Magnetofony używające szpul taśmy magnetycznej przenoszą taśmę z jednej szpuli na drugą podczas odtwarzania / nagrywania taśmy. Szpulę z mniejszą ilością taśmy należy obracać szybciej niż drugą. Oto taki magnetofon / odtwarzacz. To jest Craig Model 212.
Na początku szpula z całą taśmą obraca się powoli, a pusta szpula obraca się szybko. W miarę odtwarzania taśmy i przenoszenia jej do początkowo pustej szpuli sytuacja jest odwrócona. Aby zapobiec zerwaniu taśmy i odtwarzaniu / nagrywaniu ze stałą prędkością, musimy dokładnie dostosować prędkość kątową każdej szpuli w czasie rzeczywistym. Prędkość kątowa każdego z nich jest funkcją ilości taśmy na szpuli.
Magnetofony istnieją już przed wynalezieniem tranzystora, przed wynalezieniem mikroprocesora. Jakiego rodzaju obwód / elektronika użyto do kontroli prędkości taśmy i jak?
Odpowiedzi:
System był mechaniczny.
Rysunek 1. Głowica taśmy i system napędu. Źródło obrazu .
Pod pokrywą głowicy taśmy na zdjęciu znajduje się napęd kabestan. Rolka dociskowa dociska taśmę do kabestanu, który porusza się ze stałą prędkością. (Jest to krytyczna stała kontrola prędkości, która zapewnia dokładne sterowanie skokiem na całej długości taśmy.) Rolka odwijania jest delikatnie opóźniana przez hamulec, a szpula odbiorcza jest napędzana mechanicznym sprzęgłem. (Oczywiście) przekładnia szpuli odbiorczej musi być ustawiona tak, aby działała wystarczająco szybko, aby pobrać podawaną taśmę przy minimalnej średnicy szpuli. Zwolni, gdy szpula się zapełni.
W przypadku szybkiego przewijania do przodu lub do tyłu prędkość będzie się zmieniać w zależności od średnicy napędzanej rolki.
Cały ruch taśmy był napędzany jednym silnikiem o stałej prędkości. Kabestan był napędzany przez silnik ze stałą prędkością. Różne funkcje szpul były kontrolowane przez włączanie i wyłączanie kół napędowych i pasów. Sprzęgła mogą być czymkolwiek, od prostej tarczy filcowej między dwiema sprężynowymi plastikowymi tarczami sprzęgła po sprzęgła hydrauliczne itp., W zależności od jakości maszyny. Niektórzy używali ramion „tancerza” do sterowania sprzęgłem w celu utrzymania stałego napięcia taśmy przy różnej średnicy szpuli.
źródło
Obracanie szpul taśmy nie było tym, co regulowało prędkość taśmy przed głowicą nagrywającą / odtwarzającą. Zamiast tego prędkość taśmy była kontrolowana przez wałek i rolkę dociskową, które pracowały ze stałą prędkością, a taśma przechodziła między tym wałkiem a rolką dociskową. Mechanizm ten nazwano kabestanem.
Szpule zostały zaprojektowane tak, aby podążały za ruchem taśmy regulowanym przez ten kabestan. Rolka podająca może być po prostu swobodnym kołem, podczas gdy rolka odbierająca wymaga pewnego rodzaju napędu pod napięciem, aby nawinąć taśmę. Zastosowano różne metody zastosowania napędu do szpuli odbiorczej, z których wiele miało charakter mechaniczny.
źródło
Kołowrotki nie były sterowane prędkością (podczas „gry”) - były sterowane momentem obrotowym. Kołowrotek zasilający często miał słaby hamulec mechaniczny, a szpulę odbiorczą napędzano często paskiem ślizgowym - szybciej niż to konieczne, utrzymywanym na stałym poziomie przez taśmę podającą kabestan.
Pokłady „Pro” (EMI TR90 i niektóre inne) miały szpule zamontowane na silnikach prądu przemiennego napędzane przez duże rezystory, aby ograniczyć moment obrotowy podczas gry, podczas gdy w FF i Rewind rezystory zostały wyłączone, aby jak najszybciej nawijać szpule o średnicy 10,5 cala .
źródło
Nie ma takiej próby, były różne próby tylko utrzymania napięcia taśmy w dopuszczalnych granicach. Proste metody, takie jak ograniczanie momentu obrotowego za pomocą śliskich części i rezystor w obwodzie zasilania silnika szpuli, zostały już wyjaśnione przez innych.
Wysokiej klasy nagrywarki miały i nadal mają regulację napięcia taśmy. Sprężynowe ramiona lekko zginają taśmę. Te ramiona to 1 i 2 na następnym obrazku (autor: Studer)
Obwód regulacyjny nadaje silnikom szpuli takie napięcia, że znana siła zginająca spowodowała pożądane położenie ramion zginających. Spryt regulacyjny może być dzisiaj w programie komputerowym, ale przed nowoczesnymi mikroprocesorami był to układ analogowy.
