Информационные списки

Магнитные ленты для компакт-кассет

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
(перенаправлено с «Type I (лента)»)
Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 25 января 2022 года; проверки требуют 12 правок.
Перейти к навигации Перейти к поиску

Характерные различия в цвете лент. Сверху вниз: лента МЭК-I начального уровня, феррокобальтовая МЭК-II, хромдиоксидная МЭК-II, металлопорошковая МЭК-IV
Стандартные выемки на верхнем ребре кассеты, маркирующие тип ленты по МЭК-94. Сверху вниз: МЭК-I, MЭК-II, МЭК-IV
Основная статья: Магнитная лента

Магнитные ленты для компакт-кассет подразделяются на три основных типа, различающиеся уровнем подмагничивания при записи и постоянной времени цепей частотной коррекции при воспроизведении.
Характеристики и обозначения типов лент регламентированы стандартом МЭК-94 (IEC-60094). Исторически, тип МЭК-I (IEC I) включал ленты на основе гамма-оксида железа➤, тип МЭК-II — ленты на основе диоксида хрома➤ и близкие к ним по магнитным свойствам феррокобальтовые ленты➤, наиболее совершенный и дорогой тип МЭК-IV — металлопорошковые ленты➤. В 1980-е годы появились ленты со сверхтонкими рабочими слоями из напылённого металла (ME)➤, металлопорошковые ленты МЭК-II и МЭК-I➤ и широко распространились высококачественные феррокобальтовые ленты МЭК-I («суперферрики»)➤. Качественный разрыв между лентами трёх типов сократился: лучшие ленты МЭК-I разработки 1980-х годов на равных конкурировали с металлопорошковыми лентами.

Двухслойные феррохромные ленты, стандартизованные под обозначением МЭК-III, распространения не получили➤. Обозначение тип 0, не предусмотренное МЭК-94, техническая пресса применяла для устаревших лент 1960-х годов, не соответствовавших стандарту, а также для низкокачественных некондиционных или контрафактных лент[1]➤.

Основные характеристики магнитных лент

[править | править код]

Магнитные характеристики

[править | править код]
Сравнение типичных величин коэрцитивной силы и остаточной индукции для лент трёх основных типов[2]. Форма кривых показана схематично, без учёта различий в коэффициенте квадратности
Коэрцитивная сила (380 Э) и остаточная индукция (1550 Гс) рабочего слоя, указанные на упаковке «профессиональной» кассеты МЭК-I. Приведённые цифры — типичные для дешёвых улучшенных кассет МЭК-I

Для обеспечения магнитной записи в рабочем слое ленты используются магнитотвёрдые порошковые ферромагнетики или ферримагнетики — материалы, требующие значительных внешних намагничивающих воздействий и сохраняющие («записывающие») значительную остаточную намагниченность после снятия внешнего воздействия[3]. Основными магнитными характеристиками лент являются[комм. 1]:

  • остаточная индукция насыщения определяет верхний предел уровня записи, для разных материалов составляет от 1100 до 3500 Гс[4]. Это важнейшее свойство ленты, которое определяет её динамический диапазон[5];
  • коэрцитивная сила характеризует уровень внешнего воздействия, которое необходимо для размагничивания и подмагничивания ленты. В серийных лентах величина коэрцитивной силы составляет примерно от 350 до 1200 Э. Чем выше этот показатель, тем меньше запись подвержена влиянию электромагнитных помех и самопроизвольному размагничиванию на высоких частотах. С увеличением коэрцитивной силы уменьшается магнитная проницаемость рабочего слоя, что способствует снижению слойных и контактных потерь при записи[6][7];
  • коэффициент квадратности[комм. 2] петли гистерезиса служит мерой линейности магнитной записи. Чем он ближе к единице, тем медленнее нарастают нелинейные искажения при записи и тем полнее используются возможности ленты в пределах остаточной индукции. Наилучшая линейность достигается при плотной упаковке принудительно ориентированных игольчатых магнитных частиц, наихудшая линейность свойственна хаотично, рыхло уложенным частицам неправильной формы. Уменьшение размера частиц, однородность их формы и регулярность их укладки также способствуют снижению уровня шума и лучшей передаче высокочастотных сигналов[8][9].

Электроакустические характеристики

[править | править код]
Маркировка кассеты с указанием максимального уровня записи, предельного уровня, уровня шума паузы и динамического диапазона относительно номинального уровня 250 нВб/м. Приведённые цифры близки к верхнему пределу для лент МЭК-I
Маркировка записанной кассеты с хромдиоксидной лентой, предназначенной для воспроизведения с постоянной времени 120 мкс
Логотип соответствия стандарту МЭК-I на кассете BASF 1981 года. Единообразная маркировка, продвигавшаяся МЭК и BASF, на рынке не прижилась

Основными электроакустическими характеристиками, применявшимися в оценке качества компакт-кассет, являются[комм. 3]:

