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^[1][⇨].

Основные характеристики магнитных лент

Магнитные характеристики

Сравнение типичных величин коэрцитивной силы и остаточной индукции для лент трёх основных типов^[2]. 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^[3]. Основными магнитными характеристиками лент являются^{[комм. 1]}:

• остаточная индукция насыщения определяет верхний предел уровня записи, для разных материалов составляет от 1100 до 3500 Гс^[4]. Это важнейшее свойство ленты, которое определяет её динамический диапазон^[5];
• 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^[6][7];
• коэффициент квадратности^{[комм. 2]} 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^[8][9].

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^{[комм. 3]}:

• 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 (MOL₃₁₅) или 400 (MOL₄₀₀) Гц, определяется как уровень, при котором коэффициент третьей гармоники нелинейных искажений достигает порога в 3 %^[10]. 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^[11]. На частоте 40 Гц снижение максимального уровня составляет от 3−5 дБ у лент МЭК-I^[12] до 6−7 дБ у лент МЭК-IV^[13];
  • На частотах выше нескольких кГц нормирование нелинейных искажений теряет смысл, так как записанные на ленту гармоники намагниченности выходят за пределы звукового диапазона^{[комм. 4]}. Поэтому на высоких частотах используется предельный уровень^{[комм. 5]} (англ. saturation output level, SOL). Обычно он измеряется на частоте 10 кГц (SOL_10K)^[14];
• Уровень шума паузы. Измеряется относительно номинального уровня или «уровня Долби» с применением взвешивающего фильтра А^{[комм. 6]}. Реже приводятся данные об уровне модуляционного шума, который сопровождает записанный на ленту сигнал. Этот вид шума представляет собой серьёзную проблему, так как не может быть подавлен компандерными системами шумопонижения^[15];
• Динамический диапазон (отношение сигнал/шум) — разница между низкочастотным максимальным уровнем и уровнем шума паузы^[16]. 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^[17];
• Стабильность уровня воспроизведения сигнала. Случайные выпадения намагниченности ленты — характерный признак низкокачественных или повреждённых лент^[17]. 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^{[комм. 7]} 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^[17].

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^[19]. 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)^{[комм. 8]}. Окончательное деление компакт-кассет на четыре типа (МЭК-I, МЭК-II, MЭК-III и МЭК-IV) было установлено МЭК в 1979 году^[21].

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

• Уровень подмагничивания: стандартный для лент МЭК-I, повышенный (150 %^[1]) для лент МЭК-II, и особо высокий (250 %^[1]) 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^[22]. Отклонения фактического тока подмагничивания от оптимального для данной ленты перекашивают АЧХ и уменьшают максимальный уровень записи^[23];
• 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^{[комм. 9]} 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^{[комм. 3]} МЭК. Первичные ленты МЭК-I и МЭК-II всех поколений изготовлены BASF, первичные ленты МЭК-III и МЭК-IV — Sony и TDK соответственно^[24]. Это не серийная продукция, поступавшая на рынок из года в год, а ленты из уникальных, однажды изготовленных и более не воспроизводившихся партий^[24][17]. 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^[24]. Время от времени МЭК пересматривала набор первичных лент; последний по времени пересмотр состоялся в апреле 1994 года^[17].

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^[25]. Масса порошка имеет коричневый цвет, а его интенсивность и оттенки определяются средним размером частиц^[25]. За рубежом оксид из синтетического гётита производили предприятия, выпускающие минеральные пигменты^[25]; в советской промышленности, из-за невозможности обеспечить должную химическую чистоту на предприятиях лакокрасочной отрасли, оксидный порошок изготавливали непосредственно заводы-производители лент^[26].

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)^[27]. 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^[13].

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^[8]. 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^[27][28]. Чувствительность дешёвых лент, как правило, также низкая, а оптимальный уровень подмагничивания на 1−2 дБ ниже, чем у усовершенствованных лент МЭК-I^[28].

Именно к этой группе относится и неформальный «тип МЭК-0» — сборная группа оксидных лент, не соответствующих МЭК-I^[1]. 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^[1][29]. При стандартной настройке канала записи все ленты звучали тускло, и лишь немногие из них «раскрывались» при тонкой подстройке тока записи^[1]. В XXI веке вместо прежнего значения обозначение «тип МЭК-0» используется для всевозможных некачественных, некондиционных и контрафактных кассет^[30].

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^[28]) отличались правильной формой и меньшим размером частиц — примерно 0,3 мкм в длину^[27]. Первая компакт-кассета такого рода, TDK SD^{[комм. 10]}, вышла на рынок в 1971 году; в 1973 появился ставший эталоном мелкозернистый магнитный порошок компании Pfizer^[32]. 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^[27][28][33]. 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^[28]. Недостаток улучшенных лент — повышенный на 3—6 дБ копирэффект^{[28][комм. 11]}.

