Magnetofonové hlavy AKAI GX se staly jedním z nejvýraznějších technických symbolů zlaté éry analogového záznamu. Japonský výrobce však nezůstal pouze u původní konstrukce a představil její zdokonalenou podobu označovanou jako Super GX. Nový materiál jádra, mimořádně přesně definované pracovní mezery a schopnost pracovat s vysokými magnetickými úrovněmi přinesly další zlepšení záznamových vlastností. Podívejme se prostřednictvím původních technických materiálů společnosti AKAI na to, čím se hlavy Super GX odlišovaly od předchozích konstrukcí a proč představovaly významný krok ve vývoji kazetových magnetofonů.

Super GX – další vývoj legendární technologie AKAI

Nestává se každý den, aby výrobce mohl představit výrobek, který znamená tak výrazný technický pokrok, jaký podle společnosti AKAI představovala nová magnetofonová hlava Super GX.

V době jejího uvedení uplynulo přibližně deset let od chvíle, kdy AKAI způsobila výraznou změnu v konstrukci magnetofonových hlav zavedením technologie GX. Ta si díky svým vlastnostem získala mimořádné uznání mezi milovníky kvalitního zvuku i odborníky po celém světě. Označení GX se postupně stalo jedním z charakteristických znaků magnetofonů AKAI.

Nová generace Super GX navazovala na přednosti původních hlav, především na jejich mechanickou odolnost, dlouhou životnost a stabilitu parametrů. Současně však přinesla změny v magnetických vlastnostech jádra i v konstrukci pracovních mezer.

Cílem vývoje bylo zvýšit maximální výstupní úroveň záznamu, označovanou jako MOL (Maximum Output Level), a zlepšit schopnost hlavy pracovat s pásky vykazujícími vyšší koercitivní sílu.

Podle dobových materiálů AKAI dosahovaly nové hlavy Super GX při záznamu až o 3 dB vyšší hodnoty MOL díky lepším saturačním vlastnostem a vyšší hustotě magnetického toku Bs.

Výrobce zároveň představil dvě konstrukční varianty. První byla určena pro profesionálněji koncipované tříhlavé kazetové magnetofony se samostatnými záznamovými a reprodukčními hlavami. Druhou představovala technologie Twin Field Super GX, která využívala jedinou společnou hlavu pro záznam a reprodukci, ovšem se dvěma odlišně definovanými pracovními mezerami.

Magnetické vlastnosti hlav Super GX

Základem konstrukce Super GX byl nově vyvinutý krystalický feritový materiál s vyšší magnetickou permeabilitou μ a vyšší saturační hustotou magnetického toku Bs.

Magnetická permeabilita vyjadřuje schopnost materiálu vést magnetický tok. Její vysoká hodnota umožňuje efektivnější vytvoření magnetického pole v pracovní mezeře hlavy, což má zásadní význam při záznamu signálu na magnetickou pásku.

Právě díky vlastnostem nového materiálu dokázala hlava Super GX vytvářet velmi přesně soustředěné magnetické pole v oblasti záznamové mezery.

Podle výrobce vykazoval materiál jádra mimořádně vysokou permeabilitu v celém pracovním frekvenčním rozsahu. Záznamové magnetické pole tak mohlo být ostřeji definováno a magnetické ztráty při vysokých frekvencích byly omezeny na minimum.

Tato vlastnost významně přispívala ke zlepšení vysokofrekvenční odezvy.

AKAI dále uváděla, že účinné působení střídavého magnetického pole v jádře bylo možné přibližně do frekvence 100 kHz, což vytvářelo předpoklady pro další zlepšení charakteristik zaznamenávaného signálu.

Zde je důležité zdůraznit, že údaj 100 kHz neznamená frekvenční rozsah reprodukovaného zvuku. Jde o vlastnosti magnetického systému hlavy, které souvisejí také s vysokofrekvenčním předmagnetizačním signálem.

