Магнитофон — аппарат для записи звука на магнитную ленту и его последующего воспроизведения. Магнитофоны обеспечивают высокое качество звучания, длительную непрерывную работу без перезарядки ленты, просты и удобны в пользовании. Они позволяют многократно (до нескольких тысяч раз) прослушивать сделанные записи, без ухудшения качества использовать одну и ту же ленту для новых записей (прежняя запись при этом автоматически стирается путём размагничивания магнитного слоя ленты).

С помощью магнитофона можно записать устную речь через микрофон (внешний или встроенный), музыкальную вещательную передачу от радиоприёмника или радиотрансляционной сети, телефонное сообщение, произвести перезапись с граммофонной пластинки и т. п.

Принцип работы магнитофона. Основные узлы магнитофона (см. рис.): лентопротяжный механизм, блок магнитных головок (стирающая, записывающая, воспроизводящая), электронные блоки (усилители записи, воспроизведения, низкой частоты, генератор высокой частоты, блок питания) и акустическая система. При записи электрические сигналы звуковой частоты (от микрофона, радиоприёмника или другого источника) после усиления до необходимого уровня поступают на записывающую магнитную головку (электромагнит с плоским кольцеобразным сердечником, имеющим небольшой зазор), где они преобразуются в переменное магнитное поле, изменяющееся в такт с электрическими колебаниями. Это поле воздействует (через зазор) на магнитную ленту (носитель), протягиваемую с постоянной скоростью относительно головки, и, изменяя намагниченность отдельных участков ленты в соответствии с изменением уровня записываемых сигналов, образует на ней дорожку записи.

Магнитные следы звуков на носителе (фонограмма) могут длительное время сохраняться без изменений. При воспроизведении записи магнитная лента с записанной на ней звуковой дорожкой равномерно (с такой же как и при записи скоростью) протягивается относительно воспроизводящей головки; остаточный магнитный поток носителя возбуждает в обмотке этой головки электрические колебания, в точности повторяющие записанные. Эти колебания усиливаются специальным усилителем воспроизведения, оконечным усилителем низкой частоты и воспроизводятся акустической системой.

В магнитофонах для записи и воспроизведения стереофонических сигналов имеется два самостоятельных одинаковых по своим параметрам канала записи и два канала воспроизведения. Общими для обоих каналов являются: магнитная лента; лентопротяжный механизм; генератор высокой частоты для стирания и подмагничивания. Для стереофонической записи требуются два пространственно разнесённых микрофона, а для её прослушивания — две пространственно разделённых акустических системы.

Перед записью новой фонограммы магнитная лента всегда подвергается размагничиванию в сильном магнитном поле стирающей головки, в обмотку которой подаётся ток высокой (ультразвуковой) частоты. Стирающую головку в магнитофоне располагают так, чтобы лента при своём движении сначала проходила мимо неё и уж затем — мимо записывающей головки.

В массовых моделях магнитофонов записывающая и воспроизводящая головки часто заменяются одной универсальной, переключаемой в зависимости от рода работы с одного усилителя на другой, что, однако, исключает возможность контрольного прослушивания во время записи. Узлы и блоки магнитофона питаются от сети переменного тока через имеющийся в магнитофоне выпрямитель либо от автономных источников постоянного тока — гальванических элементов или аккумуляторов.

Большинство моделей носимых магнитофонов имеет универсальное питание: при использовании вне дома — автономное от источников постоянного тока; в домашних условиях — от сети через встроенный или внешний (выносной) малогабаритный блок питания, в котором вырабатываются все переменные и постоянные напряжения, необходимые для питания транзисторов, электродвигателей, электромагнитов и других элементов магнитофона.

