Interested Article - Магнитные ленты для компакт-кассет

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

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 .

Основные характеристики магнитных лент

Магнитные характеристики

Сравнение типичных величин коэрцитивной силы и остаточной индукции для лент трёх основных типов . 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 . Основными магнитными характеристиками лент являются :

  • остаточная индукция насыщения определяет верхний предел уровня записи, для разных материалов составляет от 1100 до 3500 Гс . Это важнейшее свойство ленты, которое определяет её динамический диапазон ;
  • 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 ;
  • коэффициент квадратности 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 .

Электроакустические характеристики

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 :

  • 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 (MOL 315 ) или 400 (MOL 400 ) Гц, определяется как уровень, при котором коэффициент третьей гармоники нелинейных искажений достигает порога в 3 % . 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 . На частоте 40 Гц снижение максимального уровня составляет от 3−5 дБ у лент МЭК-I до 6−7 дБ у лент МЭК-IV ;
    • На частотах выше нескольких кГц нормирование нелинейных искажений теряет смысл, так как записанные на ленту гармоники намагниченности выходят за пределы звукового диапазона . Поэтому на высоких частотах используется предельный уровень ( англ. saturation output level , SOL). Обычно он измеряется на частоте 10 кГц (SOL 10K ) ;
  • Уровень шума паузы. Измеряется относительно номинального уровня или «уровня Долби» с применением А . Реже приводятся данные об уровне , который сопровождает записанный на ленту сигнал. Этот вид шума представляет собой серьёзную проблему, так как не может быть подавлен компандерными системами шумопонижения ;
  • Динамический диапазон ( отношение сигнал/шум ) — разница между низкочастотным максимальным уровнем и уровнем шума паузы . 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 ;
  • Стабильность уровня воспроизведения сигнала. Случайные выпадения намагниченности ленты — характерный признак низкокачественных или повреждённых лент . 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 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 .

Стандарты и эталоны

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 . 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) . Окончательное деление компакт-кассет на четыре типа (МЭК-I, МЭК-II, MЭК-III и МЭК-IV) было установлено МЭК в 1979 году .

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

  • Уровень подмагничивания : стандартный для лент МЭК-I, повышенный (150 % ) для лент МЭК-II, и особо высокий (250 % ) 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 . Отклонения фактического тока подмагничивания от оптимального для данной ленты перекашивают АЧХ и уменьшают максимальный уровень записи ;
  • 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 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 МЭК. Первичные ленты МЭК-I и МЭК-II всех поколений изготовлены BASF , первичные ленты МЭК-III и МЭК-IV — Sony и TDK соответственно . Это не серийная продукция, поступавшая на рынок из года в год, а ленты из уникальных, однажды изготовленных и более не воспроизводившихся партий . 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 . Время от времени МЭК пересматривала набор первичных лент; последний по времени пересмотр состоялся в апреле 1994 года .

Ленты МЭК-I

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 . Масса порошка имеет коричневый цвет, а его интенсивность и оттенки определяются средним размером частиц . За рубежом оксид из синтетического гётита производили предприятия, выпускающие минеральные пигменты ; в советской промышленности, из-за невозможности обеспечить должную химическую чистоту на предприятиях лакокрасочной отрасли, оксидный порошок изготавливали непосредственно заводы-производители лент .

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 ) . 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 .

Ленты начального уровня

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 . 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 . Чувствительность дешёвых лент, как правило, также низкая, а оптимальный уровень подмагничивания на 1−2 дБ ниже, чем у усовершенствованных лент МЭК-I .

Именно к этой группе относится и неформальный «тип МЭК-0» — сборная группа оксидных лент, не соответствующих МЭК-I . 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 . При стандартной настройке канала записи все ленты звучали тускло, и лишь немногие из них «раскрывались» при тонкой подстройке тока записи . В XXI веке вместо прежнего значения обозначение «тип МЭК-0» используется для всевозможных некачественных, некондиционных и контрафактных кассет .