  • Максимальный уровень записи, измеряемый относительно номинального уровня намагниченности в 250 нВб/м или «уровня Долби» в 200 нВб/м. На низких, средних и высоких частотах применяются различные показатели:
    • Среднечастотный максимальный уровень (англ. maximum output level, MOL). Обычно измеряется на частоте 315 (MOL315) или 400 (MOL400) Гц, определяется как уровень, при котором коэффициент третьей гармоники нелинейных искажений достигает порога в 3 %[10]. Дальнейшее намагничивание ленты возможно, но сопровождается значительной компрессией сигнала и неприемлемо высокими искажениями. У всех типов магнитных лент максимальный уровень незначительно изменяется в диапазоне частот 125−800 Гц; а при частотах ниже 125 Гц и выше 800 Гц резко снижается[11]. На частоте 40 Гц снижение максимального уровня составляет от 3−5 дБ у лент МЭК-I[12] до 6−7 дБ у лент МЭК-IV[13];
    • На частотах выше нескольких кГц нормирование нелинейных искажений теряет смысл, так как записанные на ленту гармоники намагниченности выходят за пределы звукового диапазона[комм. 4]. Поэтому на высоких частотах используется предельный уровень[комм. 5] (англ. saturation output level, SOL). Обычно он измеряется на частоте 10 кГц (SOL10K)[14];
  • Уровень шума паузы. Измеряется относительно номинального уровня или «уровня Долби» с применением взвешивающего фильтра А[комм. 6]. Реже приводятся данные об уровне модуляционного шума, который сопровождает записанный на ленту сигнал. Этот вид шума представляет собой серьёзную проблему, так как не может быть подавлен компандерными системами шумопонижения[15];
  • Динамический диапазон (отношение сигнал/шум) — разница между низкочастотным максимальным уровнем и уровнем шума паузы[16]. Для практически неискажённой передачи звука необходим динамический диапазон тракта записи-воспроизведения не хуже 60…65 Дб;
  • Чувствительность, обычно измеряется на частотах 315 и 10000 Гц относительно первичной типовой (эталонной) ленты МЭК[17];
  • Стабильность уровня воспроизведения сигнала. Случайные выпадения намагниченности ленты — характерный признак низкокачественных или повреждённых лент[17]. При испытаниях высококачественных лент стабильность уровня может объединяться с коэффициентом детонации и уровнем модуляционного шума в интегральный показатель стабильности, или однородности, воспроизведения.

Диапазон записываемых и воспроизводимых частот сам по себе не является значимой характеристикой ленты. При малых уровнях намагниченности[комм. 7] все качественные ленты способны записывать и воспроизводить частотный диапазон 30—16000 Гц и гарантируют неискажённую передачу звука. Однако на высоких уровнях сигнала верхняя граница сужается из-за снижения предельного уровня. На «уровне Долби» она находится в диапазоне от 8 кГц у хромдиоксидных лент до более 12 кГц у металлопорошковых лент (что, в случае хромдиоксидных лент, компенсируется низким абсолютным уровнем шума). На практике важно не столько значение верхней границы частотного диапазона, сколько трудно формализуемая гладкость АЧХ в области средних и верхних частот[17].

Стандарты и эталоны

[править | править код]

Первая спецификация лент для компакт-кассет была составлена в 1962—1963 годах компанией Philips; в то время требованиям Philips отвечали лишь три ленты производства компаний 3M, BASF и Kodak. К началу 1970-х годов на рынок вышло множество лент, не соответствовавших устоявшемуся эталону. Магнитофоны, настроенные на заводах по новейшим, улучшенным лентам, оказывались несовместимыми с «обычными», недорогими лентами[19]. Стандартизацией характеристик лент занялись Немецкий институт по стандартизации (DIN), установивший режимы записи и воспроизведения хромдиоксидных лент, а затем Международная электротехническая комиссия — разработчик стандарта МЭК-94 (IEC 60094)[комм. 8]. Окончательное деление компакт-кассет на четыре типа (МЭК-I, МЭК-II, MЭК-III и МЭК-IV) было установлено МЭК в 1979 году[21].

В стандарте МЭК-94 определены две важнейшие характеристики магнитофонных трактов:

  • Уровень подмагничивания: стандартный для лент МЭК-I, повышенный (150 %[1]) для лент МЭК-II, и особо высокий (250 %[1]) для лент МЭК-IV. Оптимальные значения уровня подмагничивания серийных лент неизбежно отличаются от эталонного. Например, в сравнительных испытаниях 36 лент МЭК-I, проведённых в 1990 году в США, были зафиксированы отклонения от −1 до +1 дБ, а у лент МЭК-IV отклонение достигало +3 дБ[22]. Отклонения фактического тока подмагничивания от оптимального для данной ленты перекашивают АЧХ и уменьшают максимальный уровень записи[23];
  • Постоянная времени цепей частотной коррекции при воспроизведении. Задача этих цепей — компенсация спада отдачи ленты на высоких частотах, который у лент МЭК-I начинается в области 1-1,5 кГц, что и обусловило выбор постоянной времени 120 мкс. Для лент МЭК-II и МЭК-IV постоянная времени уменьшена до 70 мкс. Воспроизведение с постоянной времени 70 мкс уменьшает уровень шума на 4 дБ, но при этом уменьшает и максимальный уровень на выходе усилителя воспроизведения на те же 4 дБ. На практике ленты МЭК-II и МЭК-IV могут записываться[комм. 9] и воспроизводиться и с постоянной времени 120 мкс. В таком режиме, например, в 1980-е годы тиражировались «премиальные» кассеты с записью на хромдиоксидной ленте.