Přesně definovaná záznamová mezera

Pro záznam používala hlava Super GX pracovní mezeru o šířce 4 μm, tedy čtyř mikrometrů.

Ve spojení s novým materiálem jádra a vysokou saturační hustotou magnetického toku umožňovala tato konstrukce vytvořit dostatečně silné magnetické pole pro různé záznamové podmínky.

Výrobce zdůrazňoval, že výsledná intenzita magnetického pole není určována pouze saturační hustotou magnetického toku materiálu.

Významnou roli hraje také geometrie pracovní mezery, především její šířka.

Právě kombinace těchto parametrů umožňovala hlavám Super GX účinněji pracovat i s magnetickými pásky vyžadujícími silnější záznamové pole.

AKAI uváděla, že hlava Super GX se záznamovou mezerou 4 μm dokáže vyhovět také vyšší koercitivní síle metalových pásků.

Super GX ve srovnání s ostatními magnetofonovými hlavami

Ve svých dobových technických materiálech společnost AKAI porovnávala novou generaci Super GX nejen s běžnými magnetofonovými hlavami, ale také se svými předchozími konstrukcemi GX.

Podle výrobce dosahovala hlava Super GX proti standardním hlavám GX zvýšení maximální výstupní úrovně záznamu až o 3 dB.

Ve srovnání s tehdejšími hlavami typu Sendust činilo uváděné zlepšení hodnoty MOL přibližně 2 dB.

Tato čísla představovala významný výsledek, protože zvýšení MOL umožňuje zaznamenávat vyšší úrovně signálu před dosažením stanovené hranice zkreslení.

Praktickým přínosem může být větší rezerva při záznamu dynamických špiček a menší riziko přebuzení magnetické vrstvy pásku.

Mimořádná odolnost proti opotřebení

Další předností technologie Super GX byla vysoká mechanická odolnost.

AKAI zdůrazňovala dlouhou životnost samotných hlav i šetrný kontakt jejich povrchu s magnetickou páskou.

Výrobce připisoval velmi nízké opotřebení především mimořádně hladkému povrchu hlavy Super GX.

Právě mechanická stabilita a odolnost proti opotřebení patřily již u původní technologie GX k nejvýznamnějším vlastnostem, které tuto konstrukci odlišovaly od řady běžných magnetofonových hlav.

Lepší odstup signálu od šumu

Významnou konstrukční změnou bylo také použití samostatné reprodukční mezery o šířce pouhého 1 μm.

Kombinace velmi jemného materiálu jádra a úzké reprodukční mezery umožňovala omezit potřebu vysokofrekvenčních korekcí při reprodukci.

Podle AKAI se tato vlastnost příznivě promítala do dosažitelného odstupu signálu od šumu, označovaného jako S/N (Signal-to-Noise Ratio).

Je však třeba připomenout, že výsledný odstup signálu od šumu celého magnetofonu závisí také na použité pásce, elektronice, záznamové úrovni a systému potlačení šumu.

Hlavy Super GX a metalové magnetofonové pásky

Jedním z důležitých důvodů dalšího vývoje magnetofonových hlav byl nástup metalových kazetových pásků.

Nové pásky s kovovými magnetickými částicemi nabízely výrazně lepší možnosti záznamu, zejména při vysokých úrovních signálu a ve vysokofrekvenční oblasti.

AKAI ve svých materiálech uváděla, že metalové pásky mohou dosahovat hodnot MOL přibližně o 2 až 8 dB vyšších než pásky typu SA, tedy pásky s vysokou koercitivitou běžně řazené do kategorie Type II.

Současně však metalové pásky kladly na konstrukci záznamových hlav podstatně vyšší nároky.

Jejich koercitivní síla byla podle dobového srovnání přibližně dvojnásobná proti páskům SA a také jejich remanentní magnetická indukce dosahovala výrazně vyšších hodnot.

To znamenalo, že pro plné využití záznamových schopností metalových pásků bylo nutné vytvořit silnější magnetické pole, než jaké dokázaly některé starší konstrukce hlav účinně zajistit.