Улучшенные ленты

По мере развития технологии ленты начального уровня крупных производителей превзошли ограничения своего подтипа и перешагнули в разряд усовершенствованных. Ленты этого подтипа ( англ. microferrics ) отличались правильной формой и меньшим размером частиц — примерно 0,3 мкм в длину . Первая компакт-кассета такого рода, TDK SD , вышла на рынок в 1971 году; в 1973 появился ставший эталоном мелкозернистый магнитный порошок компании Pfizer . 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 . 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 . Недостаток улучшенных лент — повышенный на 3—6 дБ копирэффект .

Феррокобальтовые ленты МЭК-I

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 . Получающиееся частицы имеют правильную игольчатую форму и могут быть плотно упакованы в высококачественные анизотропные магнитные слои . 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 .

Остаточная индукция феррокобальтовых составов МЭК-I равна примерно 1750 Гс . 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 . 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 . Динамический диапазон составляет 60…62 дБ, при исключительно высоком, на уровне лент МЭК-IV, максимальном уровне записи на низких частотах .

Ленты МЭК-II

Тип МЭК-II (IEC II, или High Bias, Chrome Bias и т. п.) объединяет два основных подтипа — ленты на основе и ленты ; 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 ) и BASF U564W (с 1988 года).

Хромдиоксидные ленты

Ленты на основе ферромагнитного модифицированного диоксида хрома , предназначенные для вычислительной техники и видеозаписи, появились в 1968 году; два года спустя начался выпуск хромдиоксидных компакт-кассет . Ранние хромдиоксидные ленты «славились» повышенной абразивностью , но уже к 1977 году эта проблема была решена . 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 .

Типичная хромдиоксидная лента характеризуется коэрцитивной силой в 600 Э , остаточной индукцией 1300 Гс и близким к идеалу коэффициентом квадратности петли гистерезиса (0,9) . Её главное достоинство — низкий уровень и благозвучный спектральный состав шума, в особенности модуляционного шума на высоких частотах . Рекордно низкие уровни шума среди всех кассет — у двухслойных хромдиоксидных лент ; уровень шума таких кассет не уступает характеристикам обычных лент на скорости 19,05 см/с . 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 . 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 .

Хромдиоксидные компакт-кассеты — наименее долговечные, и наиболее подвержены преждевременной деградации . 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) . 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 . Сходный « синдром липкости-осыпания » наблюдался в ряде лент для катушечных магнитофонов, однако почти не свойственен компакт-кассетам МЭК-I и феррокобальтовым кассетам МЭК-II .

Феррокобальтовые ленты МЭК-II

Все кассеты МЭК-II фирмы TDK, выпущенные в 1980—2000-е годы — не хромдиоксидные, а феррокобальтовые. Крайняя справа кассета — уникальная, не имевшая аналогов 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 . 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 .

В 1974—1975 годы TDK и Maxell вывели на рынок классические феррокобальтовые «псевдохромы» TDK SA и Maxell UD-XL , 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 . 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 .

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 . Реальный динамический диапазон, по данным независимых измерений 1990 года, составляет 60…65 дБ .

Магнитные характеристики феррокобальтовых лент МЭК-II (коэрцитивная сила 580—700 Э, остаточная индукция 1300—1550 Гс ) 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 . Несовместимость японских лент с действующим стандартом создала проблемы пользователям магнитофонов европейского производства и подорвала позиции компаний-производителей хромдиоксидных лент, прежде всего BASF. К началу 1990-х годов даже они перешли на выпуск феррокобальтовых составов . 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 .

Металлопорошковые ленты МЭК-II

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 . 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 .

На практике этой возможностью воспользовались лишь японские компании Denon , (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 . 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 .

Ленты МЭК-III

Феррохромные ленты

Внешние видеофайлы
Обзоры лент МЭК-III (англ.)

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 ; 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 .

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 . Производители магнитофонов, вначале обеспечивавшие их режимом записи для МЭК-III, к 1983 году перестали это делать . BASF прекратила выпуск феррохромных лент в 1984 году , Sony около 1988 года .

