De acuerdo, Habr, en la
publicación anterior presté (intencionalmente) más atención a los sollozos nostálgicos sobre el tema de los casetes de audio, que a la parte técnica. En este post estoy corrigiendo. Los casetes de audio son muy interesantes porque la historia de esta tecnología se puede rastrear desde el principio (1962) hasta el final (finales de los noventa y principios de la década de 2000). En el universo digital más familiar, hay pocos ejemplos similares. ¿Computadoras de ocho bits? No, su principio sigue vivo en los controladores y otros Arduino. Monitores CRT: este es un tema fértil sobre la imagen de la lámpara cálida, pero si solo levanta el modesto dispositivo de 17 pulgadas solo una vez, y solo desea dar la bienvenida al progreso con todas sus manos, piernas y espalda.
A menos que los módems de voz sean un buen ejemplo de tecnología "cerrada". Lo que hace que estas tecnologías sean interesantes es la oportunidad de estudiar todas las etapas del desarrollo. Aquí está la etapa inicial cuando los dispositivos son caros y sus propiedades de consumo distan mucho de ser ideales. Aquí está la edad de oro: la tecnología se está generalizando, se están realizando importantes inversiones en I + D, se logra la más alta calidad del producto, pero solo en las copias más caras. Aquí está la puesta de sol: ya hay tecnología más fresca, los precios y los márgenes están cayendo, los productos se están simplificando rápidamente, la fiabilidad está cayendo. Pero el más allá: solo un centavo, los dispositivos más simples, que realizan mínimamente la función especificada, se vuelven aburridos y deficientes.
Si intenta dibujar paralelos (posiblemente injustificados), ahora en la cima de su "poder" está el mercado de teléfonos inteligentes. La variedad es enorme, el margen (para algunos) es decente, hay modelos superiores con un precio salvaje y bonos de élite opcionales, pero agradables. Es posible que este no sea siempre el caso, pero ¿hay un reemplazo para los teléfonos inteligentes? Y esto es lo que sucede: no estoy seguro de que un teléfono barato difiera de uno caro tan radicalmente como una grabadora de cinta costosa y barata. Hablemos de las dificultades de grabar en cinta magnética o de unos cuarenta años de tratar de hacer frente a la falla irremediable del formato.
Balalaika One: camino cerrado
Incluso antes de que se pueda leer algo de la cinta magnética, es aconsejable asegurarse de que se estira lo más posible incluso más allá del cabezal magnético. En dispositivos en los que es
realmente importante : en videograbadoras, grabadoras digitales DAT y unidades de cinta modernas, la cinta se extrae del casete.
Lo mismo sucede en las grandes grabadoras de carrete. En casetes compactos, este enfoque fue abandonado, para reducir el costo tanto de las grabadoras como de los medios. Debido a esto, y también debido a la baja (también debido a la economía) velocidad de la cinta (4,76 centímetros por segundo, dos o incluso cuatro veces menos que la velocidad típica de las grabadoras de cinta de carrete), la tecnología de cassette tiene un coeficiente de golpe relativamente alto. Esta característica (conocida como wow and flutter en inglés) muestra cuán uniformemente una grabadora o reproductor de discos puede rotar un disco o pasar una cinta más allá de un cabezal magnético. La grabadora, que gira la cinta rápidamente, luego lentamente, tiene su propia firma y una firma de sonido bien reconocible, como el aullido, por lo que esta característica se llama "wow" en inglés.
Con el tiempo, el casete en términos de calidad de sonido, si no igual, se acercó lo más posible al de las grabadoras de cinta "grandes", debido a la gran cantidad de trucos, incluida la categoría de uniformidad al tirar de la cinta. En cubiertas de casetes serias, se utilizan motores separados para esto, que giran solo el cabrestante, y los motores son más simples para todos los demás. Y también se utiliza una ruta cerrada: esto es cuando hay dos pistas tonales en la grabadora. La cinta se "intercala" entre dos pasadores metálicos giratorios, a los que se presionan los rodillos de goma desde abajo, y debido al diferente diámetro de los ejes, también se estira entre ellos. Este es un diseño difícil. En la grabadora que compré, no había una correa de transmisión que "sujetara" el carrete izquierdo con cinta. Sin ella, se desenrollaba excesivamente, y el primer rodillo de presión masticaba el exceso de cinta. Más precisamente, no masticó en absoluto, sino que mordisqueó suavemente. Ejem. En una grabadora ordinaria con un tonal, tal problema simplemente no existiría.
