Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
9.2. МЕХАНИЧЕСКАЯ ЗВУКОЗАПИСЬОСНОВЫ МЕХАНИЧЕСКОЙ ЗВУКОЗАПИСИМеханическая звукозапись основана на вырезании (илет выдавливании) в материале носителя записи канавки с помощью записывающего устройства — рекордера. При воспроизведении по канавке движется игла воспроизводящего устройства — звукоснимателя.
Рис. 9.1. Вид модулированной канавки при поперечной (а) и глубино (б) записи В процессе развития механической записи были предложены два основных способа модуляции канавки: поперечный, при котором резец колеблется влево-вправо от нейтрального положения и канавка постоянной ширины приобретает извивы (рис. 9.1, а), и глубинный, при котором резец смещается вверх — вниз от нейтрального положения, вырезая канавку переменной глубины и ширины (рис. 9.1, б). Все предварительные операции по записи и монтажу фонограммы ведут с помощью магнитной записи. Окончательно смонтированную магнитную фонограмму переводят в механическую на станке механической записи (рис. 9.2).
Рис. 9.2. Схема станка механической записи Он имеет массивный диск (планшайбу)
Рис. 9.3. Разрез канавки записи; положение резца (слева) и острия иглы (справа) в канадке
Рис. 9.4. Схематическое изображение движения режущей грани резца 1 при записи и острия иглы 2 при воспроизведении двумя соседними канавками в называют полем, а расстояние А между осями двух соседних канавок шагом записи. Дно канавки закруглено, радиус закругления обозначают При подаче на рекордер сигнала резец начинает колебаться и вырезать канавку сложной формы. Такую канавку называют модулированной. Записанный диск или полученная с его помощью пластинка вращается при воспроизведении с той же частотой, что и диск при записи. Это необходимо для того, чтобы избежать различия между частотами записанных и воспроизводимых звуков или, иначе говоря, чтобы сохранить неизменной высоту тона записанных звуков. После окончания записи на поверхность лакового диска наносят слой серебра, служащий далее токопроводом при электрохимическом процессе нанесения слоя никеля. Слой никеля достигает СПОСОБЫ УВЕЛИЧЕНИЯ ВРЕМЕНИ ЗВУЧАНИЯДлительность звучания определяется протяженностью участка
Выбор значений Для увеличения длительности звучания необходимо увеличивать диаметр пластинки и уменьшать частоту вращения и шаг записи. Предел увеличению диаметра и, следовательно, размера При линейной зависимости координаты у от времени
Радиус кривизны
Радиус кривизны наименьший у вершин синусоидальной канавки, где колебательное Ускорение имеет наибольшее амплитудное значение
Тогда, выражая линейную скорость через угловую частоту вращения
Минимальный радиус кривизны канавки уменьшается с уменьшением частоту вращения Рассмотрим возможность увеличения времени звучания посредством уменьшения шага записи
причем Очевидно, что при постоянстве амплитуд колебательной скорости амплитуды смещения возрастают с уменьшением частоты. Поэтому уменьшение шага записи приводит к ограничению амплитуд смещения на нижних частотах и, следовательно, к ограничению частотного диапазона со стороны нижних частот. Для расширения полосы пропускания необходимо пропорционально уменьшать амплитуды смещения на всех частотах. Но при неизменном материале носителя записи это приведет к ухудшению отношения сигнал-помеха Другой резерв увеличения длительности звучания — регулирование шага записи. В паузах и при записи сигналов, создающих небольшие амплитуды смещения, шаг записи уменьшают, а при записи больших сигналов увеличивают. Автоматическая система, управляющая шагом записи, поскольку она является инерционной, должна действовать «с упреждением», изменять шаг записи до момента появления большого сигнала. Для этого в магнитофон, с которого производят перезапись на диск, вводят дополнительную магнитную головку, с которой снимают «упреждающий» сигнал, выпрямляют его и с его помощью управляют перемещением рекордера в радиальном направлении, а при записи стереофонических сигналов и в глубину Итак, для увеличения длительности звучания уменьшают шаг записи, вводят его автоматическое регулирование и применяют мелкоструктурные носители записи. На основе этих идей производятся современные долгоиграющие пластинки. РЕЖИМЫ ЗАПИСИРассмотрим два возможных режима записи: режим постоянства амплитуд колебательной скорости Из рис. 9.5, а видно, что в режиме
