En grabadoras anteriores, ¿cómo se ajustaba la velocidad angular del carrete de cinta?

Las grabadoras que usan carretes de cinta magnética transfieren la cinta de un carrete a otro a medida que la cinta se reproduce / graba. El carrete con menos cinta debe girarse más rápido que el otro. Aquí hay una grabadora / reproductor de este tipo. Este es el modelo Craig 212.

Al comienzo, el carrete con toda la cinta gira lentamente y el carrete vacío gira rápidamente. A medida que la cinta se reproduce y la cinta se transfiere al carrete inicialmente vacío, la situación se invierte. Para evitar que la cinta se rompa y se reproduzca / grabe a velocidad constante, debemos ajustar finamente la velocidad angular de cada carrete en tiempo real. La velocidad angular de cada uno es una función de la cantidad de cinta en el carrete.

Las grabadoras han existido desde antes de la invención del transistor, antes de la invención del microprocesador. ¿Qué tipo de circuito / electrónica se utilizó para controlar la velocidad de la cinta y cómo?

El sistema era mecánico.

Figura 1. El cabezal de la cinta y el sistema de accionamiento. Fuente de imagen .

Debajo de la tapa del cabezal de la cinta en su foto está la unidad de cabrestante. Un rodillo de presión presiona la cinta sobre el cabrestante que funciona a velocidad constante. (Este es el control crítico de velocidad constante que asegura un control de paso preciso a lo largo de la cinta). El carrete de desenrollado es retardado suavemente por un freno y el carrete de recogida es accionado por un embrague mecánico. (Obviamente) el engranaje del carrete de recogida debe configurarse para que funcione lo suficientemente rápido como para tomar la cinta alimentada mientras tiene el diámetro mínimo del carrete. Se ralentizará a medida que el carrete se llene.

Para avanzar o retroceder rápidamente, la velocidad variará con el diámetro del carrete impulsado.

Todo el movimiento de la cinta fue impulsado por un motor de velocidad constante. El cabrestante fue conducido a velocidad constante por el motor. Las diversas funciones de los carretes se controlaban activando y desactivando las ruedas motrices y las correas. Los embragues pueden ser cualquier cosa, desde un simple disco de fieltro entre dos placas de embrague de plástico con resortes hasta embragues de fluido, etc., dependiendo de la calidad de la máquina. Algunos usaron brazos 'bailarines' para controlar el embrague para mantener una tensión constante de la cinta con un diámetro variable del carrete.

La rotación de los carretes de cinta no era lo que regulaba la velocidad de la cinta frente al cabezal de grabación / reproducción. En cambio, la velocidad de la cinta fue controlada por un eje y un rodillo de presión que operaba a una velocidad constante con la cinta pasando entre este eje y el rodillo de presión. Este mecanismo se llamaba cabrestante.

Los carretes fueron diseñados para seguir el movimiento de la cinta según lo regula este cabrestante. El carrete de alimentación podría estar girando libremente mientras que el carrete de recogida requería algún tipo de accionamiento energizado para enrollarse en la cinta. Se utilizaron varios métodos para aplicar el accionamiento al rodillo de recogida, muchos de los cuales eran de naturaleza mecánica.

Los carretes no estaban controlados por la velocidad (durante el "juego"), estaban controlados por torque. El carrete de alimentación a menudo tenía un freno mecánico débil, y el carrete de recogida a menudo se accionaba con una transmisión de correa deslizante, más rápido de lo necesario, mantenido a velocidad constante por la cinta de alimentación del cabrestante a una velocidad constante.

Las cubiertas "Pro" (el EMI TR90 y algunos otros) tenían sus carretes montados en motores de CA accionados por resistencias grandes para limitar el par durante el Juego, mientras que para FF y Rebobinado, las resistencias se cambiaron para enrollar sus carretes de 10.5 pulgadas de diámetro lo más rápido posible .

No hubo tal intento, hubo diferentes intentos solo para mantener la tensión de la cinta dentro de límites aceptables. Otros ya explican métodos simples como la limitación de par con piezas resbaladizas y la resistencia en el circuito de alimentación del motor del carrete.

