Nei precedenti registratori a nastro, come veniva regolata la velocità angolare del rocchetto?

I registratori a nastro che utilizzano bobine di nastro magnetico trasferiscono il nastro da una bobina all'altra durante la riproduzione / registrazione del nastro. La bobina con meno nastro deve essere ruotata più velocemente dell'altra. Ecco un tale registratore / lettore. Questo è il modello 212 di Craig.

All'inizio, la bobina con tutto il nastro ruota lentamente e la bobina vuota ruota rapidamente. Mentre il nastro viene riprodotto e il nastro viene trasferito nella bobina inizialmente vuota, la situazione si inverte. Al fine di evitare la rottura del nastro e la riproduzione / registrazione a velocità costante, è necessario regolare con precisione la velocità angolare di ciascuna bobina in tempo reale. La velocità angolare di ciascuno è una funzione della quantità di nastro sulla bobina.

I registratori a nastro esistono da prima dell'invenzione del transistor, prima dell'invenzione del microprocessore. Quale tipo di circuito / elettronica è stato utilizzato per controllare la velocità del nastro e come?

Il sistema era meccanico.

Figura 1. La testina del nastro e il sistema di unità. Fonte immagine .

Sotto il coperchio della testina del nastro sulla tua foto c'è l'unità cabestano. Un rullo di pressione preme il nastro sul verricello che scorre a velocità costante. (Questo è il controllo critico della velocità costante che assicura un accurato controllo del passo attraverso la lunghezza del nastro.) La bobina di svolgimento è ritardata delicatamente da un freno e la bobina di riavvolgimento è azionata da una frizione meccanica. (Ovviamente) il rocchetto di avvolgimento deve essere impostato in modo da funzionare abbastanza velocemente da occupare il nastro alimentato con il diametro minimo della bobina. Rallenterà mentre la bobina si riempie.

Per l'avanzamento o il riavvolgimento rapido, la velocità varia in base al diametro della bobina guidata.

Tutto il movimento del nastro era guidato da un motore a velocità costante. Il cabestano era guidato a velocità costante dal motore. Le varie funzioni delle bobine sono state controllate innestando e disinnestando le ruote motrici e le cinghie. Le frizioni possono essere qualsiasi cosa, dal semplice disco di feltro tra due dischi frizione in plastica molleggiati a frizioni fluide, ecc., A seconda della qualità della macchina. Alcuni usavano bracci "da ballerino" per controllare la frizione per mantenere una tensione del nastro costante con un diametro della bobina variabile.

La rotazione delle bobine del nastro non era la cosa che regolava la velocità del nastro davanti alla testina di registrazione / riproduzione. Invece la velocità del nastro era controllata da un albero e un rullo di presa che funzionava a velocità costante con il nastro che passava tra questo albero e il rullo di presa. Questo meccanismo è stato chiamato il cabestano.

Le bobine sono state progettate per seguire il movimento del nastro come regolato da questo cabestano. La bobina di alimentazione potrebbe essere a ruota libera mentre la bobina di riavvolgimento richiedeva un certo tipo di azionamento energizzato per avvolgere il nastro. Sono stati utilizzati vari metodi per applicare l'unità alla bobina di riavvolgimento, molti dei quali erano di natura meccanica.

I rulli non erano controllati dalla velocità (durante il "gioco") - erano controllati dalla coppia. La bobina di alimentazione aveva spesso un freno meccanico debole e la bobina di presa veniva spesso guidata con una trasmissione a cinghia scorrevole - più veloce del necessario, mantenuta bassa dalla velocità del nastro di alimentazione del cabestano a velocità costante.

I deck "Pro" (EMI TR90 e alcuni altri) avevano le loro bobine montate su motori AC pilotati da grandi resistori per limitare la coppia durante il gioco, mentre per FF e Rewind le resistenze venivano spente per avvolgere le loro bobine da 10,5 pollici di diametro il più velocemente possibile .

Nessun tentativo simile, ci sono stati diversi tentativi solo di mantenere la tensione del nastro in limiti accettabili. Metodi semplici come la limitazione della coppia con parti scivolose e la resistenza nel circuito di alimentazione del motore della bobina sono già spiegati da altri.

