Основное назначение аппарата — речевые записи с микрофона. В виде опыта можно производить на нем записи с радиоприемника или с радиотрансляционной линии. Время записи — две-три минуты (такое же, как у граммпластинки нормального размера). Аппарат состоит из следующих основных частей:
а) лентопротяжного механизма;
б) магнитной головки записи (она же головка воспроизведения);
в) микрофона с батареей и трансформаторов;
г) усилителя воспроизведения.
Рассмотрим в таком же порядке устройство каждой части. Лентопротяжный механизм. За основу берется пружинный граммофон или электрический проигрыватель граммпластинок (рис. 18), к которому сбоку пристраивается небольшая площадка с кассетой для магнитной пленки и другими узлами.
Рис. 18. Общий вид лентопротяжного механизма: 1 — левая кассете с пленкой; 2 — деревянная бобышка: 3 — диск проигрывателя; 4 — ролик маховика; 5 — магнитная головка; 6 — направляющий ролик; 7 — стирающий магнит; 8 — ось перематывающего механизма; 9 — съемная ручка для перемотки пленки; 10 — уголки для крепления площадки; 11 — магнитная пленка.
Вкратце, аппарат работает следующим образом.
Магнитная пленка при записи перематывается с левой кассеты 1 на деревянную бобышку 2, закрепляемую на оси диска проигрывателя 3.На своем пути она проходит через направляющий ролик 4, магнитную головку 5 и ролик маховика 6, сглаживающего механические толчки. Если пленка предварительно не стерта, к ней прикасают во время движения сильный постоянный магнит 7 и таким образом стирают тут же перед записью. По окончании записи пленка перезаряжается в аппарате по более короткому пути (рис. 18) от диска проигрывателя прямо на левую кассету. Эта последняя связана ускоряющей ременной (или шестеренчатой) передачей с осью 8, снабженной съемной рукоятью 9. При ее помощи производится обратная перемотка записанной пленки.
Для воспроизведения записи пленка вновь пропускается по тому же пути мимо магнитной головки. При этом, конечно, стирающий магнит удаляется. Во время нормального хода пленки вперед ручка перемотки 9 снимается с оси. На первых порах можно не ставить маховика, заменив его вторым направляющим роликом, аналогичным первому 4.
Особенностью такого аппарата является то, что скорость движения пленки в нем непостоянная. Так как механизм проигрывателя вращается все время с одним и тем же числом оборотов в единицу времени, а диаметр рулона пленки, наматывающейся на бобышку, постепенно увеличивается, скорость движения пленки растет к концу записи. Однако это не страшно, поскольку при воспроизведении произойдет аналогичный процесс и поэтому любой участок пленки будет проходить мимо магнитной головки при воспроизведении с той же скоростью, с какой он проходил мимо нее при записи. А это только и требуется во избежание искажений тональности звучания. Правда, в таком аппарате нельзя запись монтировать. Если часть записи из начала рулона вклеить в конец, она будет звучать там ненормально. С этим приходится мириться, если желательно получить возможно более простой аппарат.
Переходим к описанию отдельных составных частей лентопротяжного механизма.
Бобышка. Бобышка (рис. 19) вытачивается из сухого дерева по размерам, указанным на рисунке.
Рис. 19. Бобышка и замок для крепления ее.
Закрепляется она на оси проигрывателя при помощи замка, вставляемого в отверстия бобышки и пропил оси. Пропил делается ножовкой на глубину 1 см. Во время обратной перемотки пленки замок вынимается и бобышка свободно вращается на оси проигрывателя.
Левая кассета. Размеры левой кассеты приведены на рис. 20.
Рис. 20. Левая кассета.
Центральная часть ее, так же, как и бобышка; вытачивается из дерева и соединяется с нижним диском, сделанным из 3-миллиметровой фанеры или тонкого алюминия. Кассета крепится на оси с помощью такого же замка, как и бобышка. Таким образом, кассета съемная. Если имеется достаточный запас пленки, можно сделать несколько кассет и хранить на них пленку с произведенной записью.
