Алекс Кун - Петербург
Так как зашел разговор про необходимость изготовления усилителей звуковой частоты для кинопроекторов — логичным будет и создание магнитофонов. Точнее, прообразов магнитофона.
В мое время магнитофон был самым культовым устройством, пока его не вытеснили цифровые технологии, которые мне еще долго будут не по зубам. Принцип аналоговой записи звука на магнитный носитель прост и понятен.
Что будет если перед намотанной тонкой проволокой катушкой поводить магнитом? Известно что! Магнитные поля наведут в катушке электрический ток. Если этот ток отправить в динамик, будут слышны щелчки, в момент, когда магнит мимо катушки проносят. Если катушка маленькая, а манит слабый — динамик придется подключать через усилитель, и тогда вновь услышим все те же щелчки. А если наоборот, вместо динамика к усилителю подключим катушку, то щелчки в ней преобразуются в электромагнитное поле, которое намагнитит проносимое мимо катушки железо, сохраняя в нем «отпечаток» этих самых щелчков. Вот и весь принцип магнитофона.
Более того, первые опыты с прототипами звукозаписывающих и звуковоспроизводящих аппаратов так и выглядели — от угольного микрофона, через усилитель, наводили в катушке электромагнитное поле, мимо катушки протягивали стальную проволоку, проволока намагничивалась и сохраняла «отпечаток» сказанного в микрофон.
Затем эту проволоку перематывали и пускали перед катушкой еще раз, только теперь катушка была подключена к динамику через усилитель. В динамиках раздавались те звуки, которые ранее произносились в микрофон.
Просто как грабли! Если есть тот самый усилитель. Потому как, если его нет — то граммофон выглядит значительно лучше по звучанию, с его механической системой воспроизведения звука, чем слабые хрипы в динамиках без усилителей. А в те года, когда проводили первые эксперименты с магнитофонами — усилителями даже не пахло. Вот дело и заглохло.
Как только появились детали, способные управлять электрической рекой, и усиливать слабые сигналы — про магнитофоны немедленно вспомнили, и эксперименты побежали в гору, к промышленному производству. От стальной проволоки отказались, найдя ей более качественный заменитель — порошок оксида железа три, который широко применялся как полировочная паста и пигмент красителя. В природе этот оксид распространен широко, как руда, которую рудознатцы зовут красным железняком. Из нее, по большей части, и состоит Курская магнитная аномалия. Характерный цвет магнитофонных лент моего времени и является основным цветом этого оксида. Это потом уже начали усложнять состав лент, добавляя в них оксиды хрома, йодистое железо и прочие усовершенствования. Но если решать вопрос просто и в лоб — то нужна тонкая укозная пленка, шириной миллиметров восемь, на одну поверхность которой наносим эмульсию, по технологии фотопленки — только вместо серебра в эмульсии будет размолотая пыль красного железняка. Были, кстати, проекты лент даже с обычными железными опилками, приклеенными к бумажной ленте. Но красный железняк оказался наиболее перспективен в деле магнитной записи, и его было много.
Правда, уперлись в обычную проблему — руда чистой не бывает, а примеси все портят. Тогда оксид железа принялись синтезировать искусственно, растворяя очищенное железо в серной кислоте, и затем прокаливая на воздухе получившуюся железную соль. В результате выходил довольно чистый оксид железа три, и серный газ, который шел обратно на синтез серной кислоты. Именно эта цепочка давала нам полировальный порошок для оптиков.
Следующая проблема магнитофонной ленты была чисто механической — эмульсия порой осыпалась с основы, и, кроме того, будучи полировальным составом, оксид железа изнашивал все механизмы, по которой он терся при работе. Но пока на это наплюем — эксперименты покажут.
Следующим подводным камнем в магнитофонах стали неравномерные свойства самого оксида по намагничиванию. Слабый сигнал катушки оксид презрительно игнорировал. Выкрутились из этого положения довольно хитро — предварительно намагничивали ленту частотой около 100 килогерц, взбадривая оксид, и уж потом записывали на ленту звуковой сигнал. Тогда и появились перед записывающими-воспроизводящими катушками, дополнительные катушки «подмагничивания». Их объединяли обычно со стирающими катушками, хотя, роль стирающей катушки легко может выполнить обычный постоянный магнит. Но раз уж все одно нужна катушка подмагничивания — можно ее и для стирания использовать. Замечу, что путь до этих «тандемов» катушек в истории магнитофонов моего времени был долог и тернист — хорошо, что не придется повторять его с нуля, а можно воспользоваться готовыми решениями. Нам и без этого хватит экспериментов по подбору железа в сердечниках катушек, соотношений уровней сигнала и тому подобного.
