Sistema de Grabación analógica. Equivale al método de grabación electromagnética.
La información se graba sobre el soporte cuando este pasa por delante del electroimán. El soporte puede ser un carrete de hilo, cinta de papel o cinta magnética. El electroimán actúa reorientando las partículas del material ferromagnético (óxidos de hierro o de cromo) que recubren el soporte.
La reproducción del sonido recorre el camino opuesto.
El soporte sobre el que se graba la señal de audio es cinta magnética de audio
Fundamentos de la grabación magnética La grabación magnética (analógica o digital) se basa en la física del magnetismo, más concretamente, en la del electromagnetismo.
Magnetismo Magnetismo es la capacidad que tiene determinados materiales férricos de atraer o de repeler otros materiales de similares características. Las propiedades magnéticas pueden ser propias por naturaleza (caso de los imanes) o pueden ser adquiridas por inducción magnética. Por ejemplo, atraemos una clip con un imán y, mientras este clip esté magnetizado por la influencia del imán, tendrá la capacidad de atraer otros clips.
Los materiales magnéticos lo son por la especial disposición de sus átomos. Estos átomos están agrupados formando pequeños campos. Cada uno de estos campos, cada dominio magnético, tiene idénticas propiedades magnéticas que un imán. Una pequeña partícula ferromagnética posee millones de dominios magnéticos, cada uno con su polo negativo y su polo positivo
En estado natural (es decir, cuando no están magnetizadas) las partículas ferromagnéticas tienen los dominios magnéticos completamente desordenados. Una vez sometidos a la inducción magnética, los dominios magnéticos se ordenan (se disponen en el mismo sentido) y se dice que han sido magnetizados. En la grabación magnética, inducimos el magnetismo en el soporte. Esta es la causa de que estos soportes lleven en su superficie una capa de partículas férricas.
Remanencia magnética Los materiales utilizados para la grabación magnética han de ser de alta remanencia magnética. El ciclo de histéresis (histéresis magnética) es el fenómeno que explica la remanencia, es decir, que la información magnética permanezca aún en ausencia del campo magnético que la creó. Por tanto, la histéresis es la que permite el almacenamiento de información. La remanencia es fundamental. Es obvio. De nada sirve inducir el magnetismo sobre una superficie, si esta queda desmagnetizada inmediatamente. Si no hay remanencia, tal cual se grabase algo, se borraría.
Electromagnetismo Históricamente, el magnetismo y la electricidad habían sido tratados como fenómenos distintos y, por tanto, eran estudiados por ciencias diferentes. Sin embargo, los estudios de diferentes científicos como Oersted y Michael Faraday demostraron que electricidad y magnetismo estaban íntimamente relacionados.
Fue el físico escocés James Clerk Maxwell quien, por primera vez, describió el comportamiento del campo electromagnético y las interacciones eléctricas y magnéticas que se dan en él.
El electromagnetismo, en el que se basan las grabaciones magnéticas, consiste en crear un campo magnético por la acción que produce la corriente eléctrica al pasar por un electroimán.
Un electroimán consiste, básicamente, en una bobina de cobre con núcleo de hierro que tiene la capacidad de magnetizar a otros elementos. Es decir, que puede imantar. El electroimán constituye el núcleo del cabezal de grabación de cualquier sistema de grabación magnética analógica.
Proceso de grabación electromagnética En la grabación magnética, las vibraciones sonoras son transformadas en variaciones de voltaje de idéntica intensidad, amplitud y frecuencia mediante un transductor electroacústico (micrófono). Las variaciones de voltaje se aplican sobre el electroimán de la cabeza grabadora que transforma la corriente eléctrica en una señal magnética de idéntica intensidad, amplitud y frecuencia. Esta señal magnética actúa reordenando las partículas ferromagnéticas (óxidos de hierro o de cromo) que cubren la superficie del soporte (cinta magnética, cinta de papel o alambre de acero), es decir, magnetizándolas, conforme el soporte va pasando por delante del electroimán.