Рис. 9.5. Частотные характеристики амплитуды колебательной скорости верхних частотах в режиме
Рис. 9.6. Унифицированная АЧХ записи (1), идеализированная (2) и реальная (3) АЧХ воспроизведения Она имеет меньшую крутизну, чем обусловлено зависимостью Под амплитудно-частотной характеристикой записи подразумевают зависимость
где ОСОБЕННОСТИ ЗАПИСИ СТЕРЕОСИГНАЛОВКак уже упоминалось, в процессе развития механической записи были предложены и разработаны два способа модуляции канавки: поперечный и глубинный (см. рис. 9.1). Комбинацию этих двух способов используют для двухканальной стереофонической записи. Однако управлять движением резца в горизонтальном и вертикальном направлениях непосредственно сигналами левого и правого каналов нецелесообразно ввиду некоторого различия свойств записываемых фонограмм и трудности разделения сигналов в звукоснимателе. Поэтому оба направления смещения резца поворачивают на 45° и сигналы каждого канала записывают одновременным перемещением резца в горизонтальном и вертикальном направлениях. Тогда движение иглы, воспроизводящей сигнал одного канала, происходит по направлению слева сверху — вправо вниз (и в обратном направлении), другого канала — справа сверху — влево вниз (и в обратном направлении). Итак, чтобы получить двухканальную стереофоническую фонограмму резцу сообщают перемещения в двух взаимно перпендикулярных направлениях, причем оба они находятся под углом 45° к поверхности носителя, как показано на рис. 9.7. Поскольку угол раскрытия стенок канавки равен 90°, на каждой стенке канавки записывают один сигнал: на внешней (ближе к краю пластинки) сигнал Стандартизована и фазировка сигналов в каналах. Выходные напряжения звукоснимателя находятся в фазе, если игла подается вверх для левого канала и вниз для правого (или наоборот). Этот порядок принят по следующим соображениям. При вращении диска возникают вертикальные перемещения иглы, обусловленные короблением пластинки и биениями диска из-за неточной насадки на ось (плоскость диска не перпендикулярна оси). Если бы сигнал одного канала был записан способом поперечной записи, а другого — способом глубинной записи, то помеха, обусловленная вертикальными перемещениями иглы, воспроизводилась бы только в одном канале. Смещением направлений записи на 45° достигается противофазное и примерно одинаковое по амплитуде распределение напряжения этих помех по обоим каналам. В результате звучание помехи распределяется по всей ширине базы и не локализуется, что уменьшает ее заметность. При синфазных сигналах равной амплитуды (монофоническая запись) игла перемещается только в горизонтальной плоскости. Поэтому при объединении сигналов обоих каналов с целью монофонической записи слуховое восприятие помех еще более ослабляется. При квадрофонической записи на каждой стенке канавки записывается спектром звуковых частот сигнал переднего канала, а на поднесущей частоте спектр сигнала заднего канала. Полный спектр записи при этом простирается до ЛАКОВЫЕ ДИСКИТехнические условия механической звукозаписи на лаковые диски определены
Рис. 9.7. Образование канавки стереофонической фонограммы При шаге выводной канавки, превышающем Стандартизована в соответствии с рис. 9.6 и табл. 9.3 АЧХ записи. Остальные параметры записи на лаковых дисках должны соответствовать табл. 9.4. Таблица 9.1. (см. скан) Форматы и размеры записи на диск Таблица 9.2. (см. скан) Форма и размеры канавок Таблица 9.3. (см. скан) Амплитудно-частотная характеристика механической записи на диск Стереоканалы должны быть сфазированы так, чтобы равновеликие синфазные сигналы создавали бы только поперечную запись. Разбаланс стереоканалов по уровню записи на частоте 1000 Гц не должен превышать Переходное затухание между стереоканалами в диапазонах частот ГРАММОФОННЫЕ ПЛАСТИНКИПараметры пластинок определены Основными параметрами