Обязательной частью стандарта являются первичные типовые ленты[комм. 3] МЭК. Первичные ленты МЭК-I и МЭК-II всех поколений изготовлены BASF, первичные ленты МЭК-III и МЭК-IV — Sony и TDK соответственно[24]. Это не серийная продукция, поступавшая на рынок из года в год, а ленты из уникальных, однажды изготовленных и более не воспроизводившихся партий[24][17]. Повторить характеристики партии с должной точностью было невозможно, поэтому уполномоченный электротехнической комиссией поставщик однократно производил, а затем хранил запас первичных лент в расчёте на нужды промышленности всего мира на много лет вперёд[24]. Время от времени МЭК пересматривала набор первичных лент; последний по времени пересмотр состоялся в апреле 1994 года[17].

Ленты МЭК-I

[править | править код]

Ленты МЭК-I (IEC I, или Normal) — первый, наиболее распространённый и доступный тип лент, чаще других использовался при производстве кассет с записью. Магнитный слой ленты МЭК-I состоит из примерно 30 % синтетического связующего и 70 % магнитного порошка — продолговатых, игольчатых частиц ферримагнитного гамма-оксида железа-III длиной от 0,25 до 0,75 мкм. Частицы такого размера можно считать одиночными магнитными доменами[25]. Масса порошка имеет коричневый цвет, а его интенсивность и оттенки определяются средним размером частиц[25]. За рубежом оксид из синтетического гётита производили предприятия, выпускающие минеральные пигменты[25]; в советской промышленности, из-за невозможности обеспечить должную химическую чистоту на предприятиях лакокрасочной отрасли, оксидный порошок изготавливали непосредственно заводы-производители лент[26].

Стандартом IEC 60094 для типа I установлен нормальный (низкий) уровень подмагничивания и постоянная времени частотной коррекции 120 мкс. Множество выпущенных кассет МЭК-I складывается из трёх основных подтипов: ленты начального уровня, улучшенные ленты на основе гамма-оксида железа-III, и высококачественные ленты на основе гамма-оксида железа-III, легированного кобальтом. Значения остаточной индукции и коэффициента квадратности, определяющие предельные уровни записи, последовательно возрастают от подтипа к подтипу, а коэрцитивная сила остаётся неизменной (примерно 380 Э)[27]. Общим для всех лент МЭК-I является и небольшой относительно МЭК-II и МЭК-IV спад максимального уровня на низких частотах: уступая более дорогим лентам в уровне записи высокочастотных составляющих, они выигрывают на низких[13].

Ленты начального уровня

[править | править код]

В основании пирамиды лежат базовые, дешёвые ленты на основе чистого, немодифицированного и нелегированного гамма-оксида железа(III). Низкие характеристики этих лент — следствие неплотной изотропной укладки крупных частиц неправильной формы в магнитном слое[8]. Ленты этого класса, часто маркировавшиеся как «малошумящие» (Low Noise), имеют наихудший абсолютный уровень шума, низкую остаточную индукцию (≈1400 Гс) и низкий коэффициент квадратности (≈0,75) — что задаёт относительно низкий максимальный уровень записи и узкий динамический диапазон[27][28]. Чувствительность дешёвых лент, как правило, также низкая, а оптимальный уровень подмагничивания на 1−2 дБ ниже, чем у усовершенствованных лент МЭК-I[28].

Именно к этой группе относится и неформальный «тип МЭК-0» — сборная группа оксидных лент, не соответствующих МЭК-I[1]. Исторически в неё входили ленты «докассетной эпохи», не адаптированные под специфические требования кассетной аппаратуры и, как правило, требовавшие меньшего по сравнению с МЭК-I тока подмагничивания[1][29]. При стандартной настройке канала записи все ленты звучали тускло, и лишь немногие из них «раскрывались» при тонкой подстройке тока записи[1]. В XXI веке вместо прежнего значения обозначение «тип МЭК-0» используется для всевозможных некачественных, некондиционных и контрафактных кассет[30].

Улучшенные ленты

[править | править код]

По мере развития технологии ленты начального уровня крупных производителей превзошли ограничения своего подтипа и перешагнули в разряд усовершенствованных. Ленты этого подтипа (англ. microferrics[28]) отличались правильной формой и меньшим размером частиц — примерно 0,3 мкм в длину[27]. Первая компакт-кассета такого рода, TDK SD[комм. 10], вышла на рынок в 1971 году; в 1973 появился ставший эталоном мелкозернистый магнитный порошок компании Pfizer[32]. Затем производители освоили анизотропную укладку магнитных частиц под воздействием мощного магнитного поля, что заметно улучшило линейность (коэффициент квадратности приблизился к 0,9) и воспроизведение высоких частот[27][28][33]. Типичная остаточная индукция улучшенной ленты разработки 1980-х годов равна примерно 1600 Гс, максимальный уровень записи на 2 дБ выше, чем у лент начального уровня, а абсолютный уровень шума — несколько ниже[28]. Недостаток улучшенных лент — повышенный на 3—6 дБ копирэффект[28][комм. 11].