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^[35][25]. Получающиееся частицы имеют правильную игольчатую форму и могут быть плотно упакованы в высококачественные анизотропные магнитные слои^[25][27]. 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^[19].

Остаточная индукция феррокобальтовых составов МЭК-I равна примерно 1750 Гс^[28]. 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^[28]. 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^[36]. Динамический диапазон составляет 60…62 дБ, при исключительно высоком, на уровне лент МЭК-IV, максимальном уровне записи на низких частотах^[37].

Ленты МЭК-II

Тип МЭК-II (IEC II, или High Bias, Chrome Bias и т. п.) объединяет два основных подтипа — ленты на основе диоксида хрома и феррокобальтовые ленты^[1]; 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^[24]) и BASF U564W (с 1988 года).

Хромдиоксидные ленты

Ленты на основе ферромагнитного^[38] модифицированного диоксида хрома, предназначенные для вычислительной техники и видеозаписи, появились в 1968 году; два года спустя начался выпуск хромдиоксидных компакт-кассет^[39]. Ранние хромдиоксидные ленты «славились» повышенной абразивностью, но уже к 1977 году эта проблема была решена^[40]. 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^[38][41].

Типичная хромдиоксидная лента характеризуется коэрцитивной силой в 600 Э, остаточной индукцией 1300 Гс и близким к идеалу коэффициентом квадратности петли гистерезиса (0,9)^[27]. Её главное достоинство — низкий уровень и благозвучный спектральный состав шума, в особенности модуляционного шума на высоких частотах^[42]. Рекордно низкие уровни шума среди всех кассет — у двухслойных хромдиоксидных лент^[42]; уровень шума таких кассет не уступает характеристикам обычных лент на скорости 19,05 см/с^[40]. 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^[42]. 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^[42].

Хромдиоксидные компакт-кассеты — наименее долговечные, и наиболее подвержены преждевременной деградации^[43]. 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)^[43][44]. 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^[45][44]. Сходный «синдром липкости-осыпания» наблюдался в ряде лент для катушечных магнитофонов, однако почти не свойственен компакт-кассетам МЭК-I и феррокобальтовым кассетам МЭК-II^[46].

Феррокобальтовые ленты МЭК-II

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^[48]. 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^[49].

В 1974—1975 годы TDK и Maxell вывели на рынок классические феррокобальтовые «псевдохромы» TDK SA^{[комм. 12]} и Maxell UD-XL^{[комм. 13]}, 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^[52][25]. 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^[47][53].

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^[28]. Реальный динамический диапазон, по данным независимых измерений 1990 года, составляет 60…65 дБ^[54].

Магнитные характеристики феррокобальтовых лент МЭК-II (коэрцитивная сила 580—700 Э, остаточная индукция 1300—1550 Гс^[55]) 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^{[комм. 14]}. Несовместимость японских лент с действующим стандартом создала проблемы пользователям магнитофонов европейского производства^[57] и подорвала позиции компаний-производителей хромдиоксидных лент, прежде всего BASF. К началу 1990-х годов даже они перешли на выпуск феррокобальтовых составов^[58]. 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^[28].

Металлопорошковые ленты МЭК-II

Внешние медиафайлы
Обзоры металлопорошковых лент МЭК-II (англ.)
	Denon HD8, That's EM/EM-X
	TDK HX

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^[59]. 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^[59].

На практике этой возможностью воспользовались лишь японские компании Denon, Taiyo Yuden^[jp] (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^[60]. 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^[61].

Ленты МЭК-III

Феррохромные ленты

Внешние видеофайлы
Обзоры лент МЭК-III (англ.)
	Sony FeCr, BASF Ferrochrome

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^[62]; 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^[24].

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^[28][24]. Производители магнитофонов, вначале обеспечивавшие их режимом записи для МЭК-III, к 1983 году перестали это делать^[24]. BASF прекратила выпуск феррохромных лент в 1984 году^[63], Sony около 1988 года^[64].

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^[55], а в начале 1970-х годов компания Philips объявила о начале разработки металлопорошковых (англ. Metal particle, MP) компакт-кассет^[57]. Внедрение металлопорошковых составов в массовое производство оказалось непростой задачей; известные методы порошковой металлургии не позволяли добиться субмикронного размера частиц^[65]. Пирофорность порошков химики обуздали с помощью пассивации металлических частиц тонким слоем оксида^[65]. По замыслу разработчиков, контролируемое окисление на производстве также стабилизировало магнитные и химические свойства ленты, препятствуя дальнейшему медленному окислению в процессе эксплуатации^[65]. На практике им не удалось убедить рынок: в среде любителей и профессионалов установилось мнение о неизбежной медленной деградации (окислении) металлопорошковых составов^[55].