граммофонных пластинок служат длительность звучания, ширина полосы записанных частот, неравномерность АЧХ в пределах этой полосы, коэффициент гармоник, коэффициент детонации, относительный уровень помех (шумов). Длительность звучания определяется диаметром пластинок. Для форматов Ширина полосы частот, неравномерность АЧХ, коэффициент гармоник заданы параметрами системы записи (см. табл. 9.4). Детонация зависит от эксцентриситета центрового отверстия и коробления пластинки. Эксцентриситет не должен превышать В настоящее время преимущественно выпускают пластинки с частотой вращения 331/3 об/мин, некоторые пластинки формата Ф175 - с частотой вращения 45,11 об/мин. Таблица 9.4. (см. скан) Параметры механической записи на диск Ранее выпускали монофонические пластинки непосредственного воспроизведения с частотой вращения 77, 92 об/мин. За рубежом в небольшом количестве делают пластинки с частотой вращения 162/3 об/мин. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ И КОНТРОЛЬНЫЕ ГРАМПЛАСТИНКИДля проверки электропроигрывающих устройств Основные параметры и размеры пластинок соответствуют ГОСТ 5289-73, ГОСТ 14761.0 - 78 и стандартам на измерительные и конфрольные пластинки конкретного назначения. Форма и размеры канавок, а также другие параметры записи, не установленные стандартами на пластинки конкретного назначения, должны соответствовать ГОСТ 7893-72, ГОСТ 5289-80. Пластинки прессуют матрицами снятыми со второго оригинала. Эксцентриситет центрового отверстия пластинок не более Установлены стандарты на следующие виды измерительных и контрольных пластинок: для измерения относительного уровня рокота (ГОСТ 14761.1-78), для измерения коэффициента детонации (ГОСТ 14761.2-78), грампластинки «скользящего тона» для измерения амплитудно-частотных характеристик (ГОСТ 14761.3-78), для измерения разделения между стереоканалами (ГОСТ 14761.4-78), для проверки работы автостопа Грампластинки для проверки уровня рокота электропроигрывающих устройств Пластинки для измерения коэффициента детонации содержат запись синусоидального сигнала частоты Грампластинка «скользящего тона» предназначена для снятия амплитудно-частотных характеристик. Она содержит запись сигнала изменяющейся частоты от 20 до 20 000 Гц. Частотный масштаб «скользящего тона», воспроизводимого с пластинки, должен совпадать с масштабом диаграммной ленты, используемой в самопишущем регистраторе уровня. Звуковые канавки выполнены в виде отдельных зон поперечной и глубинной записи, а также записи сигналов левого и правого каналов. Эффективное значение колебательной скорости на частоте 1000 Гц при поперечной записи — 2,24 см/с. Поскольку увеличивать колебательную скорость на более высоких частотах недопустимо из-за возникновения эффекта неогибания, на более высоких частотах принят режим постоянства Допустимое переходное затухание между стереоканалами на частотах ниже 315 Гц — не менее 25 дБ, в диапазоне частот Таблица 9.5. (см. скан) Параметры граммофонных пластинок для измерения переходного затухания между каналами (см. скан)
Рис. 9.8. Допуски на неравномерность АЧХ ЭПУ высшей группы сложности
Рис. 9.9. Допуски на неравномерность АЧХ ЭПУ первой группы сложности
Рис. 9.10. Допуски на неравномерность АЧХ ЭПУ второй группы сложности
Пластинки содержат канавки с записанными сигналами фиксированных частот, значения которых определены в Грампластинки, предназначенные для проверки работы автостопа, имеют две зоны с немодулированными канавками — на одной стороне для проверки на несрабатывание, на другой — для проверки на срабатывание. Начальный диаметр первой зоны — не менее 160 мм, конечный — 127 мм. Шаг канавки от 3 до ЭЛЕКТРОПРОИГРЫВАЮЩИЕ УСТРОЙСТВА, ЭЛЕКТРОПРОИГРЫВАТЕЛИ, ЭЛЕКТРОФОНЫДля воспроизведения граммофонных пластинок служат электропроигрывающие устройства Параметры ЭПУ должны соответствовать По электрическим и электромеханическим параметрам и потребительским (эксплуатационным) удобствам (свойствам) ЭПУ разделены на четыре группы сложности: высшую (0), первую (1), вторую (2) и третью (3) (табл. 9.6, 9.7). Буквенно-цифровое обозначение ЭПУ состоит