звука не удавалось сохранить.

Через 10 лет Э. Берлинер сконструировал граммофон, схожий по конструкции с фонографом. Только игла создавала извилины на круглой целлулоидной пластине. В этот раз стало возможным создавать копии. Началось массовое производство граммофонов, патефонов (уменьшенная версия граммофона) и граммпластинок.

В 40-х годах XX века граммофоны отходят на второй план. Популярностью пользуются электрофоны.

В 1888 году в журнале, посвященном электронике, О.Смит высказал идею о коррективах в конструкции фонографа, запатентованного Эдисоном. Смит предлагал использовать нить из хлопка, на которой были бы металлические опилки, которые бы намагничивались в процессе записи. Год изобретения магнитофона приближался, но до него оставался ещё десяток лет. Сам Оберлин Смит не создал предложенной в журнале модели.

Изобретение магнитофона: дата

После всех попыток создания универсального устройства для воспроизведения звука формула была выведена. Датчанину Вольдемару Поульсену принадлежит изобретение магнитофона. Дата этого события - 10 декабря 1898 года.

Существует версия, что Поульсен вовсе не мечтал о великом открытии, а всего лишь хотел разыграть знакомого, записав эхо на устройство. Наткнувшись на статью Смита в The Electrical World, он воплотил его идею в жизнь. Вместо хлопчатобумажной нити с опилками из стали датский инженер использовал металлическую проволоку.

Новый аппарат получил имя «телеграфон». Суть конструкции составляла проволока, намотанная на цилиндр, который должен был вращаться при помощи часового механизма. Роль проволоки выполняла струна фортепиано. Это был электромагнитный фонограф - улучшенная модель изобретения Эдисона.

Механизм был несовершенен. Во-первых, он был огромный и тяжелый, по виду напоминал реостат. Во-вторых, расход проволоки был очень большой, по сравнению со временем записи. На 45 секунд записанного звука тратилось около 100 метров струны, а для записи в 40 минут требовалось почти 6 км.

На волне успеха

Шуточная выходка Поульсена обернулась настоящим открытием. Инженер решил показать его миру. В 1900 году он получил за изобретение Гран-при на Всемирной парижской выставке 1900 года.

Инженер попытался устранить недостатки конструкции, создав в 1901 году новую модель с бобинами и тонкой лентой, которая наматывалась на них вместо проволоки. Такая конструкция больше походила на современные магнитофоны, чем предшественник.

Ошеломленный успехом, Вольдемар Поульсен решил выпускать телеграфоны массово. Он создал компанию, которая производила диктофоны.

Качество нового изобретения все же проигрывало, полюбившимся публике граммофонам с более громким звуком. Продажи не поднимались высоко, но зато магнитофоны использовали для записи деловых встреч и совещаний в Датском Конгрессе.

Усовершенствование системы

Изобретение магнитофона дало старт, теперь нужно было довести механизм до ума. Магнитофоны могли весить по нескольку сот килограмм, что делало их абсолютно не транспортабельными. К тому же страдало качество звука, а чтобы починить стальную ленту, нужна была электросварка.

Несмотря на недостатки, изобретение пользовалось популярностью среди разработчиков. Когда изобрели магнитофон, инженеры всего мира хотели приложить свою руку к улучшению конструкции. Изготовление приборов берет на себя Германия и Англия.

Со временем появляются усилители на электронных лампах, а в 1925 году запись производилась на небольшой электрический микрофон. Немецкие инженеры начали использовать смещение тока для качественного улучшения звука.

Инженер Пфлеумер предложил использовать вместо стальной ленты, только металлическое покрытие бумажной или пластмассовой ленты. Немец Шюллер был автором идеи использования кольцеобразных головок для записи, которые не повреждали ленту. В 1940 году американец Кармас предложил новое покрытие для пленок, чтобы уменьшить скорость их движения.

Кассетные магнитофоны

Инженеры разных стран раз за разом привносили что-то новое и улучшенное по сравнению с предыдущей версией. В 1968 году изобретение магнитофона шагнуло на новый уровень. Бобины отошли на второй план, появились кассетные магнитофоны.

Кассета представляла собой пластмассовую коробочку, внутри которой находилась лента на катушках. В магнитофон вставлялась кассета и лентопротяжный механизм крутился. Новый механизм был гораздо удобнее в использовании. Он был значительно меньше бобинного.

В этот раз лента двигалась чересчур медленно, и качество вновь оставляло желать лучшего. Недостаток был исправлен американским инженером Р. Долби, который разработал систему управления частотным диапазоном, чтобы уменьшать шумы самой ленты.

Новый вариант магнитофона общество приняло гораздо охотнее, чем изобретение Поульсона. Позже мировые компании стали выпускать портативные магнитофоны - кассетные плееры, подхватив идею у компании Sony, которая выпустила первый кассетный плеер Walkman в 1979 году.

Изобретатель : Вальдемар Поульсен
Страна : Дания
Время изобретения : 1898 г.

Принцип магнитной записи на стальную проволоку в 1888 году впервые разработал Оберлайн Смит (Oberlin Smith), под влиянием его посещения в 1878-м лаборатории .

Прародитель магнитофона - телеграфон - был изобретен датским физиком Вальдемаром Поульсеном. В 1898 году Поульсен создал устройство, использующее явление остаточного намагничивания и преобразующее звуковые волны в магнитные импульсы, которые записывались на тонкой стальной проволоке.

На входе телеграфона подключался источник звука - . Ток с него подавался на электромагнит особой формы.

