После изучения главы вы должны знать

• Устройство проигрывателей дисков и магнитофонов.

• Потребительские свойства аудиотехники.

• Классификацию и ассортимент аудиотехники.

• Ключевые понятия, приведенные в конце главы.

В зависимости от спектра электрических колебаний, несущих звуковую информацию, аудиотехника делится на низкочастотную и высокочастотную.

Низкочастотная бытовая аппаратура работает в звуковом диапазоне частот (16 Гц – 20 кГц). К ней относятся электрофоны, магнитофоны, проигрыватели компакт-дисков, mp3-плееры с флэш-памятью и на жестких дисках.

4.1. Проигрыватели виниловых дисков

Историческая справка

Большая социальная значимость аппаратуры для воспроизведения грамзаписи объясняется как историческими факторами, так и индивидуальными потребностями меломанов и аудиофилов.

Грамзапись долгое время (с 1877 г.) была единственной возможностью запечатлеть музыкальные события и речи великих людей. И какие бы не существовали сверхсовременные цифровые звуконосители, источником информации о музыке прошлого для них могут быть только грампластинки. Соответственно и достоверность звучания может лишь приближаться к качеству записи на грампластинке

За век своего существования грампластинки прочно вошли в жизнь человека. Они сыграли большую роль в развитии музыкальной культуры людей. За многие годы любителями музыки собраны огромные коллекции замечательных записей на виниловых и даже старинных шеллачных дисках, и с ними не спешат расставаться. Звучание граммофона с легким шипением иглы стало настолько привычным, что современные разработчики компакт-дисков специально накладывают этот фон на кристально чистое звучание "лазерной" музыки.

Наступление компакт-дисков и магнитофонов снизило интерес к обычным грампластинкам. Их выпуск резко сократился вместе с производством аппаратуры для их воспроизведения, однако, спрос на электрофоны все ещё полностью не удовлетворен. Об этом говорит тот факт, что их продолжают выпускать в широком ассортименте ведущие фирмы мира, а журналы "Аудиомагазин" и "Салон AV" продолжают публиковать репортажи о проигрывателях винила с выставок аудиотехники. Несмотря на все прогнозы, "вот парадокс – на выставках стало больше виниловых проигрывателей"³. И ещё: "характерная примета сегодняшнего времени - повышенный спрос на LP (виниловые диски). …Статистика показывает, что количество коллекционеров и меломанов с каждым годом увеличивается на треть".⁴

Следует отметить, что отечественная аппаратура для воспроизведения грамзаписи достигла высокого совершенства. Электрофоны конца 80-х годов по своим электроакустическим параметрам и сервисным возможностям мало чем отличались от современных зарубежных моделей. Однако, после известных событий в экономике нашей страны после 1992 года производство электрофонов было практически полностью свернуто, и сейчас на прилавках наших специализированных магазинов редко можно увидеть отечественную продукцию, хотя она могла бы успешно конкурировать с зарубежными аналогами, за счёт более низких цен.

К аппаратуре для воспроизведения грамзаписи относятся электропроигрывающие устройства (ЭПУ), электропроигрыватели (ЭП) и электрофоны (ЭФ) или, как их сейчас принято называть в популярной литературе – граммофоны или ещё – проигрыватели виниловых дисков, или проигрыватели LP².

Электропроигрывающее устройство (ЭПУ) представляет собой панель, на которой закреплены механизм вращения грампластинки и звукосниматель. ЭПУ может входить в состав радиолы (комбинация с радиоприемником), магниторадиолы (комбинация магнитофона с радиолой) и музыкального центра.

Электропроигрыватель (ЭП) представляет собой отдельный блок аудиосистемы, в корпусе которого на подрессоренной панели закреплено ЭПУ. Кроме этого в корпусе ЭП имеется блок питания, предварительный усилитель - корректор сигналов для магнитной головки звукоснимателя, линейный выход (разъем) для подключения к усилителю сигналов низкой частоты (УСНЧ) и гнезда для наушников.

Электрофон (ЭФ) представляет собой комбинацию ЭП с УСНЧ и акустическими системами. Усилители сигналов звуковой частоты и акустические системы были рассмотрены в предыдущем разделе, поэтому здесь рассматривается только устройство ЭПУ.