źródło
Oprócz magnetofonów (lub „decków”) dla analogowych sygnałów audio, koncepcyjnie podobne, ale większe i droższe magnetofony szpulowe do danych cyfrowych były używane przez wczesne komputery (około 1950–1980); patrz https://en.wikipedia.org/wiki/9_track_tape dla niektórych przykładów. Zauważ, że prawie zawsze były montowane pionowo; niektóre odtwarzacze audio również były pionowe, zwłaszcza jeśli miały być montowane w szafach sprzętowych wraz z innymi powiązanymi urządzeniami elektronicznymi, takimi jak wzmacniacze, odbiorniki, nadajniki, procesory sygnałów itp.
Ponieważ komputery w tamtych czasach miały bardzo małą pamięć roboczą według dzisiejszych standardów (mniej niż współczesne mikroprocesory mają pamięć podręczną L1), na ogół musieli odczytywać i zapisywać osobno „bloki” magtape; wymagało to zdolności szybkiego przyspieszania taśmy ze stacjonarnej do wystarczająco szybkiej, aby czytać lub pisać, utrzymywać ją w ruchu z dużą, ale stałą prędkością, a następnie równie szybko zwalniać do zatrzymania, wszystko bez obciążania, które by się rozciągało (a nawet pękało) taśma.
Niektóre napędy o mniejszej prędkości robiły to z napinanymi sprężyną mechanicznymi popychaczami lub ramionami „pośredniczącymi”, podobnymi do odpowiedzi użytkownika 287001 , ale najczęściej stosowanymi tak zwanymi kolumnami próżniowymi . Wypompowały one trochę powietrza z zamkniętego kanału, tak że niewielka różnica ciśnień (a nie prawdziwa próżnia) utrzymywałaby „pętlę” taśmy w kształcie litery U na całej długości, przy niewielkim naprężeniu. W miarę przesuwania taśmy przez głowy przez kabestan, jedna pętla wydłuża się i przesuwa się w dół kolumny, podczas gdy druga staje się krótsza i przesuwa się w górę, a czujniki ciśnienia w kolumnach wykrywają te ruchy i włączają i wyłączają silniki szpuli, gdy potrzebne do dostarczenia większej ilości taśmy do teraz krótkiej pętli i taśmy „odbierającej” z teraz długiej.
Nerdowie w tamtych czasach (w tym ja) wyśmiewali się z filmów i programów telewizyjnych, które często pokazywały rzekome komputery i napędy taśmowe, ale oba bębny obracały się ciągle z tą samą prędkością, gdy prawdziwe obracały się w krótkich szarpnięciach, niezależnie i osobno, pod kontrolą czujników na kolumnie próżniowej lub czujnikach napinających.
Kiedy około 1980 r. Mikrokontrolery stały się wystarczające, istniały napędy „streamingowe” do czegoś, co wówczas uznawano za „standardową” taśmę magnetyczną, która wykorzystywała bardziej skomplikowane algorytmy sterowania do bezpośredniego napędzania silników szpuli, z wystarczająco wolnym przyspieszaniem i zwalnianiem, aby chronić taśmę, oraz znacznie większe bufory, które zwykle umożliwiają odczyt i zapis wielu bloków jednocześnie. Jednak do tego czasu dyski stały się (znacznie) większe i tańsze i zastąpiły taśmę do większości przechowywania danych, a do tworzenia kopii zapasowych i transportu opracowano znacznie mniejsze (ale o większej gęstości) formaty kaset i kaset, które w dużej mierze zastąpiły taśmę „szpulową”.
źródło
Poprzednie komentujące są ogólnie poprawne. Nie wyrażają jednoznacznie, że napięcie taśmy względem głowicy nagrywającej i odtwarzającej musi być dokładnie kontrolowane. W przeciwnym razie wystąpią problemy z nieregularnym kontaktem taśmy z głowicą, powodujące zaniki nagrywanego / odtwarzanego sygnału. Istnieją dwa podstawowe projekty, które to osiągają: 1) Podkładki dociskowe (wykonane z filcu lub podobnego materiału) dociskają taśmę do głów. Niedrogie maszyny konsumenckie stosowały tę metodę. Lub 2) napięcie taśmy wychodzące ze szpuli zasilającej jest precyzyjnie regulowane, zwykle za pomocą silnika szpuli zasilającej, w połączeniu ze sprężynową dźwignią prowadzącą taśmy, aby zapewnić stały kontakt taśmy z głową. Ta ostatnia metoda jest typowa dla wysokiej klasy profesjonalnych maszyn.
źródło