Вопрос 7. Начало магнитной звукозаписи

Еще одним методом записи звука, созданным в конце XIX века и получившим в XX веке очень широкое развитие, стала магнитная запись. Первым гипотезу о возможности записи звука на магнитный носитель высказал американец Орбелин Смит, опубликовавший статью с описанием своего прибора в 1888 г. Однако к его созданию он не приступил, и на развитие техники магнитной записи его работа не оказала никакого влияния.

Пионером в этой области является датчанин - 29-летний лаборант технического сектора телефонной станции г. Копенгаген, Вальдемар Паульсен запатентовавший в 1898 г. первый практический аппарат для магнитной записи и воспроизведения звука — «телеграфон». Этот аппарат был создан им после 6 лет упорных экспериментов. В качестве носителя Паульсен использовал тонкую стальную проволоку, намотанную на вращающийся цилиндр. Запись звука на эту проволоку производилась электрическим способом. Цилиндр вращался с помощью часового механизма. Записывающая головка (электромагнит) двигалась вдоль витков со скоростью 2,1 м/с. Для 40 минут записи звука необходимо было 6000 м проволоки. Телеграфон воспроизводил записи с полосой частот 150...2500 Гц.

Запись стиралась обычным сильным постоянным магнитом. Для этого необходимо было только провести им по проволоке. При магнитной записи в такт со звуковыми колебаниями намагничивались отдельные участки носителя, движущегося через магнитное поле. Поле создавалось магнитной головкой, через обмотку которой проходили усиленные электрические токи микрофона.

При воспроизведении осуществлялось обратное преобразование: движущаяся магнитная фонограмма возбуждала в магнитной головке электрические сигналы.

Аппарат Паульсена привлек повышенное внимание на выставке в Париже в 1900 г. и он получил Большой приз. Выставку посетил австрийский император Фрэнсис Джозеф, произнесший перед аппаратом несколько слов, которые были записаны на проволоку телеграфона. В настоящее время это, по всей видимости, самая ранняя из сохранившихся магнитных записей.

Кроме Дании, изобретатель в течение нескольких лет получил патенты на свое изобретение еще в 12 странах, в том числе в России и в США. В 1901 г. Паульсен создал новый аппарат, который по конструкции значительно отличался от предшественника и имел основные черты современных магнитофонов.

Для записи использовалась стальная лента шириной 3 мм и толщиной 0,05 мм. Лента сматывалась с одной бобины и наматывалась на другую проходя мимо записывающей и воспроизводящей головок. Запись прослушивалась на телефонные трубки.

Рисунок 5 – Телеграфон и ленточный магнитофон Паульсена.

В 1904 г. на основе «телеграфона» был создан первый автоответчик, который начал применяться на телефонных станциях для ответов на об­ращения клиентов и объявления счетов за пользование услугами.

Тема № 8. Начало развития систем беспроводной связи. Пионерские работы по созданию систем беспроводной связи

Вопрос 1. Системы беспроводного телеграфа, основанного на явлении индукции

Первые попытки осуществить передачу электрических сигналов без проводов предпринял в конце 30-х годов XIX века Карл Штейнгель. Однако его опыты успеха не имели.

Более успешными были опыты Морзе. В 1842 г. он расположил телеграфные аппараты на разных берегах Вашингтонского канала и, соединив их проложенными по дну канала двумя изолированными и разнесенными далеко друг от друга проводами, разрубил оба провода, оставив их оголен­ные концы в воде. Несмотря на разрыв металлической цепи, возможность телеграфирования сохранилась. Дальность связи составляла до 1,6 км.

В 1880 году профессор колледжа Тафта в Бостоне Амос Долбеар разработал интересную систему телеграфа, основанного на электрической индукции. В этой системе в качестве приемника также применялся те­лефон, а на приемном и передающем конце линии связи использовались высокоподнятые пластины, соединенные через электрические батареи с землей. По сути, это были антенны.

В начале своих экспериментов Долбеар добился передачи сиг­налов на расстояние около 350 м, а много позже ему удалось увеличить это расстояние до 18 км. Однако к этому времени уже были созданы радиосистемы, с которыми его система конкурировать не могла.

В 1886-1887 гг. главный инженер Британского почтового ведомства Вильям Присс, применив переменные токи и усовершенствовав заземле­ние, добился практических результатов в создании беспроводной связи через водные препятствия. В его опытах было установлено, что беспроводная связь обусловлена электромагнитной индукцией. В 1892 г. Присс передал сигналы через Бристольский канал на расстояние свыше 5 км, а в 1895 г. установил индукционную связь на участке между Обэном и островом Мэлл, где был поврежден морской кабель. По линии связи передавались прерывистые токи, а для приема сигналов использовался телефон.

В 1885 г. Томас Эдисон совместно со своими помощниками разработал, а в 1891 г. запатентовал беспроволочный телеграф, действовавший на принципе электрической индукции для связи между берегом и ко­раблем, а также — на принципе магнитной индукции для связи движущегося поезда со станциями. Передатчик Эдисона состоял из индукцион­ной катушки, первичная обмотка которой была соединена с телеграфный ключом, а вторичная — с поднятыми высоко над землей или водной поверхностью большими металлическими пластинами (антеннами).

Все описанные выше опыты проводились в зоне индукции, в которой напряжение поля убывает с увеличением расстояния по квадратичному Закону. Поэтому протяженность таких «индукционных» линий беспроводной связи была небольшой.