Введение
Техника, повышающая качество аналоговых магнитофонов.
Смещение ленты – это термин, обозначающий две техники: смещение постоянным током (DC bias) и смещение переменным током (AC bias), которые улучшают качество аналоговых магнитофонов. Смещение постоянным током – это добавление постоянного тока к записываемому аудиосигналу. Смещение переменным током – это добавление неслышимого высокочастотного сигнала (обычно от 40 до 150 кГц) к аудиосигналу. Большинство современных магнитофонов используют смещение переменным током. При записи магнитная лента демонстрирует нелинейную характеристику, определяемую её коэрцитивностью. Без смещения эта характеристика приводит к ухудшению качества записи, особенно на низких уровнях сигнала. Записывающий сигнал, создающий магнитное поле, меньшее коэрцитивности ленты, не может намагнитить ленту и производит слабый сигнал при воспроизведении. Смещение значительно улучшает качество сигнала большинства аудиозаписей, перемещая сигнал в более линейные области магнитной передаточной характеристики ленты.
История
Магнитная запись была предложена еще в 1878 году Оберлином Смитом, который 4 октября 1878 года подал в патентное ведомство США заявку о намерениях получить патент на магнитную запись звука и опубликовал свои идеи по этому вопросу в выпуске журнала The Electrical World от 8 сентября 1888 года под названием "Некоторые возможные формы фонографа". К 1898 году Вальдемар Пульсен продемонстрировал магнитный диктофон и предложил использовать магнитную ленту. Фриц Пфлюмер получил немецкий патент на немагнитную "основу для звукозаписи" с магнитным покрытием 1 января 1928 года. За годы до этого Джозеф О'Нил создал аналогичный носитель информации, но не смог создать рабочий аппарат для записи звука.
Склонение постоянного тока
Самые ранние магнитные системы записи просто подавали необработанный (базовый) входной сигнал на записывающую головку, что приводило к записям с плохой низкочастотной характеристикой и высоким искажением. Вскоре было обнаружено, что добавление подходящего постоянного тока к сигналу, так называемого смещения постоянным током, снижает искажения, заставляя ленту работать преимущественно в своей линейной области. Главным недостатком смещения постоянным током было то, что оно оставляло ленту с остаточной намагниченностью, которая создавала значительный шум при воспроизведении из-за зернистости частиц ленты. В некоторых ранних системах смещения постоянным током использовался постоянный магнит, расположенный рядом с записывающей головкой, который необходимо было убирать для воспроизведения. Смещение постоянным током было заменено смещением переменным током, но позднее вновь стало использоваться в некоторых очень дешевых кассетных магнитофонах.
Переменная скорость
Первоначальный патент на AC-смещение был подан Венделлом Л. Карлсоном и Гленном Л. Карпентером в 1921 году, и в конечном итоге в 1927 году был получен патент. Однако ценность AC-смещения была несколько затененена примитивным состоянием других аспектов магнитной записи, и достижение Карлсона и Карпентера в значительной степени осталось незамеченным. Первым, кто, по-видимому, заново открыл это явление, был Дин Вулдридж в Bell Telephone Laboratories, примерно в 1937 году, но их юристы обнаружили оригинальный патент, и Bell просто сохранил молчание о своем повторном открытии AC-смещения. Тейджи Игараши, Макото Исикава и Кензо Нагай из Японии опубликовали статью об AC-смещении в 1938 году и получили японский патент в 1940 году. Марвин Камрас (США) также независимо заново открыл высокочастотное (AC) смещение в 1941 году и получил патент в 1944 году. Снижение искажений и шума, обеспечиваемое AC-смещением, было повторно открыто в 1940 году Уолтером Вебером во время работы в Reichs Rundfunk Gesellschaft (RRG).
Теория
Количественное объяснение смещения переменного тока было предложено Бертрамом.