D'accord, Habr, dans le
post précédent, j'ai (intentionnellement) prêté plus d'attention aux sanglots nostalgiques sur le sujet des cassettes audio qu'à la partie technique. Dans ce post, je corrige. Les cassettes audio sont très intéressantes dans la mesure où l'histoire de cette technologie peut être retracée du début (1962) à la fin (fin des années 90 - début des années 2000). Dans l'univers numérique plus familier, il existe peu d'exemples similaires. Ordinateurs à huit bits? Non, leur principe est toujours vivant dans les contrôleurs et autres Arduino. Moniteurs CRT - c'est un sujet fertile à propos de l'image de la lampe chaude, mais une fois que vous soulevez le modeste appareil de 17 pouces une seule fois, et que vous voulez simplement saluer les progrès avec toutes vos mains, vos jambes et votre dos.
A moins que les modems vocaux ne soient un bon exemple de technologie "fermée". Ce qui rend ces technologies intéressantes, c'est la possibilité d'étudier tous les stades de développement. Voici l'étape initiale où les appareils sont chers et leurs propriétés de consommation sont loin d'être idéales. Voici l'âge d'or: la technologie se généralise, des investissements importants sont faits en R&D, la plus haute qualité du produit est atteinte, mais uniquement dans les copies les plus chères. Voici le coucher du soleil: la technologie est déjà plus fraîche, les prix et les marges baissent, les produits se simplifient rapidement, la fiabilité baisse. Mais l'au-delà: seul le sou, les appareils les plus simples, exécutant au minimum la fonction spécifiée, sont ternes et mal.
Si vous essayez de faire des parallèles (éventuellement injustifiés), le marché des smartphones est maintenant au sommet de sa "puissance". La variété est énorme, la marge (pour certains) est décente, il existe des modèles haut de gamme avec un prix sauvage et des bonus d'élite facultatifs mais agréables. Il est possible que ce ne soit pas toujours le cas, mais existe-t-il un remplacement pour les smartphones? Et voici quoi: je ne suis pas sûr qu'un téléphone pas cher diffère d'un téléphone aussi radicalement qu'un magnétophone cher et bon marché. Parlons des difficultés de l'enregistrement sur bande magnétique ou d'une quarantaine d'années à essayer de faire face à la faille indéracinable du format.
Balalaika One: Chemin fermé
Avant même que quelque chose ne puisse être lu sur la bande magnétique, il est conseillé de s'assurer qu'il s'étire aussi régulièrement que possible au-delà de la tête magnétique. Dans les appareils où cela est
vraiment important : dans les magnétoscopes, les enregistreurs numériques DAT et les lecteurs de bande modernes, la bande est retirée de la cassette.
La même chose se produit dans les grands magnétophones à bobine. Dans les cassettes compactes, cette approche a été abandonnée, afin de réduire le coût des magnétophones eux-mêmes et des supports. Pour cette raison, et également en raison de la faible vitesse (également en raison de l'économie) de la bande (4,76 centimètres par seconde, deux ou même quatre fois moins que la vitesse typique des magnétophones à bobine), la technologie des cassettes a un coefficient de cliquetis relativement élevé. Cette fonction (connue sous le nom de wow et flutter en anglais) montre à quel point un magnétophone ou un tourne-disque peut faire tourner un disque ou faire passer une bande devant une tête magnétique. Le magnétophone, qui fait tourner la bande rapidement, puis lentement, a sa propre signature et une signature sonore bien reconnaissable - comme le hurlement, c'est pourquoi cette fonction est appelée "wow" en anglais.
Au fil du temps, la cassette en termes de qualité sonore, sinon égale, s'est alors rapprochée au plus près de celle des «gros» magnétophones, du fait de la masse des trucs, notamment de la catégorie d'uniformité de tirage de la bande. Dans les platines à cassettes sérieuses, des moteurs séparés sont utilisés pour cela, qui ne font tourner que le cabestan, et les moteurs sont plus simples pour tout le monde. Et un chemin fermé est également utilisé: c'est quand il y a deux pistes tonales dans le magnétophone. Le ruban est «pris en sandwich» entre deux broches métalliques rotatives, sur lesquelles des rouleaux en caoutchouc sont pressés par le bas, et en raison du diamètre différent des arbres, il est également tendu entre eux. Il s'agit d'une conception difficile. Dans le magnétophone que j'ai acheté, il n'y avait pas de courroie d'entraînement qui «maintenait» la bobine gauche avec du ruban adhésif. Sans cela, il s'est déroulé excessivement et le ruban en excès a été mâché par le premier rouleau pinceur. Plus précisément, il n'a pas mâché du tout, mais a doucement grignoté. Ahem. Dans un magnétophone ordinaire avec une tonalité, un tel problème n'existerait tout simplement pas.