Ahora puede medir el coeficiente de golpe utilizando una computadora y una tarjeta de sonido. La captura de pantalla muestra el programa wfgui. La medición se realiza de la siguiente manera: registramos en el cassette un tono sinusoidal con una frecuencia de 3000 o 3150 hertzios. Reproducimos, y el programa considera las desviaciones de la frecuencia establecida. La captura de pantalla muestra una desviación promedio de 0.2%, esto es cinco veces más de lo que debería estar en mi grabadora, al nivel de cassettes más simple. Sin embargo, después de un par de semanas de operación, el coeficiente de detonación disminuyó a un muy buen 0.05%. Casi todo afecta a este parámetro en la grabadora, incluida la calidad de los rodillos de presión de goma, la uniformidad de los motores y la presencia de lubricante donde se fijan los ejes del tonal. Propongo una vez más alegrarnos de que en tecnología digital nos hemos librado de esta necesidad de "limpiar los ejes ópticos".
Ah, sí, si mide el coeficiente de detonación como se mencionó anteriormente, será un coeficiente combinado de grabación y reproducción. Idealmente, también necesita un casete de referencia, donde se graba una señal con una frecuencia dada con una detonación mínima. También será útil si desea calibrar la velocidad de su grabadora con la mayor precisión posible, de lo contrario, puede reproducir las cintas grabadas en él normalmente, pero otros tendrán suerte. Argh
Segunda balalaika: sobre los tipos de cinta magnética
Hasta donde puedo recordar, este interruptor de tipos de cinta como "Normal - Cr0² - (opcional) Metal" estaba en casi todos mis dispositivos. Pero lo consideré algo inútil, porque, en un momento en que las cintas eran relevantes, nunca tuve nada más que la cinta del primer tipo "Normal". Los casetes se dividieron en "soviéticos" e "importados", en "nuevos" y "ya se ha registrado algo treinta y tres veces". Solo soñé con un nuevo cassette, al menos algunos, y no pensé en las calificaciones.
Así que este año intenté grabar y escuchar diferentes tipos de cintas por primera vez. Había cuatro tipos de cinta. El primero, el más común, creado a base de óxido de hierro o, en términos populares, óxido. En el segundo tipo de cinta, se usa óxido de cromo o composiciones similares. En la cinta del tercer tipo, una combinación de óxido de hierro y cromo, pero por alguna razón no echó raíces. Finalmente, el cuarto tipo de cinta usa metal puro.
Si no entra mucho en detalles técnicos, puede grabar una señal más potente en las cintas Tipo II y Tipo IV, lo que aumenta la relación señal / ruido. Entonces, una mejor cinta chisporrotea menos. Pero todavía es capaz y transmite con mayor precisión el rango audible de frecuencias. Por lo tanto, esta característica en las propiedades técnicas de la grabadora siempre se indica según el tipo de cinta. Cuando se reproducen cintas del primer tipo y del segundo o cuarto, se utilizan diferentes parámetros de ecualización de la señal, por lo tanto, en reproductores baratos hay un interruptor y en cubiertas costosas: un identificador automático del tipo de cinta que usa agujeros en el extremo del cassette.
De abajo hacia arriba: Mongol Shuudan, casete de cinta del primer tipo, segundo y cuarto.Con una cinta normal (primer tipo), casi siempre se escuchará un silbido de cinta patentado, y puede deshacerse de él solo con la ayuda de sistemas de reducción de ruido (consulte a continuación una balalaika separada). La cinta del segundo tipo es notablemente ruidosa solo en los momentos musicales más tranquilos y en pausas, e incluso si desenrosca el volumen al máximo. En una situación normal, si se escucha ruido, casi no es molesto. La diferencia entre las cintas del segundo y cuarto tipo, no me di cuenta ni por oído ni por medición. Quizás no encontré el mejor ejemplo de una cinta de "metal".
