zpět

Technika záznamu zvuku na magnetofon

Tento text jsem psal koncem roku 1999 a už koncem roku 2003 jsem si uvědomil, jak se technika rychle mění. Zatím co tenkrát vedle sebe byla analogová technika na vrcholu svého vývoje a drahá digitální technika se spoustou omezení, za ty čtyři roky stoupla rychlost procesorů, kapacita disků i velikost operační paměti cca 10x. Text čtu v roce 2008 a pokud dnes k něčemu potřebujeme magnetofon, tak zpravidla pouze k tomu, abychom si staré archivní záznamy přepsali na cédéčka. Ale myslím, že i dnes je užitečné si o této technice něco přečíst.

Počátky záznamu zvuku patří mechanickým přístrojům zaznamenávajícím zvuk na voskový váleček a později na gramofonovou desku. Tato kapitola historie je popsána zde .

Klasickým elektronickým zařízením pro záznam zvuku je magnetofon, a to magnetofon cívkový. Historie magnetického záznamu zvuku sahá až do roku 1931, muzeum českých magnetofonů je zde . Nejprve se nahrávalo na ocelový drát (blatnerfony) a na papírový pásek s nanesenou vrstvou kysličníků železa. Pro dosažení potřebné kvality záznamu se používala poměrně vysoká rychlost záznamového materiálu 76,2 cm/sec. S vývojem kvalitnějších materiálů kvalita záznamu rostla. Pro nižší nároky bylo možné úměrně ke kvalitě materiálů používat nižší rychlost posuvu pásku a menší šířku stopy. Pro nižší rychlosti bylo výhodné používat tenší materiál pásků.

V 60. a 70. letech se používala pro kvalitní studiové záznamy rychlost 38,1 cm/sec, pro běžné profesionální záznamy 19,05 cm/sec. Na pásek o šířce 6,3 mm byly zaznamenány nejčastěji dvě stopy (záznam stereo), každá o šířce 2,75 mm. Pro studiový záznam se používá standardní tloušťka pásku 0,05 mm. Tato tloušťka je dostatečná pro omezení prokopírování záznamu mezi sousedními závity na cívce.

Komerční magnetofony v té době nejčastěji používaly rychlost 9,53 cm/s, čtyřstopý záznam se šířkou stopy cca 1 mm a tloušťku pásku 0,025 mm. Používaly se i jiné rychlosti posuvu pásku. U kvalitních přístrojů rychlost 19,05 a pro nenáročné použití (např. diktafony) rychlost 4,76 cm/sec. Tím bylo možné se stejnou kvalitou pásků obsáhnout široký rozsah požadované kvality záznamu.

Přibližně je frekvenční rozsah cívkových magnetofonů při rychlosti 4,76 cm/s do 8 KHz, při 9,53 cm/s 14 až 16 KHz a při 19,05 cm/s přes 20 KHz. Při nižších rychlostech jsou vlivem snahy o dosažení maximálního mezního kmitočtu při záznamu silně zdůrazňovány vyšší kmitočty a snadno může dojít k jejich přemodulování (typické zkreslení sykavek). Rychlost 19,05 už zaručuje dostatečnou rezervu ve vybuditelnosti i těch nejvyšších slyšitelných kmitočtů, takže záznam má kvalitní průzračné výšky.

Nástup kazetových magnetofonů v 70. letech byl vzhledem k jejich rychlosti pouhých 4,76 cm/sec (pro kazetový záznam je normalizována pouze tato rychlost) charakterizován nižší kvalitou záznamu s frekvenčním rozsahem cca 8 až 10 KHz a se slyšitelným šumem. Kvalitu kazetového záznamu výrazně zlepšily až nově vyvinuté materiály s jemnější strukturou a materiály CrO2 (typ 2), FeCr(typ 3) a Fe (typ 4, metal). Tyto nové materiály se však již neprosadily u cívkových magnetofonů, protože vyžadují jiné nastavení přístrojů a pro potřebné zvýšení kvality záznamu zde stačilo jednoduše použít vyšší rychlost.

V 80. až 90. letech většina výrobců ukončuje výrobu cívkových magnetofonů pro domácí použití a přechází na kazetové přístroje. Fonoamatéři tento přechod zpočátku většinou těžce nesli, neboť kvalita kazetového záznamu byla stále ještě podstatně horší, než poskytovaly cívkové magnetofony při rychlosti 19,05 cm/sec. Největším omezením kazetového záznamu je však nemožnost stříhání pásku při zpracování záznamu. Dlouho proto byly cívkové magnetofony v amatérské tvorbě nenahraditelné a byly mezi fonoamatéry využívány.

Ve snaze o další zvyšování kvality záznamu na kazetách byly vyvinuty různé systémy pro potlačení šumu, jako je DNL, Dolby B, C, NR, HX PRO a systém DBX.