Ленты МЭК-IV

Металлопорошковые ленты (MP)

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 , а в начале 1970-х годов компания Philips объявила о начале разработки металлопорошковых ( англ. Metal particle, MP ) компакт-кассет . Внедрение металлопорошковых составов в массовое производство оказалось непростой задачей; известные методы порошковой металлургии не позволяли добиться субмикронного размера частиц . Пирофорность порошков химики обуздали с помощью пассивации металлических частиц тонким слоем оксида . По замыслу разработчиков, контролируемое окисление на производстве также стабилизировало магнитные и химические свойства ленты, препятствуя дальнейшему медленному окислению в процессе экплуатации . На практике им не удалось убедить рынок: в среде любителей и профессионалов установилось мнение о неизбежной медленной деградации (окислении) металлопорошковых составов .

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

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 . Иначе обстоит дело с режимом записи . 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 . Традиционные головки с ферритовыми сердечниками, имеющие относительно невысокий порог насышения, 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 .

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 . Из-за высокой цены эти ленты никогда не были массовыми; их применение было исторически оправдано лишь во флагманских, наиболее совершенных моделях магнитофонов . Другой недостаток металлопорошковых лент — медленное само размагничивание (спад уровня записанного сигнала примерно на 2 дБ за расчётный срок хранения) .

Ленты на основе распылённых металлов (ME)

Внешние видеофайлы
Обзоры компакт-кассет ME (англ.)

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 . Процесс распыления проводится в вакуумной камере . Кобальт или кобальто- никелевый сплав нагревается мощным электронным пучком , и распыляется узко направленным конусом на охлаждаемый барабан с лентой . В зону падения атомов металла на ленту подаётся кислород, частично окисляющий осаждённый металл и способствующий формированию мелкозернистой структуры .

Магнитные слои на основе напылённого металла имеют наибольшую из всех известных носителей; в 2010-е годы конкуренцию им составляют лишь магнитные слои на основе . Однако механическая прочность напылённого слоя, толщина которого измеряется долями микрона, намного ниже, чем у традиционных оксидных слоёв [ уточнить ссылку 720 дней ] . По этой причине, а также из-за высокой (на порядок выше, чем у металлопорошковых лент [ уточнить ссылку 720 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 .

См. также

Комментарии

  1. Здесь и далее используются термины ГОСТ 19693-74 «Материалы магнитные. Термины и определения».
  2. Брагинский и Тимофеев именуют этот показатель коэффициентом прямоугольности .
  3. 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»
  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 .
  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» .
  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 .
  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 .
  12. Феррокобальтовый состав Avilyn (основа TDK SA) был представлен публике в конце 1973 года .
  13. Выпуск феррокобальтовых кассет Maxell UD-XL, вначале только для японского рынка, был анонсирован в конце 1974 года .
  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 .

