В более ранних магнитофонах, как регулировалась угловая скорость катушки ленты?

Магнитофоны, которые используют катушки с магнитной лентой, переносят ленту с одной катушки на другую во время воспроизведения / записи ленты. Катушка с меньшим количеством клейкой ленты должна вращаться быстрее, чем другая. Вот такой вот магнитофон / плеер. Это Крейг Модель 212.

При запуске катушка со всей лентой вращается медленно, а пустая катушка вращается быстро. Когда лента воспроизводится и лента переходит к изначально пустой катушке, ситуация меняется на противоположную. Чтобы предотвратить разрыв ленты и воспроизведение / запись с постоянной скоростью, мы должны точно отрегулировать угловую скорость каждой катушки в реальном времени. Угловая скорость каждого зависит от количества ленты на катушке.

Магнитофоны существуют еще до изобретения транзистора, до изобретения микропроцессора. Какой тип схемы / электроники использовался для контроля скорости ленты и как?

Система была механической.

Рисунок 1. Ленточная головка и система привода. Источник изображения .

Под крышкой магнитофона на вашей фотографии находится диск-кабриолет. Прижимной ролик прижимает ленту к кабестану, который движется с постоянной скоростью. (Это критическое постоянное управление скоростью, обеспечивающее точное регулирование шага по всей длине ленты.) Разматывающий барабан осторожно тормозится тормозом, а приемная катушка приводится в действие механической муфтой. (Очевидно), зацепление приемной катушки должно быть достаточно быстрым, чтобы захватить поданную ленту при минимальном диаметре катушки. Это замедлится, поскольку катушка наполняется.

Для ускоренной перемотки вперед или назад скорость зависит от диаметра ведомой катушки.

Все движение ленты управлялось одним двигателем с постоянной скоростью. Привод двигателя осуществлялся с постоянной скоростью. Различные функции катушек контролировались путем включения и выключения ведущих колес и ремней. Сцепления могут быть любыми: от простого войлочного диска между двумя подпружиненными пластинами сцепления до гидравлических сцеплений и т. Д., В зависимости от качества машины. Некоторые использовали «танцующие» руки для управления сцеплением, чтобы поддерживать постоянное натяжение ленты с переменным диаметром барабана.

Вращение катушек с лентой не регулировало скорость ленты перед головкой записи / воспроизведения. Вместо этого скорость ленты контролировалась валом и прижимным роликом, который работал с постоянной скоростью, когда лента проходила между этим валом и прижимным роликом. Этот механизм был назван кабестаном.

Барабаны были разработаны, чтобы следовать за движением ленты как регулируется этим кабестаном. Подающая катушка могла просто вращаться свободно, в то время как приемная катушка требовала некоторого типа возбужденного привода, чтобы намотать ленту. Существовали различные методы, используемые для наложения привода на приемную катушку, многие из которых были механическими по своей природе.

Барабаны не контролировались по скорости (во время «игры») - они контролировались крутящим моментом. Подающая катушка часто имела слабый механический тормоз, и приемная катушка часто приводилась в движение с помощью скользящего ременного привода - быстрее, чем необходимо, и удерживалась до скорости с помощью ленты подачи с фиксатором с постоянной скоростью.

Палубы «Pro» (EMI TR90 и некоторые другие) устанавливали свои катушки на электродвигатели переменного тока, приводимые в движение через большие резисторы, для ограничения крутящего момента во время воспроизведения, в то время как для FF и Rewind резисторы были переключены для наматывания их катушек диаметром 10,5 дюймов как можно быстрее. ,

Такой попытки не было, были разные попытки только удерживать натяжение ленты в допустимых пределах. Простые методы, такие как ограничение крутящего момента со скользкими деталями и резистором в цепи питания двигателя барабана, уже объяснялись другими.

