Manapság egy hangfelvételt nagyjából magától értetődőnek tartunk, hiszen szinte mindenki kezében van egy okos telefon, aminek szolgáltatásai között megtalálható a hangok rögzítése. Egyes típusok elég jó hangzás minőségre képesek. Ha visszagondolunk a kezdetekre, a felvételkészítés lenyűgöző története tele van egyedi karakterekkel és furcsa véletlenekkel, a dolog könnyedsége egyáltalán nem egyértelmű. A hangrögzítés eredetének pontos magyarázatához vissza kell utaznunk a 19. századba, hogy megismerjük a feltalálókat, akik lefektették a szalagos magnózás alapjait.
Az egyik legkorábbi hangrögzítési kísérlet Edouard-Leon Scott de Martinville nevéhez köthető, egy Phonoautograph készülékkel készített füst-metszetes (smoke-etched) felvételt az 1860-as évben. Munkája lehetővé tette a hang első vizuális elemzését, bár benne a lejátszó eszköz fejlesztésének lehetősége nem merült fel. Valdemar Poulsen dán mérnök viszont megtette, és konstruált egy felvevőt. Szülei legnagyobb megdöbbenésére Poulsen, a diploma megszerzése nélkül, otthagyta az orvosi egyetemet, mert mindig is a technika vonzotta. 1893-ban már a Koppenhágai Telefontársaság műszaki osztályán dolgozott, de hamarosan elhagyta pozícióját, hogy független feltalálóként dolgozhasson. 1898-ban kifejlesztett egy mágneses huzalrögzítőt, az úgynevezett Telegraphone készüléket abból célból, hogy legyen egy eszköz a telefonból érkező hangüzenetek fogadására és rögzítésére. A korai huzalos telefonrögzítők és hangfelvevők fejlesztését Edison hengeres felvevői és lejátszói, ösztönözték. Ezek az eszközök rezgés átalakítás segítségével rögzítettek hangot, és már elérhetőek voltak a nyilvánosság számára is, többnyire zenei felvételekre és lejátszására használták. A „drót” zongorahúr volt. A technika a második világháború előtt már elterjedt volt, a drótos felvevők és a 78-as fordulatú hanglemezek már megtalálhatók voltak egyes emberek birtokában. Ezek az eszközök helyhez kötöttek voltak.
Poulsen szabadalmat szerzett a Telegraphone készülékre és asszisztensével, Peder Oluf Pedersen mérnökkel, később más mágneses rögzítőket is kifejlesztett, amelyek acélhuzalra, szalagra vagy lemezre rögzítettek. Ezen eszközök egyike sem rendelkezett elektronikus erősítéssel, de a rögzített jel elég erős volt ahhoz, hogy fejhallgatón keresztül hallható legyen, vagy azt telefonvezetékeken továbbítsák. Poulsen az 1900-as párizsi Universelle kiállításon bemutatta találmányát, felvette I. Ferenc József osztrák császár hangját, amelyről úgy tartják, hogy ez a legrégebbi fennmaradt mágneses hangfelvétel.
Oberlin Smith amerikai mérnök volt az, aki 1878 nyarán vetette fel először azt az ötletet, hogy mágnesezhető anyagok használhatók hang tartalom rögzítésére. Találkozott Edisonnal, és miközben a fonográfot hallgatta, felkeltették figyelmét a hengeres felvételeket kísérő zajok. Kezdetben az volt az ötlete, hogy fémhuzalt használjon, és azt feltekerje a fonográf hengerek hornyaihoz hasonló módon. Sajnálatosan ezzel a módszerrel is megjelentek a zajok. Ekkor támadt az ötlet, hogy a hullámzó barázdákban lévő állapotváltozást mágnesesség segítségével hozza létre. O. Smith egy pamut- vagy selyemszál használatát javasolta, amelybe acélpor vagy apró törmelék van beágyazva, és amelyeket elektromos jelkimenet felhasználásával mágneseznének. Még 10 év telt el, mire Smith ötletei ismertté váltak, amikor 1888-ban cikket írt az Electrical World Magazine számára. Ennek ellenére Valdemar Poulsen dán feltalálót – 1898-ban kiadott szabadalmának köszönhetően – tartják számon a mágneses rögzítés alapító atyjaként, amit az a tény hangsúlyoz ki, hogy valójában ő épített működő készüléket, O. Smith pedig nem.
