Taśma matka – ojciec magnetofon. Analogowe systemy rejestrujące dźwięk

Analogowe taśmy matki w powszechnym użyciu należą do przeszłości. Rejestracja cyfrowa jest wygodna, szybka i tania. Większość produkcji realizowanych jest właśnie w ten sposób. Nie znaczy to, że magnetyczna taśma nie jest już dzisiaj w użyciu. Owszem, wciąż pojawiają się pojedyncze tytuły rejestrowane dzięki analogowym magnetofonom, jednak na ogół, z racji zaangażowanych środków, są to wydania audiofilskie, specjalistyczne, adresowane do wybranej grupy odbiorców.

Wiele studiów nagraniowych wciąż posiada na wyposażeniu sprzęt analogowy, czyniąc go swym znakiem firmowym, nawet jeśli większość realizacji nie odbywa się w ten sposób. Analogowa rejestracja ma bowiem wciąż swych zwolenników, podkreślających jej niezaprzeczalny, nie dający się podrobić walor, charakter niemożliwy do uzyskania za pomocą innych systemów rejestrujących. Nie wdając się w sądy wartościujące, ani w debatę na temat wyższości któregoś ze sposobów rejestracji, należy mieć świadomość, iż taśma magnetofonowa przez wiele dziesięcioleci była niezastąpiona, oferowała możliwości rejestracji nagrań na niezwykle wysokim poziomie, można powiedzieć, iż wręcz „sformatowała” proces rejestracji dźwięku, nadała mu odpowiedni kształt, czyniąc dziedziną z kręgu arts & crafts.

Pierwsze eksperymenty

Eksperymenty z taśmą magnetyczną (początkowo papierową, później nylonową - taśma stalowa, z którą eksperymentowała BBC okazała się ślepym zaułkiem) jako nośnikiem oraz prace nad odpowiednim magnetofonem prowadzone były w okresie międzywojennym i w czasie II Wojny Światowej przez koncerny niemieckie (AEG, BASF). Za ojca taśmy magnetycznej w obecnym wymiarze, uznaje się inżyniera Fritza Pfleumera, który w 1928 roku wpadł na pomysł pokrycia paska papieru tlenkiem żelaza. Pfleumer przyznał prawo do wykorzystania swojego wynalazku firmie AEG, która skorzystała z niego przy budowie pierwszego na świecie magnetofonu o nazwie Magnetophon K1. Opracowany przez inżyniera Eduarda Schüllera, pierwszy magnetofon, w którym do procesu rejestracji użyto taśmy zademonstrowano na targach IFA w roku 1935. W tym samym okresie trwały prace nad systemem umożliwiającym odpowiednio wysoką jakość rejestracji, charakteryzującym się zastosowaniem zmiennego prądu podkładu modulującego zapis.

Po zakończeniu Wojny technologia, jak i same magnetofony, utrzymywane dotąd w tajemnicy, rozjechały się po świecie. Swój udział miał w tym inżynier John T. “Jack” Mullin, który wśród „zdobycznych” urządzeń elektronicznych natrafił na rejestratory taśmowe AEG Tonschreiber Magnetophon. Urządzenia korzystały z taśmy o szerokości nieco ponad ¼ cala przesuwanej z prędkością 77 cm/s, ale jakość rejestracji realizowanych za ich pośrednictwem była mierna. Wśród odnalezionych urządzeń znalazły się jednak i takie, w których podczas zapisu stosowano zmienny prąd podkładu – te właśnie okazały się przyszłością branży audio. Mullin wspomina o szoku, którego doznał podczas odtwarzania zarejestrowanego za ich pomocą materiału, nie wierzył, że świat mógł nie podejrzewać istnienia tych rozwiązań, choć oczywiście intrygujący i dający do myślenia był wysoki poziom przekazu niemieckich radiostacji. „Powodem, dla którego nie znaliśmy Magnetofonu, było to, że Niemcy nigdy nie zadali sobie trudu, by sklasyfikować go jako projekt ściśle tajny” - żartował później Mullin.

Prąd podkładu

Pomysł zastosowania dodatkowego sygnału niesłyszalnego dla ludzkiego ucha (dodanie nośnej o częstotliwości z przedziału 50 - 150 kHz) podczas rejestracji materiału na taśmie wynikał z właściwości ferromagnetyków, które nie reagują liniowo przy oddziaływaniu słabszych sygnałów. W praktyce oznaczało to dźwięk nagrywany z dużymi zniekształceniami, bardzo słabo słyszalny. Aby przekroczony został krytyczny próg, powyżej którego magnetyzacja staje się liniowa, proporcjonalna do rejestrowanego sygnału, należało wzmocnić sygnał podawany do głowicy nagrywającej, co wzmacniało oddziaływania elektromagnetyczne, przekładając się na dużo wyższą jakość nagrywanego materiału, jakość która tak bardzo zachwyciła Mullina.

Pierwsze magnetofony studyjne

Dwa magnetofony o symbolu K-4 oraz 50 czystych taśm BASF i AGFA Type-L dotarły do Stanów Zjednoczonych i po drobnych przebudowach zostały zaprezentowane. Na specjalnym pokazie obecni byli m.in. przedstawiciele firmy Ampex Corporation, która wkrótce na bazie tych urządzeń skonstruowała własny Model 200. Bing Crosby, zachwycony jakością nagrań, postanowił zarejestrować jeden ze swoich radiowych występów. Rejestracja wypadła tak dobrze, że Mullin, przy pomocy dwóch magnetofonów i 50. rolek taśmy zrealizował kolejne 25 programów.

I tak, magnetofony i taśmy wykorzystywane dotąd głównie w ramach nazistowskiej propagandy znalazły zastosowanie w branży rozrywkowej.