из следующих частей: первая цифра обозначает группу сложности, далее следуют буквы ЭПУ, вторая и третья цифры обозначают порядковый номер разработки модели. Для стереофонических ЭПУ, снабженных звукоснимателем с электромагнитной головкой, добавляют буквы Номинальные частоты вращения диска Питание ЭПУ осуществляется от сети переменного тока с номинальным напряжением 220 В, частотой 50 Гц и допустимыми Таблица 9.7. (см. скан) Наличие вспомогательных устройств отклонениями напряжения сети от —10 до +5 %, а для устройств третьей группы сложности и от автономных источников с допустимыми отклонениями напряжения от номинального от, —30 до
Рис. 9.11. Амплитудно-частотные характеристики взвешивающих фильтров Диаметр шпинделя диска для установки обычных пластинок должен быть В зависимости от категории сложности ЭПУ, характеризующей удобства, предоставляемые потребителю, в ЭПУ вводят различные вспомогательные (сервисные) устройства, облегчлющие эксплуатацию и повышающие качество воспроизведения. Они перечислены в табл. 9.7. Буквы в графах таблицы обозначают: Микролифт необходим для плавного опускания иглы звукоснимателя на пластинку во избежание порчи иглы и пластинки, регулятор частоты вращения позволяет установить номинальную частоту вращения. Замыкание выводов звукоснимателя устраняет помехи (фон, трески) в перерывах между проигрываниями пластинок. Как и электропроигрывающие устройства, электрофоны по электрическим, электроакустическим и потребительским (эксплуатации онным) свойствам подразделяют на четыре группы, причем электрофоны групп Условное обозначение электрофона состоит из следующих частей: слова «Электрофон», торгового названия данной модели, цифры, обозначающей группу сложности, двух цифр, обозначающих порядковый номер разработки, слово «стерео» для стереофонических моделей и обозначения стандарта. Пример условного обозначения: Электрофон «Ленинград—109 — стерео». На панели электрофона наносят условные функциональные обозначения (символы) или надписи, поясняющие назначение органов управления. Система коммутации обеспечивает подключение собственных Таблица 9.8. (см. скан) Параметры электрофонов дополнительных устройств: световой индикатор включения питания, указатели рода работы, гнезда для подключения магнитофона, радиоприемника (тюнера), сети проводного вещания, головных стереофонических телефонов, акустических систем. ЗВУКОСНИМАТЕЛИОсновными узлами звукоснимателя являются головка и тонарм. Головка звукоснимателя содержит преобразователь (чаще всего электромагнитного или пьезоэлектрического типа), иглодержатель и иглу. Параметры головки разделяют на механические и электрические. К механическим относят прижимную силу При вращении пластинки модулированная канавка, отклоняя иглу от равновесного (нейтрального) положения, воздействует на нее с силой, равной противодействующей силе реакции Для уменьшения разрушения канавки нужны головки с небольшим механическим сопротивлением под действием силы реакции не поднималась по стенкам канавки и не выскакивала из канавки, прижимная сила Между амплитудой колебательной скорости, амплитудой силы реакции и составляющими механического сопротивления существует связь
В этой формуле Силы реакции имеют наибольшие значения на краях рабочего диапазона частот. Поэтому для граничных частот
причем Так как прижимная сила, удерживающая иглу в канавке, находится в прямой зависимости от отклоняющей силы, то головка с большой гибкостью подвеса может работать при меньшей прижимной силе. Например, головка с гибкостью не менее Действующая масса оказывает наибольшее влияние на свойства головки на верхних частотах. Чем меньше масса, тем больше Чувствительность головки представляет собой отношение напряжения на ее зажимах к колебательной скорости, с которой записан сигнал. Измерить напряжение на зажимах звукоснимателя нетрудно. Сложнее определить значение колебательной скорости. Существует косвенный способ определения колебательной скорости. Если пластинку с модулированными канавками осветить под определенным углом параллельными лучами света, то на ее поверхности появится бликующая светлая полоска. Измерив ее ширину, можно определить колебательную скорость