Vous pouvez maintenant mesurer le coefficient de cliquetis à l'aide d'un ordinateur et d'une carte son. La capture d'écran montre le programme wfgui. La mesure se fait comme suit: on enregistre sur la cassette un ton sinusoïdal avec une fréquence de 3000 ou 3150 hertz. Nous reproduisons et le programme prend en compte les écarts par rapport à la fréquence définie. La capture d'écran montre un écart moyen de 0,2% - c'est cinq fois plus que ce qui devrait être sur mon magnétophone, au niveau des platines de cassette plus simples. Cependant, après quelques semaines de fonctionnement, le coefficient de détonation est tombé à un très bon 0,05%. Presque tout affecte ce paramètre dans le magnétophone, y compris la qualité des rouleaux de pression en caoutchouc, l'uniformité des moteurs et la présence de lubrifiant où les axes du tonal sont fixés. Je propose encore une fois de nous réjouir qu'en matière de technologie numérique, nous nous soyons débarrassés depuis longtemps de ce besoin de «nettoyer les axes optiques».
Oh oui, si vous mesurez le coefficient de détonation comme mentionné ci-dessus, ce sera un coefficient combiné d'enregistrement et de reproduction. Idéalement, vous avez également besoin d'une cassette de référence, où un signal avec une fréquence donnée est enregistré avec une détonation minimale. Il sera également utile si vous souhaitez calibrer la vitesse de votre magnétophone aussi précisément que possible, sinon il peut lire les bandes enregistrées dessus normalement, mais d'autres auront de la chance. Argh.
Deuxième balalaïka: à propos des types de bandes magnétiques
Pour autant que je me souvienne, ce commutateur de types de bandes comme «Normal - Cr0² - (en option) Metal» était sur presque tous mes appareils. Mais je l'ai considéré comme quelque chose d'inutile, car, à une époque où les bandes étaient pertinentes, je n'avais jamais que la bande du premier type «Normal». Les cassettes ont été divisées en «soviétique» et «importation», en «nouveau» et «quelque chose a déjà été enregistré trente-trois fois». Je rêvais juste d'une nouvelle cassette, au moins certaines, et je ne pensais pas aux notes.
Cette année, j'ai donc essayé d'enregistrer et d'écouter différents types de cassettes pour la première fois. Il y avait quatre types de bandes. Le premier, le plus courant - créé à base d'oxyde de fer ou, en termes populaires, de rouille. Dans le deuxième type de ruban, de l'oxyde de chrome ou des compositions similaires sont utilisés. Dans la bande du troisième type - une combinaison d'oxyde de fer et de chrome, mais pour une raison quelconque, il n'a pas pris racine. Enfin, le quatrième type de ruban utilise du métal pur.
Si vous n'entrez pas trop dans les détails techniques, vous pouvez enregistrer un signal plus puissant sur des bandes de type II et de type IV, augmentant ainsi le rapport signal / bruit. Ainsi, une meilleure bande grésille moins. Mais il est toujours capable et transmet plus précisément la gamme de fréquences audibles. Par conséquent, cette caractéristique dans les propriétés techniques du magnétophone est toujours indiquée en fonction du type de bande. Lors de la lecture de bandes du premier type et pour le deuxième ou le quatrième, différents paramètres d'égalisation du signal sont utilisés.Par conséquent, dans les lecteurs bon marché, il y a un commutateur et dans les platines coûteuses - un déterminant automatique du type de bande utilisant des trous à l'extrémité de la cassette.
De bas en haut - Mongol Shuudan, cassette à ruban du premier type, deuxième et quatrième.Avec une bande normale (premier type), un sifflement de bande propriétaire sera presque toujours entendu, et vous ne pourrez vous en débarrasser qu'avec l'aide de systèmes de réduction du bruit (voir ci-dessous pour une balalaïka séparée). La bande du deuxième type n'est sensiblement bruyante que dans les moments musicaux les plus calmes, et dans les pauses, et même si vous dévissez le volume au maximum. Dans une situation normale, si du bruit est entendu, ce n'est presque pas gênant. La différence entre les bandes du deuxième et du quatrième type, je ne l'ai remarqué ni à l'oreille ni par mesure. Peut-être que je ne suis pas tombé sur le meilleur exemple d'une bande "métal".
