Як у попередніх магнітофонах регулювалася кутова швидкість золотника?

Магнітофони, які використовують котушки магнітної стрічки, переносять стрічку з однієї котушки на іншу, як стрічка відтворює / записує. Шпулька з меншою мірою стрічки повинна обертатися швидше, ніж інша. Ось такий магнітофон / програвач. Це модель Craig 212.

На початку котушка зі всією стрічкою обертається повільно, а порожня котушка обертається швидко. По мірі відтворення стрічки та перенесення стрічки на спочатку порожню котушку ситуація перевертається. Для того, щоб запобігти розриву стрічки та відтворення / запису з постійною швидкістю, ми повинні точно регулювати кутову швидкість кожної котушки в режимі реального часу. Кутова швидкість кожного є функцією від кількості стрічки на котушці.

Магнітофони існують ще до винайдення транзистора, до того, як був винайдений мікропроцесор. Який тип ланцюга / електроніки використовувався для управління швидкістю стрічки і як?

Система була механічною.

Малюнок 1. Головка стрічки та приводна система. Джерело зображення .

Під обкладинкою головки стрічки на фотографії знаходиться привід Capstan. Щіпковий валик притискає стрічку до капстану, який працює з постійною швидкістю. (Це критичне постійне регулювання швидкості обертання, яке забезпечує точний контроль нахилу по всій довжині стрічки.) Розмотується котушка обережно затримується гальмом, а котушка підйому приводиться в рух механічною муфтою. (Очевидно), що механізм підйому котушки повинен бути встановлений так, щоб він працював досить швидко, щоб зайняти подану стрічку при мінімальному діаметрі котушки. Він сповільниться, коли золотник заповниться.

Для швидкого перемотування вперед або назад швидкість змінюватиметься в залежності від веденого діаметра котушки.

Весь рух стрічки рухався одним двигуном постійної швидкості. Капстан рухався мотором з постійною швидкістю. Різні функції котушок контролювались за допомогою замикання та відмикання приводних коліс та ременів. Муфти можуть бути будь-якими, від простого фетрового диска між двома підпружиненими пластиковими пластинами муфти до зчеплення рідини тощо, залежно від якості машини. Деякі використовували «танцюристські» руки для управління зчепленням для підтримки постійного натягу стрічки з різним діаметром котушки.

Обертання катушки стрічки не було тим, що регулювало швидкість стрічки перед головкою запису / відтворення. Натомість швидкість стрічки регулювалася валом і притискним валиком, який працював з постійною швидкістю, пропускаючи стрічку між цим валом і прищіпним валиком. Цей механізм отримав назву капстан.

Котушки були розроблені так, щоб слідкувати за рухом стрічки, як це регулюється цим капстаном. Подаюча котушка могла бути просто вільним катанням, тоді як котушка для підйому потребувала певного типу приводу енергії, щоб намотати стрічку. Існували різні методи, які застосовували привід до котушки, багато з яких були механічними.

Котушки не контролювали швидкість (під час "гри") - вони контролювали крутний момент. Часто котушка подачі мала слабке механічне гальмо, а котушка підйому часто приводилася в рух із ковзаючим ремінним приводом - швидше, ніж було потрібно, утримувалося на швидкість стрічкою подачі капстану з постійною швидкістю.

Палуби "Pro" (EMI TR90 та деякі інші) мали свої котушки, встановлені на двигунах змінного струму, що приводяться в рух через великі резистори для обмеження крутного моменту під час Play, тоді як для резисторів FF і Rewind резистори були вимкнені, щоб якомога швидше намотувати котушки діаметром 10,5 дюйма. .

Такої спроби не було, були різні спроби лише тримати напругу стрічки у прийнятних межах. Інші прості методи, такі як обмеження крутного моменту зі слизькими деталями та резистором в ланцюзі живлення котушкового двигуна, вже пояснюються іншими.