Феррокобальтовые ленты МЭК-I

[править | править код]

Наиболее совершенный подтип МЭК-I — ленты на основе гамма-оксида железа(III), обогащённого кобальтом. Существовало несколько разных технологий их производства, практическое распроспространение получил экономичный и гибкий процесс низкотемпературного капсулирования оксида тонким слоем феррита кобальта(II) из водного раствора хлорида кобальта[35][25]. Получающиееся частицы имеют правильную игольчатую форму и могут быть плотно упакованы в высококачественные анизотропные магнитные слои[25][27]. Первые феррокобальтовые компакт-кассеты американской компании 3M появились в 1972 году и на равных состязались с хромдиоксидными лентами; комментаторы отмечали исключительно высокую чувствительность и рекордный максимальный уровень записи новых лент[19].

Остаточная индукция феррокобальтовых составов МЭК-I равна примерно 1750 Гс[28]. Максимальный уровень записи на 4 дБ выше, а чувствительность на 2—3 дБ выше, чем у лент начального уровня; уровень шума примерно тот же, что у улучшенных лент[28]. Лучшие ленты этого класса («суперферрики») по совокупности динамических и частотных характеристик не уступают лентам МЭК-IV. Это доступная альтернатива металлорошковым лентам, в особенности при записи акустической музыки с большим динамическим диапазоном[36]. Динамический диапазон составляет 60…62 дБ, при исключительно высоком, на уровне лент МЭК-IV, максимальном уровне записи на низких частотах[37].

Ленты МЭК-II

[править | править код]

Тип МЭК-II (IEC II, или High Bias, Chrome Bias и т. п.) объединяет два основных подтипа — ленты на основе диоксида хрома и феррокобальтовые ленты[1]; кроме того, существует немногочисленный подтип металлопорошковых лент МЭК-II.

Ленты МЭК-II, согласно стандарту, предназначены для записи с высоким уровнем подмагничивания (150 % от уровня МЭК-I) и воспроизведения с постоянной времени 70 мкс. Первичная типовая лента DIN, установленная до принятия МЭК-94 — BASF C401R, первичные ленты МЭК — BASF S4592A (c 1981 года[24]) и BASF U564W (с 1988 года).

Хромдиоксидные ленты

[править | править код]

Ленты на основе ферромагнитного[38] модифицированного диоксида хрома, предназначенные для вычислительной техники и видеозаписи, появились в 1968 году; два года спустя начался выпуск хромдиоксидных компакт-кассет[39]. Ранние хромдиоксидные ленты «славились» повышенной абразивностью, но уже к 1977 году эта проблема была решена[40]. Сложность и дороговизна высокотемпературного синтеза диоксида хрома, вкупе с необходимостью уплаты роялти правообладателю — компании DuPont, — обусловила высокие розничные цены на кассеты и стимулировала поиск иных, альтернативных магнитных материалов[38][41].

Типичная хромдиоксидная лента характеризуется коэрцитивной силой в 600 Э, остаточной индукцией 1300 Гс и близким к идеалу коэффициентом квадратности петли гистерезиса (0,9)[27]. Её главное достоинство — низкий уровень и благозвучный спектральный состав шума, в особенности модуляционного шума на высоких частотах[42]. Рекордно низкие уровни шума среди всех кассет — у двухслойных хромдиоксидных лент[42]; уровень шума таких кассет не уступает характеристикам обычных лент на скорости 19,05 см/с[40]. Заметно выше и чувствительность на высоких частотах, однако максимальные уровни записи невелики — не выше, чем у базовых лент МЭК-I, и намного ниже возможностей «микроферриков» и «суперферриков». Превышение максимального уровня абсолютно недопустимо, а приближение к нему нежелательно, так как в «красной зоне» нелинейные искажения хромдиоксидных лент нарастают быстрее, чем у лент других типов[42]. Из-за быстрого спада максимального уровня в областях низких и верхних частот хромдиоксидные ленты не универсальны; наилучшим образом они подходят для записи энергичной музыки с ярко выраженными обертонами, но относительно малыми уровнями басов[42].

Хромдиоксидные компакт-кассеты — наименее долговечные, и наиболее подвержены преждевременной деградации[43]. При нормальных условиях хранения лента остаётся пригодной к использованию, но уровень записанного сигнала медленно снижается — примерно на 2 дБ за расчётный срок хранения (10—30 лет)[43][44]. При увеличении температуры хром — окислитель полиэфирных и полиуретановых связующих — запускает необратимый процесс распада макромолекул полимера. Осколки молекул дрейфуют к поверхности ленты, что вначале лишь ухудшает её фрикционные свойства, затем возрастает уровень шума, а в конце распада рабочий слой ленты превращается в непрочную вязкую массу[45][44]. Сходный «синдром липкости-осыпания» наблюдался в ряде лент для катушечных магнитофонов, однако почти не свойственен компакт-кассетам МЭК-I и феррокобальтовым кассетам МЭК-II[46].

Феррокобальтовые ленты МЭК-II

[править | править код]
Все кассеты МЭК-II фирмы TDK, выпущенные в 1980—2000-е годы — не хромдиоксидные, а феррокобальтовые. Крайняя справа кассета — уникальная, не имевшая аналогов[47] трёхслойная TDK SA-XS

Вскоре после внедрения в производство хромдиоксидных кассет японские производители, не желавшие платить лицензионные отчисления DuPont, занялись поиском патентно-чистой альтернативы — ею стало всё то же капсулирование гамма-оксида железа(III) ферритом кобальта. Cвойствами феррокобальтового слоя можно управлять, дозируя долю кобальта: каждый дополнительный процент его содержания увеличивает коэрцитивную силу примерно на 133 Э[48]. Для перехода из типа МЭК-I в тип МЭК-II было достаточно нарастить слой феррита кобальта настолько, чтобы коэрцитивная сила возросла до свойственных МЭК-II значений[49].