I registratori di fascia alta avevano e hanno ancora la regolazione della tensione del nastro. I bracci caricati a molla piegano leggermente il nastro. Quelle braccia sono 1 e 2 nell'immagine successiva (di Studer)

Il circuito di regolazione fornisce ai motori della bobina tensioni tali che la forza di flessione nota ha causato la posizione desiderata dei bracci di curvatura. L'intelligenza che regola può essere oggi in un programma per computer, ma prima dei moderni microprocessori era un circuito analogico.

Oltre ai registratori (o "deck") per segnali audio analogici, i primi computer (1950-1980) utilizzavano unità a nastro magnetico bobina-bobina su bobina concettualmente simili ma più grandi e più costose per i dati digitali ; vedi https://en.wikipedia.org/wiki/9_track_tape per alcuni esempi. Nota che questi erano quasi sempre montati verticalmente; alcuni deck audio erano anche verticali, specialmente se erano destinati a essere montati in rack di apparecchiature insieme ad altri dispositivi elettronici correlati come amplificatori, ricevitori, trasmettitori, processori di segnale, ecc.

Poiché i computer a quei tempi avevano una memoria di lavoro molto piccola secondo gli standard odierni (meno di quanto i moderni microprocessori hanno nella cache L1) in genere avevano bisogno di leggere e scrivere separatamente i "blocchi" di dati magtape; ciò ha richiesto la capacità di accelerare rapidamente il nastro da fermo a abbastanza veloce da leggere o scrivere, mantenerlo in movimento a velocità elevata ma costante, quindi rallentare altrettanto rapidamente fino all'arresto, il tutto senza mettere stress che si allungherebbe (o addirittura si spezzerebbe) il nastro.

Alcuni azionamenti a bassa velocità lo facevano con un inseguitore meccanico tenditore a molla o bracci "folli", simile alla risposta dell'utente 287001 , ma la maggior parte utilizzava le cosiddette colonne del vuoto . Questi hanno pompato un po 'd'aria da un canale chiuso in modo che una modesta differenza di pressione (non un vero vuoto) avrebbe tenuto un "anello" a forma di U di nastro per tutta la sua lunghezza, con poco stress. Man mano che il nastro veniva spostato oltre le testate dal cabestano, un anello si allungava e si spostava lungo la colonna mentre l'altro si accorciava e si spostava verso l'alto, ei sensori di pressione nelle colonne rilevavano questi movimenti e accendevano e spegnevano i motori delle bobine come era necessario fornire più nastro al loop ora corto e nastro "take-up" da quello ora lungo.

I nerd in quei giorni (incluso me) scherzavano con film e programmi TV che spesso mostravano presunti computer e unità a nastro, ma avevano entrambi i rulli che giravano continuamente alla stessa velocità, quando quelli reali giravano a scatti brevi, indipendentemente e separatamente, sotto controllo dei sensori della colonna del vuoto o del tenditore.

Quando i microcontrollori sono diventati abbastanza capaci intorno al 1980, c'erano alcuni drive 'streaming' per quello che allora era considerato magtape 'standard', che utilizzava algoritmi di controllo più complicati per guidare direttamente i motori delle bobine, con un'accelerazione e una decelerazione abbastanza lente da proteggere il nastro, e buffer molto più grandi per consentire di solito la lettura e la scrittura di molti blocchi alla volta. Tuttavia, a questo punto i dischi erano diventati (molto) più grandi ed economici e hanno sostituito il nastro per la maggior parte dell'archiviazione dei dati, e per il backup e il trasporto sono stati sviluppati formati di nastro e cartuccia molto più piccoli (ma a densità più elevata) che hanno ampiamente sostituito il nastro "bobina".

I commentatori precedenti sono generalmente corretti. Ciò che non rendono esplicito è che la tensione del nastro contro la testa del disco e della riproduzione deve essere controllata con precisione. In caso contrario, si verificheranno problemi con il contatto da nastro a testa irregolare, con conseguenti interruzioni del segnale registrato / riprodotto. Esistono due progetti di base che realizzano questo: 1) I cuscinetti a pressione (realizzati in feltro o materiale simile) premono il nastro contro le testine. Questo metodo è stato utilizzato da macchine di consumo economiche. Oppure, 2) la tensione del nastro che esce dalla bobina di alimentazione è regolata con precisione, di solito da un motore della bobina di alimentazione, in combinazione con una leva di guida del nastro caricata a molla, per garantire un contatto nastro-testina coerente. Quest'ultimo metodo è tipico nelle macchine professionali di fascia alta.