Рекордери високого класу мали і досі регулюють натяг стрічки. Пружинні навантажені руки злегка зігніть стрічку. Ці руки є 1 і 2 на наступному зображенні (від Studer)

Регулюючий контур подає на моторові мотори таких напруг, що відома сила згинання спричинила потрібне положення вигинів. Сьогодні регулююча кмітливість може бути в комп'ютерній програмі, але до сучасних мікропроцесорів це була аналогова схема.

Окрім магнітофонів (або колод) для аналогових аудіосигналів, концептуально подібні, але більші та дорожчі магнітофонні накопичувачі котушки до котушки для цифрових даних використовувались ранніми (приблизно 1950-1980) комп'ютерами; див. https://en.wikipedia.org/wiki/9_track_tape для деяких прикладів. Зауважте, вони майже завжди були встановлені вертикально; деякі звукові колоди також були вертикальними, особливо якщо вони призначені для встановлення в стелажі обладнання разом з іншими відповідними електронними пристроями, такими як підсилювачі, приймачі, передавачі, процесори сигналу тощо.

Оскільки комп'ютери в ті часи мали дуже малу робочу пам’ять за сучасними мірками (менше, ніж сучасні мікропроцесори в кеш-пам'яті L1), вони, як правило, потребували для читання та запису даних «блоків» магтап; для цього потрібна можливість швидко прискорити стрічку від нерухомої до досить швидкої для читання чи запису, продовжувати рухатись з великою, але постійною швидкістю, а потім однаково швидко уповільнити її до зупинки, і все це не ставить напруги, яке розтягнеться (або навіть розірве) стрічка.

Деякі приводи з низькою швидкістю робили це за допомогою натягуваної пружиною механічного прихильника або "холостого ходу ", подібного до відповіді користувача 287001 , але більшість використовуваних так званих вакуумних стовпчиків . Вони викачували трохи повітря із закритого каналу, щоб скромна різниця тиску (не справжній вакуум) утримувала U-подібну «петлю» стрічки на всю довжину, з невеликим напругою. Коли стрічка переміщалася повз голови капітаном, одна петля буде довше і рухатися вниз по стовпчику, а інша стане коротшою і рухається вгору, і датчики тиску в стовпчиках виявлять ці рухи і включатимуть і вимикають моторолочки, як необхідна для подачі більше стрічки до теперішньої короткої петлі та стрічки для взяття з нинішньої.

Нерді в ті часи (включаючи мене) насміхалися в кіно та телепередачі, які часто показували ніби комп’ютери та магнітофони, але обидва барабани крутяться постійно з однаковою швидкістю, коли справжні повертаються короткими ривками, незалежно та окремо, під контролем датчиків вакуумної колонки або холостого ходу.

Коли мікроконтролери стали достатньо спроможними близько 1980 року, з'явилися деякі "потокові" накопичувачі для того, що тоді вважалося "стандартним" магтапею, в якому використовувались складніші алгоритми управління для прямого керування моторними моторами, з досить повільним прискоренням і уповільненням для захисту стрічки, і набагато більші буфери, які зазвичай дозволяють читати і записувати багато блоків одночасно. Однак до цього часу диски стали (значно) більшими та дешевшими і замінили стрічку для більшості зберігання даних, а для резервного копіювання та транспортування були значно розроблені формати картриджів та касетних стрічок значно меншого (але більш щільної) форми, які значною мірою замінили стрічку "котушка".

Попередні коментатори, як правило, правильні. Те, що вони не роблять явного, - це те, що натяг стрічки проти головок для запису та відтворення потрібно точно контролювати. В іншому випадку виникнуть проблеми з нерегулярним контактом стрічки до голови, що призведе до випадання записаного / відтвореного сигналу. Для цього є дві основні конструкції: 1) Накладки під тиском (з фетру або подібного матеріалу) притискають стрічку до головок. Цей метод використовували недорогі споживчі машини. Або 2) натяг стрічки, що відходить від котушки подачі, точно регулюється, як правило, двигуном котушки подачі в поєднанні з пружинним напрямним важелем стрічки, щоб забезпечити постійний контакт стрічки до голови. Цей останній метод є типовим для професійних машин високого класу.