Las grabadoras de gama alta tenían y aún tienen regulación de la tensión de la cinta. Los brazos con resorte doblan la cinta ligeramente. Esos brazos son 1 y 2 en la siguiente imagen (por Studer)

El circuito regulador da a los motores del carrete tales voltajes que la fuerza de flexión conocida causó la posición deseada de los brazos de flexión. La inteligencia reguladora puede estar hoy en un programa de computadora, pero antes de los microprocesadores modernos era un circuito analógico.

Además de las grabadoras de cinta (o 'cubiertas') para señales de audio analógicas, las computadoras primitivas (alrededor de 1950-1980) utilizaron unidades de cinta magnética de carrete a carrete conceptualmente similares pero más grandes y más caras ; ver https://en.wikipedia.org/wiki/9_track_tape para ver algunos ejemplos. Tenga en cuenta que estos casi siempre se montaron verticalmente; algunas plataformas de audio también eran verticales, especialmente si estaban destinadas a montarse en bastidores de equipos junto con otros dispositivos electrónicos relacionados como amplificadores, receptores, transmisores, procesadores de señales, etc.

Debido a que las computadoras en esos días tenían una memoria de trabajo muy pequeña para los estándares actuales (menos de lo que los microprocesadores modernos tienen en el caché L1), generalmente necesitaban leer y escribir 'bloques' de datos de magtape por separado; esto requería la capacidad de acelerar rápidamente la cinta de ser estacionaria a lo suficientemente rápida como para leer o escribir, mantenerla en movimiento a una velocidad alta pero constante, y luego desacelerarla igualmente rápidamente para detenerla, todo sin poner tensión que se estire (o incluso rompa) La cinta.

Algunos accionamientos de baja velocidad hicieron esto con un seguidor mecánico tensado por resorte o brazos ' inactivos ', similar a la respuesta del usuario 287001 , pero la mayoría usaba las llamadas columnas de vacío . Estos bombearon algo de aire de un canal cerrado para que una diferencia de presión modesta (no un verdadero vacío) mantuviera un 'bucle' de cinta en forma de U en toda su longitud, con poca tensión. A medida que el cabrestante pasaba la cinta, un bucle se alargaría y bajaría por la columna mientras que el otro se acortaría y subiría, y los sensores de presión en las columnas detectarían estos movimientos y encenderían y apagarían los motores del carrete como necesitaba suministrar más cinta al bucle ahora corto y la cinta de "recogida" del ahora largo.

Los nerds en esos días (incluyéndome a mí) se burlarían de películas y programas de televisión que a menudo mostraban supuestas computadoras y unidades de cinta, pero tenían ambos carretes girando continuamente a la misma velocidad, cuando los reales giraban en tirones cortos, de forma independiente y por separado, bajo control de la columna de vacío o sensores de ralentí.

Cuando los microcontroladores se volvieron lo suficientemente capaces alrededor de 1980, hubo algunas unidades de 'transmisión' para lo que luego se consideró magtape 'estándar', que utilizaban algoritmos de control más complicados para conducir los motores del carrete directamente, con aceleración y desaceleración lo suficientemente lentas para proteger la cinta, y memorias intermedias mucho más grandes para permitir leer y escribir muchos bloques a la vez. Sin embargo, en este momento, los discos se habían vuelto (mucho) más grandes y más baratos y reemplazaron la cinta para la mayoría del almacenamiento de datos, y para la copia de seguridad y el transporte se desarrollaron formatos de cinta de cassette y cartuchos mucho más pequeños (pero de mayor densidad) y reemplazaron en gran medida la cinta 'carrete'.

Los comentaristas anteriores son generalmente correctos. Lo que no hacen explícito es que la tensión de la cinta contra el disco y las cabezas de reproducción debe controlarse con precisión. De lo contrario, habrá problemas con el contacto irregular de la cinta con la cabeza, lo que provocará interrupciones en la señal grabada / reproducida. Hay dos diseños básicos que logran esto: 1) Las almohadillas de presión (hechas de fieltro o material similar) presionan la cinta contra los cabezales. Las máquinas de consumo económicas utilizan este método. O, 2) la tensión de la cinta que sale del carrete de suministro está regulada con precisión, generalmente por un motor del carrete de suministro, en combinación con una palanca de guía de cinta con resorte, para garantizar un contacto constante de la cinta con la cabeza. Este último método es típico en máquinas profesionales de alta gama.