В 1974—1975 годы TDK и Maxell вывели на рынок классические феррокобальтовые «псевдохромы» TDK SA[комм. 12] и Maxell UD-XL[комм. 13], и свернули производство хромдиоксидных лент. «Война» хромдиоксидных и феррокобальтовых компакт-кассет прошла относительно спокойно, оба типа лент сосуществовали до конца кассетной эпохи. Конкурентная борьба за рынок видеолент, напротив, была бурной и уже в 1976 году завершилась полной победой феррокобальтовых составов[52][25]. В 1980-е годы распространились «премиальные» двуслойные феррокобальтовые ленты с особо высокими максимальными и предельными уровнями; в середине 1990-х годов была выпущена первая и единственная трёхслойная лента TDK SA-XS[47][53].

Отличить «псевдохром» от настоящих хромдиоксидных лент несложно: последние имеют характерный запах горячего воска, отсутствующий в лентах иных типов. Электроакустические характеристики феррокобальтовых лент МЭК-II близки к характеристикам высококачественных лент МЭК-I. Уровень шума ниже из-за применения постоянной времени 70 мкс, однако по той же причине снижен и предельный уровень записи на высоких частотах[28]. Реальный динамический диапазон, по данным независимых измерений 1990 года, составляет 60…65 дБ[54].

Магнитные характеристики феррокобальтовых лент МЭК-II (коэрцитивная сила 580—700 Э, остаточная индукция 1300—1550 Гс[55]) отличаются от характеристик хромдиоксидных лент незначительно, однако этого различия достаточно, чтобы оптимальные токи подмагничивания отличались существенно. Фактически, в пределах одного типа МЭК сосуществуют ленты с несовместимыми режимами записи. Японские производители аппаратуры, следуя за лидерами рынка компакт-кассет, настраивали каналы записи магнитофонов не на первичную ленту МЭК-II, а на японские «псевдохромы» TDK SA[комм. 14]. Несовместимость японских лент с действующим стандартом создала проблемы пользователям магнитофонов европейского производства[57] и подорвала позиции компаний-производителей хромдиоксидных лент, прежде всего BASF. К началу 1990-х годов даже они перешли на выпуск феррокобальтовых составов[58]. МЭК «решила» проблему совместимости, назначив новой первичной лентой МЭК-II феррокобальтовую ленту производства того же BASF, близкую по характеристикам к «псевдохромам» TDK, лишь в 1994 году[28].

Металлопорошковые ленты МЭК-II

[править | править код]
Внешние медиафайлы
Обзоры металлопорошковых лент МЭК-II (англ.)
Denon HD8, That's EM/EM-X
TDK HX

Коэрцитивная сила порошка из железа и кобальта, осаждённых из водного раствора солей, зависит от его состава. Изменяя массовую долю кобальта от ноля до 10%, производитель может точно подбирать коэрцитивную силу в диапазоне от примерно 400 до 1300 Э; коэрцитивная сила сплавов железо-кобальт может достигать 2200 Э[59]. Благодаря гибкости технологии, производители могли и увеличивать, и уменьшать коэрцитивную силу металлопорошковых лент относительно уровня, установленного для лент МЭК-IV, в том числе — до уровня МЭК-II[59].

На практике этой возможностью воспользовались лишь японские компании Denon, Taiyo Yuden[яп.] (торговая марка That’s) и TDK, выпускавшие редкие и дорогие металлопорошковые кассеты МЭК-II. При высокой остаточной индукции по типу МЭК-IV (2600 Гс) эти ленты имели относительно низкую, порядка 800 Гс, коэрцитивную силу, близкую к характеристикам МЭК-II[60]. По данным испытаний 1990 года, продукция Denon и Taiyo Yuden была в числе лучших лент МЭК-II, однако eё применение осложнялось исключительно высокой чувствительностью и нестандартным, существенно большим чем у первичной ленты МЭК-II, током подмагничивания[61].

Ленты МЭК-III

[править | править код]

Феррохромные ленты

[править | править код]
Внешние видеофайлы
Обзоры лент МЭК-III (англ.)
Sony FeCr, BASF Ferrochrome

В 1973 году компания Sony вывела на рынок первые двуслойные ленты, в которых базовый пятимикронный слой гамма-оксида железа был покрыт микронным слоем хромдиоксидного пигмента[62]; по замыслу разработчиков, двуслойная феррохромная лента должна была сочетать свойственный лентам МЭК-I высокий уровень записи на низких частотах с хорошими высокочастотными свойствами диоксида хрома. Новинка вошла в классификатор лент как тип МЭК-III, а первичной лентой типа стала Sony CS301[24].