Valdemar Poulsen fontos találmányai között 1903-ban kifejlesztette az első folyamatos rádióhullámok (CW) generálására szolgáló készüléket (rádióadót), ezzel is elősegítve a rádió műsorszórás fejlődését. Poulsen találmánya, az ív-távadó William Duddell angol mérnök munkájára épült, aki felfedezte, hogyan lehet rezonáns áramkört létrehozni széníves lámpával. Az 1930-as és 1940-es években a közvetlen lemezre történő felvétel technológiája már jó minőségű hangfelvételeket hozott létre. A módszer egyik nagy hátránya, hogy egy esetleges felvételi hiba kiküszöbölésének egyetlen módja az volt, hogy a felvételt újrakezdték. Lehetséges volt, hogy egy válogatást átmásolnak egy másik lemezre, de ez már bizonyos minőségromlást eredményezett. Ezekben a korai időkben, a lemezfelvételen túl, az egyetlen dolog, amit tenni lehetett a lemezzel, az a lejátszás volt. Nem lehetett szerkeszteni, nemhogy törölni és újra rögzíteni. A fogyasztók számára ez egyirányú utca volt. Innentől, a 20. század eleje viszont tele volt hangfelvételi kísérletekkel.
A mágnesszalag volt az, ami mindent megváltoztatott. Még 1926-ban Joseph A. O’Neill amerikai feltaláló szabadalmaztatott egy …„papírcsíkra vagy más olcsó anyagra történő mágneses anyag, például fémrészecskék felhelyezése hang reprodukálás céljából”… című tanulmányt/találmányt, amelynek kereskedelmi bevezetését már nem végezte el. 1928-ban Fritz Pfleumer, a német AEG mérnöke, 16 mm széles papírcsíkokat vont be finom vaspor szemcsékkel, majd szabadalmat kapott „hangpapírgépére”, amelyet a mágnesszalag találmány alapján 1927-ben magnetofon néven készítettek. Német mérnökök a második világháború alatt tovább fejlesztették a hang-szalagos felvevő gépet, az úgynevezett magnetofont. Amerikai és brit kutatók az 1940-es évek végén átvették a készülék alapkialakítását, hogy megalkossák a már „kiváló minőségű” hangvisszaadásra képes szalagos magnót. Egy évtizeden belül a mágnesszalag kiszorította a fonográf lemezeket a rádiós zenei műsorok készítésében. Az AEG a ludwigshafeni BASF-fel együttműködve kifejlesztett egy cellulóz-acetát alapú szalagot a szakadásra hajlamos papír helyettesítésére. A Magnetophon K1 felvevő és Type C szalag a berlini rádió kiállításon debütált 1935 augusztusában.
A mágneses hangrögzítés következő előrelépését egy amerikai, Marvin Camras lépte meg. Amíg az 1930-as években villamosmérnöknek tanult a főiskolán, Camras megpróbált segíteni unokatestvérének, egy feltörekvő operaénekesnek. M. Camras először Poulsen szabadalmaztatott drót-technikáját használta, de a hangminőséggel nem volt megelégedve. Camras kitalált egy technikai megoldást – egy mágneses felvevő fejet, amely körülöleli a vezetéket anélkül, hogy hozzáérne. A hang sokkal jobb és tisztább lett, és Camras nagy sikerrel szabadalmaztatta ötletét. Az Egyesült Államok haditengerészete és hadserege tengeralattjáró pilóták kiképzésére és támadások kidolgozására is használta. Nem sokkal szabadalma után Camras folytatta a kísérletezést, és végül egy vas-oxid festékkel rukkolt elő, így a mágnesszalag a hangfelvételekhez ideális felület lett. Camras összesen több mint 500 szabadalmat kapott, nagyrészt az elektronikus kommunikáció területén. 1962 májusában Marvin Camras írt egy prediktív tanulmányt „Mágneses felvétel és reprodukció – 2012 AD” címmel. M. Camras cikkében megjósolta a tömegesen gyártott hordozható médialejátszók létrejöttét, amelyeket információt tartalmazó kártyapakli méretű memória csomagoknak írt le. Az ilyen eszközöknek nem lenne mechanikusan mozgó alkatrésze, és hangot és filmet is tárolnának. Emellett megjósolta a zene- és film letöltéseket, az online vásárlást, az online enciklopédiákhoz és újságokhoz való hozzáférést, valamint az online banki tranzakciók elterjedését. Érdekesség, hogy Marvin Camras inspiráló unokatestvére – miután meghallotta saját hangját az új felvevőkészüléken – felhagyott a professzionális énekléssel.