Proč metalové pásky vyžadují silnější magnetické pole?

Metalové pásky umožňují díky svým magnetickým vlastnostem zaznamenat vyšší úrovně signálu, a tím dosáhnout lepšího dynamického rozsahu zejména ve vysokofrekvenční oblasti.

Aby však bylo možné těchto výhod využít, musí záznamová hlava zajistit odpovídající magnetizační energii.

Nedostatečně dimenzovaná hlava by nemusela dokázat magnetickou vrstvu pásku správně vybudit, a tím by omezovala dosažitelnou úroveň i frekvenční charakteristiku záznamu.

AKAI uváděla, že hlavy Super GX byly schopny zvládnout požadavky metalových pásků a zajistit zvýšení hodnoty MOL nejméně o 2 dB.

Tato konstrukce tak byla připravena na nové generace vysoce kvalitních magnetických médií, které se na trhu začaly prosazovat.

Twin Field Super GX – dvě pracovní mezery v jediné hlavě

Zvláštní pozornost si zaslouží technologie Twin Field Super GX.

Do té doby existovaly dva základní přístupy ke konstrukci kazetových magnetofonů.

Prvním bylo použití společné záznamové a reprodukční hlavy, která využívala jedinou pracovní mezeru a jednu cívku pro každou stopu.

Toto řešení se po mnoho let používalo zejména díky nižším výrobním nákladům a jednodušší konstrukci.

Jeho nevýhodou však byla nutnost kompromisu mezi optimálními vlastnostmi pro záznam a reprodukci.

Záznamová hlava totiž potřebuje jiné parametry pracovní mezery než hlava reprodukční.

Širší mezera je výhodnější pro vytvoření silného záznamového magnetického pole, zatímco úzká reprodukční mezera pomáhá omezovat ztráty při snímání vysokých frekvencí.

Konstrukce společné hlavy s jedinou mezerou proto nemohla být současně optimální pro oba provozní režimy.

Samostatné záznamové a reprodukční hlavy

Druhým přístupem bylo použití samostatné záznamové a reprodukční hlavy pro každou stopu.

Společnost AKAI připomínala, že patřila k průkopníkům této konstrukce u tříhlavých kazetových magnetofonů, například modelu GXC-570D.

Samostatné hlavy umožňovaly optimalizovat záznam i reprodukci nezávisle.

Takové řešení však bylo výrobně náročnější a dražší.

Někteří výrobci se snažili obě hlavy mechanicky spojit do jedné sestavy, což AKAI ve svých materiálech označovala jako řešení s možným nežádoucím magnetickým ovlivňováním.

Nová koncepce Twin Field

Technologie Twin Field Super GX měla spojit výhody obou přístupů.

AKAI zachovala společnou konstrukci záznamové a reprodukční hlavy, avšak využila dvě odlišné pracovní mezery.

Pro záznam byla určena mezera o šířce 4 μm, zatímco pro reprodukci byla použita mezera o šířce 1 μm.

Taková kombinace umožňovala lépe přizpůsobit magnetické vlastnosti hlavy rozdílným požadavkům obou provozních režimů.

Podle výrobce dosahovala technologie Twin Field výkonových parametrů, které se blížily samostatným tříhlavým systémům, přičemž výrobní náklady zůstávaly srovnatelné s běžnou kombinovanou záznamovou a reprodukční hlavou.

AKAI považovala Twin Field Super GX za zcela novou koncepci určenou především pro stereofonní kazetové magnetofony střední cenové kategorie.

Cílem bylo nabídnout kvalitnější záznam i reprodukci bez nutnosti použít nákladnější tříhlavé uspořádání.

Zároveň měla tato konstrukce umožnit lepší využití vlastností tehdy nových metalových pásků.