где а — ширина светлой полосы,
Частотная характеристика головки является логарифмическим выражением напряжения сигнала на нагрузке головки в зависимости от частоты при постоянстве колебательной скорости, прйчем нуль шкалы децибелов соответствует напряжению на 1000 Гц:
Ход частотной характеристики определяется принципом преобразования и конструкцией подвижной системы. Для стереофонических головок существенными электрическими показателями являются рассогласование трактов по чувствительности на частоте 1000 Гц и в диапазоне частот и переходное затухание между трактами (или проникание сигнала из тракта в тракт). Все эти величины выражают в логарифмических единицах — децибелах. Чувствительность пьезоэлектрических звукоснимателей составляет доли вольта на 1 см/с, электромагнитных звукоснимателей — от десятых долей до нескольких милливольт на 1 см/с. Чувствительность звукоснимателя, помноженная на максимально допустимое значение колебательной скорости (14 см/с для моно- и 10 см/с для стереозаписи) — исходная величина для расчета усилителя воспроизведения. Сравнивая частотную характеристику головки и нормированную частотную характеристику воспроизведения (кривая 2 на рис. 9.6), определяют необходимую поправку. Ее вводят с помощью частотного корректора (усилителя). Рассогласование на частоте 1000 Гц и по частотному диапазону не должно превышать Классификация головок звукоснимателей по способу получения электрического сигнала представлена на рис. 9.12. Во многих головках применяют пьезоэлектрическое преобразование. Для изготовления пьезоэлемента используют кристаллы сегнетовой соли (калийно-натриевого тартарата Пьезокристаллы работают на изгиб. Если конец кристалла закрепить в опоре жестко, то ЭДС пропорциональна амплитуде смещения, если закрепить упруго, например с помощью резиновой обжимки, ЭДС пропорциональна амплитуде колебательной скорости. Подбирая параметры зажима, получают достаточно хорошее приближение к желаемой АЧХ воспроизведения (кривая 2 на рис. 8.6). Форма АЧХ зависит также от значения сопротивления нагрузки. Если оно составляет Широкое распространение пьезоэлектрических головок обусловлено их преимуществами: простотой и дешевизной, большой ЭДС (доли вольта, что примерно на два порядка больше ЭДС, развиваемой другими головками). Головки нечувствительны к магнитным полям рассеяния. Поскольку ЭДС возникает в результате механической деформации кристалла, гибкость подвеса невелика, редко достигает Электромагнитные головки изготавливают с подвижным магнитом (рис. 9.13, а), с подвижным якорем из магнитомягкого железа (рис. 9.13, б), с переменным магнитным сопротивлением (рис. 9.13, в), с подвижными катушками (рис. 9.13, г). Головки последнего вида называют часто электродинамическими. Лучшие образцы электромагнитных головок обладают следующими параметрами: ЭДС на частоте 1000 Гц — несколько десятков милливольт, ширина полосы Недостатки электромагнитных головок: сложность изготовления и обусловленная этим довольно большая стоимость, чувствительность к магнитным полям рассеяния, необходимость корректирования АЧХ, а также недостаточная чувствительность. При использовании электромагнитных головок
Рис. 9.12. Классификация головок звукоснимателей по способу получения электрического сигнала
Рис. 9.13. Схема конструкции электромагнитных головок с подвижным магнитом (а), с подвижным якорем из мягкого железа (б), с переменным магнитным сопротивлением (в), с подвижными катушками (г) обязательно необходимо применять предварительный корректирующий усилитель. Действие емкостных звукоснимателей основано на изменении расстояния между обкладками миниатюрного конденсатора при колебаниях иглы. Размеры обкладок примерно 1X2 Преимуществом емкостного звукоснимателя является широкая полоса частот при малой неравномерности АЧХ. Однако из-за сложной электрической схемы и конструкции емкостные звукосниматели используются сравнительно редко. В фотоэлектрических головках световой поток, создаваемый миниатюрной лампой