Лентопротяжный механизм с помощью электродвигателей, системы передач, ведущего и направляющих роликов, тормозов и других приспособлений обеспечивает плавный пуск и равномерное протягивание магнитной ленты по рабочим поверхностям головок, необходимое натяжение её и согласованное торможение катушек с лентой. Кроме того, лентопротяжный механизм может производить ускоренную (за 1 – 2 минуты) перемотку ленты в прямом и обратном направлениях при поиске нужного места записи. Для уменьшения износа головок при перемотке лента от них автоматически отводится. В массовых моделях, особенно в носимых магнитофонах, для уменьшения массы, габаритных размеров и потребления энергии обычно используется один электродвигатель.

Магнитофоны имеют регуляторы громкости, регуляторы тембра звучания (раздельно для верхних и нижних частот), раздельные регуляторы и индикаторы уровня записи и воспроизведения в каждом канале, устройства для кратковременной остановки ленты и оперативного прослушивания записываемого сигнала. В лучших моделях магнитофонов помимо этого предусмотрены: автоматическая остановка ленты при её обрыве или окончании; наличие счётчика расхода ленты, позволяющего быстро отыскать нужный фрагмент фонограммы; отключение стирающей головки для наложения на имеющуюся фонограмму дополнительной записи (от микрофона или с другой фонограммы) при создании комбинированных записей; реверсирование двигателей, позволяющее вести запись и воспроизведение при движении ленты в обоих направлениях; таймерное или запоминающее устройство для автоматического поиска нужного фрагмента записи или программирования времени остановки ленты; электронно-логическое и дистанционное управление режимами работы; автоматическая регулировка натяжения ленты; уменьшение уровня помех с помощью электронной системы шумопонижения и др.

В современных бытовых магнитофонах запись производится поочерёдно на две или четыре дорожки, разделённые на ленте небольшим промежутком. В стереофоническом магнитофоне запись и воспроизведение ведутся сдвоенными головками одновременно с использованием двух дорожек.

Магнитофоны нередко конструктивно объединяют в одном комплексе с радиоприёмником или (и) с электропроигрывателем (см. статьи Магнитола и Магниторадиола).

Основные технические характеристики магнитофонов. Номинальная скорость движения магнитной ленты определяет качество записи и воспроизведения звука и продолжительность работы магнитофона без перезарядки. С уменьшением скорости движения магнитной ленты увеличивается продолжительность непрерывного воспроизведения, но ухудшается качество записи: уменьшается диапазон записываемых частот, увеличивается детонация и т. п. При создании каждой конкретной модели магнитофона стремятся найти оптимальное разрешение этих противоречий.

Коэффициент детонации характеризует субъективное восприятие изменений (колебаний) скорости магнитной ленты относительно её среднего значения. Детонация вое принимается на слух в виде «дребезжания» звука, специфических шумов, хрипов.

Диапазон звуковых частот, воспроизводимых акустической системой магнитофона, и создаваемая ею звуковая мощность определяют качество и громкость воспроизведения звука. Диапазон звуковых частот, воспринимаемых человеком с нормальным слухом, лежит в пределах от 16 Гц до 20 кГц.Чем большую часть диапазона захватывает рабочий диапазон частот магнитофона и его акустической системы, тем выше субъективно воспринимаемое качество звучания.

Относительный уровень шумов в канале записи — воспроизведения определяет минимальный уровень сигнала, который можно записать и прослушать. Зависит от ряда факторов (конструкции магнитофона, параметров применяемой ленты и других). Лежит в пределах от -42 до -70 дБ. Для снижения уровня шумов в магнитофонах используют специальные системы шумоподавления и динамические фильтры.

Коэффициент гармонических искажений характеризует нелинейные искажения звука, вносимые магнитофоном. Лежит в пределах 1,5 – 5%. Для предотвращения перегрузок (превышения номинальных уровней сигналов) при записи и воспроизведении звука, являющихся главной причиной увеличения нелинейных искажений, применяют системы автоматической регулировки усиления и индикаторы уровня записи.