Le premier type de ruban est toujours vendu au détail. Les cassettes ne peuvent pas être achetées dans une station-service, mais la livraison est facile (et dans une Amérique plus conservatrice, vous pouvez également acheter une épicerie ordinaire). Ils coûteront 150 à 200 roubles chacun, ce n'est pas très cher, mais ce n'est pas bon marché. Les bandes des deuxième et quatrième types ne sont pas produites et tout ce qui est en vente sont des copies scellées qui ont été préservées de «ces temps». Le shshshsh de la section témoin affirme que même il y a quarante ans, des copies sont parfaitement écrites et écoutées, et c'est très probablement le cas. Mais les prix ...
D'accord, la capture d'écran ci-dessus est un exemple extrême: une cassette Sony supercontact dans un boîtier en céramique (!). Les cassettes du deuxième type peuvent être achetées à partir de 400 roubles pour une version du début du deux millième, et à partir de 1000 roubles pour une copie d'époques plus vintage, lorsque (comme le rappellent les anciens) la qualité des bandes, des étuis et d'autres pièces de rechange était meilleure. Les prix des bandes métalliques sont tout simplement fous, de 20 $ à 100 $ par article.
De toute évidence, ce sont les cassettes scellées qui sont devenues un produit de collection, comme les tampons: là, la valeur n'est plus dans la possibilité d'écrire quelque chose dessus. Valeur en rareté d'une série, prescription de production, élitisme du design. J'ai eu de la chance, et je suis tombé sur un lot de cassettes bon marché qui ont été enregistrées, et depuis lors, personne ne les a touchées - cela peut être compris par l'état parfait des boîtes en plastique. La bande TDK SA90 du deuxième type est une option optimale pour l'enregistrement sur une bande, à partir de laquelle ce ne sera pas dommage, même dans l'année numérique 2018. En savoir plus sur les rubans chromés dans cette
brochure BASF vintage .
Balalaïka III: qu'advient-il du caoutchouc pendant un quart de siècle
Le caoutchouc se transforme presque en liquide. Une description typique du lot sur eBay par le propriétaire d'origine: "ils ont écouté, puis se sont arrêtés, l'ont eu récemment, mais ça bourdonne, mais ça ne fonctionne pas." Si vous savez quoi faire avec un tel appareil, vous pouvez vous procurer un magnétophone de très haute qualité à peu de frais.
Sur la photo - le lecteur en caoutchouc du magnétophone Sony TC-K511S, sorti en 1993. Pendant 25 ans, le matériau de la passion s'est ramolli, mais il n'a pas complètement perdu sa forme, et il s'est avéré facile à enlever. Dans un magnétophone Kenwood, sorti deux ans plus tôt, les restes de la ceinture polluent le mécanisme et, dans certains cas infructueux, ils peuvent désactiver complètement le magnétophone. Dans tous les cas, un nettoyage sérieux est nécessaire. Une situation similaire est observée dans les lecteurs portables, en bref partout où le caoutchouc est utilisé. Le remplacement préventif de la courroie semble être nécessaire pour tous les magnétophones, à l'exception de ceux qui utilisent un entraînement direct. Et puis, les unités secondaires utilisent probablement des courroies en caoutchouc.
De manière amicale, il est impossible de se limiter aux passifs. Idéalement, vous devez changer les rouleaux de pincement en caoutchouc pour assurer un mouvement uniforme de la bande avec les épingles métalliques du ton. Ils sont généralement soit fortement contaminés, soit le caoutchouc a également perdu ses propriétés, des fissures sont apparues. Mais souvent suffisamment à fond (plus d'une ou deux fois) pour les nettoyer avec un coton-tige avec de l'alcool pur. Les pièces mobiles restantes du magnétophone sont plus durables, bien qu'elles soient également chanceuses. Dans les appareils bon marché, où tout est en plastique, les engrenages peuvent se fissurer (dans les cas particulièrement infructueux, le plastique commence également à «se propager»). Les têtes magnétiques elles-mêmes sont essuyées. La lubrification sèche, ce qui rend le mécanisme difficile. Les moteurs perdent leurs propriétés - et la musique joue plus lentement ou plus vite que nécessaire. Les condensateurs fuient. Les ressorts des boutons mécaniques sont étirés ou éclatés. L'ampoule est grillée, grâce à laquelle le magnétophone surveille le mouvement de la bande et un arrêt d'urgence commence à fonctionner.
