Dans les magnétophones antérieurs, comment la vitesse angulaire de la bobine de bande était-elle ajustée?

Les magnétophones qui utilisent des bobines de bande magnétique transfèrent la bande d'une bobine à l'autre pendant la lecture / l'enregistrement de la bande. La bobine avec moins de ruban doit être tournée plus rapidement que l'autre. Voici un tel magnétophone / lecteur. Voici le Craig Model 212.

Au début, la bobine avec tout le ruban tourne lentement et la bobine vide tourne rapidement. Lorsque la bande est lue et transférée dans la bobine initialement vide, la situation est inversée. Afin d'empêcher la bande de se casser et de jouer / enregistrer à vitesse constante, nous devons ajuster finement la vitesse angulaire de chaque bobine en temps réel. La vitesse angulaire de chacun est fonction de la quantité de ruban sur la bobine.

Les magnétophones existent depuis avant l'invention du transistor, avant l'invention du microprocesseur. Quel type de circuit / électronique a été utilisé pour contrôler la vitesse de la bande et comment?

Le système était mécanique.

Figure 1. La tête de bande et le système de lecteur. Source d'image .

Sous le couvercle de la tête de bande sur votre photo se trouve le lecteur de cabestan. Un rouleau presseur presse le ruban sur le cabestan qui fonctionne à vitesse constante. (Il s'agit du contrôle de vitesse constante critique qui assure un contrôle précis de la hauteur sur toute la longueur de la bande.) La bobine de déroulement est légèrement ralentie par un frein et la bobine réceptrice est entraînée par un embrayage mécanique. (Évidemment) l'engrenage de la bobine réceptrice doit être réglé pour fonctionner assez rapidement pour prendre le ruban alimenté tout en ayant un diamètre de bobine minimal. Il ralentira à mesure que la bobine se remplira.

Pour une avance ou un rembobinage rapide, la vitesse varie en fonction du diamètre de la bobine entraînée.

Tout le mouvement de la bande a été entraîné par un moteur à vitesse constante. Le cabestan était entraîné à vitesse constante par le moteur. Les différentes fonctions des bobines ont été contrôlées en engageant et en désengageant les roues motrices et les courroies. Les embrayages peuvent être n'importe quoi, du simple disque de feutre entre deux disques d'embrayage en plastique à ressort aux embrayages à fluide, etc., selon la qualité de la machine. Certains ont utilisé des bras «danseurs» pour contrôler l'embrayage afin de maintenir une tension constante du ruban avec un diamètre de bobine variable.

La rotation des bobines de bande n'était pas la chose qui réglait la vitesse de la bande devant la tête d'enregistrement / lecture. Au lieu de cela, la vitesse du ruban était contrôlée par un arbre et un rouleau pinceur qui fonctionnaient à une vitesse constante, le ruban passant entre cet arbre et le rouleau pinceur. Ce mécanisme s'appelait le cabestan.

Les bobines ont été conçues pour suivre le mouvement de la bande tel que régulé par ce cabestan. La bobine d'alimentation pouvait simplement rouler librement tandis que la bobine réceptrice nécessitait un certain type d'entraînement excité pour s'enrouler sur la bande. Différentes méthodes ont été utilisées pour appliquer l'entraînement à la bobine réceptrice, dont beaucoup étaient de nature mécanique.

Les rouleaux n'étaient pas contrôlés par la vitesse (pendant le "jeu") - ils étaient contrôlés par le couple. La bobine d'alimentation avait souvent un frein mécanique faible, et la bobine réceptrice était souvent entraînée avec une transmission à courroie glissante - plus rapide que nécessaire, maintenue à la vitesse par le ruban d'alimentation du cabestan à vitesse constante.

Les platines "Pro" (l'EMI TR90 et quelques autres) avaient leurs bobines montées sur des moteurs à courant alternatif entraînés par de grandes résistances pour limiter le couple pendant le jeu, tandis que pour FF et Rewind, les résistances étaient désactivées pour enrouler leurs bobines de 10,5 pouces de diamètre le plus rapidement possible .

Aucune tentative de ce genre, il y a eu différentes tentatives uniquement pour maintenir la tension du ruban dans des limites acceptables. Des méthodes simples telles que la limitation du couple avec des pièces glissantes et la résistance dans le circuit d'alimentation du moteur de bobine sont déjà expliquées par d'autres.