Потребляемая мощность зависит от числа и типа двигателей магнитофона, количества элементов (транзисторов, резисторов и т. п.) и сложности его схемы. Колеблется в пределах от долей ватта (у малогабаритных магнитофонов индивидуального пользования) до 100 и более ватт (для сложных стереофонических магнитофонов).

Помимо этого магнитофоны характеризуются рядом других параметров (числом дорожек записи, степенью стирания прежней записи, степенью взаимного влияния каналов и др.), которые в совокупности определяют свойства конкретной модели.

Классификация бытовых магнитофонов. По способу размещения магнитной ленты магнитофоны подразделяются на кассетные и катушечные. В кассетных магнитофонах магнитная лента размещается внутри закрытой со всех сторон компактной кассеты. Концы ленты закреплены в двух находящихся в кассете сердечниках. В процессе работы лента перематывается с одного сердечника на другой. По окончании ленты в кассете при записи или воспроизведении лентопротяжный механизм автоматически останавливается, и кассета поднимается специальным выталкивателем. Кассету нужно вынуть, перевернуть и установить на магнитофон снова, но уже другой стороной; теперь можно записывать или воспроизводить другую дорожку или пару стереодорожек. Ширина ленты 3,81 мм; на ней можно производить запись либо четырехдорожечную (2 стереофонических фонограммы или 4 монофонических), либо двухдорожечную монофоническую с вдвое более широкими дорожками записи. Основная скорость движения магнитной ленты в кассетных магнитофонах составляет 4,76 см/с; продолжительность звучания стандартной кассеты — 60 минут (2x30 минут) или 90 минут (2x45 минут). При встречающейся реже дополнительной скорости 2,38 см/с время воспроизведения кассеты удваивается; при такой скорости движения ленты кассетные магнитофоны часто используются в качестве диктофонов для записи всевозможных выступлений, лекций, докладов и т. п.

В катушечных магнитофонах магнитная лента размещается на катушке. Ширина ленты 6,25 мм; на ней размещаются 4 дорожки записи, что позволяет поочерёдно записать две разные стереофонические фонограммы. Основная скорость движения магнитной ленты в катушечных магнитофонах составляет 19,05 см/с, дополнительная равна 9,53 см/с. В ранее выпускавшихся моделях магнитофонов использовалась также третья скорость движения магнитной ленты, равная 4,76 см/с.

Продолжительность непрерывной записи или воспроизведения при основной скорости на катушечных магнитофонах зависит от размера катушки; при дополнительной скорости продолжительность звучания удваивается.

В зависимости от условий эксплуатации магнитофоны подразделяются на стационарные и носимые. Стационарные магнитофоны бывают как кассетные, так и катушечные, а носимые — только кассетные.

Магнитофон без оконечного усилителя низкой частоты и громкоговорителя называется магнитофонной приставкой или магнитофоном-приставкой. Прослушивание записей с помощью таких магнитофонов осуществляется либо через стереонаушники, либо через отдельные усилители низкой частоты в комплекте с акустическими системами.

Бытовые магнитофоны (кроме автомобильных и миниатюрных объёмом менее 1 дм³) в зависимости от значений их основных параметров, выполняемых функций и эксплуатационных удобств подразделяются на 5 групп (категорий) сложности: 0 (высшая), 1, 2, 3 и 4. В наименовании модели магнитофона первая цифра числового индекса обозначает группу сложности магнитофона, вторая и третья цифры — порядковый номер модели, через тире указывается номер её модернизации (если она проводилась) и в конце добавляется слово «стерео» (для стереофонических магнитофонов).

По высшей и первой категориям сложности выпускаются наиболее совершенные стереофонические магнитофоны, в том числе входящие в состав стереокомплексов. Магнитофоны этих моделей обеспечивают наилучшее качество записи и воспроизведения звука и предоставляют максимум удобств их владельцам за счёт богатого выбора функциональных возможностей, высокой стабильности параметров, широкого использования автоматических регулировок, максимальной простоты управления в сочетании с возможностью всестороннего контроля. Модели магнитофонов других групп сложности проще по электрической схеме, несколько уступают по значениям параметров, имеют меньше вспомогательных устройств и индикаторов, но зато отличаются меньшими размерами, массой и потреблением электроэнергии. К этим группам относятся, в частности, все носимые магнитофоны.