накаливания, модулируется колеблющейся заслонкой, управляемой иглой, и попадает на фоторезистор. Ввиду малой массы подвижной системы головки верхняя граничная частота составляет Однако ввиду сложности и большой стоимости фотоэлектрические головки применяют лишь в отдельных моделях ЭПУ высшего класса. В полупроводниковых головках используют изменение сопротивления полупроводникового элемента под действием сжимающей или растягивающей силы. В результате модулируется поданное на преобразователь постоянное напряжение. Гибкость подвеса примерно Головка полупроводникового типа совмещает в себе достоинства электромагнитных головок (широкую полосу воспроизводимых частот, малую массу и большую гибкость подвеса подвижной системы, следовательно малую прижимную силу) и пьезоэлектрических головок (большое выходное напряжение, нечувствительность к магнитным полям). Однако технология производства этих головок разработана еще недостаточно, поэтому они дороги. Для питания головки нужен источник с хорошо сглаженными пульсациями выпрямленного напряжения. Все рассмотренные выше типы головок действуют при контакте цглы с канавкой и в большей или меньшей степени разрушают ее. Разработаны бесконтактные головки. Луч лазера отражается от неровностей канавки и поступает на фотоэлектронный преобразователь. Звукосниматели этого типа снабжают сложным и дорогостоящим устройством ведения луча по дорожке записи. Такие звукосниматели используют, в частности, в устройствах воспроизведения цифровой записи с компакт-дисков. Важной частью головок является игла. Движение иглы по канавке должно возможно точнее повторять движение резца рекордера. Материал иглы должен быть стоек к истиранию. Масса иглы, являющаяся частью массы подвижной системы, должна быть возможно меньше. Чаще всего применяют иглы цилиндрической формы, завершающиеся конусом с закругленной вершиной (рис. 9.14, а). Достоинство их — медленное истирание самой иглы и канавки пластинки, находящейся в контакте с иглой. Иглы просты в изготовлении и потому сравнительно дешевы. Однако эти иглы обладают серьезным недостатком. Форма их острия сильно отличается от формы острия резца (рис. 9.14, б). Из-за этого возникают искажения неогибания. Использовать иглы с формой острия, повторяющей форму острия резца, также недопустимо. Площадь контакта такой иглы с канавкой будет мала. Острые кромки иглы будут повреждать канавку, а чрезмерное давление на канавку при большой прижимной силе вызовет необратимую деформацию стенок канавки. Применение игл, форма острия которых приближается к форме острия резца, стало возвозжным после появления головок с уменьшенной прижимной силой (не более Иглы изготавливают из корунда или алмаза в соответствии с
Рис. 9.14. Форма сечения острия иглы Длина иглы Тонарм должен перемещать головку звукоснимателя таким образом, чтобы игла возможно точнее повторяла движение резца рекордера при записи. Рекордер движется вдоль радиуса диска. Любое отклонение перемещающейся иглы звукоснимателя от радиуса пластинки вызовет нелинейные искажения. Для уменьшения искажений применяют тонармы трех типов: рычажного типа с постоянным горизонтальным углом коррекции (рис. 9.15, а), рычажного типа с переменным горизонтальным углом коррекции (рис. 9.15, б), тангенциального типа (рис. 9.15, в). Ввиду того что нелинейные искажения правильно сконструированных тонармов рычажного типа с постоянным углом коррекции достаточно малы, а их стоимость значительно меньше стоимости тонармов других типов, первые используются в настоящее время даже в высококачественных ЭПУ. Тонарм рычажного типа состоит из изогнутой трубки или стержня с
Рис. 9.15. Тонармы рычажного (а), рычажного с переменным горизонтальным углом коррекции (б) и тангенциального (в) типа (см. скан) противовес Расстояние от вертикальной оси поворотной ножки до острия иглы Выбором изогнутой формы тонарма и его размеров можно свести горизонтальный угол погрешности а к минимуму. Расчет начинают с определения промежуточного радиуса канавки
Если задана установочная база
при этом горизонтальный угол погрешности