El primer tipo de cinta todavía se vende al por menor. Los casetes no se pueden comprar en una estación de servicio, pero la entrega es fácil (y en un Estados Unidos más conservador, también puede comprar una tienda de comestibles ordinaria). Costarán 150-200 rublos cada uno, no es muy caro, pero tampoco es barato. Las cintas del segundo y cuarto tipo no se producen, y todo lo que está a la venta son copias selladas que se han conservado de "esos tiempos". La Secta del Testigo shshshsh afirma que incluso hace cuarenta años las copias se escriben y escuchan perfectamente, y lo más probable es que así sea. Pero los precios ...
De acuerdo, la captura de pantalla anterior es un ejemplo extremo: un casete de supercontacto de Sony en una caja de cerámica (!). Los cassettes del segundo tipo se pueden comprar a partir de 400 rublos para una versión del comienzo de los dos mil, y desde 1000 rublos para una copia de más épocas antiguas, cuando (como recuerdan los veteranos) la calidad de las cintas, estuches y otras piezas de repuesto fue mejor. Los precios de las cintas de metal son simplemente una locura, de $ 20 a $ 100 por artículo.
Obviamente, los cassettes sellados se convirtieron en un producto coleccionable, como los sellos: allí el valor ya no está en la capacidad de escribir algo en ellos. Valor en rareza de una serie, prescripción de producción, elitismo de diseño. Tuve suerte y me encontré con un lote barato de cintas que una vez fueron grabadas, y desde entonces nadie las ha tocado, esto se puede entender por el perfecto estado de las cajas de plástico. La cinta TDK SA90 del segundo tipo es una opción tan óptima para grabar en una cinta, de la que no será una pena incluso en el año digital 2018. Lea más sobre cintas de cromo en este
folleto clásico de BASF .
Balalaika la tercera: lo que le sucede al caucho durante un cuarto de siglo
El caucho se convierte casi en líquido. Una descripción típica del lote en eBay del propietario original: "escucharon, luego se detuvieron, lo obtuvieron recientemente, pero suena, pero no funciona". Si sabe qué hacer con tal aparato, puede obtener una grabadora de cinta de muy alta calidad de manera bastante económica.
En la foto, la unidad de goma de la grabadora de cinta Sony TC-K511S, lanzada en 1993. Durante 25 años, el material de la pasión se suavizó, pero no perdió su forma por completo, y resultó ser fácil de quitar. En una grabadora Kenwood, lanzada solo dos años antes, los restos del cinturón contaminan el mecanismo, y en algunos casos fallidos pueden desactivar la grabadora por completo. En cualquier caso, se requiere una limpieza seria. Una situación similar se observa en los reproductores portátiles, en resumen, donde se usa goma. Parece que se requiere el reemplazo preventivo de la correa para todas las grabadoras de cinta, excepto aquellas que usan accionamiento directo. Y luego, las unidades secundarias probablemente usan cinturones de goma.
De una manera amigable, es imposible limitarse a pasivos. Idealmente, debe cambiar los rodillos de presión de goma para garantizar un movimiento uniforme de la cinta junto con los pasadores metálicos del tonal. Por lo general, están muy contaminados o el caucho también perdió sus propiedades, aparecieron grietas. Pero a menudo lo suficiente (más de una o dos veces) para limpiarlos con un bastoncillo de algodón con alcohol puro. Las partes móviles restantes de la grabadora son más duraderas, aunque también tienen suerte. En dispositivos baratos, donde todo es plástico, los engranajes pueden agrietarse (en casos especialmente infructuosos, el plástico también comienza a "extenderse"). Las cabezas magnéticas se limpian. La lubricación se seca, dificultando el mecanismo. Los motores pierden sus propiedades y la música suena más lento o más rápido de lo necesario. Los condensadores tienen fugas. Los resortes de los botones mecánicos se estiran o revientan. La bombilla se quema, gracias a lo cual la grabadora monitorea el movimiento de la cinta y una parada de emergencia comienza a funcionar.