Все более популярными становятся миниатюрные магнитофоны индивидуального пользования (кассетные проигрыватели). Эти аппараты имеют малую массу (400 – 500 г), небольшие габаритные размеры (как правило, не более 12x15x4 см). Такие магнитофоны осуществляют только воспроизведение готовых магнитофильмов, размещаемых в малогабаритных кассетах, и перемотку ленты. Записи прослушиваются через облегчённые миниатюрные головные стереотелефоны, при этом предусмотрена возможность подключения двух пар таких телефонов.

Одной из новых разновидностей магнитофонов являются многокассетные магнитофоны. В общем корпусе такого магнитофона конструктивно объединены 2 – 3 лентопротяжных механизма для соответствующего числа кассет; имеется система управления и коммутации, позволяющая в режиме записи осуществлять перезапись сигналов с одной кассеты на другую (тиражировать записи), а в режиме воспроизведения автоматически переключать лентопротяжные механизмы, что даёт возможность увеличить в 2 – 3 раза продолжительность непрерывного звучания. С помощью многокассетного магнитофона можно также производить в домашних условиях микширование сигналов и последующий монтаж фонограмм, используя сигналы как от собственных кассет, так и от внешних источников (микрофонов, других магнитофонов и т. д.).

Перспективным видом аппаратуры магнитной записи звука являются цифровые магнитофоны. В них исходный непрерывный сигнал (называемый аналоговым) преобразуется с помощью специального кодирующего устройства в последовательность кодированных (цифровых) электрических импульсов (кодовых слов). Эти импульсы записываются на магнитную ленту в виде соответствующей последовательности намагниченных участков носителя с противоположными направлениями намагниченности (цифровая фонограмма). При воспроизведении считываемый с носителя кодированный сигнал с помощью декодирующего устройства подвергается обратному преобразованию в аналоговый сигнал, повторяющий исходный.

Основные достоинства цифровых магнитофонов: существенно более высокое, чем в обычных, качество (достоверность) воспроизводимых сигналов; возможность многократной перезаписи цифровых фонограмм без потери качества. Кроме того, в цифровых магнитофонах не оказывают заметного воздействия на воспроизводимый сигнал такие вредные факторы, как детонация, взаимное влияние соседних дорожек записи (копирэффект), собственные шумы магнитной ленты.

Разработанные опытные образцы отечественных цифровых магнитофонов обеспечивают динамический диапазон воспроизводимого сигнала 95 – 100 дБ в диапазоне частот от 20 Гц до 20 кГц при нелинейных искажениях менее 0,05%. Наиболее перспективны две системы цифровой звукозаписи: система наклонно-строчной записи с использованием блока вращающихся магнитных головок (как в видеомагнитофонах) , система продольной (как в обычных магнитофонах) записи с использованием одной сложной головки. На основе наклонно-строчной записи разработан вариант цифрового магнитофона с двумя головками, вращающимися с частотой 2000 об/с; продолжительность звучания стандартной кассеты с цифровой фонограммой на ленте толщиной 13 мкм составляет 120 мин. На основе продольной записи разработан вариант, обеспечивающий 20 дорожек записи шириной 65 мкм при расстоянии между соседними дорожками 15 мкм и номинальной скоростью движения ленты 4,76 см/с; продолжительность звучания стандартной кассеты с цифровой фонограммой на ленте толщиной 10 мкм составляет 90 мин.