Curva de histéresis y señal de bias La grabación sobre un soporte magnético no es lineal de principio a fin, sino que una inducción magnética no siempre corresponde a una magnetización idéntica.
La curva de histéresis muestra la curva de magnetización de un material. Sea cual sea el material específico, la forma siempre es la misma. Al principio, la magnetización requiere un mayor esfuerzo eléctrico (es la llamada zona reversible); hasta que llegado a un punto, la magnetización se produce de forma proporcional (zona lineal). Finalmente, llega un instante a partir del cual, por mucha fuerza magnética que apliquemos la cinta magnética de audio ya no se magnetiza más: es el llamado punto de saturación (que determina el inicio de la llamada zona de saturación).
La señal de audio hay que grabarla solo en la zona lineal, de modo contrario, por arriba o por abajo, sufriría deformaciones. Para sobrepasar la zona reversible se graba una frecuencia que se conoce con el nombre de Bias (señal de bias) o corriente de polarización.
Se trata de una señal no audible que induce el magnetismo en la zona lineal (la zona donde se ha de grabar). Sin la señal de bias la cinta contaría con menor remanencia, lo que implicaría mayores niveles de distorsión. Esta frecuencia resulta también útil en el proceso de borrado.
La señal de bias es una frecuencia que se encuentra entre los 80-100 y 150-200 kHz. Cuanto mayor sea la amplitud de esta señal, mayor será la profundidad en que se grabe el sonido en la capa de óxido. Los requisitos de polarización (el nivel concreto de esta corriente de polarización) varían dependiendo del tipo de cinta, por ello, antes de iniciar una grabación hay que realizar un ajuste de bias. Un mal ajuste de las bias podría comprometer las altas frecuencias en la grabación.
Calidad de la grabación
La calidad de una grabación dependerá del tipo de cinta utilizada, de su tamaño y de la velocidad de arrastre.
La cinta magnética de audio. El tipo de emulsión (hierro, cromo, etc.) determina la respuesta en frecuencia y, por tanto, la calidad.
Las velocidades de arrastre usadas por los magnetófonos profesionales son de 3 ¾, 7 ½, 15 y 30 pulgadas/s. A mayor velocidad de arrastre, más calidad.
Las anchuras de cintas magnetoscópicas son de ¼, ½, 1 y 2 pulgada. A mayor anchura de cinta, mayor velocidad de arrastre y, por tanto, más calidad.
Inconvenientes de la grabación magnetofónica
La grabación magnetofónica tiene 3 grandes inconvenientes:
Existe un roce constante entre el soporte y la cabeza lectora. Esta fricción, a largo plazo, produce una pérdida en la calidad del sonido.
Si se desmagnetiza la cinta (por acercarla a un imán o a una corriente eléctrica, etc), la información perdida (borrada) resulta irrecuperable.
No permiten la multigeneración más allá de la 4 o 5ª, por acumulación de pérdida de calidad.
Como indica el último punto, cada nueva generación (copia de copia) supone una pequeña pérdida irrecuperable. Esta pérdida puede suponer una pequeña deformación de la señal original o un aumento ligero del ruido (siseo de fondo). Más allá de la cuarta generación, todos los defectos son audibles, con lo que la calidad puede llegar a ser pésima. Este problema puede resolverse en gran medida, aunque nunca del todo, con los sistemas de reducción de ruido, como Dolby® y dbx®. Los Dolby utilizan un sistema de compresión que amplifica los sonidos más tenues para que se oigan por encima del ruido de fondo. Dbx se utiliza en el sector profesional y su función es expandir todo el espectro sonoro a la hora de grabarlo, para efectuar la inversa en su reproducción. Si se utiliza uno de estos sistemas durante la grabación es necesario utilizar el mismo para su reproducción. Una reproducción emergente sin el sistema empleado de reducción podría hacerse en el caso del Dolby, ya que la atenuación sonora no es tan distorsionada como lo hace dbx, aunque tampoco se consiguen tantos dB en relación señal-ruido como en el último.