Нелинейные искажения, обусловленные горизонтальным углом погрешности, проявляются в виде второй гармоники воспроизводимого сигнала. Коэффициент второй гармоники в процентах
где Пусть
Рис. 9.16. Геометрия тонарма рычажного типа Для ЭПУ среднего качества принимают Для уменьшения нелинейных искажений, создаваемых звукоснимателем, необходимо, чтобы вертикальный угол воспроизведения
причем Несовпадение углов 6 и 7 является причиной уменьшения переходного затухания между стереоканалами. В плоскости, проходящей через радиус пластинки, геометрическая ось иглы должна быть перпендикулярна пластинке (рис. 9.18). Отклонение в этой плоскости оси иглы от вертикали ухудшит переходное затухание между стереоканалами и вызовет нелинейные искажения. Так как угол раскрытия канавки равен 90°, а угол конической части иглы составляет 50°, то отклонение оси иглы от вертикали на ±10° считается допустимым. На любой тонарм, изогнутый под горизонтальным углом коррекции
Рис. 9.17. Вертикальные углы записи (а) и воспроизведения (б)
Рис. 9.18. Правильная установка головки звукоснимателя над канавкой стремящийся повернуть тонарм к центру пластинки. Сила, вызывающая этот момент, называется скатывающей. Под воздействием скатывающей силы повышается давление на внутреннюю стенку канавки и ослабляется давление на внешнюю стенку, что нарушает баланс стереосигналов, вызывает нелинейные искажения и усиливает износ внутренней стенки канавки. Действие скатывающей силы чаще всего компенсируют грузиком, подвешенным на нити и связанным с хвостовой частью тонарма, либо пружиной, препятствующей повороту тонарма к центру пластинки. ДВИГАТЕЛИДвижущий механизм обеспечивает вращение диска ЭПУ с постоянной частотой, не зависящей от колебаний напряжения сети, изменений температуры и, главное, от изменений тормозящего действия, обусловленного давлением звукоснимателя на пластинку. Желателен большой начальный вращающий момент, чтобы диск быстро достигал номинальной частоты вращения. Поле рассеяния двигателя не должно наводить заметного напряжения помех в электрической цепи звукоснимателя, а механические вибрации не должны передаваться подвижной системе звукоснимателя. Основной частью движущего механизма служит электродвигатель. Чаще всего для вращения диска используют асинхронные однофазные электродвигатели переменного тока или конденсаторные электродвигатели, реже синхронные электродвигатели. Все шире начинают применять прямой привод диска низкоскоростными электродвигателями с электронной стабилизацией частоты. В ЭПУ с автономным питанием используют коллекторные электродвигатели с электронной стабилизацией частоты вращения. Двигатели переменного тока питают от осветительной сети, чаще всего напряжением 220 В, двигатели постоянного тока питают от встроенных в ЭПУ гальванических источников постоянного тока — батарей. Однако частота сети при перегрузке сети уменьшается и отличается от 50 Гц. Поэтому в дорогих моделях ЭПУ двигатель питается от транзисторного генератора со стабильной частотой. Для изменения частоты вращения переключают элементы колебательного контура генератора. Плавную перестройку частоты вращения производят с помощью различных тормозящих устройств, например, изменяя расстояние между магнитом и вращающимся диском, в котором под действием магнитного поля возбуждаются вихревые токи (токи Фуко). Необходимость в плавной подстройке частоты вращения возникает, например, в том случае, когда слушатель очет уравнять тональности звучания грампластинки и имеющегося у него музыкального инструмента. Различают двигатели с мягкой и жесткой электромеханической характеристикой. У первых частота вращения зависит от вращающегося момента (нагрузки), у вторых нет. Поэтому первые непригодны для использования в ЭПУ. В ЭПУ необходимо применять двигатели с жесткой электромеханической характеристикой. Частота их вращения в определенных пределах не зависит от изменения нагрузки. Такой характеристикой обладают синхронные двигатели и асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором типа «беличьего колеса», а также асинхронные конденсаторные двигатели. Для получения пускового вращающего