Выбор магнитофона. Выпускаемые отечественной промышленностью бытовые магнитофоны позволяют удовлетворить самые разнообразные. Выбор конкретной модели зависит от вкусов потребителя и, в определённой мере, от уровня его подготовленности. В частности, катушечные магнитофоны рассчитаны на любителей музыки, предъявляющих повышенные требования к качеству записи и воспроизведения, имеющих определённые навыки обращения со звукотехнической аппаратурой. При выборе магнитофона следует принимать во внимание также и то, какая аппаратура уже имеется (усилители низкой частоты, акустические системы, головные стереофонические телефоны и т. д.).

При покупке магнитофона надо проверить его исправность и комплектность по приложенной инструкции. 

Установка и включение магнитофона. Перед включением магнитофона необходимо внимательно ознакомиться с прилагаемой к нему инструкцией и надписями на панели и стенках корпуса. Магнитофону, внесённому в комнату с мороза, перед включением надо дать в течение 3 – 4 часов прогреться и обсохнуть. Магнитофон нужно устанавливать в сухом месте, по возможности удалённом от окон, наружных дверей и нагревательных приборов, а также от источников магнитных полей (например, трансформаторов).

Установка катушек и заправка ленты в катушечных магнитофонах производятся только при положении «Стоп» лентопротяжного механизма; во время заправки нужно следить, чтобы лента не перекручивалась и прилегала к головкам рабочей стороной (свободной от фабричных знаков).

Включать вилку питания в штепсель можно только убедившись, что предохранитель и положение сетевого переключателя соответствуют напряжению сети. При установке или замене элементов питания следует строго соблюдать полярность их подключения. В противном случае воспроизведение может сопровождаться сильными искажениями, а запись может быть испорчена; возможен даже обрыв ленты.

На ламповых магнитофонах начинать запись или воспроизведение можно спустя 1 – 2 минуты (прогрев ламп) после включения их в сеть.

Пользование магнитофоном. Магнитофон обеспечивает безотказную работу и высокое качество звучания только при бережном отношении и выполнении всех правил его эксплуатации. Нужный уровень громкости устанавливается по индикатору; при слишком высоком уровне запись будет звучать с искажениями. При проведении записи с микрофона он должен быть максимально (на всю длину шнура) удалён от магнитофона и повёрнут к нему тыльной стороной, иначе при записи могут возникнуть резкий свист или гудение (самовозбуждение); по той же причине не следует ставить микрофон на один стол с магнитофоном; микрофон всегда должен быть обращён к источнику звука и во избежание искажений расположен от него, как правило, не ближе 0,2 – 0,3 м. Уменьшение этого расстояния нежелательно ещё и потому, что при записи речи будет записано на фонограмме и при воспроизведении отчётливо прослушиваться дыхание говорящего, шорох его одежды и т. п. Не следует располагать источник звука и слишком далеко от микрофона (далее 1,5 – 2 м); в этом случае для получения необходимого уровня записи приходится увеличивать усиление, что приводит к повышению уровня шумов на фонограмме — как собственных, вносимых усилителем, так и от имеющихся в помещении источников шума. С целью определения наиболее благоприятного расположения источника звука перед микрофоном и для учёта акустических свойств помещения, сильно влияющих на качество записи, следует провести несколько предварительных пробных записей.

Запись радиовещательных передач и звукового сопровождения телевизионных передач можно получить со специальной розетки (гнезда) в приёмнике или телевизоре для подключения магнитофона.

При перезаписи с граммофонной пластинки или магнитофильма соединительный кабель от электропроигрьшающего устройства или второго магнитофона следует включать в соответствующие розетки (гнёзда) на них, соблюдая правильность подключения к корпусу, иначе может появиться сильный фон (гудение), который испортит фонограмму.

Нормальное воспроизведение возможно только при той же скорости движения магнитофильма, с какой велась запись, это особенно важно учитывать при покупке готовых магнитофильмов.

Стирание без возобновления фонограммы выполняется аналогично записи с той разницей, что входы магнитофона (розетки для подключения микрофона, звукоснимателя, радиоприёмника и др.) должны оставаться свободными; регулятор уровня записи при этом выводится до минимума.