Помимо Sony, к выпуску феррохромных лент присоединились лишь BASF и AGFA. Феррохромные ленты не смогли составить конкуренцию лучшим лентам МЭК-I и МЭК-II, и быстро сошли со сцены[28][24]. Производители магнитофонов, вначале обеспечивавшие их режимом записи для МЭК-III, к 1983 году перестали это делать[24]. BASF прекратила выпуск феррохромных лент в 1984 году[63], Sony около 1988 года[64].

Ленты МЭК-IV

[править | править код]

Металлопорошковые ленты (MP)

[править | править код]

Первые попытки создать магнитную ленту на основе не оксидов, а чистых (не окисленных) металлов были предприняты ещё в 1946 году; в 1962 году появились опытные ленты на основе порошка сплава железа, кобальта и никеля[55], а в начале 1970-х годов компания Philips объявила о начале разработки металлопорошковых (англ. Metal particle, MP) компакт-кассет[57]. Внедрение металлопорошковых составов в массовое производство оказалось непростой задачей; известные методы порошковой металлургии не позволяли добиться субмикронного размера частиц[65]. Пирофорность порошков химики обуздали с помощью пассивации металлических частиц тонким слоем оксида[65]. По замыслу разработчиков, контролируемое окисление на производстве также стабилизировало магнитные и химические свойства ленты, препятствуя дальнейшему медленному окислению в процессе эксплуатации[65]. На практике им не удалось убедить рынок: в среде любителей и профессионалов установилось мнение о неизбежной медленной деградации (окислении) металлопорошковых составов[55].

Серийные металлопорошковые компакт-кассеты вышли на рынок в 1979 году[55] и были стандартизованы под обозначением МЭК-IV. Износ головок при протяжке металлопорошковых лент намного ниже, чем у лент других типов[5].

Постоянная времени воспроизведения 70 мкс — та же, что и у лент МЭК-II, поэтому металлопорошковые ленты могут воспроизводиться на любом магнитофоне, способном воспроизводить ленты МЭК-II[17]. Иначе обстоит дело с режимом записи[17]. Коэрцитивная сила типичной металлопорошковой ленты составляет 1100 Э, а остаточная индукция — 3300 Гс, в два-три раза выше чем у оксидных лент, что требует особо высокой индукции подмагничивания и стирания[28][55][17]. Традиционные головки с ферритовыми сердечниками, имеющие относительно невысокий порог насыщения, для записи металлопорошковых лент непригодны, поэтому в начале 1980-х годов на смену им пришли новые типы головок на основе сендаста, пермаллоя и комбинированные стеклоферритовые головки с заполнением магнитного зазора магнитомягким сплавом[66].

Металлопорошковые ленты, в особенности флагманские двуслойные ленты, отличаются рекордно высоким максимальным и предельным уровнями записи и широчайшим динамическим диапазоном при низком уровне нелинейных искажений; они лучше других лент справляются с тонкими нюансами живой, не подвергнутой агрессивной компрессии музыки[67]. Из-за высокой цены эти ленты никогда не были массовыми; их применение было исторически оправдано лишь во флагманских, наиболее совершенных моделях магнитофонов[67]. Другой недостаток металлопорошковых лент — медленное саморазмагничивание (спад уровня записанного сигнала примерно на 2 дБ за расчётный срок хранения)[43][68].

Ленты на основе распылённых металлов (ME)

[править | править код]
Внешние видеофайлы
Обзоры компакт-кассет ME (англ.)
Matsushita Angrom ME (МЭК-I)

Технология ионного распыления металлов была внедрена в серийное производство магнитных лент для цифровой и видеозаписи в 1980-е годы, а первые аналоговые микрокассеты нового типа (англ. Metal Evaporated, ME) появились в 1979 году[69]. Процесс распыления проводится в вакуумной камере[70]. Кобальт или кобальто-никелевый сплав нагревается мощным электронным пучком, и распыляется узко направленным конусом на охлаждаемый барабан с лентой[70]. В зону падения атомов металла на ленту подаётся кислород, частично окисляющий осаждённый металл и способствующий формированию мелкозернистой структуры[71].

Магнитные слои на основе напылённого металла имеют наибольшую информационную плотность из всех известных носителей; в 2010-е годы конкуренцию им составляют лишь магнитные слои на основе феррита бария[англ.][69]. Однако механическая прочность напылённого слоя, толщина которого измеряется долями микрона, намного ниже, чем у традиционных оксидных слоёв[72][73][уточнить ссылку 1029 дней]. По этой причине, а также из-за высокой (на порядок выше, чем у металлопорошковых лент[73][уточнить ссылку 1029 дней]) себестоимости распыление металлов в производстве компакт-кассет не прижилось. Единственным производителем компакт-кассет ME стал разработчик технологии — компания Panasonic. Японцам удалось довести до серийного выпуска кассеты, адаптированные к требованиям МЭК-I, МЭК-II и МЭК-IV, но производились они недолго и были практически недоступны за пределами Японии[74].