Niveles de referencia para la grabación magnética
Se utilizan para ajustar el flujo magnético de la grabación: Si el flujo magnético adquiere altos niveles se produce distorsión y saturación. Si por el contrario, el flujo magnético tiene un nivel en exceso bajo se produce ruido.
Para obtener una grabación óptima, el margen de rango dinámico útil ha de situarse entre un nivel de salida máximo (MOL –maximum output level) y uno mínimo (nivel típico de ruido).
Las cifras exactas entre ambos dependen del magnetófono y del tipo de cinta magnética de audio.
El nivel de flujo magnético puede ajustarse controlando la relación entre el nivel de voltaje a la entada del grabador y el nivel de flujo magnético sobre la cinta. Para poder realizar este ajuste se utilizan las cintas de prueba (test tape). Estas cintas de prueba recopilan niveles de referencia estandarizados y contienen tonos pregrabados a un nivel de flujo magnético concreto.
Existen cintas de prueba para todas las velocidades de arrastres y anchos de cinta y para el estándar necesario: CCIR(estándar europeo). NAB (estándar americano). DIN (estándar alemán).
Durante el proceso de ajuste, lo que se hace es poner la entrada del equipo un tono determinado (habitualmente 1kHz a O dBu) y ajustar la salida para que también lea esos 0 dBu, lo que nos asegura que estamos grabando con un nivel de flujo de 320 nWb m-1 (nivel IEC). Estos 0dBu, normalmente, a un nivel de 4 en el picómetro (PPM 4) o de –4 en el vúmetro (-4 VU).
Un decibelio (dB) no es un valor absoluto siempre hace referencia una comparación entre señales. La unidad de medida dBu es una unidad logarítmica de nivel de voltaje. Cuando un voltímetro indica 0 VU, está indicando un estándar profesional de +4 dBu que se corresponden a 1,228 V a 600 ohms de impedancia.
El nivel de flujo magnético se mide en nanofibers por metro (nWb m-1). El weber es la unidad de flujo magnético.
El MOL para una cinta de alta calidad está en un nivel magnético de alrededor de 1000 nWb m-1.
Hay 3 estándares de nivel de flujo magnético: El americano (NAB: 200 nWb m-1). El alemán (DIN: 250 nWb m-1). El europeo (IEC: 320 nWb m-1).
Es muy importante conocer exactamente en que estándar estamos, porque por ejemplo, si ajustamos el nivel de la grabación en función de una test tape NAB y luego realizamos la grabación en una cinta cuyo estándar es el IEC estaremos grabando 4dB por encima de lo recomendado.
Además de niveles de referencia de flujo magnético las cintas también incluyen otros tonos a otras frecuencias que pueden servir para otros ajustes (azimut de las cabezas, ecualización de lectura, etc,)
Equipos Reproductores/grabadores magnéticos Todos los equipos de grabación/reproducción magnética reciben el nombre de magnetófono, aunque esta nomenclatura se la haya apropiado el magnetófono de bobina abierta.
Existen 3 tipos de magnetófonos: Magnetófono de bobina abierta. Magnetófono de casete (casete o pletina). Magnetófono de cartuchos (cartuchera).
Todos estos equipos para ser encuadrados dentro del grupo de equipos para uso profesional han de cumplir 4 requisitos:
Precisión de la marcha. Asegura la compatibilidad entre la velocidad de grabación y reproducción. Así una cinta grabada en un equipo diferente al que va a ser reproducida no tendrá ningún problema. Las velocidades estándares son 4’75, 9’5, 19 y 38 cm/s. A mayor velocidad, mayor calidad en el sonido resultante. Estabilidad de la marcha. Velocidad uniforme de desplazamiento de la cinta. Si esta es alterada, se produce el efecto de lloro. Minimización de la Diafonía. Se produce la diafonía cuando se lee, además de la pista correspondiente, parte de sonido de otra pista adyacente.