Во время работы необходимо следить за плотностью прилегания ленты к головкам; от этого зависят качество и громкость звука. Причинами неплотного прилегания могут быть постоянное или недостаточное натяжение ленты (нарушилась регулировка лентопротяжного механизма), неровность и плохие склейки ленты, шероховатость головки. Глухое звучание может появиться при загрязнении рабочих поверхностей головок.

При обрыве магнитной ленты рекомендуется склеивать её с помощью липкой ленты (см. статью Магнитная лента). Можно также пользоваться специальным клеем, рекомендованным в инструкции к кассете или к катушке с лентой. При склеивании следует быть осторожным: капли клея могут испортить весь рулон ленты, а попав на панель, оставляют несмываемые следы.

Возрастание уровня шумов с одновременным ухудшением воспроизведения высоких частот обычно объясняется износом головок (необходима их замена). Причинами внезапного появления шумов могут быть плохие ленты или случайное намагничивание головок (прикосновение к ним металлическими, а тем более намагниченными предметами недопустимо).

Размагничивание головок и ленты производится включённым в сеть переменного тока специальным электромагнитом, который для этого подносится к головкам или рулону ленты и медленно удаляется. При размагничивании головок магнитофон должен быть выключен и магнитофильмы с него сняты; для полного размагничивания ленты нужно несколько раз провести электромагнитом по всей поверхности рулона. Включать и выключать электромагнит можно только на расстоянии не менее 1 м от размагничиваемого предмета; во избежание перегрева электромагнит нельзя держать включённым более трёх минут. Примерно раз в 2 месяца рекомендуется производить профилактическое размагничивание головок и соприкасающихся с лентой стальных частей магнитофона.

Наиболее распространёнными неисправностями лентопротяжного механизма являются пробуксовка и плохая перемотка ленты. Причинами их обычно бывают попадание смазки на ведущий и лентоприжимной ролики или ремешок (пассик), ослабление ремешка или пружины прижимного ролика. В этих случаях масло удаляется мягкой тряпкой, смоченной в спирте, а ослабевшие части подтягиваются в соответствии с указаниями инструкции.

Наружные части лентопротяжного механизма следует периодически протирать мягкой тряпкой или замшей. Рабочие поверхности головок и промежуточные ролики механизма переключения скоростей протираются тряпкой, смоченной в чистом спирте; недоступные для протирки места очищаются кисточкой и продуваются с помощью резиновой трубки или груши. Грязь и отработанное машинное масло с внутренних частей смываются чистым бензином. Заводская смазка лентопротяжного механизма сохраняется примерно 300 часов, после чего не реже одного раза в год смазку необходимо повторять самостоятельно или в ремонтной мастерской. Марка и места смазки указаны в кинематической схеме магнитофона, прикладываемой к его описанию. Нельзя допускать попадания масла или бензина на резиновые детали магнитофона и поверхности, имеющие контакт с магнитной лентой.

Разборка внутренних узлов магнитофона. смена и регулировка головок выполняются специалистом. Инструменты для ремонта магнитофона должны быть размагничены. Нельзя менять предохранитель, производить переключение на другое напряжение и вынимать магнитофон из футляра, не выключив вилку питания из розетки, т. к. это опасно. Не следует доверять магнитофон детям, а также оставлять его включённым без присмотра. На время грозы и при длительных перерывах в пользовании магнитофон рекомендуется полностью отсоединять от сети.

Значительные колебания напряжения питания вызывают искажения записи и воспроизведения, сокращение срока службы ламп, транзисторов и других элементов магнитофона, перегрев двигателя и порчу усилителей магнитофона. Для поддержания напряжения на нужном уровне рекомендуется применять регулируемые трансформаторы, автотрансформаторы или автоматические стабилизаторы напряжения соответствующей мощности, которые по окончании работы необходимо отключать от сети.

Размеры и ёмкость катушек для намотки магнитной ленты шириной 6,25 мм