Создаваемое электромагнитом магнитное поле намагничивало стальную проволоку, которая с определенной скоростью двигалась мимо магнита.

В такт передаваемому звуку снимаемый с микрофона ток увеличивался или уменьшался, а следовательно, увеличивалась или уменьшалась напряженность магнитного поля, создаваемого записывающим магнитом.

Для воспроизведения фонограммы проволоку пропускали мимо магнита воспроизведения. В процессе движения силовые линии магнитного поля фонограммы пересекали витки катушки, в которых вследствие закона электромагнитной индукции возникал электрический ток, соответствующий записанным на проволоку звукам. Эти слабые электрические импульсы преобразовывались в в звуковые волны. Их прослушивали без усилителя с помощью . Качество звука было очень низким, и телеграфон не получил широкого распространения.

Понадобилось тридцать лет, чтобы замечательное изобретение Поульсена приобрело признание. Этому способствовало, прежде всего, появление и разработка схем усилителей на их основе, а также совершенствование самого носителя звука. Проволока имела тенденцию быстро размагничиваться.

Чтобы компенсировать это неприятное свойство, приходилось увеличивать скорость ее движения, которая поначалу достигала нескольких метров в секунду. Даже небольшая фонограмма требовала огромного количества проволоки. Хотя толщина ее не превышала 0, 1 мм, катушки с записью занимали много места и были очень тяжелы.

Тонкая проволока рвалась, путалась, перекручивалась во время движения. Ее попытались заменять стальной лентой. Обрывы прекратились, но объем и вес носителя звука вырос еще в несколько раз. Чтобы раскрутить катушку с такой лентой, требовался мощный электродвигатель. Ходовые механизмы получались очень громоздкими. В этот период магнитная запись давала малообещающие результаты.

Коммерческий успех пришел к магнитофону только после изобретения нового носителя звука. Немецкий изобретатель Фриц Пфлеймер разработал технологию нанесения слоя порошкового на ленту: новый носитель звука хорошо намагничивался и размагничивался, его можно было обрезать и склеивать.

Впоследствии бумажную ленту заменили пластиковой - из ацетилцеллюлозы, более прочной, эластичной и невоспламеняемой. На ленту напыляли ферромагнитный порошок (окислы железа), предварительно смешанный со связующим веществом (например, нитролаком). Впервые такую ленту начала выпускать в 1935 году немецкая компания AEG.

Магнитофонная пленка произвела переворот в магнитной звукозаписи. Она была легкой, компактной, хорошо сохраняла намагничивание, что позволило в несколько десятков раз сократить скорость движения носителя звука. На такой пленке можно было записывать гораздо более длинное произведение, чем на проволоке.

Запись на ленту происходила так же, как и на проволоку. Из всего сказанного видно, что важнейшими элементами магнитофона являлись записывающий и воспроизводящий электромагниты, которые называют магнитными головками. Обе головки представляли собой магнитные сердечники, охваченные катушками. В сердечнике имелся зазор, заполненный фольгой из специальной бронзы. Ток, проходивший через обмотку записывающей головки, образовывал магнитное поле, которое проходило по магнитному сердечнику и выходило из его рабочего зазора в окружающее пространство.

Когда это поле было постоянно, оно равномерно намагничивало всю проходящую через него ленту. Когда же через обмотку головки проходил электрический ток, возникавший вследствие звукового воздействия на микрофон, магнитное поле в зазоре головке изменялось в зависимости от силы тока микрофона, то есть в соответствии с силой звуковых колебаний.

Лента приобретала при этом различную намагниченность и превращалась в фонограмму. Различные ее участки оказывались различно намагниченными, как по силе, так и по направлению. Магнитные силовые линии этих отдельных участков, замыкаясь в пространстве, образовывали внешнее магнитное поле.

При воспроизведении магнитной фонограммы лента с той же скоростью, что и при записи, двигалась мимо воспроизводящей головки и возбуждала в ее обмотках электрический ток, который изменялся в соответствии с силой магнитного поля ленты. Затем ток, возникший в обмотке и усиленный, поступал к динамику.

Для многократного использования одной и той же ленты имелась головка стирания, питаемая от специального лампового генератора токами высокой частоты. Ток, создаваемый этим генератором, пропускался через обмотки стирающей головки. Пока лента проходила через поле, создаваемое этой головкой, она многократно перемагничивалась и в результате покидала ее в размагниченном состоянии.

После стирания магнитная лента попадала в поле записывающей головки. Здесь каждый элемент ленты подвергался двойному воздействию магнитного поля, которое образовывалось, с одной стороны, током записывающего сигнала, а с другой - током дополнительного смещения, поступающим в записывающую головку из высокочастотного генератора.

Это дополнительное питание током высокой частоты получило название подмагничивания. Оно необходимо для борьбы с искажениями, которые оказывали на чувствительную магнитную ленту различные части магнитофона - прежде всего лампы и . Во время работы вокруг них создавалось достаточно сильное магнитное поле, которое также намагничивало ленту.

Долгое время это нежелательное намагничивание (проявлявшееся при прослушивании в виде шума, треска и гула) очень снижало качество фонограмм. Лишь после того как научились подмешивать к току сигнала высокочастотный ток подмагничивания, качество магнитной фонограммы возросло настолько, что стало конкурировать с механической звукозаписью - пластинками.

На магнитофоне имелись две катушки - подающая и приемная. Для перемещения ленты служил механизм, состоящий из электродвигателя, ведущего вала, прижимного ролика и других деталей. Обычно в магнитофоне имелось устройство для ускоренной перемотки ленты с катушки на катушку в оба направления.