Высококачественные рекордеры имели и все еще имеют регулировку натяжения ленты. Пружинные рычаги слегка согнуть ленту. Эти руки 1 и 2 на следующем изображении (Studer)

Регулирующая схема подает на электродвигатели барабана такие напряжения, чтобы известная изгибающая сила вызывала требуемое положение изгибающих рычагов. Регулирующий ум сегодня может быть в компьютерной программе, но до современных микропроцессоров это были аналоговые схемы.

В дополнение к магнитофонам (или «колодам») для аналоговых аудиосигналов, концептуально подобные, но более крупные и более дорогие катушечные магнитные накопители для цифровых данных использовались в ранних (примерно 1950-1980) компьютерах; см. https://en.wikipedia.org/wiki/9_track_tape для некоторых примеров. Обратите внимание, что они были почти всегда установлены вертикально; некоторые аудиокамеры также были вертикальными, особенно если они предназначались для установки в стойки оборудования вместе с другими связанными электронными устройствами, такими как усилители, приемники, передатчики, процессоры сигналов и т. д.

Поскольку у компьютеров в те времена была очень небольшая рабочая память по современным стандартам (меньше, чем у современных микропроцессоров в кеше L1), им обычно нужно было отдельно читать и записывать «блоки» данных магнитных лент; для этого требовалась способность быстро ускорить движение ленты от неподвижности до достаточно высокой скорости для чтения или записи, поддерживать ее движение на высокой, но постоянной скорости, а затем одинаково быстро замедлять ее до остановки, и все это без напряжения, которое растягивалось бы (или даже ломалось) кассета.

Некоторые низкоскоростные приводы делали это с помощью пружинного механического толкателя или «натяжных» рычагов, аналогично ответу пользователя 287001 , но в большинстве случаев использовались так называемые вакуумные колонны . Они откачивали некоторое количество воздуха из закрытого канала, так что небольшая разница давлений (а не настоящий вакуум) удерживала бы U-образную «петлю» ленты по всей ее длине с небольшим напряжением. По мере того как лента проходила мимо головок кабестаном, одна петля становилась длиннее и опускалась вниз по колонне, а другая - короче и двигалась вверх, а датчики давления в колоннах определяли эти движения и включали и выключали двигатели барабана по мере необходимости. Нужно было подать больше ленты на короткую петлю и ленту с намоткой от длинной.

Ботаники в те дни (включая меня) издевались над фильмами и телешоу, которые часто показывали предполагаемые компьютеры и ленточные накопители, но оба барабана вращались непрерывно с одинаковой скоростью, когда реальные вращались короткими рывками, независимо и раздельно, под контролем датчиков вакуумной колонны или холостого хода.

Когда в 1980 году микроконтроллеры стали достаточно работоспособными, появились некоторые «потоковые» накопители для так называемой «стандартной» магнитной ленты, в которой использовались более сложные алгоритмы управления для непосредственного привода моторов барабана с достаточно медленным ускорением и замедлением для защиты ленты, и гораздо большие буферы, которые обычно позволяют читать и записывать много блоков одновременно. Однако к этому времени диски стали (намного) больше и дешевле и заменили ленту для большинства хранилищ данных, а для резервного копирования и транспортировки были разработаны гораздо меньшие (но более высокой плотности) форматы кассет и кассет, которые в значительной степени заменили «катушечные» ленты.

Предыдущие комментаторы в целом верны. То, что они не делают явным, - то, что натяжение ленты против головок записи и игры должно быть точно проконтролировано. В противном случае возникнут проблемы с нерегулярным контактом ленты с головкой, что приведет к пропаданию записанного / воспроизведенного сигнала. Для этого есть две основные конструкции: 1) Прижимные подушки (из войлока или аналогичного материала) прижимают ленту к головкам. Недорогие потребительские машины использовали этот метод. Или 2) натяжение ленты, выходящей из подающей катушки, точно регулируется, обычно двигателем подающей катушки, в сочетании с подпружиненным направляющим рычагом ленты, чтобы обеспечить постоянный контакт ленты с головкой. Этот последний метод типичен для профессиональных машин высокого класса.