Перематывающий механизм (рис. 21) состоит из оси со съемной рукояткой 1, передачи 2 и оси крепления кассеты 3.
Рис. 21. Перематывающий механизм: 1 — рукоятка обратной перемотки пленки; 2 — ременная передача; 3 — ось крепления левой кассеты.
В последней для замка делается такой же пропил, как и в оси проигрывателя. Устройство перематывающего механизма может быть изменено в соответствии с имеющимися частями отдельных механизмов. Например, ременную передачу можно заменить шестеренчатой. Требуемый коэффициент передачи примерно равен 1: 3.
Направляющий ролик. Изготавливается из шарикоподшипника с шириной внешней обоймы 7–8 мм (рис. 22).
Рис. 22. Направляющий ролик.
С обеих сторон подшипника устанавливаются боковые щечки. Их можно выточить (или аккуратно вырезать) из листового металла. Щечки и средняя обойма стягиваются между собой и крепятся к площадке аппарата сквозным болтом.
Маховик с роликом. Этот узел сложен в изготовлении. Примерный его вид показан на рис. 23.
Рис. 23. Маховик с роликом.
Здесь потребуются точные токарные и сборочные работы. Сам маховик желательно сделать более тяжелым, залив, например, середину его свинцом. Ось маховика лучше всего установить на шарикоподшипниках, крепящихся обоймами к площадке. Ролик к оси маховика крепится при помощи шпильки. Как указывалось, для начала работы с аппаратом маховик можно заменить вторым направляющим роликом.
Приставная площадка. Изготавливается из 5-10 мм алюминия или в крайнем случае из сухой деревянной доски.
Размеры ее выбираются в соответствии с размерами прочих изготовленных деталей. Расположение их на площадке показано на рис. 18. При помощи двух кронштейнов площадка крепится к проигрывателю. При монтаже следует обратить внимание на то, чтобы пленка шла во всем аппарате на одной высоте, без перекоса.
Магнитная головка. Магнитная головка является наиболее сложной частью аппарата. Поэтому для облегчения работы следует постараться достать готовую головку заводского изготовления. Наиболее подходящей является универсальная головка записи-воспроизведения от магнитофона типа «Днепр».
Внешний вид головки показан на рис. 24.
Рис. 24. Магнитная головка и ее детали: 1 — пластинка сердечника: 2 — половина сердечника в сборе; 3 — щечка катушки: 4 — верхняя стяжная щечка; 5 — нижняя стяжная щечка; 6 — стяжные болты.
Сердечник ее собирается из отдельных пластин, имеющих форму полукольца. На каждую половину сердечника идет от 25 до 35 таких пластин (в зависимости от толщины материала). Изготовление головки следует начать с заготовки необходимого количества пластин. Наилучшим материалом является неотожженный пермалой (сплав никеля и железа) толщиною 0,2–0,3 мм. После сборки сердечника он подвергается нагреванию до 900—1 100° с последующим медленным остыванием.
Пермалой весьма чувствителен после отжига ко всякого рода ударам и изгибам. Они заметно ухудшают магнитные свойства его. Это следует иметь в виду при работе; собранный, отожженный сердечник можно подвергать лишь незначительной механической обработке.
Если неотожженный пермалой достать нельзя, можно использовать готовый пермалоевый сердечник от какого-либо входного трансформатора или в крайнем случае тонкую трансформаторную сталь. Отдельные пластины вырезаются ножницами, прокрашиваются лаком и склепываются, образуя правую и левую половины сердечника. Поверхность их тщательно запиливается сначала мелким напильником, а потом шлифуется наждачной бумагой. Особое внимание надо обратить на то; чтобы торцы полуколец (рис. 24) представляли собой ровную плоскость, а верхний край полуколец был прямым, незакругленным. От качества обработки зависит дальнейшая работа головки.