Obok Ampex’ów zaczęły pojawiać się także inne konstrukcje.

W 1949 roku swój pierwszy magnetofon skonstruował Willi Studer – Dynavox, którego nazwa została później zmieniona na Revox T26, znany także jako Studer 27, do masowej produkcji trafił w 1952 roku. Magnetofony Studera przez lata wyznaczały kanon muzycznej rejestracji. C37 z roku 1960 do dziś wywołuje uznanie, jego czterokanałowa wersja J37 znalazła się na wyposażeniu studiów EMI. Renomę zdobyły także A80 z 1970 roku oraz legendarny B67 i A800 (1978) będący pierwszy magnetofonem zarządzanym przez procesor.

Od lat 50. powstawały konstrukcje firmowane marką TEAC. Konstruktorowi i pasjonatowi, Katsumo Tani, zafascynowanemu magnetyczną rejestracją dźwięku, przyświecała idea stworzenia aparatury jakościowo rewolucyjnej. Powstawały znakomite projekty – wśród nich jeden z najsłynniejszych – TEAC X1000M.

W ciągu dziesięcioleci analogowej dominacji pojawiło się wiele wybitnych systemów – przykładem niech będzie Nagra IV S z 1971 roku, absolutnie legendarna konstrukcja. Magnetofon stworzony do realizacji materiału z planu filmowego, jednak doskonale sprostał także wymaganiom studia nagraniowego.

Szerokości i prędkości

Na samym początku projektowania systemów magnetofonowych przyjęto standardy dotyczące prędkości przesuwu taśmy: 30 ips, 15 ips, 7½ ips oraz 3 ¾ ips. Zniknęły początkowe kontynentalno - europejskie oznaczenia metryczne – w ich miejsce pojawiły się brytyjskie cale/sekundę (ips – inch per second) obowiązujące w USA. W warunkach amatorskich stosowano najniższe wartości, normy studyjne wynosiły 15 ips i 7½ ips (niekiedy 30 ips). Należy wiedzieć, iż wraz z rosnącą prędkością przesuwu taśmy uzyskujemy szersze pasmo przenoszenia, niższe szumy, niższe zniekształcenia THD oraz kołysania i drżenia dźwięku zapisywanego podczas realizacji nagrania. Zatem najkorzystniejsze dla jakości są najwyższe prędkości. Niestety są one także najbardziej kosztowne w przeliczeniu na zużytą taśmę (kto nagrywał na reglamentowany w czasach PRL-u Stilonach, ten zna ból takiego wyboru). Istnieją jeszcze ograniczenia natury technicznej – wraz ze wzrostem prędkości pasmo przenoszonych częstotliwości nie rozszerza się równomiernie. Dolne rejestry przestają być liniowe – bas jest gaszony. Dlatego 15 cali/s przez wielu dźwiękowców uznawane jest za optymalną wartość, dającą mięsiste, pełne brzmienie. Oczywiście wiele zależy też od sprzętu i jego odpowiedniej kalibracji.

Drugim parametrem związanym z taśmą jest jej szerokość. Niemiecki standard ¼ cala został zaakceptowany przez amerykanów. Po wprowadzeniu sygnału stereo zapis obu kanałów prowadzony był równolegle na połówkach taśmy. Nie miało to wpływu na jakość, jednak wraz z pojawieniem się magnetofonów wielościeżkowych (8. ścieżkowy Les Paul z 1953 roku) i zmniejszeniem szerokości ścieżki zauważono spadek jakości nagrania: wyższe szumy, zniekształcenia THD, spadek liniowości pasma przenoszenia. Z konieczności zaczęto eksperymentować z coraz szerszymi taśmami: półcalową, calową i w końcu dwucalową (stosowana jednak w zasadzie tylko przy rejestracji na 24. ścieżkach), czyniąc rejestrację wielośladową podstawą nowoczesnej technologi w dziedzinie inżynierii dźwięku.

Przyszłość analogowej rejestracji

Dzięki taśmie i magnetofonom przez wiele dziesięcioleci melomani mogli cieszyć się coraz wierniejszym dźwiękiem i bogatszym brzmieniem realizowanych nagrań. Szpulowce i taśmy rządziły w studiach nagraniowych i wielu domach. Ich czas dopełnił się wraz z nastaniem digitalizacji systemów rejestracji.

Magnetofony analogowe pozostały domeną pasjonatów. Realizacja odbywa się często w sposób niestandardowy, bez liczenia kosztów. Przykładem jest wytwórnia Briphonic realizująca niektóre wymagające nagrania za pomocą magnetofonów 8. ścieżkowych oraz 2. calowej taśmy magnetycznej (standardem były zwykle półcalowe taśmy) przesuwanej z prędkością 30 cali/sekundę. Zmasterowany materiał zostaje nagrany za pomocą stereofonicznego magnetofonu z maksymalną prędkością i z wykorzystaniem 1. calowej taśmy – zwykle na tym etapie rejestracji są w użyciu taśmy ¼ lub najwyżej ½ cala. Biorąc pod uwagę ograniczenia rejestracji basów przy tak dużych prędkościach, należy zdawać sobie sprawę z ogromnych kosztów jakie generuje późniejsza obróbka materiału mająca na celu uzyskanie właściwych kształtów niskich tonów.

Magnetofony wraz z taśmami były nieprawdopodobnym skokiem jakościowym w dziedzinie rejestracji nagrań muzycznych. I choć dziś w swym powszechnym użyciu są przeszłością, całkowicie jednak nie zniknęły. Nie są też modnym retro dodatkiem, bowiem w połączeniu z cyfrowymi etapami realizacji nagrania mogą tworzyć intrygujące hybrydy owocujące wysublimowanymi i oryginalnymi produkcjami muzycznymi.