См. также

[править | править код]

Комментарии

[править | править код]
  1. ↑ Здесь и далее используются термины ГОСТ 19693-74 «Материалы магнитные. Термины и определения».
  2. ↑ Брагинский и Тимофеев именуют этот показатель коэффициентом прямоугольности.
  3. ↑ 1 2 Здесь и далее используются термины ГОСТ 23963-86 «Ленты магнитные для бытовой звукозаписи. Общие технические условия».
  4. ↑ Важно не столько то, что эти гармоники лежат за границей человеческого слуха, сколько то, что их невозможно корректно преобразовать в электрический сигнал обычными головками воспроизведения. На выходе канала воспроизведения наблюдается лишь компрессия записанного сигнала.
  5. ↑ ГОСТ 23963-86, п. 4.4.5: «Измерение предельного уровня записи на частоте 10 000 Гц проводят, записывая сигнал на испытуемой ленте при токе записи, обеспечивающем максимально возможное значение напряжения на выходе усилителя воспроизведения»[14]
  6. ↑ Фильтр со специально нормированной частотной характеристикой (МЭК-А), соответствующей час­тотной характеристике чувствительности человеческого уха. Эта характерис­тика имеет максимум на частотах примерно 1 — 5 кГц. На частоте 50 Гц ха­рактеристика имеет спад —30 дБ, на частоте 20 кГц — 10 дБ.
  7. ↑ Стандартный уровень «малого сигнала», на котором обычно измеряется диапазон воспроизводимых частот, составляет −20 дБ относительно номинального уровня в 250 нВб/м[18].
  8. ↑ МЭК-94 фактически представляет собой семейство родственных, но самостоятельных стандартов, из которых к компакт-кассетам непосредственно относятся IEC-60094-5 «Электроакустические характеристики магнитных лент» и IEC-60094-7 «Кассеты для промышленных и бытовых магнитофонов»[20].
  9. ↑ При условии, что магнитофон допускает ручную установку постоянной времени и укомплектован необходимой цепью частотных предыскажений в канале записи. Эти функции были нормой, например, во флагманских деках Nakamichi и Studer.
  10. ↑ Под обозначением TDK SD в разные годы выпускались совершенные разные ленты. Первая TDK SD (на основе мелкодисперсного гамма-оксида железа) выпускалась в 1971—1975 годы, а затем была заменена лентой TDK AD. Вторая TDK SD — младшая в линейке феррокобальтовых лент МЭК-II — появилась в 1987 году на рынке США. На европейском и японском рынке её аналог продавался под именем TDK SF[31].
  11. ↑ Уровень копирэффекта и уровень шума непосредственно связаны с размером частиц оксида. Чем меньше размер частиц, тем меньше шум, и тем сильнее копирэффект, и наоборот. Наихудшее сочетание копирэффекта и шума свойственно лентам неоднородного состава, в магнитных слоях которых присутствуют значительные количества аномально мелких и аномально крупных частиц[34].
  12. ↑ Феррокобальтовый состав Avilyn (основа TDK SA) был представлен публике в конце 1973 года[50].
  13. ↑ Выпуск феррокобальтовых кассет Maxell UD-XL, вначале только для японского рынка, был анонсирован в конце 1974 года[51].
  14. ↑ Например, принадлежавшая японцам компания Harman Kardon, направляя магнитофоны на сертификацию в Dolby Laboratories, настраивала их по первичной, хромдиоксидной, ленте МЭК. Однако серийные образцы тех же моделей настраивались на завода по ленте TDK SA[56].

