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テープ バイアスとは、アナログテープ レコーダーの忠実度を向上させるAC バイアスと DC バイアスという 2 つの技術を指す用語です。DC バイアスは、録音中のオーディオ信号に直流を追加することです。AC バイアスは、オーディオ信号に聞こえない高周波信号(通常 40 ～ 150 kHz ) を追加することです。最近のほとんどのテープ レコーダーは AC バイアスを使用しています。
録音時、磁気テープは保磁力によって決まる非線形応答 を示します。バイアスがないと、この応答は特に信号レベルが低い場合にパフォーマンスの低下を招きます。テープ保磁力よりも弱い磁場強度を生成する録音信号はテープを磁化できず、再生信号はほとんど生成されません。バイアスは、テープの磁気伝達関数のより線形な領域に信号を押し込むことで、ほとんどのオーディオ録音の信号品質を大幅に向上させます。
歴史
磁気録音は、1878年にオーバリン・スミスによって早くも提案された。スミスは1878年10月4日に米国特許庁に磁気録音に関する警告書を提出し、1888年9月8日発行のThe Electrical World誌に「蓄音機のいくつかの可能な形態」としてこのテーマに関するアイデアを発表した。[1] [2] 1898年までに、ヴァルデマー・ポールセンは磁気録音機を実演し、磁気テープを提案した。[3] フリッツ・プフルーマーは、1928年1月1日に、磁性コーティングを施した非磁性の「録音キャリア」のドイツ特許を取得した。 [4]数年前、ジョセフ・オニールは同様の記録媒体を作成したが、音声を録音できる実用的な機械は作っていなかった。[5]
DCバイアス
初期の磁気記録システムは、単に純粋な（ベースバンド）入力信号を記録ヘッドに適用しただけだったため、低周波応答が悪く、歪みの大きい記録となっていました。すぐに、信号に適切な直流電流（DCバイアス）を加えると、テープをほぼ線形応答領域内で動作させることで歪みが軽減されることが分かりました。DCバイアスの主な欠点は、テープに正味の磁化が残ることであり、テープ粒子の粒度のために再生時にかなりのノイズが発生しました。しかし、初期のワイヤーレコーダーは、高速で動作し、ワイヤーのサイズが比較的大きかったため、この問題の影響をほとんど受けませんでした。初期のDCバイアスシステムの中には、記録ヘッドの近くに永久磁石を配置したものもありました。再生時には、磁石を回して邪魔にならないようにする必要がありました。DCバイアスはACバイアスに置き換えられましたが、後に非常に安価なカセットレコーダーに再採用されました。[6] [7] [8] [9]
ACバイアス
ACバイアスの最初の特許は、1921年にウェンデル・L・カールソンとグレン・L・カーペンターによって申請され、最終的に1927年に特許となりました。[10] ACバイアスの価値は、ワイヤーレコーディングがこの技術からほとんど恩恵を受けなかったという事実によっていくぶん隠され、カールソンとカーペンターの業績はほとんど無視されました。最初の再発見は、 1937年頃にベル電話研究所のディーン・ウッドリッジによるものと思われますが、彼らの弁護士が最初の特許を発見し、ベルはACバイアスの再発見について沈黙を守りました。[11]
日本の五十嵐貞治、石川誠、永井健三は1938年に交流バイアスに関する論文を発表し、1940年に日本の特許を取得した。[12] マービン・カムラス（米国）も1941年に独自に高周波（AC）バイアスを再発見し、1944年に特許を取得した。[13]
ACバイアスによる歪みとノイズの低減は、1940年にドイツ放送協会（RRG） で働いていたウォルター・ウェーバーが、DCバイアスのマグネトフォンのレコード回路に「不要な」振動が発生した際に偶然再発見されました。[14]
最後の生産型 DC バイアス マグネトフォン マシンは、高調波歪みが 10 パーセントを超え、ダイナミック レンジは 40 dB、テープ速度が 30 インチ/秒 (76.8 cm/秒) をわずかに超える程度で周波数応答は 50 Hz から 6 kHz に過ぎませんでした。AC バイアス マグネトフォン マシンは、高調波歪みを 3 パーセント以下にまで低減し、ダイナミック レンジを 65 dB まで拡張し、同じテープ速度で周波数応答は 40 Hz から 15 kHz になりました。これらの AC バイアス マグネトフォンは、当時の他のどの録音システムよりも優れた録音忠実度を提供しました。[9]
参照
参考文献
- ^ エンゲル、フリードリヒ・カール編 (2006)「オーバーリン・スミスと磁気録音の発明: 発明者生誕 150 周年を記念して」。磁気媒体への音声録音に関するスミスの 1878 年 10 月 4 日の警告は、14 ～ 16 ページに掲載されています。RichardHess.com で入手できます。
- ^ スミス、オバーリン（1888年9月8日）「蓄音機のいくつかの可能な形態」『電気の世界』 、12（10）：116-117。
- ^ ポールセン、ヴァルデマール、「磁化可能な物体に磁気的に作用して音声または信号を蓄積する方法および装置」、BP 8961、1898年、3ページ、34行目。
- ^ DE 500900
- ^ 君塚 正則. 「磁気録音とテープレコーダーの歴史的発展」(PDF) .磁気録音博物館.
- ^ Steve Beeching. 「ビデオおよびカムコーダのサービスと技術」 2001 年。セクション「テープ バイアス (オーディオ)」 5 ページ。
- ^ Michael Talbot-Smith. 「オーディオエンジニアのリファレンスブック」。2013 年。セクション「バイアスによる直線性の改善」。p. 3-7。
- ^ チャールズ・G・ウェストコット「テープレコーダーの仕組み」1956年、83ページ。
- ^ ab Peter Hammar および Don Ososke。「ドイツ製マグネトフォンテープレコーダーの誕生 1928-1945」p. 34-35。
- ^ カールソン、ウェンデル L. およびカーペンター、グレン W.、「無線電信システム」米国特許 1,640,881 (出願日: 1921 年 3 月 26 日、発行日: 1927 年 4 月 30 日)。
- ^ McKnight, Jay. 「ベル電話研究所の AC バイアス、1936 年～ 1939 年」(PDF)。
- ^ Jay McKnight、Jeffrey McKnight (2012)、磁気記録の歴史と理論に関する一般的な誤解(PDF)、オーディオエンジニアリング協会、 2018年12月18日閲覧
- ^ カムラス、マービン、「磁気記録の方法および手段」、米国特許 2,351,004 (出願日: 1941 年 12 月 22 日、発行日: 1944 年 6 月 13 日)。
- ^ エンゲル、フリードリヒ・カール (2006 年 8 月)。 「Walter Weber の Reichs-Rundfunk-Gesellschaft における技術革新」(PDF) 。2010 年6 月 18 日に取得。
さらに読む
- Klingelnberg, Arndt (1990 年 3 月 1 日)。「アナログ テープのあまり知られていない側面」。AES E-Library。オーディオ エンジニアリング協会。
- O'Kelly, Terence. 「バイアス」（PDF） .発明家のノート（3）. BASF . 2015年4月8日閲覧。
- Jay McKnight、Jeffrey McKnight (2012)。「磁気録音の歴史と理論に関するよくある誤解」(PDF)。オーディオエンジニアリング協会。 2017年8月9日閲覧。
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外部リンク
- テープ録音におけるバイアス