После того, как обе половины сердечника готовы, можно начинать изготовление катушки. Как видно на рисунке, вся обмотка головки разделена на две равные части, намотанные каждая на одно полукольцо. Из тонкого, но плотного картона вырезаются для каждой катушки две щечки. Далее на среднюю часть полуколец наматывается бумажная лента, на нее надеваются щечки и все это вместе проклеивается бакелитовым или шеллачным лаком. После высыхания образуется плотный каркас, на который может наноситься обмотка. Каждая катушка имеет 500 витков провода 0,15 ПЭ. Дальше начинается сборка головки. Для стягивания полуколец из меди или латуни изготавливаются верхняя и нижняя щечки, которые скрепляются между собой двумя винтами (рис. 24). Между ними и стягиваются полукольца сердечника с намотанными на них катушками. При этом очень важно правильно установить передний и задний зазоры между торцами полуколец. При сборке в передний зазор (так называемую рабочую щель) вставляется узкая полоска латуни или бронзы толщиной 20 микрон, в противоположный задний зазор — полоска бумаги толщиной 150–200 микрон. При стягивании щечек надо внимательно следить за тем, чтобы обе полоски не выскочили из зазоров и чтобы рабочая щель не была перекошена (рис. 25).
Рис. 25. Регулировка магнитной головки.
В заключение производится легкая запиловка рабочей поверхности сердечника (той, которая соприкасается в аппарате с пленкой). При этом снимается выступающая часть латунной прокладки в рабочей щели.
Обе катушки обмотки включаются последовательно. Путем проб находится правильный порядок соединения концов, когда магнитные поля катушек складываются в сердечнике. В противном случае головка не будет ни записывать, ни воспроизводить.
На площадке головка крепится центральным винтом, проходящим через центровые отверстия в щечках. Регулируя подкладки (рис. 25), добиваются того, чтобы пленка закрывала почти всю рабочую щель головки и край пленки был перпендикулярен щели. Важно также установить правильный угол сгибания головки пленкой. Он равен примерно 170°. Рабочая щель должна приходиться)на середину угла огибания.
Шероховатая рабочая поверхность магнитной пленки пришлифовывает при своем движении сердечник головки. Иногда при этом наблюдается осыпание магнитного порошка с пленки, что может привести к засорению рабочей щели. Это говорит о недоброкачественности самой пленки. От работы с нею следует воздержаться.
Новая головка может оказаться сильно намагниченной из- за прикосновения к ней различного металлообрабатывающего инструмента. Поэтому перед началом работы ее следует размагнитить.
Проще всего это достигается включением головки по схеме показанной на рис. 26.
Рис. 26. Схема размагничивания магнитной головки: R1 = 1 000 ом; R2 = 10 000 ом; R3= 30 ом.
Вначале переменные сопротивления выводятся, при этом через обмотку головки протекает наибольший переменный ток. Далее постепенно вводят сопротивление R 1, затем сопротивление R 2. После этого ток в цепи становится практически равным нулю и головка отключается. Сопротивления в приведенной схеме можно взять любого типа. Переменное напряжение 6–7 в получается от понижающего трансформатора, включаемого в сеть переменного тока.
Так как магнитная головка очень чувствительна к внешним полям, «наводки» на нее с различных электроприборов и в первую очередь с близко расположенного мотора электропроигрывателя создадут при прослушивании сильный «фон» переменного тока. Во избежание этого головку надо тщательно заэкранировать. Экран лучше всего изготовить из пермалоя. Если его нет, берется 1,5 — 2-миллиметровая листовая сталь.
Форма экрана показана на рис. 27.
Рис. 27. Экран на магнитную головку.
Как видно, это цилиндр, обрезанный с одной стороны. Края экрана пропаиваются. Крепится экран к площадке двумя винтами. При установке следует следить за тем, чтобы магнитная пленка при своем движении не задевала за края экрана.
Снизу под головку подкладывается круглая железная пластинка того же диаметра, что и экран. Таким образом головка оказывается изолированной от действия внешних магнитных полей со всех сторон, не считая той, где к ней подходит пленка. Выводы от головки соединяются с тонким экранированным двухпроводным кабелем (так называемым микрофонным кабелем), который через отверстие в экране и площадке выводится вниз и уходит к усилителю. Экран кабеля соединяется с землей. Если нет специального микрофонного кабеля, его можно заменить, свив два мягких провода вместе и надев на них экранирующий металлический шланг (так называемый «экранный чулок»).