Кстати, те самые катушки, которые в магнитофонах называют магнитными головками — изделие сложное, можно сказать, ювелирное. Сердечник в них набирают из очень тонкого трансформаторного железа с большим процентом содержания кремния — мы это железо еще только осваиваем. Форма, обычно кольцевая, и размеры этого сердечника — тайна, покрытая мраком. Правда, с небольшим лучиком света, так как видел и ковырял эти головки в свое время. Но и тут экспериментов будет с избытком. Щель в сердечнике нужно пропилить очень тонкую, буквально, толщиной с тонкую нитку. Думаю, ниткой с абразивом пилить и будем. В идеале, в эту щель еще прокладку из бронзы надо вставить, тогда головка будет меньше на погоду реагировать, да и износ у нее будет чуть меньше, так как хорошая бронза возьмет основной износ на себя.
Переползя эти сложности, упираемся в следующие — ленту надо равномерно двигать мимо головки. Благо, и тут мне изобретать ничего не надо все шишки набили более умные люди в мое время. Остается вспомнить, что на моем бобинном магнитофоне стоял переключатель скоростей на 9 и 19 сантиметров в секунду. Возьму пока опорную скорость в 9,42 см в секунду. Почему так дробно? Да это все число Пи виновато. Опорный вал диаметром в 10 миллиметров, делая три оборота в секунду, обеспечит именно такую скорость лентопротяжки. А если задаться иной скоростью, то надо либо вал делать дробного диаметра, либо механизм задания оборотов дробный. Делать в железе дробные варианты сложно — пусть будет скорость не целой.
Вот для механизма лентопротяжки собирался использовать не совсем обычный подход. Поставил себе задачу обеспечить работу магнитофона без батареек и без сетевого питания электричеством. А как тогда? Да легко! У нас есть отработанный механизм граммофонов, на мощной заводной пружине. Дорабатываем этот механизм шестерней, крутящей маленький генератор, и повышающей шестерней для механического генератора частоты подмагничивания. В результате имеем автономный механизм, способный воспроизводить магнитные ленты даже в глубинке, не ведающей, что такое прорывные технологии. Звук, правда, сильным не будет — от силы по одному ватту на динамик, но для личного пользования пока хватит. Можно будет снабжать такие магнитофоны дополнительным модулем подзарядки, в виде маленького электродвигателя, работающего от сети или батарей, который будет включаться по мере раскручивания витков заводной пружины и заводить ее автоматически.
Перемотку пленки пока сделаем ручной, добавляя к заводной ручке магнитофона еще небольшую ручку перемотки.
Оформлять магнитную ленту буду сразу в виде кассеты, похожей на аудиокассету моего времени, только в 4 раза большую по габаритам, приближающуюся к размерам видеокассеты. Причем, кассету будем делать в виде плоской шкатулки, у которой можно открыть крышку и поменять внутри бобины с лентой. Зачем такие сложности? Затачиваю всю технику на неквалифицированный и неграмотный персонал. Поменять кассету или перевернуть ее — много проще, чем заправлять бобины в механизм. Хорошо, пусть не «много проще», а просто проще — все равно, надо стремиться к максимальной легкости в эксплуатации. А то наши ремонтные центры, что потихоньку организовываем в крупных городах — завалили дикими поломками, связанными с дремучим невежеством.
Вот эти два перспективных направления и вдалбливал мастерам, продемонстрировав только несколько простых опытов, начиная от блокнотика с «мультфильмом» и заканчивая опытом с прототипом магнитной ленты, елозящей по катушке. Проводить дальнейшие изыскания поручил мастерам самостоятельно. Пусть учатся. Мои эскизы с пояснениями у них есть, материалы есть, технологии почти есть, даже усилитель есть, который, правда, еще надо доработать — но это уже не в этом году.
Напутствовал мастеров, что диковину они делают изрядную, и государь обязательно отметит ее. Именно не «если сделаем», а «когда сделаем». Пусть привыкают создавать невозможное. У меня для них еще масса подобных задумок припасена.