Примечания

[править | править код]
  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 A quick guide to tape types // High Fidelity. — 1982. — № 11. — P. 29.
  2. ↑ Козюренко, 1998, с. 22.
  3. ↑ Брагинский и Тимофеев, 1987, с. 21.
  4. ↑ Jones and Manquen, 2008, pp. 1066, 1068.
  5. ↑ 1 2 Козюренко, 1998, с. 23.
  6. ↑ Jones and Manquen, 2008, p. 1066.
  7. ↑ Брагинский и Тимофеев, 1987, с. 57.
  8. ↑ 1 2 Jones and Manquen, 2008, p. 1067.
  9. ↑ Брагинский и Тимофеев, 1987, с. 29, 58—59.
  10. ↑ Козюренко, 1998, с. 33.
  11. ↑ Roberson, 1990, p. 53.
  12. ↑ Roberson, 1990, p. 47.
  13. ↑ 1 2 Roberson, 1990, p. 58.
  14. ↑ 1 2 ГОСТ 23963-86, 1987, п.4.4.5.
  15. ↑ Козюренко, 1998, с. 34.
  16. ↑ Козюренко, 1998, с. 13—14.
  17. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 Козюренко, 1998, с. 32.
  18. ↑ ГОСТ 23963-86, 1987, раздел 4.2.
  19. ↑ 1 2 Free J. R. How Good Are Those New Cassette Tapes?. — 1971. — № November. — P. 89, 130.
  20. ↑ Fundamentals and Units of Measurement // Handbook for Sound Engineers, Fourth Edition. — Focal Press / Elsevier, 2008. — P. 1666. — ISBN 9780240809694.
  21. ↑ History of Compact Cassette. Vintagecassettes.com (май 2014). Дата обращения: 22 декабря 2019. Архивировано 26 февраля 2011 года.
  22. ↑ Roberson, 1990, pp. 47, 52, 58.
  23. ↑ Козюренко, 1998, с. 34—35.
  24. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Feldman, Len. Ambient Sound // Modern Music and Recording. — 1983. — № 1. — P. 28—29.
  25. ↑ 1 2 3 4 5 6 Mallinson, 2012, p. 31.
  26. ↑ Брагинский и Тимофеев, 1987, с. 166.
  27. ↑ 1 2 3 4 5 6 Jones and Manquen, 2008, p. 1068.
  28. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Capel, 2016, p. 116.
  29. ↑ Amir Dhir. The Digital Consumer Technology Handbook. — Elsevier, 2004. — P. 417. — ISBN 9780080530413.
  30. ↑ Tony Villa. Crap Cassettes, The "Type 0" - New And Old - Are They Really That Bad? (13 марта 2019). Дата обращения: 22 декабря 2019. Архивировано 15 июня 2020 года.
  31. ↑ TDK audio cassette history by year. Vintagecassettes.com (май 2014). Дата обращения: 22 декабря 2019. Архивировано 21 декабря 2019 года.
  32. ↑ Clark, 1999, p. 104.
  33. ↑ Брагинский и Тимофеев, 1987, с. 29.
  34. ↑ Jones and Manquen, 2008, p. 1072.
  35. ↑ Брагинский и Тимофеев, 1987, с. 173.
  36. ↑ Козюренко, 1998, с. 27.
  37. ↑ Roberson, 1990, pp. 47, 58.
  38. ↑ 1 2 Mallinson, 2012, p. 32.
  39. ↑ Брагинский и Тимофеев, 1987, с. 163—164.
  40. ↑ 1 2 Free J. Cassette tapes for higher hi-fi // Popular Science. — 1977. — № June. — P. 50—53.
  41. ↑ Брагинский и Тимофеев, 1987, с. 163—164, 183.
  42. ↑ 1 2 3 4 Козюренко, 1998, с. 28, 30.
  43. ↑ 1 2 3 Bogart, 1995, p. 7.
  44. ↑ 1 2 Bressan F. et al. Chemistry for Audio Heritage Preservation: A Review of Analytical Techniques for Audio Magnetic Tapes // Heritage. — 2019. — № 2. — P. 1559, 1568. — doi:10.3390/heritage2020097. Архивировано 16 февраля 2020 года.
  45. ↑ Bradshaw R. et al. Chemical and mechanical performance of flexible magnetic tape containing chromium dioxide // IBM Journal of Research and Development. — 1986. — Vol. 30, № 2 (March). — P. 206.
  46. ↑ Bogart, 1995, p. 5.
  47. ↑ 1 2 Козюренко, 1998, с. 29.
  48. ↑ Camras, 2012, p. 114.
  49. ↑ Free, 1977, p. 53.
  50. ↑ Less Wear from TDK Videotape // Billboard. — 1973. — № 24 November. — P. 39.
  51. ↑ Hideo Eguchi. Update from Asia // Billboard. — 1974. — № 19 October. — P. 39.
  52. ↑ Kirsh B. Blank TV Tape Production Heats Up Chrome vs Cobalt Battle // Billboard. — 1973. — P. 38.
  53. ↑ TDK Europe 1995-1997. Vintagecassettes.com (май 2014). Дата обращения: 22 декабря 2019. Архивировано 21 декабря 2019 года.
  54. ↑ Roberson, 1990, p. 52.
  55. ↑ 1 2 3 4 5 Camras, 2012, p. 33.
  56. ↑ Hirsch J. Harman Kardon hk705 Cassette Deck // Stereo Review's Tape Recording & Byuing Guide. — 1982. — P. 37—38.
  57. ↑ 1 2 Cassette users set for another ride? // New Scientist. — 1977. — № 25 August. — P. 478.
  58. ↑ BASF Chrome Tape Formulations. Vintagecassettes.com (май 2014). Дата обращения: 22 декабря 2019. Архивировано 21 декабря 2019 года.
  59. ↑ 1 2 Camras, 2012, pp. 113—114.
  60. ↑ Booth, 1989, p. 64.
  61. ↑ Roberson, 1990, pp. 58, 59.
  62. ↑ Oxide+Chrome Blanks // Billboard. — 1973. — № October 6.
  63. ↑ BASF 1984. Vintagecassettes.com (май 2014). Дата обращения: 22 декабря 2019. Архивировано 23 декабря 2019 года.
  64. ↑ Sony 1988-89 Japan. Vintagecassettes.com (май 2014). Дата обращения: 22 декабря 2019. Архивировано 2 февраля 2020 года.
  65. ↑ 1 2 3 Брагинский и Тимофеев, 1987, с. 176—176.
  66. ↑ Козюренко, 1998, с. 32, 66.
  67. ↑ 1 2 Козюренко, 1998, с. 29, 31.
  68. ↑ Bressan, 2019, p. 1568.
  69. ↑ 1 2 Jubert and Onodera, 2012, p. 67.
  70. ↑ 1 2 Jubert and Onodera, 2012, p. 69.
  71. ↑ Jubert and Onodera, 2012, p. 70.
  72. ↑ Jubert and Onodera, 2012, p. 74.
  73. ↑ 1 2 Fox, 1986, p. 41
  74. ↑ National 1985-1986 Japan. Vintagecassettes.com (май 2014). Дата обращения: 22 декабря 2019. Архивировано 23 декабря 2019 года.

Литература

[править | править код]
Источник — https://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=Магнитные_ленты_для_компакт-кассет&oldid=135739976#Ленты_МЭК-I