Si me preguntas qué podría salir mal en la vieja grabadora, te responderé: ¡sí, casi todo! Y en todas partes es diferente: en una grabadora de cinta barata de finales de los 90, la complejidad del diseño será la culpable de las averías, en cubiertas costosas de finales de los 80: su complejidad. Quizás un monstruo de hierro de los años 70 con un mínimo de electrónica los supere a todos. En teoría, los dispositivos modernos (teléfonos inteligentes, computadoras portátiles, reproductores portátiles) deberían ser mucho más duraderos, a menudo no tienen partes móviles. Pero esto es en teoría. En primer lugar, la cultura de consumo ahora es diferente, pocas personas compran una computadora portátil costosa para usarla durante 10-15 años. En segundo lugar, todavía no sabemos cuáles de los modelos actuales son exitosos y cuáles no. Desde las computadoras portátiles hace 20 años, hay muchos modelos que parecen no haber sobrevivido hasta nuestros días. Y hay aquellos que se ven y funcionan como nuevos.
Otra historia sobre la reparación de un reproductor portátil está en mi
canal de Telegram .
La cuarta balalaika: sobre la corriente de sesgo (¡cuidado, dragones!)
El sesgo actual o BIAS es más difícil de describir en palabras humanas. Lo intentaré, pero un poco más tarde, y al principio escribiré con
inhumano , jajajaja. Información e imágenes tomadas de
este folleto .
¿Cómo grabas en cinta? La cinta se extiende más allá de la cabeza magnética. Un electroimán entra en contacto directo con la cinta y le imprime un "patrón" de partículas metálicas magnetizadas con cierta polaridad. El cabezal de lectura convierte los cambios en la polaridad magnética en cambios en la polaridad de la señal eléctrica y, en consecuencia, en sonido. Todo es muy simple, pero no del todo. Una fuerza coercitiva entra en escena: tal propiedad de los ferromagnetos (que incluyen cinta magnética) que no se pueden tomar y desmagnetizar simplemente o revertir la polaridad de la magnetización.
El problema es que para eliminar un ferromagnet de un estado estable, por ejemplo, para cambiar la polaridad, se requiere un efecto grave. En un sistema eléctrico, un cambio en la polaridad ocurre instantáneamente (en la imagen de la izquierda), en una cinta magnética lleva algo de tiempo (en el centro), y para el sonido esto significa introducir distorsiones obvias (a la derecha). Que hacer Si, junto con la señal útil, actuamos en la cinta con otra señal de alta potencia y muy alta frecuencia, habrá menos distorsión en la señal útil. Es esta señal adicional la que se llama corriente de polarización. Esta es una señal sinusoidal de muy alta frecuencia, más allá de los límites de la audición humana (desde 75 kilohercios, y en mi grabadora es totalmente de 210 kHz).
No, ¿entiendes lo que está pasando? Un profesor de literatura ingresa al aula, y aunque no interactúa con los estudiantes de ninguna manera, ¡la composición comienza a escribirse un poco mejor! La potencia de corriente de polarización depende del tipo de cinta: es por eso que Normal Bias se escribe en los casetes del primer tipo, y High se escribe en el segundo tipo (tienen una fuerza coercitiva diferente). La corriente de polarización también se puede ajustar para lograr un sonido óptimo, pero debe elegir menos distorsión o un rango de frecuencia más amplio. En cintas costosas, este compromiso inevitable (uno de muchos) no es tan pronunciado. Las grabadoras de casete de alta gama pueden calibrar la corriente de polarización para una cinta específica, manual o automáticamente: las señales de alta y baja frecuencia se graban en la cinta, se leen inmediatamente por un cabezal de reproducción separado y la corriente de polarización se ajusta de manera que la potencia de la señal coincida aproximadamente.
Balalaika Quinto: Sistemas de reducción de ruido
Ya hemos discutido los métodos mecánicos y, por así decirlo, de investigación para mejorar la calidad de la grabación en un cassette. Analicemos cómo puede cambiar el sonido durante la grabación para que haya menos ruido y más música durante la reproducción. Los sistemas de reducción de ruido históricamente desarrollados por Dolby (pero no solo) son responsables de esto. Se incluyeron tres variantes diferentes de sistemas de reducción de ruido Dolby en el equipo para consumidores finales. Al principio fue Dolby B: se introdujo en 1968 y casi todas las cintas de música se grabaron con él.
En 1980, apareció el sistema Dolby C. Tuve que agregar un interruptor entre diferentes sistemas de reducción de ruido a las grabadoras de cinta. En 1989, ya al final del tema del cassette en los países occidentales, apareció el sistema Dolby S. ¿Cómo funcionan todos? Considere el ejemplo de Dolby B.