Si vous me demandez ce qui pourrait mal tourner dans le vieux magnétophone, je répondrai: oui, presque tout! Et partout c'est différent: dans un magnétophone bon marché de la fin des années 90, la morosité du design sera à blâmer pour les pannes, dans les platines chères de la fin des années 80 - sa complexité. Peut-être qu'un monstre de fer des années 70 avec un minimum d'électronique les survivra tous. En théorie, les appareils modernes - smartphones, ordinateurs portables, lecteurs portables - devraient être beaucoup plus durables, ils n'ont souvent pas de pièces mobiles. Mais c'est en théorie. Premièrement, la culture de la consommation est maintenant différente, peu de gens achètent un ordinateur portable cher pour l'utiliser pendant 10 à 15 ans. Deuxièmement, nous ne savons pas encore quels modèles actuels réussissent et lesquels ne le sont pas. Depuis les ordinateurs portables il y a 20 ans, il existe de nombreux modèles qui semblent ne pas avoir survécu à notre époque. Et il y a ceux qui ressemblent et fonctionnent comme neufs.
Une autre histoire sur la réparation d'un lecteur portable se trouve dans ma
chaîne Telegram .
La quatrième balalaïka: sur le courant de polarisation (attention, dragons!)
Le courant de polarisation ou BIAS est plus difficile à décrire en termes humains. J'essaierai, mais un peu plus tard, et au début j'écrirai avec
inhumain , ahahaha. Informations et photos extraites de
cette brochure .
Comment enregistrez-vous sur bande? Le ruban s'étend au-delà de la tête magnétique. Un électroaimant entre en contact direct avec le ruban et y imprime un «motif» de particules métalliques magnétisées avec une certaine polarité. La tête de lecture convertit les changements de polarité magnétique en changements de polarité du signal électrique et, par conséquent, en son. Tout est très simple, mais pas tout à fait. Une force coercitive entre en scène: une telle propriété des ferromagnétiques (qui incluent la bande magnétique) qu'ils ne peuvent pas être simplement pris et démagnétisés ou la polarité de l'aimantation inversée.
Le problème est que pour retirer un ferromagnet d'un état stable - par exemple, pour changer la polarité - un effet sérieux est nécessaire. Dans un système électrique, un changement de polarité se produit instantanément (dans l'image de gauche), dans une bande magnétique, cela prend un certain temps (au centre), et pour le son, cela signifie introduire des distorsions évidentes (à droite). Que faire Si, avec le signal utile, nous agissons sur la bande avec un autre signal de haute puissance et de très haute fréquence, il y aura moins de distorsion dans le signal utile. C'est ce signal supplémentaire qui est appelé le courant de polarisation. Il s'agit d'un signal sinusoïdal à très haute fréquence, au-delà des limites de l'audition humaine (à partir de 75 kilohertz, et dans mon magnétophone, il est totalement de 210 kHz).
Non, comprenez-vous ce qui se passe? Un professeur de littérature entre dans la salle de classe, et bien qu'il n'interagisse en aucune façon avec les élèves, la composition commence à s'écrire un peu mieux! La puissance du courant de polarisation dépend du type de bande: c'est pourquoi Normal Bias est écrit sur les cassettes du premier type, et High est écrit sur le deuxième type (elles ont une force coercitive différente). Le courant de polarisation peut également être ajusté pour obtenir un son optimal, mais vous devez choisir soit moins de distorsion, soit une plage de fréquences plus large. Sur les cassettes coûteuses, ce compromis inévitable (l'un des nombreux) n'est pas si prononcé. Les magnétophones à cassette haut de gamme peuvent calibrer le courant de polarisation pour une bande spécifique, manuellement ou automatiquement: des signaux haute et basse fréquence sont enregistrés sur la bande, immédiatement lus par une tête de lecture séparée, et le courant de polarisation est ajusté de sorte que la puissance du signal corresponde approximativement.
Balalaika Cinquième: Systèmes de réduction du bruit
Nous avons déjà discuté des méthodes mécaniques et, pour ainsi dire, de recherche pour améliorer la qualité d'enregistrement sur cassette. Voyons comment vous pouvez modifier le son pendant l'enregistrement afin qu'il y ait moins de bruit et plus de musique lors de la lecture. Les systèmes de réduction du bruit historiquement développés par Dolby (mais pas seulement) en sont responsables. Trois variantes différentes de systèmes de réduction du bruit Dolby ont été incluses dans l'équipement pour les consommateurs finaux. Au début, c'était Dolby B - il a été introduit en 1968, et presque toutes les bandes musicales ont été enregistrées à l'aide de celui-ci.
En 1980, le système Dolby C est apparu. J'ai dû ajouter un commutateur entre différents systèmes de réduction du bruit aux magnétophones. En 1989, déjà à la fin du thème de la cassette dans les pays occidentaux, le système Dolby S est apparu. Comment fonctionnent-ils tous? Prenons l'exemple de Dolby B.
