Cs. Kádár Péter - XXI. századi Diszkónika, 336. Vedd föl!
Már kisgyermek korunkban megtanultuk, hogy nagyon nem mindegy, mit és hogyan veszünk föl magunkra. Az analóg hangfelvételeket tekintve az sem mindegy, hogy a felvétel milyen eszközökkel készül, például, hogy milyen a felvevőfej és a felvételi folyamat.
A következő videó azt mutatja be, hogy nem feltétlenül a hangfelvétel az, amellyel sokmilliós rajongó táborod lehet igen rövid idő alatt; nagyon egyszerű módon, rengeteg zsét keresve vele. Ráadásul nem is ferromágneses az a fejmag, amit telítésbe vezérel a látvány némi rizsa után.
A mágneses hangrögzítés hangfelvételi oldalán is van egy csomó pajkosság.
Ezek a huncutságok az általad már jól ismert fenti ábrából nem derülnek ki, sőt, az ennyire leegyszerűsített rajzról a hozzád hasonló ínyencek tudják, hogy pöppet félrevezető. Az azonban teljesen igaz, hogy a felvevőfej tekercsein a felvenni kívánt, és legalább a hallható tartományt átfogó hangfrekvenciás árammal modulált, ultrahangfrekvenciás áram folyik. Ha a felvevőfej rése elé szalag kerül, a mágneses erővonalak legnagyobb része a szalag mágneses pigmentjein keresztül záródik, hiszen ezek mágneses ellenállása jóval kisebb, mint a résbe tömött nem mágnesezhető fémé vagy műgyantáé. Az az erőtér, ami a szalagnak a fej előtti részére hat, a szalaggal párhuzamos. Az erővonalak ki- és belépésekor van ugyan merőleges irányú tér is, ez azonban a rés két oldalán ellentétes irányú, vagyis az összetevői majdnem kioltják egymást. Az erővonalak már a rés előtt kilépnek a térbe, ezért a mágneses tér hossza – az effektív légrés - mindig nagyobb, mint a rés fizikai szélessége. Az effektív légrés nagysága frekvenciafüggő, 10-100%-kal nagyobb a fizikai résnél.
A tér alakja, tehát az, hogy élesen határolt-e vagy hosszan elnyúló, a fej kialakításán kívül a fej és a szalag permeabilitásának viszonyától is függ. Ha a szalag érzékeny, tehát nagy a permeabilitása, vagyis a mágneses vezetőképessége, akkor az erővonalak már jóval a fizikai rés kezdete előtt birizgálni kezdik a pigmenteket, kilépnek a fejből, és a kisebb mágneses ellenállású szalagpigmenteken keresztül záródnak. A tér intenzitása és kiterjedése a mágnesezés mértékétől (a felvenni kívánt jel amplitúdójától) és a frekvenciától függ. Minél nagyobb a szalagon rögzített jel hullámhossza, vagyis minél mélyebb a hang, annál távolabb terjednek az erővonalak a szalagtól. Rövid hullámhosszak, vagyis magasabb hangok felvételekor az erővonalak közvetlenül a szalag mellett záródnak. E nagyobb frekvenciájú jelek esetén sajnos igencsak hallható mértékben észlelhető az öndemagnetizáló hatás, vagyis az, hogy a felvétel tompán szól. A felvétel során ugyanis a mágneses kör a fejen keresztül záródik. Amint a szalag adott része kilép ebből a körből, elhagyja a fejet, az erővonalak csak a levegőn keresztül záródhatnak, ami olyan, mintha a mágneses körbe nagy rés iktatódna. Az ilyen nagy légrés csökkenti a maradó mágnességet, a remanenciát, a levegőben záródó erővonalak beletörölnek a felvételbe.
A szalagra felvett szinuszos jel majdnem olyan alakú, mint a jel hullámhosszának felével megegyező hosszúságú, s azonos polaritással egymás után helyezett kis rúdmágnesek sorozata.
Ezek a mágneses rudacskák nemcsak megőrzik a felvett jelet, hanem az analóg mágneses hangrögzítés egyik legnagyobb mocsokságára képesek, és ezen aljasságtól semmi nem tartja vissza őket. Gondolj arra, hogy ha egy állandó mágnes terébe mágnesezhető anyag kerül, akkor az állandó mágnes felmágnesezi ezt az anyagot. Ha az anyag kemény mágnes, akkor ez a mágnesezettség meg is marad. Márpedig a mágneses pigmentek mindegyike kemény mágnes. Ha két kemény mágnes egymás erőterébe kerül, akkor megindul a harc, kölcsönösen mágnesezik egymást.