La foto está tomada
desde aquí , y todavía hay muchas cosas interesantes. Al mismo tiempo, puede evaluar cómo se veía una página de inicio típica a mediados de los 90. La idea es simple: grabemos más señales en la cinta para que se escuche menos ruido. Dado que el silbido del cassette afecta más a las frecuencias altas, se pueden amplificar durante la grabación y durante la reproducción, para devolver el nivel de señal a su lugar. Beneficio?
En realidad no: no se puede aumentar sin cesar el nivel de señal, de lo contrario el nivel de distorsión se volverá prohibitivo de inmediato. El sistema Dolby mejora selectivamente el componente de alta frecuencia del sonido a un volumen relativamente bajo, es decir, funciona en lugares tranquilos donde es necesario, pero en los ruidosos trata de no interferir, todo está bien allí. Por desgracia, esta solución tiene ciertas desventajas. Primero, necesita aumentar y disminuir el nivel de señal simétricamente. Esto no siempre funciona. Y el cassette no es un medio ideal, las distorsiones introducidas pueden confundir el sistema de reducción de ruido. Y la implementación del sistema puede diferir en grabadoras de diferentes fabricantes.
Dolby C adopta un enfoque similar para las frecuencias altas y bajas. Dolby S es un sistema de procesamiento de señal multibanda aún más sofisticado que promete una reducción de ruido de hasta 10 dB en el rango de baja frecuencia y hasta 24 dB en el rango de alta frecuencia. Este
video de Techmoan sobre casetes y modernidad muestra cómo tres sistemas Dolby diferentes luchan con el ruido puro cuando no hay señal útil, es decir, la reducción de ruido funciona en condiciones ideales.
He probado los tres sistemas de reducción de ruido.
Puede evaluar el efecto de Dolby B y Dolby C en mi video de una publicación anterior . Probé Dolby S en una grabadora de cinta Sony relativamente simple y realmente no puedo escuchar el ruido de la cinta con este sistema. El problema es que los tres sistemas son al menos ligeramente, pero cambian la señal musical, y no en absoluto como me gustaría. ¡Es 2018, y no tengo problemas para escuchar música sin silbar! Si en 1989 se presentó Dolby S como una forma de escribir sonido en un cassette con calidad casi como un CD, ahora los cassettes son interesantes solo porque su sonido es diferente de los números.
Tales cosas
Como puede ver, el conjunto de problemas en los dispositivos de los usuarios hace treinta años es muy diferente de los actuales. Sin embargo, los ingenieros y desarrolladores aún enfrentan tareas con propiedades similares: cómo ensamblar un trolebús a partir de un pan, un dispositivo o software que funcione decentemente a partir de materiales aparentemente completamente inadecuados. A finales de los años 70, Sony intentó ofrecer un competidor para compactar casetes, el formato Elcaset con características mucho más sobresalientes. Pero no despegó: la opción "cara y de alta calidad" generalmente pierde frente a la opción "barata y asequible".Quizás la mejor implementación del formato de cassette compacto fue en dispositivos para reproducir el siguiente formato: Digital Compact Cassette , desarrollado en los años noventa por Philips. DCC era un casete ligeramente modificado en el que los datos digitales se escribían en 9 pistas paralelas (aproximadamente 250 megabytes en ambos lados). La característica del formato era la compatibilidad con cassettes comunes, pero solo para la reproducción. Y ahora, dicen, incluso los casetes ordinarios reproducían muy bien estos dispositivos, ya que los requisitos para el mecanismo de reproducción de datos digitales eran obviamente mayores. El proyecto fue un fracaso. Es más probable que las unidades de cinta modernas provengan de videograbadoras y tienen poco en común con la tecnología de cassette.Mi experiencia de conocimiento "tardío" con casetes de audio muestra: nada dura para siempre. El panorama habitual de la tecnología en 10-20 años puede cambiar por completo. Y aunque aprecio la tecnología pasada de moda, por razones nostálgicas, financieras y de otro tipo, no estoy en contra de esta evolución inevitable. De hecho, para enviar un "teléfono inteligente" o "computadora portátil" o "tableta" al depósito de chatarra de la historia, debe encontrar algo nuevo. Me pregunto qué podría ser eso.