Как записывалась информация на магнитные ленты аудио и видеокассет

Пост опубликован в блогах iXBT.com, его автор не имеет отношения к редакции iXBT.com
| Статья | Хранение данных

Магнитная лента неоспоримо стала одним из самых значимых изобретений XX века. Благодаря этой технологии появились аудио и видео магнитофоны, которые десятки лет развлекали людей по всему миру. Ну, а первые портативные плееры на батарейках для меня в свое время стали вообще чем-то невообразимым и желанным. На сегодняшний день магнитные пленки в качестве носителя информации уже мало где используются, однако эта технология внесла огромный вклад в развитие человечества. Я предлагаю в этой публикации кратко разобрать, как звук, а тем более видео могли записываться и считываться с обычной магнитной ленты.

Автор: freepik Источник: ru.freepik.com

Как записывалась информация на магнитную ленту

На самом деле технология одновременно простая и гениальная. Для создания магнитных лент бралась гибкая пластиковая основа, на которую наносился тонкий слой магнитного материала. Для этих целей обычно использовали либо оксид железа, либо феррит кобальта. Под воздействием электричества нанесенные частички работали как крошечные магниты, способные менять направление намагничивания. Когда плёнка при записи проходила мимо магнитной головки, на катушку головки подавался переменный электрический ток. Этот ток был разной амплитуды в зависимости от ранее преобразованного звукового сигнала, снятого с микрофона, или видео картинки, снятой с светочувствительных элементов камеры.

Автор: Gelpgim22: CC BY-SA 3.0 Источник: commons.wikimedia.org

То есть микрофон преобразовывал колебания звука в определенную последовательность электрических колебаний. С видео немного сложнее. Если кратко, то светочувствительные элементы камеры преобразовывают картинку следующим образом: яркие участки вызывали больший электрический отклик, а тёмные меньший. Что и позволяло конвертировать получаемое изображение с камеры в определённую последовательность токов. Магнитное поле, возникающее в головке, заставляло частицы на поверхности плёнки выстраиваться в определённом порядке. Каждое изменение тока фиксировалось в виде крошечного изменения направления намагниченности. Так создавалась непрерывная «дорожка», являющаяся физической записью колебаний тока, которую можно было воспроизвести позже.

Как информация считывалась с магнитной ленты

Во время воспроизведения плёнка снова проходила под магнитной головкой, но теперь головка работала как приёмник. Изменяющееся магнитное поле плёнки индуцировало в катушке слабый электрический ток, идентичный исходному, который ранее был записан. Этот сигнал усиливался и преобразовывался обратно в звуковые колебания при помощи динамиков или в картинку при помощи экрана. Таким образом, магнитная плёнка не содержала звуков или изображений напрямую, она хранила магнитный отпечаток этих колебаний. А магнитофоны, динамики и экраны преобразовывали записанные колебания обратно в звук и изображение, делая их понятными для нашего слуха и глаз.

Исходя из вышесказанного, интересно, что порядок расположения магнитных частиц на пленке мог нарушить поднесенный к кассете магнит, тем самым уничтожив или повредив запись. Но для этого нужен был довольно мощный магнит. К примеру, обычный магнит с холодильника мог только добавить определённые шумы в запись.

Особенности аудиокассет

Аудиокассета представляла собой пластиковый корпус, внутри которого было две катушки с лентой шириной 3,81 мм. При воспроизведении лента прокручивалась с одной катушки на другую, потому, чтобы прослушать записанную музыку заново, ленту нужно было перемотать обратно. Для этого в магнитофонах был специальный режим.

Также следует отметить, что аудиокассеты имели две стороны. То есть, перевернув кассету на 180 градусов, в магнитофоне можно было прослушать вторую сторону с другой записанной музыкой. Пленка 3.81 мм позволяла записывать четыре дорожки. Это давало возможность двухканальной записи стерео звука на обе стороны кассеты.

Автор: freepik Источник: ru.freepik.com

Особенности видеокассет

Видеозапись требовала гораздо большей плотности информации. Обычная продольная запись, как в аудио, здесь не подходила. Поэтому инженеры разработали наклонно-строчную запись: видеоголовки вращались на барабане, касаясь плёнки под углом.