Systém DNL je nejjednodušší a funguje jen při snímání tak, že při nízké úrovni záznamu stáhne výšky. Pokud je správně nastaven, jediným praktickým efektem je snížení šumu v pauzách mezi skladbami. Při chybném nastavení, nebo opakovaném použití dokáže znehodnotit zvukový snímek.

Systém Dolby B, C a NR vznikl v Dolby-laboratory zjednodušením studiového systému Dolby A, který byl vyvinut tamtéž. Dolby A rozdělí slyšitelné pásmo do dílčích pásem a v nich provádí kompresi dynamického rozsahu při záznamu a příslušnou expanzi při snímání. Dělící kmitočty a stupeň komprese bylo možné nastavit podle charakteru zaznamenávaného zvuku a pokud se lísteček s nastavením ztratil, nebylo možné pásek správně přehrát.

Systémy B, C a NR provádí kompresi pouze na vysokých kmitočtech a nastavení je z výroby pevně dané. Při nízké úrovni zaznamenávaného signálu jsou zdůrazněny vyšší kmitočty, při plné úrovni je průběh rovný. Při snímání je zaváděna inverzní korekce, při nízké úrovni jsou výšky potlačeny. Při správném nastavení je celkový průběh při všech úrovních rovný. Rozdíly mezi Dolby B, C a NR jsou v rozsahu regulace. Nevýhodou systému je zdůraznění chyb frekvenční charakteristiky způsobených např. opotřebením mg. hlavy, nepřesným nastavením kolmosti a použitím nekvalitních pásků. Proto je používán jen v magnetofonech s kvalitní mechanikou a měly by se používat kvalitní kazety. Není snad nutno připomínat, že dolbovaný záznam musí být přehráván opět magnetofonem se systémem Dolby, protože jinak je zvuk velmi nepřirozený. Pokud však chceme kopírovat dolbovanou kazetu a kopie má být též dolbovaná, je výhodné kopírovat záznam jako nedolbovaný. Vyžaduje to však magnetofon s ručním řízením záznamové úrovně a nastavení záznamové úrovně kopie musí být shodné s originálem.

Systém Dolby HX PRO jako jediný skutečně zvyšuje kvalitu záznamu. Při záznamu využívá metodu dynamického řízení předmagnetizace, která zvětšuje vybuditelnost pásku na vysokých kmitočtech. Z licenčních důvodů je tento systém údajně spojen s Dolby NR, což je někdy nevýhodné.

Systém DBX komprimuje dynamický rozsah v celém kmitočtovém pásmu a v celém rozsahu zaznamenávaných úrovní. Např. původní rozsah 100 dB je zkomprimován na 50, což se dá zaznamenat na kazetu a při snímání je expandován na původních 100 dB. Nevýhodou tohoto systému je omezená rychlost regulace, která při prudkém náběhu tónu může tento náběh zkreslit. Při běžném záznamu hudby je však dojem dobrý.

Obecně lze shrnout, že systémy pro potlačení šumu převádějí jednu nedokonalost záznamu na jinou, která není tolik slyšet. Proto nelze očekávat, že např. 5x kopírovaný záznam na kazetě bude dokonalý, byly-li při záznamu jednotlivých kopií použity systémy pro potlačení šumu.

Plnohodnotnou alternativu záznamu, který lze navíc stříhat, přinesl až digitální záznam zvuku. Počítač je běžné vybavení mnoha domácností a pouhé doplnění zvukovou kartou z něj činí ideální nástroj pro střih a mixáž zvuku. Prvotní záznam lze pořídit analogově na magnetofon (kazetový nebo cívkový), digitálně na minidisk, nebo pro nejvyšší kvalitu na digitální kazetu (systém DAT na rozdíl od minidisku nepoužívá digitální kompresi záznamu).

V roce 2008 už došlo k posuvu v oblíbenosti záznamových médií. Minidisk a DAT je minulost, dnes jsou v módě polovodičové paměti Flash. Začalo to nenápadně, jako přehrávače MP3 s nevalnou kvalitou zvuku a dobou záznamu. V současné době není problém paměť pro několik hodin nekomprimovaného záznamu v kvalitě CD a dražší přístroje dovedou nahrávat kvalitně a bez komprese. To vše při malých rozměrech a bez mechanických pohyblivých částí.

Pokud nahráváme doma, můžeme použít přímo počítač. Je to nejjednodušší a obejdeme se bez speciálního vybavení.

Na techniku záznamu a zpracování zvuku byl zaměřen zvukový zpravodaj s názvem Ostravská kazeta, který vydával fonoklub v Ostravě Porubě. Ostravská kazeta již mnoho let nevychází, ale všechna její čísla jsou archivována a zájemcům je možné je snad ještě k poslechu zapůjčit.