Annak a mágnesnek a mágnesező hatása lesz erősebb, amelyiknek nagyobb a mágnesezettsége, remanenciája. Az a pigment mágnesezi át jobban a másikat, amelyikre nagyobb amplitúdójú jelet rögzítettünk. Ez a hatás már az aktív rétegben az egymás előtt-után levő pigmentek esetében is igaz, de ott – mivel az egymás melletti pigmentek mágnesezettsége alig tér el egymástól – még nem érvényesül a nyers erőfölény. Ezzel szemben, ha a szalagot a felvételt követően feltekercselik, márpedig a felvételre vagy lejátszásra éppen használt szalagdarabka és környezete kivételével a szalagot felcsévélve tároljuk, az egymás fölötti szalagtekercs menetek pigmentjei átmágnesezik egymást. Ez nagyon zavaró elő- és utóvisszhangban nyilvánul meg. Nagyon durván élményromboló, amikor egy nótában egy nagy beütés következne, de azt te már előtte másodpercekkel esetleg többször ismétlődve és egyre erősebben hallod, mert a felvétel során ezen a szakaszon csendesebben bazseválnak a muzsikusok. A beütés utáni ismétlődés se csupa kéj. Az átmágneseződés, átmásolás mértéke függ a szalag vastagságától. Minél vékonyabb a szalag, annál nagyobb mértékű az átmásolódás, hiszen annál közelebb vannak egymáshoz a mágnesecskék. A stúdiótechnikában emiatt sem használnak 50 μm-nél vékonyabb szalagot. Az átmásolódás a kazetták esetén jelentősebb, hiszen azokban még a legvastagabb szalag is csak 18 μm-es. A kisebb frekvenciájú jelek az aktív réteg teljes vastagságában hatolnak be az aktív rétegbe, egyébként is nagyobb a kisebb frekvenciák mágneses tere, inkább a mély hangok átmásolódása a jellemző. Mivel a közepes hangok tartományában érzékenyebb a hallórendszerünk (lásd a sorozat 48-49. részét), ezért azoknak az átmásolódását jobban halljuk. Az átmásolódás a szalag anyagától, tehát típusától is függ. Hogy a felvételt lejátszva hasznos jelhez képest mennyi idő múlva vagy mennyi idővel előbb észlelhető az átmásolódás, az a szalagsebességtől és a tekercs átmérőjétől is függ. Az átmásolódási folyamat közvetlenül a felvétel után kezdődik, és a tárolási körülmények hőmérsékletétől, páratartalmától függő ütemben először növekszik a mértéke, aztán némileg megnyugszik. A szalag összetételétől, szerkezetétől függően a maximális szintet egy bizonyos idő elteltével éri el, ha a szalagot fizikailag vagy mágnesesen nem zaklatják tovább.
Gyakran szokták javasolni, hogy időnként tekercseljük át a szalagokat. Az átmágneseződés szempontjából ez azért csacsiság, mert biztosan nem ugyanoda kerülnek az eredetileg egymás terében levő pigmentek, mint ahol eredetileg voltak, már csak azért sem, mert minden szalagcsévéléssel nyúlik kicsit a szalag. Az átcsévéléssel inkább nő a visszhangok száma. Az átmásolódás mértékét dB-ben adják meg a szalaggyártók (ha megadják), és átmásolódási csillapításnak hívják. Úgy szokták mérni, hogy orsós szalagok esetében 1000 Hz-en, kazettáknál 500 Hz-en fölvesznek kb. egy menetnyi, névleges szintű szinuszjelet, majd 24 órán át pihi van. Egy nap múlva megmérik az első elő-és utóvisszhang szintjét. A stúdiószalagok átmásolódási csillapítása nagyobb 60 dB-nél, a kazetták többségének viszont kisebb.
A fenti két képen az első gyűrűs fejet láthatod. Az azóta eltelt sok évtized során alapvetően nem változott meg a fejek szerkezete. Veszteségmentes, tehát ideális fejben a mágneses tér nagysága arányos a fejen átfolyó áram erősségével. A jó jel-zaj viszony érdekében a szalag pigmentjeit a teljes rögzíteni kívánt frekvenciatartományban a szalag által megengedett maximális határig lenne jó mágnesezni. Ehhez az kell, hogy a felvevőfej tekercsein átfolyó áram független legyen az áram frekvenciájától. E követelmény akkor teljesül többé-kevésbé, ha a fejet meghajtó erősítő terhelésének mértéke, a váltóáramú ellenállás nem nagyon függ az áram frekvenciájától. Ha a felvevőfej tekercseinek indukciója kicsi, akkor áramgenerátoros táplálással (tehát amikor a meghajtó erősítő kimenő ellenállása nagy) a fejterhelés frekvenciafüggése elhanyagolható. Ám ilyenkor mindig marad egy kis nyugtalanság az emberben, hogy mit is jelent az, hogy elhanyagolható? Először is azt, hogy bizony, ha semmi más oka nem lenne, akkor sem volna teljesen egyenletes az átvitel. Hogy aztán ez az egyenetlenség mennyire erősen szól bele a végeredménybe, az a többi, részben már említett tényező befolyásának mértékétől függ. A kis induktivitást az is indokolja, hogy az előmágnesező áram rezgései nagyon szaporák, és minél kisebb az induktivitás, annál kisebb a tekercs ohmos ellenállása és szórt kapacitása – miként erről már a törlőfej kapcsán is szó volt. A felvevőfejek induktivitása a modernebb fejekben egyre kisebb lett, kb. 100 mH-ről 5-20 mH-re csökkent. A felvevőfejben azonban nemcsak a tekercsek induktivitása számít, hanem a mag anyaga is. Hiszen a mágneses térben a már szintén említett örvényáramok keletkeznek. Ezek nagysága szintén frekvenciafüggő, tehát nyilván veszteséget okoz.