Les enregistreurs haut de gamme avaient et ont toujours une régulation de la tension de la bande. Les bras à ressort plient légèrement le ruban. Ces bras sont 1 et 2 dans l'image suivante (par Studer)

Le circuit de régulation donne aux moteurs de bobines des tensions telles que la force de flexion connue a provoqué la position souhaitée des bras de flexion. L'habileté de régulation peut aujourd'hui se trouver dans un programme informatique, mais avant les microprocesseurs modernes, il s'agissait de circuits analogiques.

En plus des magnétophones (ou «platines») pour les signaux audio analogiques, des lecteurs de bande magnétique bobine à bobine conceptuellement similaires mais plus gros et plus chers pour les données numériques ont été utilisés par les premiers ordinateurs (vers 1950-1980); voir https://en.wikipedia.org/wiki/9_track_tape pour quelques exemples. Notez que ceux-ci étaient presque toujours montés verticalement; certains platines audio étaient également verticales, surtout si elles étaient destinées à être montées dans des racks d'équipement avec d'autres appareils électroniques connexes tels que des amplificateurs, des récepteurs, des émetteurs, des processeurs de signaux, etc.

Parce que les ordinateurs à cette époque avaient très peu de mémoire de travail par rapport aux normes d'aujourd'hui (moins que les microprocesseurs modernes ont dans le cache L1), ils avaient généralement besoin de lire et d'écrire les «blocs» de données de bande magnétique séparément; cela exigeait la capacité d'accélérer rapidement la bande pour qu'elle soit immobile à assez rapide pour lire ou écrire, la maintenir en mouvement à une vitesse élevée mais constante, puis la ralentir tout aussi rapidement jusqu'à l'arrêt, le tout sans exercer de stress qui s'étirerait (ou même se casserait) Le ruban.

Certains entraînements à basse vitesse l'ont fait avec des bras mécaniques suiveurs à ressort ou des bras «tendeurs», similaires à la réponse de user287001 , mais les colonnes dites à vide les plus utilisées . Ceux-ci ont pompé de l'air hors d'un canal fermé de sorte qu'une différence de pression modeste (pas un vrai vide) maintiendrait une «boucle» de ruban en forme de U sur toute sa longueur, avec peu de stress. Au fur et à mesure que la bande passait devant les têtes par le cabestan, une boucle s'allongeait et descendait dans la colonne tandis que l'autre devenait plus courte et montait, et les capteurs de pression dans les colonnes détectaient ces mouvements et allumaient et éteignaient les moteurs de bobine comme nécessaire pour fournir plus de bande à la boucle désormais courte et la bande «réceptrice» de la boucle maintenant longue.

Les nerds à cette époque (moi y compris) se moquaient des films et des émissions de télévision qui montraient souvent des ordinateurs et des lecteurs de bande supposés, mais les deux bobines tournaient en continu à la même vitesse, lorsque les vrais tournaient en petites secousses, indépendamment et séparément, sous contrôle des capteurs à vide ou à colonne.

Lorsque les microcontrôleurs sont devenus suffisamment capables vers 1980, il y avait des lecteurs de `` streaming '' pour ce qui était alors considéré comme une bande magnétique `` standard '', qui utilisait des algorithmes de contrôle plus compliqués pour piloter directement les moteurs des bobines, avec une accélération et une décélération suffisamment lentes pour protéger la bande, et tampons beaucoup plus grands pour permettre généralement la lecture et l'écriture de plusieurs blocs à la fois. Cependant, à ce moment-là, les disques sont devenus (beaucoup) plus gros et moins chers et ont remplacé la bande pour la plupart du stockage de données, et pour la sauvegarde et le transport, des formats de cartouches et de cassettes beaucoup plus petits (mais plus denses) ont été développés et ont largement remplacé la bande `` en bobine ''.

Les commentateurs précédents sont généralement corrects. Ce qu'ils ne rendent pas explicite, c'est que la tension de la bande contre les têtes d'enregistrement et de lecture doit être contrôlée avec précision. Sinon, il y aura des problèmes de contact irrégulier entre la bande et la tête, ce qui entraînera des interruptions du signal enregistré / lu. Il existe deux conceptions de base qui permettent d'atteindre cet objectif: 1) Les coussinets de pression (en feutre ou matériau similaire) pressent le ruban contre les têtes. Des machines grand public peu coûteuses ont utilisé cette méthode. Ou, 2) la tension de la bande qui sort de la bobine d'alimentation est réglée avec précision, généralement par un moteur de bobine d'alimentation, en combinaison avec un levier de guidage de bande à ressort, pour assurer un contact bande-tête constant. Cette dernière méthode est typique des machines professionnelles haut de gamme.