Оптическая запись с использованием модуляции
прозрачности звуконосителя не получила широкого распространения, так как нелинейность зависимости прозрачности от освещенности звуконосителя при записи приводит к заметным искажениям. Лучшей линейностью амплитудных характеристик обладают аппараты, основанные на изменении ширины засвеченного участка звуковой дорожки. Такая запись называется записью по способу переменной ширины и широко применяется.
Гальванометр для записи звука
Одним из первых приборов для записи по способу переменной ширины был шлейфовый гальванометр, применяемый сейчас в осциллографах для записи низкочастотных процессов. Он состоит из постоянного магнита, создающего поперек узкого зазора в виде прямолинейной щели постоянное магнитное поле (рис. 6.17). В зазоре натянуты две металлические ленточки, образующие петлю-шлейф. При пропускании тока через шлейф ленточки отклоняются в противоположные стороны и поворачивают прикрепленное к ним зеркальце. Такой шлейфовый гальванометр, или, как его коротко называют, шлейф, представляет собой электродинамический преобразователь-двигатель.
Механическая сторона шлейфа — резонансная система, образованная упругостью натяжения ленточек, массой зеркальца вместе с эквивалентной массой ленточек и, наконец, сопротивлением
потерь на трение этой подвижной системы об окружающую среду и потерь на внутреннее трение в материале ленточек.
Из сказанного в начале этого параграфа вытекает, что угол поворота зеркальца или, что тоже самое, отклонение ленточек пропорционально ширине экспонируемой части дорожки и, следовательно, световому потоку, проходящему от светового штриха через фонограмму к фотоэлементу. В конечном итоге угол поворота зеркальца пропорционален напряжению сигнала, снимаемого с фотоумножителя.
Таким образом, для получения постоянной, не зависящей от частоты амплитуды напряжения на фотоэлементе требуется постоянное по амплитуде отклонение ленточек.
Рис. 6.17. Гальванометр оптической записи ((шлейф): 1 - пружинное натяжное устройство: 2 — зеркальце; 3 — шлейф
Рис. 6.18. Система подвижного зеркальца электромагнитного гальванометра: 1 — конец якоря, 2 — седлообразная деталь; 3 — зеркальце, 4 — оттяжки; 5 — источник света
Этому условию удовлетворяет механическая система,управляемая упругостью. Поэтому шлейф для оптической записи должен обладать высокой собственной частотой и большим затуханием. Затухание обычно создается погружением шлейфа в соответствующее минеральное масло, а высокая частота — уменьшением до предела размеров зеркальца и предельно сильным напряжением ленточек. Из рассмотрения преобразователей с механической системой, обладающей высокой собственной частотой (например, параграф 4.8) известно, что чувствительность такого преобразователя обратно пропорциональна квадрату собственной частоты при неизменной массе. Поэтому создание шлейфов для оптической записи в широком диапазоне частот встречает большие трудности. Шлейфы обладают, кроме того, такими недостатками, как малая прочность по отношению к случайным электрическим перегрузкам, зависимость затухания механической системы от температуры из-за
изменения вязкости масла, малая площадь зеркальца, не позволяющая собрать большой световой поток для экспозиции пленки.
Значительно более надежным и зарекомендовавшим себя в эксплуатации является электромагнитный гальванометр с зеркальцем. Электромагнитный гальванометр для записи устроен аналогично электромагнитному рекордеру. На свободном конце якоря такой системы, заостренном в виде ребра призмы, устанавливается седлообразная деталь с зеркальцем (рис. 6.18). Эта деталь прижимается упругими растяжками к ребру якоря. При отклонениях якоря седлообразная деталь с зеркальцем поворачивается. Все соображения, относящиеся к частотным характеристикам механической системы шлейфа, справедливы и для электромагнитного гальванометра. В таком гальванометре с целью увеличения затухания так же, как и в электромагнитном рекордере, может быть введена электромеханическая обратная связь.