La photo est prise
d'ici , et il y a encore beaucoup de choses intéressantes. Dans le même temps, vous pouvez évaluer à quoi ressemblait une page d'accueil typique au milieu des années 90. L'idée est simple: enregistrons plus de signal sur la bande afin de réduire le bruit. Étant donné que le sifflement de la cassette affecte le plus les hautes fréquences, elles peuvent être amplifiées pendant l'enregistrement et pendant la lecture - pour ramener le niveau du signal à sa place. Profit?
Pas vraiment: vous ne pouvez pas augmenter sans cesse le niveau du signal, sinon le niveau de distorsion deviendra immédiatement prohibitif. Le système Dolby améliore sélectivement la composante haute fréquence du son à un volume relativement faible, c'est-à-dire qu'il fonctionne dans des endroits calmes où cela est nécessaire, mais dans les endroits bruyants, il essaie de ne pas interférer, tout va bien. Hélas, cette solution présente certains inconvénients. Tout d'abord, vous devez augmenter et diminuer le niveau du signal symétriquement. Cela ne fonctionne pas toujours. Et la cassette n'est pas un support idéal, les distorsions qui y sont introduites peuvent perturber le système de réduction du bruit. Et la mise en œuvre du système peut différer sur les magnétophones de différents fabricants.
Dolby C adopte une approche similaire pour les fréquences hautes et basses. Dolby S est un système de traitement du signal multibande encore plus sophistiqué qui promet une réduction du bruit allant jusqu'à 10 dB dans la gamme des basses fréquences et jusqu'à 24 dB dans la gamme des hautes fréquences. Ici, dans cette
merveilleuse vidéo Techmoan sur les cassettes et la modernité, il est montré comment trois systèmes Dolby différents luttent contre le bruit pur lorsqu'il n'y a pas de signal utile, c'est-à-dire que la réduction du bruit fonctionne dans des conditions idéales.
J'ai testé les trois systèmes de réduction du bruit.
Vous pouvez évaluer l'effet de Dolby B et Dolby C sur ma vidéo d'un post précédent . J'ai testé Dolby S sur un magnétophone Sony relativement simple et je n'entends vraiment pas le bruit de la bande avec ce système. Le problème est que les trois systèmes sont au moins légèrement, mais ils changent le signal musical, et pas du tout comme je le voudrais. Nous sommes en 2018, et je n'ai aucun problème à écouter de la musique sans siffler! Si en 1989 le Dolby S était présenté comme un moyen d'écrire du son sur une cassette avec une qualité presque comme un CD, les cassettes sont maintenant intéressantes simplement parce que leur son est différent des chiffres.
De telles choses.
Comme vous pouvez le voir, l'ensemble des problèmes rencontrés il y a trente ans dans les appareils des utilisateurs est très différent des problèmes actuels. Cependant, les ingénieurs et les développeurs sont toujours confrontés à des tâches aux propriétés similaires: comment assembler un trolleybus à partir d'un pain, un appareil ou un logiciel fonctionnant décemment à partir de matériaux apparemment totalement inadaptés. À la fin des années 70, Sony a tenté d'offrir un concurrent aux cassettes compactes - le format Elcaset avec des caractéristiques beaucoup plus remarquables. Mais cela n'a pas décollé: l'option «chère et de haute qualité» perd généralement la place à l'option «bon marché et abordable».Peut-être la meilleure mise en œuvre du format de cassette compacte a été dans les appareils pour lire le format suivant - Digital Compact Cassette , développé dans les années nonante par Philips. Le DCC était une cassette légèrement modifiée sur laquelle les données numériques étaient écrites sur 9 pistes parallèles (environ 250 mégaoctets des deux côtés). La caractéristique du format était la compatibilité avec les cassettes ordinaires, mais uniquement pour la lecture. Et maintenant, disent-ils, même les cassettes ordinaires reproduisaient très bien ces appareils, car les exigences pour le mécanisme de reproduction des données numériques étaient évidemment plus élevées. Le projet a été un échec. Les lecteurs de bande modernes sont plus susceptibles de provenir de magnétoscopes et ont peu en commun avec la technologie des cassettes.Mon expérience de connaissance «tardive» avec les cassettes audio montre: rien ne dure éternellement. Le paysage technologique habituel dans 10 à 20 ans peut complètement changer. Et bien que j'apprécie la technologie à l'ancienne, pour des raisons nostalgiques, financières et autres, je ne suis pas contre cette évolution inévitable. En effet, pour envoyer un «smartphone» ou un «ordinateur portable» ou une «tablette» au dépotoir de l'histoire, vous devez trouver quelque chose de nouveau. Je me demande ce que ça pourrait être.