Серийные металлопорошковые компакт-кассеты вышли на рынок в 1979 году^[55] и были стандартизованы под обозначением МЭК-IV. Износ головок при протяжке металлопорошковых лент намного ниже, чем у лент других типов^[5].

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^[17]. Иначе обстоит дело с режимом записи^[17]. 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^[28][55][17]. Традиционные головки с ферритовыми сердечниками, имеющие относительно невысокий порог насыщения, 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^[66].

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^[67]. Из-за высокой цены эти ленты никогда не были массовыми; их применение было исторически оправдано лишь во флагманских, наиболее совершенных моделях магнитофонов^[67]. Другой недостаток металлопорошковых лент — медленное саморазмагничивание (спад уровня записанного сигнала примерно на 2 дБ за расчётный срок хранения)^[43][68].

Ленты на основе распылённых металлов (ME)

Внешние видеофайлы
Обзоры компакт-кассет ME (англ.)
	Matsushita Angrom ME (МЭК-I)

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^[69]. Процесс распыления проводится в вакуумной камере^[70]. Кобальт или кобальто-никелевый сплав нагревается мощным электронным пучком, и распыляется узко направленным конусом на охлаждаемый барабан с лентой^[70]. В зону падения атомов металла на ленту подаётся кислород, частично окисляющий осаждённый металл и способствующий формированию мелкозернистой структуры^[71].

Магнитные слои на основе напылённого металла имеют наибольшую информационную плотность из всех известных носителей; в 2010-е годы конкуренцию им составляют лишь магнитные слои на основе феррита бария^[en][69]. Однако механическая прочность напылённого слоя, толщина которого измеряется долями микрона, намного ниже, чем у традиционных оксидных слоёв^{[72][73][уточнить ссылку 728 дней]}. По этой причине, а также из-за высокой (на порядок выше, чем у металлопорошковых лент^{[73][уточнить ссылку 728 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^[74].

См. также

• Деградация магнитной ленты

Комментарии

Примечания

Литература

• Брагинский Г. И., Тимофеев Е. Н. Технология магнитных лент. — Л.: Химия, 1987. — ISBN 5724500558.
• ГОСТ 19693-74 «Материалы магнитные. Термины и определения». — М.: Госкомстандарт СССР, 1975.
• ГОСТ 23963-86 «Ленты магнитные для бытовой звукозаписи. Общие технические условия». — М.: Госкомстандарт СССР, 1987.
• ГОСТ 20492-87 «Кассета магнитофонная. Общие технические условия». — М.: Госкомстандарт СССР, 1988.
• Козюренко, Ю. И. Современные магнитофоны, плееры, диктофоны и наушники. — М.: ДМК, 1998. — ISBN 58988180087.
• Booth, Stephen (1989). "Tale of the Tapes". Popular Mechanics (November): 63—65.
• Bogart J. Magnetic Tape Storage and Handling. A Guide for Libraries and Archives. — Commission on Preservation and Access, 1995. — ISBN 1887334408.
• Camras M. Magnetic Recording Handbook. — Springer, 2012. — ISBN 9789401094689.
• Capel V. Newnes Audio and Hi-Fi Engineer's Pocket Book. — Newnes/Elsevier, 2016. — ISBN 9781483102436.
• Clark M. H. Product Diversification // Magnetic Recording: The First 100 Years. — IEEE Press, 1999. — P. 92—109. — ISBN 9780780347090.
• Hodges R. The Cassette: A Short History // Hi-Fi Stereo Review. — 1978. — № 2. — P. 26.
• Jubert P.-O., Onodera S. Metal Evaporated Media // Handbook of Magnetic Materials, vol. 20 / edited by K.H.J. Buschow. — Elsevier. — 2012. — P. 65—122. — ISBN 9780444563774.
• Mallinson J. C. The Foundations of Magnetic Recording. — Elsevier, 2012. — ISBN 9780080506821.
• Jones D. and Manquen D. Chapter 28. Magnetic Recording and Playback // Handbook for Sound Engineers, Fourth Edition. — 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. Sound Recording: The Life Story of a Technology. — JHU Press. — 2006. — ISBN 9780801883989.
• Roberson H. Greatest Cassette Test Ever: 88 Tapes Tested // Audio. — 1990. — № March. — P. 47, 52, 58.
• Talbot-Smith, Michael. Audio Engineer's Reference Book. — CRC Press, 2013. — ISBN 9781136119743.

Эта страница в последний раз была отредактирована 23 января 2024 в 12:03.