Так на поверхности образовывались диагональные дорожки, где хранился видеосигнал, а вдоль края плёнки была расположена отдельная дорожка для звука и синхронизации. Видеомагнитофон позволял не только воспроизводить, но и записывать телепередачи, что стало настоящим прорывом для домашнего досуга.

Автор: freepik Источник: ru.freepik.com

Примеры использования технологии в современном мире

Несмотря на цифровую эпоху, принципы магнитной записи не исчезли. Они легли в основу жёстких дисков, где информация хранится в виде намагниченных областей на вращающемся твёрдом диске.

Блок магнитной головки HDD накопителя
Блок магнитной головки HDD накопителя
Автор: Agrillo Mario: CC BY-SA 3.0 Источник: commons.wikimedia.org

Кроме того, современные архивные системы используют ленточные накопители LTO, вмещающие десятки терабайт данных. Магнитная запись остаётся надёжным способом долговременного хранения информации.

Разобранный картридж Ultrium LTO-2
Разобранный картридж Ultrium LTO-2
Автор: Austinmurphy at English Wikipedia: CC BY-SA 3.0 Источник: commons.wikimedia.org

Заключение

Надеюсь, публикация была интересна для вас и вы разобрались, как работала и продолжает работать технология магнитной записи, хранения и воспроизведения информации. Спасибо всем за внимание.

Изображение в превью:
Автор: freepik
Источник: ru.freepik.com

7 комментариев

Добавить комментарий

C
LTO тоже наклонно-строчная запись.
НЖМД же удивительная вещь — точность изготовления и работы настолько высоки, что пресловутые швейцарские часы по сравнению с HDD вырублены зубилом и молотком. И один из точнейших механизмов в мире штампуется миллионами, имеется почти в каждом доме, очень надёжен и стоит копейки для столь высокотехнологичных изделий.
a
Прослушать вторую сторону кассеты? Ничего не путаете?
C
Ну две же там стороны, требует переворачивания кассеты или головки воспроизведения.
a
Когда переворачиваете кассету, то она к головкам обращена той же стороной ленты.
C
Но уже другой дорожкой, это и есть вторая сторона кассеты.
s
Речь про аудиокассеты. Да, они были двухсторонними (сторона А и B). А видеокассеты односторонними.
C
Для меня забавно и до сих пор непривычно, что уже родилось и выросло поколение, не пользовавшееся никакими магнитными носителями :)

Добавить комментарий

Сейчас на главной

Новости

Публикации

Квантовые спины впервые сдвинули сантиметровый объект: как физики преодолели барьер микромира

В фундаментальной физике существует давняя граница между микромиром и макромиром. Законы квантовой механики формулировались для отдельных элементарных частиц — электронов, протонов,...

Планшет, ноутбук и холст для рисования в одном флаконе: обзор Ninkear S13 Neo на Intel N150

Тем, кто привык к интерфейсу Windows, но не всегда хочет брать с собой ноутбук, придётся по душе Ninkear S13 Neo. По виду это обычный планшет с 13-дюймовым экраном, внутри которого работает Windows...

Самое странное облако Марса нарушило земные законы физики: почему шлейф длиной 1800 км не должен существовать

Каждое утро в период марсианского лета над южным полушарием планеты возникает гигантское атмосферное явление. Над западным склоном потухшего вулкана Гора Арсия формируется узкое белое облако из...

Почему дайверы со всего мира хотят увидеть дно озера Каинды в Казахстане

Куда только не хотят попасть дайверы-экстремалы: от остатков затонувших кораблей до пещер, из которых не факт, что выйдет выплыть. Но необычные виды и острые ощущения берут верх над чувством...

✦ ИИ  DIY «сделай сам» без мастерской: 7 технических лайфхаков для ремонта, апгрейда и экономии

Большинство мелких поломок дома вовсе не требуют поездки в сервис. Часто достаточно мультиметра, набора отвёрток, паяльника и понимания того, что именно вышло из строя. Собрал несколько DIY (сделай...

✦ ИИ  The Orange Box: 10 октября 2007 года Valve выпустила сборник из пяти игр, который стал легендой

10 октября 2007 года Valve выпустила The Orange Box — необычный игровой комплект, объединивший сразу пять проектов. В одной коробке оказались Half-Life 2, два эпизода, Portal и Team...