Примечания

  1. // High Fidelity. — 1982. — № 11 . — P. 29.
  2. , с. 22.
  3. , с. 21.
  4. , pp. 1066, 1068.
  5. , с. 23.
  6. , p. 1066.
  7. , с. 57.
  8. , p. 1067.
  9. , с. 29, 58—59.
  10. , с. 33.
  11. , p. 53.
  12. , p. 47.
  13. , p. 58.
  14. , п.4.4.5.
  15. , с. 34.
  16. , с. 13—14.
  17. , с. 32.
  18. , раздел 4.2.
  19. Free J. R. . — 1971. — № November . — P. 89, 130.
  20. Fundamentals and Units of Measurement // . — Focal Press / Elsevier, 2008. — P. 1666. — ISBN 9780240809694 .
  21. . Vintagecassettes.com (май 2014). Дата обращения: 22 декабря 2019. 26 февраля 2011 года.
  22. , pp. 47, 52, 58.
  23. , с. 34—35.
  24. Feldman, Len. // Modern Music and Recording. — 1983. — № 1 . — P. 28—29.
  25. , p. 31.
  26. , с. 166.
  27. , p. 1068.
  28. , p. 116.
  29. Amir Dhir. . — Elsevier, 2004. — P. 417. — ISBN 9780080530413 .
  30. Tony Villa. (13 марта 2019). Дата обращения: 22 декабря 2019. 15 июня 2020 года.
  31. . Vintagecassettes.com (май 2014). Дата обращения: 22 декабря 2019. 21 декабря 2019 года.
  32. , p. 104.
  33. , с. 29.
  34. , p. 1072.
  35. , с. 173.
  36. , с. 27.
  37. , pp. 47, 58.
  38. , p. 32.
  39. , с. 163—164.
  40. Free J. // Popular Science. — 1977. — № June . — P. 50—53.
  41. , с. 163—164, 183.
  42. , с. 28, 30.
  43. , p. 7.
  44. Bressan F. et al. // Heritage. — 2019. — № 2 . — P. 1559, 1568. — doi : . 16 февраля 2020 года.
  45. Bradshaw R. et al. // IBM Journal of Research and Development. — 1986. — Vol. 30, № 2 (March) . — P. 206.
  46. , p. 5.
  47. , с. 29.
  48. , p. 114.
  49. , p. 53.
  50. // Billboard. — 1973. — № 24 November . — P. 39.
  51. Hideo Eguchi. // Billboard. — 1974. — № 19 October . — P. 39.
  52. Kirsh B. // Billboard. — 1973. — P. 38.
  53. . Vintagecassettes.com (май 2014). Дата обращения: 22 декабря 2019. 21 декабря 2019 года.
  54. , p. 52.
  55. , p. 33.
  56. Hirsch J. // Stereo Review's Tape Recording & Byuing Guide. — 1982. — P. 37—38.
  57. // New Scientist. — 1977. — № 25 August . — P. 478.
  58. . Vintagecassettes.com (май 2014). Дата обращения: 22 декабря 2019. 21 декабря 2019 года.
  59. , pp. 113—114.
  60. , p. 64.
  61. , pp. 58, 59.
  62. // Billboard. — 1973. — № October 6.
  63. . Vintagecassettes.com (май 2014). Дата обращения: 22 декабря 2019. 23 декабря 2019 года.
  64. . Vintagecassettes.com (май 2014). Дата обращения: 22 декабря 2019. 2 февраля 2020 года.
  65. , с. 176—176.
  66. , с. 32, 66.
  67. , с. 29, 31.
  68. , p. 1568.
  69. , p. 67.
  70. , p. 69.
  71. , p. 70.
  72. , p. 74.
  73. Fox, 1986, p. 41
  74. . Vintagecassettes.com (май 2014). Дата обращения: 22 декабря 2019. 23 декабря 2019 года.

Литература

  • Брагинский Г. И., Тимофеев Е. Н. Технология магнитных лент. — Л. : Химия, 1987. — ISBN 5724500558 .
  • . — М. : Госкомстандарт СССР, 1975.
  • . — М. : Госкомстандарт СССР, 1987.
  • . — М. : Госкомстандарт СССР, 1988.
  • Козюренко, Ю. И. Современные магнитофоны, плееры, диктофоны и наушники. — М. : ДМК, 1998. — ISBN 58988180087.
  • Booth, Stephen (1989). . Popular Mechanics (November): 63—65.
  • Bogart J. . — Commission on Preservation and Access, 1995. — ISBN 1887334408 .
  • Camras M. . — Springer, 2012. — ISBN 9789401094689 .
  • Capel V. . — Newnes/Elsevier, 2016. — ISBN 9781483102436 .
  • Clark M. H. Product Diversification // . — IEEE Press, 1999. — P. 92—109. — ISBN 9780780347090 .
  • Hodges R. // Hi-Fi Stereo Review. — 1978. — № 2 . — P. 26.
  • Jubert P.-O., Onodera S. Metal Evaporated Media // / edited by K.H.J. Buschow. — Elsevier. — 2012. — P. 65—122. — ISBN 9780444563774 .
  • Mallinson J. C. . — Elsevier, 2012. — ISBN 9780080506821 .
  • Jones D. and Manquen D. Chapter 28. Magnetic Recording and Playback // . — Focal Press / Elsevier, 2008. — ISBN 9780240809694 .
  • Kefauver, Alan P. The Audio Recording Handbook. — A-R Editions, Inc., 2001. — С. 253—263. — ISBN 9780895794628 .
  • Morton D. . — JHU Press. — 2006. — ISBN 9780801883989 .
  • Roberson H. // Audio. — 1990. — № March . — P. 47, 52, 58.
  • Talbot-Smith, Michael. Audio Engineer's Reference Book. — CRC Press, 2013. — ISBN 9781136119743 .
Источник —

Same as Магнитные ленты для компакт-кассет