момента статор синхронных двигателей изготовляют с расщепленными полюсами. В каждом полюсе делают прорезь. На меньшую, расщепленную часть каждого полюса надевают ко-роткозамкнутый виток. Поле этой части полюса совместно с полем остальной части полюса создает требуемое вращающееся магнитное поле. Другое решение этой задачи — применение в статоре двух обмоток, одна из которых включается в Синхронные двигатели чаще всего имеют безобмоточный ротор с явно выраженными полюсами. Вращающийся момент создается взаимодействием вращающегося магнитного поля статора с полем полюсов ротора. Первое создается таким же путем, как и в асинхронных двигателях. В результате ротор вращается с той же частотой, что и магнитное поле статора. Это — так называемые реактивные двигатели. В некоторых ЭПУ используют гистерезисные двигатели, ротор которых выполнен из магнитотвердого материала, т.е. материала с широкой петлей гистерезиса, как у постоянных магнитов. В асинхронных двигателях частота вращения ротора
Отсюда
В двигателях Частота вращения магнитного поля статора
где Таблица 9.11. (см. скан) Параметры двигателей переменного тока В дешевых ЭПУ число пар полюсов равно единице, поэтому частота вращения ротора при частоте сети 50 Гц составляет Мощность электродвигателя ЭПУ выбирают на основе следующих соображений. Между иглой и звуковой канавкой вращающейся пластинки возникает трение, сила которого
Пусть Наибольший вращающий момент Мощность электродвигателя без учета его КПД и потерь в движущем механизме Параметры некоторых электродвигателей переменного тока, используемых в ЭПУ, приведены в табл. 9.11, а электродвигателей постоянного тока — в табл. 9.12. Требования к нестабильности частоты вращения вытекают из следующих соображений. Отклонение частоты вращения от номинальной на
где Пусть, например, Таблица 9.12. (см. скан) Параметры двигателей постоянного тока Неподвижные полосы будут наблюдаться при изменении частоты вращения в кратное число раз. Поэтому можно стробоскоп, рассчитанный на проверку частоты Если черные и светлые полосы нанести на цилиндрическую часть диска по каким-либо причинам невозможно, изготовляют стробоскоп в виде круга с темными и светлыми секторами и накладывают его на диск ЭПУ. Проверка частоты вращения этим способом менее точна, поскольку не учитывается нагрузка диска звукоснимателем, вызывающая скольжение и несколько уменьшающая частоту вращения. Слух довольно чувствителен к детонации — периодическим изменениям высоты тона, обусловленным неточностями изготовления вращающихся частей движущего механизма или неточным расположением осевого отверстия пластинки. Так, например, слух замечает отклонения частоты на 1,5 Гц от частоты 1000 Гц, если эти отклонения совершаются четыре раза в секунду. Медленные изменения частоты вращения с частотами от У высококачественных ЭПУ коэффициент детонации не должен превышать
Рис. 9.19. Схема движущего механизма граммофонного проигрывателя При вполне исправном и удовлетворяющем нормам ЭПУ заметная детонация может быть вызвана короблением пластинок. Поэтому допустимое коробление пластинок оговаривается нормами (оно не должно превышать Характерным недостатком движущего механизма ЭПУ является рокот. Это — низкочастотная помеха, обусловленная передачей вибраций движущего механизма головке звукоснимателя. Пути передачи вибраций от двигателя к головке показаны на схеме движущего механизма (рис. 9.19, где 1 — двигатель, 2 — ступенчатая насадка, служащая для изменения частоты вращения, 3 — промежуточный ролик, 5 — основание ЭПУ, 6 - поворотная ножка звукоснимателя, 7 — тонарм, 8— головка. Мерами борьбы с передачей вибраций служат: лучшая балансировка ротора двигателя, амортизация двигателя с помощью пружин 9, амортизация тонарма). Радикальной мерой уменьшения вибраций является использование двигателей с небольшой частотой вращения. Количественной мерой рокота служит уровень рокота. Его выражают через отношение напряжения помехи
Уровень рокота измеряют при посредстве фильтров X или У (рис. 9.11). Фильтр X имеет горизонтальную АЧХ в диапазоне частот
|
1 |
Оглавление
|