Микрофон, батарея, трансформатор. В описываемом аппарате выбран постоянноточный режим записи, как более простой для первых опытов.
Электрическая схема записи показана на рис. 28.
Рис. 28. Электрическая схема записи.
Общее включение осуществляется тумблером Вк. При этом ток от — батареи Б проходит через угольный микрофон М и первичную обмотку повышающего трансформатора. Ток во вторичной цепи трансформатора проходит через конденсатор С и обмотку магнитной головки. Та же батарея Б служит для подачи тока подмагничивания через ограничительное сопротивление R 1, переменное сопротивление R 2, дроссель и обмотку магнитной головки.
Данные схемы. Микрофон — угольный от телефонного аппарата любого типа. Батарея может выбираться также любого типа: сухая, водоналивная, аккумуляторная. Проще всего применить батарейки от карманного фонаря. Если микрофон взят от телефонного аппарата местного питания (такие телефоны главным образом распространены в сельских районах), нужно включать одну батарейку (напряжение 4–5 вольт); если взят микрофон от аппарата центрального питания (городского типа) — две-три батарейки, соединенные последовательно. Переменное сопротивление R 2 = 2 000 ом желательно проволочного типа. Конденсатор С = 0,5 мкф, с бумажной изоляцией. Ограничительное сопротивление R 1 = 2 000 ом любого типа.
Трансформатор — по своему устройству является обычным трансформатором низкой частоты. Коэффициент трансформации 1: 2. Включается на повышение в сторону магнитной головки. Собирается на железе Ш-18, ширина пакета 20 мм. I обмотка — 500 витков провода 0,25 ПЭ; II обмотка — 1 000 витков провода 0,18-0,2 ПЭ.
Дроссель. Собирается на железе Ш-18, ширина пакета 20 мм. Число витков — 1 600, провода 0,21 ПЭ.
Усилитель воспроизведения. В конструкцию аппарата входит лишь предварительный усилитель, усиливающий настолько, чтобы можно было затем воспользоваться каким-либо усилителем от электропроигрывателя или низкочастотной частью радиоприемника. Сам же предварительный усилитель позволяет осуществлять только негромкое прослушивание записи на высокоомные телефонные трубки.
Схема усилителя и ее данные приведены на рис. 29.
Рис. 29. Схема предварительного усилителя воспроизведения.
Все детали для сборки берутся готовыми. При настройке аппарата, подбирая величины Rк и Ск, добиваются наилучшего тембра звучания.
Питание усилителя может производиться от любого выпрямителя с хорошим сглаживающим фильтром. Для ослабления фона параллельно накалу лампы 1-й ступени включается потенциометр 100–300 ом, ползунок которого соединяется с землей. Наивыгоднейшее положение ползунка подбирают на слух при воспроизведении.
Конструктивное оформление усилителя может быть различным. Можно, например, весь монтаж расположить на шасси, разделенном на три части (рис. 30).
Рис. 30. Примерное расположение деталей электрической схемы: 1 — гнезда для включения магнитной головки; 2 — регулятор тока подмагничивания; 3 — выключатель батареи; 4 — батарея; 5 — дроссели; 6 — трансформатор низкой частоты; 7 — силовой трансформатор; 8 — электролитические конденсаторы; 9 — головные телефоны; 10 — микротелефонная трубка;. 11 — радиолампы.
В первой смонтирована записывающая часть аппарата, во второй — усилитель воспроизведения, в третьей — выпрямитель.
Экранированный провод, идущий от головки с лентопротяжного механизма, заканчивается вилкой. При помощи ее головка подсоединяется к записывающей и воспроизводящей схемам аппарата.
Так как при записи важно не изменять полярности включения головки, вилку и гнезда необходимо промаркировать (например, около одного гнезда и соответственно на вилке около одной из ножек поставить краской точку).