Je však důležité rozlišovat konstrukční výhody Twin Field od plnohodnotného tříhlavého systému. Samostatná reprodukční hlava v tříhlavém magnetofonu totiž umožňuje také okamžitou kontrolu právě pořizovaného záznamu přímo z pásku, což běžná dvouhlavá koncepce Twin Field nenabízí.

Co znamenala technologie Super GX v praxi?

Z dnešního pohledu je na technologii Super GX zajímavé především spojení několika konstrukčních vlastností.

Výrobce neusiloval pouze o zvýšení odolnosti magnetofonové hlavy. Významnou pozornost věnoval také magnetickým vlastnostem jádra, geometrii pracovních mezer, záznamové úrovni a schopnosti pracovat s novými druhy magnetických pásků.

Původní materiály AKAI ukazují, že konstrukce Super GX vznikala v době, kdy výrobci kazetových magnetofonů hledali způsoby, jak překonat omezení kompaktní kazety a přiblížit její zvukové vlastnosti kvalitnějším záznamovým systémům.

Vývoj nových magnetických materiálů, přesnějších hlav, dokonalejších páskových drah a účinnějších elektronických obvodů postupně umožnil dosáhnout výsledků, které byly v počátcích kazetového záznamu jen obtížně představitelné.

Pohled PAUDIOservice: proč jsou hlavy GX zajímavé i dnes?

Při servisu historických magnetofonů AKAI představuje technologie GX jednu z jejich nejvýraznějších konstrukčních předností.

Vysoká odolnost povrchu hlavy může významně přispívat k dlouhodobému zachování jejích mechanických vlastností. Sama o sobě však nezaručuje, že bude magnetofon po několika desetiletích stále dosahovat původních parametrů.

Na výslednou kvalitu záznamu a reprodukce má zásadní vliv také stav páskové dráhy, přítlačných kladek, vodicích prvků, mechaniky a elektronických obvodů.

Velmi důležité je správné nastavení azimutu, kontrola vedení pásku a kalibrace záznamové i reprodukční části.

Ani mimořádně odolná hlava nedokáže kompenzovat nesprávné vedení pásku, nevhodnou předmagnetizaci nebo závady v elektronice.

Zvláště u kazetových magnetofonů je třeba věnovat pozornost přesnosti mechaniky. Sebemenší odchylky v poloze pásku vůči hlavě se mohou projevit ztrátou vysokých frekvencí, nestabilitou reprodukce nebo rozdíly mezi jednotlivými kanály.

Při renovaci proto nelze posuzovat stav přístroje pouze podle vizuálního vzhledu magnetofonových hlav.

Kompletní kontrola musí zahrnovat mechanickou i elektronickou část, měření záznamových a reprodukčních parametrů a jejich následné nastavení podle servisní dokumentace.

Závěr

Technologie AKAI Super GX představovala významný vývojový krok v konstrukci magnetofonových hlav.

Vyšší magnetická permeabilita, lepší saturační vlastnosti jádra, přesně definované pracovní mezery a vysoká odolnost proti opotřebení vytvářely předpoklady pro kvalitnější analogový záznam.

Zvlášť zajímavým řešením byla konstrukce Twin Field Super GX, která se pokusila spojit výhody samostatně optimalizovaných záznamových a reprodukčních mezer do jediné kombinované hlavy.

Přestože se dobové technické údaje společnosti AKAI vztahovaly ke konkrétním podmínkám měření a nelze je automaticky přenášet na každý magnetofon, dobře dokumentují úroveň tehdejšího technického vývoje.

Pro milovníky historické audiotechniky jsou hlavy GX a Super GX dodnes připomínkou období, kdy výrobci věnovali konstrukci magnetofonových hlav mimořádnou pozornost a neustále hledali cesty ke zlepšení analogového záznamu.

Zdroj: Dobové technické a propagační materiály společnosti AKAI – Super GX Head, Magnetic Characteristics, Super GX Heads vs. Other Heads, Super GX Heads and Metal Tapes a Twin Field Super GX Head. Český překlad, redakční zpracování a odborné komentáře: PAUDIOservice.cz.