Most pedig nézd meg ismét a történelem első gyűrűs magnófejének szerkezeti rajzát! Van rajta valami furcsaság, amit a legtöbb, a magnó működését bemutató képen nem láthatsz. Kinagyítottam ezt a részletet.
A német nyelvű rizsa szerint van hátsó légrés is, de csak a felvevőfejben. A természetben persze nem ritka, hogy elöl is, meg hátul is van rés vagy lyuk.
Mígnem a természetben a hátsó szűkebb, a magnófejben az első a keskenyebb. A korai magnófejekben az első rés 40 μm volt, a hátsó 500 μm, ami arra utal, hogy más oka van a hátsó résnek, mint a főemlősök esetében. A hátsó fejrés szükségességét a fej magjának mágneses tulajdonságai indokolják. Elsősorban az önindukció, ami a magot felmágnesezi, és a mag annál könnyebben megy telítésbe, minél kisebb a rés. Ha a fej telítésbe megy, nyilván nem lesz a fejárammal arányos a résben a mágneses térerő, vagyis torz lesz a felvétel, vagy ha nem vezéreljük telítésig a fejet, kicsi lesz a maximális jelszint, romlik a jel-zaj viszony. Mivel a felvevőfejnek a szalaggal érintkező rése nem lehet túl nagy (a szokásos érték 10-20 μm), mert akkor egyrészt túlzottan elnyúlna a rés szélei közötti mágneses tér, nem lenne éles átmenet, másrészt csak nagyon erős árammal lehetne erős mágneses teret létesíteni, hátul is megnyitják a fejet. A hátsó rést szintén betömik valamilyen nem mágnesezhető anyaggal. A hátsó réssel elkerülhető az is, hogy az erősebb áramlökések – pl. jól túlvezéreljük a fejet – és az egyenáramú összetevők – a valódi jelnek mindig van valamekkora egyenáramú összetevője -–, amelyeket nem mindig lehet elnyomni, jelentős remanenciát hagyjanak maguk után. Mivel a széles hátsó rés alapvetően meghatározza a fej mágneses tulajdonságait, e tulajdonságok gyakorlatilag változatlanok maradnak akkor is, ha a szalag imbolyog a fej előtt, nem simul rendesen a fejre, nem állandó a fej-szalag távolság. A néhai Mechanikai Laboratórium (ML) stúdiómagnóinak egy részében a felvevőfejek első rése 10 μm, a hátsó 20 μm széles volt, de gyártottak olyan fejet is, amelynek hátsó rése 100 μm volt. A képen egy ML sztereó felvevőfej gyártásának néhány fázisát láthatod. A kész fejet mágnesesen árnyékoló búrába szerelik, hogy a magnó többi részét ne zavarja a fej keltette mágneses tér.
A felvevőfej veszteségei, a mágneses tér rakoncátlankodásai és a szalag tulajdonságai miatt korrekciók nélkül biztosan nem lesz egyenletes a szalagon rögzített jel frekvenciamenete. Például jelentős magas emelésre lesz szükség. De mekkora beavatkozás kell ahhoz, hogy lejátszáskor lineáris legyen az átvitel? És egy jókora magasemelés nem vezérli túl a fejet vagy a szalagot? Ne feledd, hogy frekvenciamenet az előmágnesező áram nagyságától is függ (lásd a sorozat 333. részét). Ha ehhez még azt is hozzáteszem, hogy a hangfelvétel lejátszásakor is vannak veszteségek, átviteli egyenetlenségek – nem is kicsik –, akkor mi a megoldás? Az analóg hangfelvételi eljárások egyes paramétereinek szabványosításakor nem a felvétel tulajdonságaiból indultak ki, hanem abból, hogy bármilyen módon is készült a felvétel, annak lejátszása bármelyik, szabványosan beállított magnón a lehető leglineárisabb legyen. Kivételesen igen bölcsen döntöttek hát, hogy a felvételi korrekció magánügy, minden gyártó oldja meg, úgy állítsa be a felvételi paramétereket, hogy a lejátszás rendben legyen. A lejátszási korrekció lett szabványos. Naná, hogy többféle szabvány is van, nehogy legyen bármi is, ami az egész világon egységes. De mutatok neked egy konkrét példát arra, hogy hogyan állították be egy tranzisztoros magnó felvevőerősítőjének átvitelét. A készülék felvevőfejének induktivitása 20 mH volt.