Понятие об устройстве

Электропроигрывающее устройство (ЭПУ) представляет собой панель, с закрепленными на ней механизмом вращения грампластинки и тонармом со звукоснимателем (рис. 4.1).

К механизму вращения грампластинки относятся электродвигатель, диск-маховик, а также система передачи усилий от вала двигателя к диску (эластичные резиновые ремни-пассики, муфты и др. и переключатель частоты вращения диска).

Электродвигатели. В ЭПУ могут быть использованы асинхронные или синхронные двигатели.

В недорогих моделях используются асинхронные электродвигатели. Их достоинством является высокая надежность, низкая цена и простота в обслуживании. К недостаткам можно отнести - большую частоту вращения ротора двигателя, достигающая 3000 об/мин. Для того, чтобы диск вращался со скоростью 33¹/₃ об/мин, применяют фрикционный или ременной приводы. Использование таких приводов влечет за собой неизбежное проскальзывание соприкасающихся деталей и, связанную с этим, неравномерность вращения диска, что вызывает изменение тональности звука и его детонацию.

Рис. 4.1. Внешний вид электропроигрывателя

В высококачественных ЭПУ используют сверхтихоходные синхронные с электронным управлением частотой вращения ротора.

Диск располагается непосредственно на оси ротора двигателя, что дает возможность снизить до минимума различные вибрации.

Чтобы обеспечить максимальную равномерность вращения диск в ЭПУ имеет достаточно большую массу  до 3-5 кг. Обладая большим моментом инерции, диск практически не реагирует на импульсные изменения напряжения в электрической сети и на незначительное проскальзывание трущихся деталей фрикционного привода.

Звукосниматель состоит из тонарма и головки.

Тонарм  это рычаг, на одном конце которого крепится головка звукоснимателя с иглой, а другой его конец закреплен с помощью шарниров на ножке. Шарнирное соединение позволяет легко поворачивать тонарм как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях. Чтобы звуковые канавки на грампластинке меньше изнашивались, звукосниматель должен быть идеально сбалансирован.

Рис 4.2. Узлы балансировки тонарма

1  противовес; 2  балансир; 3  компенсатор скатывающей силы; 4  шкалы

Регулировку прижимной силы в вертикальной плоскости осуществляют с помощью противовеса, который может передвигаться вдоль тонарма. В современных проигрывателях прижимная сила может достигать величины, менее 1 г.

Звукосниматель должен быть сбалансирован и в горизонтальной плоскости. Это необходимо для того, чтобы создать одинаковое давление иглы на обе стороны звуковой канавки. Обычно давление иглы на внешнюю сторону звуковой канавки больше, так как именно эта сторона перемещает "скатывает" тонарм от края к центру. Это приводит к преждевременному истиранию внешней стороны канавки.

Так как при стереофонической записи каждый канал записывается на одну из сторон звуковой канавки, то при сильном износе внешней стороны один из каналов будет воспроизводиться с большими искажениями.

Для устранения этого нежелательного эффекта используется компенсатор скатывающей силы. Это, обычно, небольшой грузик, который посредством миниатюрного блока или рычага поворачивает тонарм вдоль его продольной оси. При этом игла разворачивается так, что её давление на обе стороны канавки выравнивается, а износ обеих сторон канавки становится равномерным.

Головка звукоснимателя служит для преобразования механических колебаний иглы, скользящей по извилинам канавки грампластинки, в электрические колебания. Различают головки пьезоэлектрические и электромагнитные (см. стр. 49)

В головках звукоснимателей применяются постоянные корундовые и алмазные иглы, которые с помощью поводка (кантеливера) прикрепляются к пьезоэлементу или электромагниту.

Иглы могут иметь коническую или эллиптическую форму и зеркальную полировку. Специальная эллиптическая заточка иглы и малое давление звукоснимателя на пластинку (менее 1 грамма) минимизируют шум пластинки и обеспечивают точное считывание информации.

Электроакустические параметры

и сервисные функции ЭП

Основными электроакустическими параметрами являются: эффективный диапазон частот, чувствительность, количество скоростей вращения диска, взвешенная величина детонации, отношение эталонного сигнала к рокоту.