A viszonylag alacsony teljesítmény és a jel-zaj aránnyal kapcsolatos problémák inkább megakadályozták a mágneses rögzítés elfogadását – bár Poulsen szabadalmai az American Telegraphone Company kezében kedvező elbírálásra találtak. Az erősítéshez szükséges vákuumcső (elektroncső) kifejlesztése és alkalmazása óriási mértékben javítja a helyzetet. Az AC Bias kifejlesztése az Egyesült Államok Haditengerészeti Kutatólaboratóriumából származik, W.L. Carlson és G.W. Carpenter találmánya 1921-ben, Walter Weber pedig ennek a technikának a figyelemre méltó fejlesztője. A korai mágneses rögzítési rendszerek egyszerűen rávitték az alapsávi jelet a felvevő-fejre, ami így gyenge alacsony frekvenciájú átvitelt és torz felvételt eredményezett. Hamar kiderült, hogy megfelelő egyenáramú (DC) előmágnesezés, „előfeszítés” hozzáadása a jelhez csökkenti a torzítást azáltal, hogy a szalagot lényegében lineáris frekvencia tartományon belül működteti. A DC előmágnesezés fő hátránya az volt, hogy a szalag szemcsézete jelentős zajt okozott lejátszáskor. Egyes korai DC előmágnesező megoldás az állandó mágnesek használata. Az egyenáramú előfeszítést felváltotta az AC (váltakozó áramú) előmágnesezés. A váltakozó áramú előmágnesezés nem hallható magas frekvenciát (általában 40 000 Hz és 260 000 Hz között) ad az audio-jelhez. Jelenléte segít leküzdeni a mágneses közeg mágnesessé válásával szembeni ellenállását, – ez egy nemlineáris válasz – és lehetővé teszi a felvételkészítést a lineárisabb tartományban. A legtöbb modern magnó AC előmágnesezést használ. A váltakozó előmágnesező áram használata minimalizálja a torzítást, és/vagy szélesebb frekvenciamenetet biztosít. A profi audio-eszközök mindig az alacsony torzítású beállítással dolgoznak.
A felvétel során a mágnesszalag önmagában nem képes lineáris átvitelt biztosítani, mert azt a szalag mágneses koercitivitása határozza meg. Váltakozó áramú előmágnesezés nélkül az átvitel gyenge hangzás teljesítményt nyújt, különösen alacsony jelszinteken. Az a rögzítendő jel, amely a szalag kényszerítő erejénél kisebb mágneses térerősséget hoz létre, nem tudja jól felmágnesezni a szalagot. A váltakozó áramú előmágnesezés azáltal javítja a hangfelvétel jel minőségét, hogy a jelet a szalag mágneses átviteli tulajdonságának lineárisabb zónájába tolja.
Az AC előmágnesezésre vonatkozó első szabadalmat Wendell L. Carlson és Glenn L. Carpenter nyújtotta be 1921-ben, végül 1927-ben szabadalmaztatták. Az AC előmágnesezés használati értékét némileg elhomályosította a mágneses rögzítés egyéb aspektusainak elhanyagolása. Feltételezések szerint az első újra-felfedezést Ph.D. E. Woldridge, a California Institute of Technology dékánja tette 1937 körül, de a Bell Telephone társaság ügyvédei felfedezték az eredeti szabadalmat, és Bell hallgatott a váltakozó áramú előmágnesezés újra felfedezéséről. (Wooldridge a Bell Labs.-nál az elektromágneses elmélet elismert szakértőjévé vált, amely elengedhetetlen volt az új technológiák hatalmas felfutásához a második világháború alatt.) Teiji Igarashi, Makoto Ishikawa és a japán Kenzo Nagai 1938-ban publikált egy tanulmányt a váltakozó áramú előmágnesezésről, 1940-ben japán szabadalmat kaptak. Marvin Kamras (USA) szintén önállóan fedezte fel a nagyfrekvenciás (AC) előmágnesezést 1941-ben, majd 1944-ben szabadalmaztatta. Az AC torzítással kapcsolatos előmágnesezést és zajcsökkentést 1940-ben Walter Weber fedezte fel újra, aki a Birodalmi Német Kísérleti Szervezetnél (RRG) dolgozott. Látható, hogy a dolog történelmi része ezen a ponton eléggé szövevényes.
– folytatjuk –