Эффективный диапазон частот показывает, какую полосу частот звукосниматель может преобразовать из механической формы в электрическую. У магнитных звукоснимателей номинальный диапазон частот может достигать от 5 до 40000 Гц, у пьезоэлектрических – 50-15000 Гц;

Чувствительность – отношение выходного напряжения звукоснимателя к колебательной скорости, с которой записан сигнал. Чувствительность магнитных звукоснимателей в 50–60 раз ниже, чем у пьезоэлектрических, поэтому магнитные головки звукоснимателей оснащаются миниатюрным предусилителем на двух-трех транзисторах, который размещается непосредственно в головке. Предусилитель доводит напряжение сигнала, снимаемого с головки магнитного звукоснимателя, до стандартного уровня  1 В.

Количество скоростей вращения диска. В лучших моделях их может быть три – 33¹/₃, 45 и 78 об./мин.

Взвешенная величина детонации характеризует неравномерность вращения диска и выражается отношением амплитуды колебаний скорости вращения диска к номинальному значению (в %). Детонация может быть вызвана несбалансированностью ротора двигателя, эксцентриситетом вращающихся деталей, проскальзыванием деталей в приводе диска и другими причинами. Искажения звучания прослушиваются, как "плавание" звука или как эффект гавайской гитары.

Отношение эталонного сигнала к рокоту показывает степень проникновения в звуковой канал рокота. Рокот – это характерный низкочастотный шум, который является результатом вибрации электродвигателя, биений пластинки, колебаний корпуса под действием внешних механических воздействий. Уровень рокота определяется, как отношение выходного напряжения помех от вибраций к выходному напряжению при воспроизведении сигнала без вибраций и измеряется в децибелах.

Для подавления вибраций используются массивные (с массой до нескольких килограммов) диски-маховики, ременной привод, гасящий вибрации двигателя, пружинные подвески ЭПУ, мягкие резиновые прокладки под грампластинкой и, наконец, в дорогих проигрывателях устанавливают массивное основание корпуса. Уровень рокота особенно явственно прослушивается на длительных участках очень тихого звучания музыки.

Параметры электрофонов такие же, как у электропроигрывателей, но дополняются параметрами входящих в его состав усилителей сигналов звуковой частоты и АС.

К сервисным устройствам, повышающим удобство пользования проигрывателем, относятся:

• переключатель частоты вращения диска;

• регулировка прижимной силы звукоснимателя;

• автостоп, предназначенный для автоматического выключения электродвигателя по окончании проигрывания пластинки;

• микролифт, обеспечивающий плавное опускание звукоснимателя на пластинку и его подъем после проигрывания и срабатывания автостопа;

• механизм автоматического управления звукоснимателем, при помощи которого тонарм со стойки перемещается на пластинку и возвращается обратно после ее проигрывания;

• подстройка частоты вращения диска с визуальной индикацией, в основу работы которой положен стробоскопический эффект. Для этого на торцовой поверхность диска нанесены вертикальные штрихи, освещаемые неоновой лампочкой с импульсным излучением света. Суть стробоскопического эффекта состоит в том, что если при вращения диска вспышка лампы совпадает с частотой появления перед ней штрихов, то эти штрихи кажутся неподвижными. Если скорость вращения диска увеличивается или уменьшается – штрихи начинают "плыть" вправо или влево. Для установки стандартной скорости вращения грампластинки ручкой подстройки частоты добиваются полной неподвижности штрихов.

Классификация и ассортимент аппаратуры

для воспроизведения грамзаписи

Аппаратура для воспроизведения грамзаписи по функциональному назначению делится на: электропроигрывающие устройства, электропроигрыватели и электрофоны.

По конструктивному исполнению ЭФ подразделяют на однокорпусные (моноблоки), в том числе однокорпусные с выносными акустическими системами и блочные (модульные).

По характеру звучания электрофоны, ЭП и ЭПУ делят на монофонические, стереофонические и квадрофонические.

По степени мобильности – на стационарные и переносные.

По типу применяемой головки звукоснимателя – с пьезоэлектрической или магнитной головками звукоснимателя.

В зависимости от величин функциональных показателей и эксплуатационных удобств электрофоны, ЭП и ЭПУ подразделяют на высшую, первую, вторую и третью группы сложности.

Если предыдущее поколение звуковоспроизводящей аппаратуры изготовлялось в основном в виде моноблоков, содержащих в себе проигрывающее устройство, усилитель и головки громкоговорителей, то современная аппаратура имеет модульное (блочное) или разъёмное исполнение.

Модульное исполнение электрофонов, магнитофонов и радиоприемников более рационально, так как позволяет использовать один и тот же усилитель для подключения электропроигрывателя, магнитофонной деки, CD-плейера и тюнера. Отдельные блоки могут легко заменяться по мере их морального или физического износа. Аудиокомплекс в блочном исполнении можно формировать не сразу, а постепенно, по мере накопления необходимых денежных средств. В современной рекламной информации практически отсутствуют сведения об электрофонах, магнитофонах и настольных радиоприемниках в моноблочном исполнении. Это указывает на отсутствие на них покупательского спроса. Покупателю предоставляется свобода в выборе их компонент: проигрывателей виниловых дисков (грампластинок), магнитофонных дек, CD-плейеров, тюнеров, усилителей и акустических систем для комплектации своей домашней аудиосистемы.

Ассортимент электропроигрывателей

Электропроигрыватели высшей группы сложности оборудованы тихоходными серводвигателями с прямым или ременным приводом и стробоскопическим устройством. Многие из них имеют сенсорное управление режимами работы, автоматическое управление тонармом, регулятор частоты вращения диска, компенсатор скатывающей силы звукоснимателя, микролифт с мягким демпфированием и др. Ниже приведена рекламная информация об электропроигрывателях разных групп сложности.

Пример 4.1

Электропроигрыватель "Эпос-001 стерео"

Основные параметры:

диапазон звуковых частот (по электрическому напряжению) 20 - 20 000 Гц,

коэффициент детонации - 0,06%,

уровень рокота - не хуже - 70 дБ.

Это полностью автоматическая модель, кроме очевидного комфорта, обеспечивает повышенную сохранность грампластинок, так как автоматическая установка иглы на вводную канавку грампастинки и автовозврат тонарма на стойку после прослушивания диска существенно уменьшают риск повреждения грампластинки.

В нем предусмотрены кварцевая стабилизация частоты вращения диска, электронный микролифт и возможность дополнительной регулировки скорости вращения диска, что позволяет при необходимости скорректировать характер звучания старых пластинок.

Пример 4.2

Электрофон Россия - 102 стерео

Основные параметры:

диапазон звуковых частот в пределах 40 - 20 000 Гц,

коэффициент детонации - 0,15%,

уровень рокота - не хуже. - 60 дБ,

номинальная выходная мощность - 20 Вт на канал,

потребляемая мощность - 150 Вт.

Электрофон имеет микролифт и стробоскопическое устройство.

Пример 4.3

Электрофон Ноктюрн-212 стерео

Основные параметры:

три скорости вращения диска,

диапазон воспроизводимых им частот 80-12500 Гц,

коэффициент детонации - 0,15%,

уровень рокота не хуже - 34 дБ,

номинальная выходная мощность - 4 Вт на канал.

В электрофоне предусмотрен микролифт. Масса электрофона - 9,5 кг.

Пример 4.4

Фирма Matsushita разработала недорогой проигрыватель Technics SL-BD22, который выпускает в неизменном виде с начала 90-х годов (стоимостная категория - до $150). Это полуавтоматический проигрыватель с ременной системой привода от низкооборотного серводвигателя. По техническим данным он соответствует первой группе сложности по российским стандартам. Так, коэффициент детонации составляет - 0,06 %; относительный уровень рокота и помех - 68 дБ.

Требования к качеству

электропроигрывающих устройств

Параметры электрофонов указаны в ГОСТ 11157-87. Устройства воспроизведения механической звукозаписи и ГОСТ 18631-87. Головки звукоснимателей (табл. 4.1).

ЭФ и ЭП высшей, первой и второй группы сложности должны представлять собой стереофонические системы, а в третьей группе допускается как стереофоническое, так и монофоническое воспроизведение.

Номинальные частоты вращения диска ЭФ, ЭП и ЭПУ должны быть 33 и 45 оборотов в минуту. Для третьей группы сложности допускается устанавливать номинальную частоту вращения только 33 мин^-1.

Таблица 4.1