Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Римский-Корсаков А.В. Электро-акустика

.pdf
Скачиваний:
24
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
12.71 Mб
Скачать

Глава 6

Запись звука

 

 

 

 

6 . 1 .

В В Е Д Е Н И Е

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исторически

первой

была

м е х а н и ч е с к а я

за­

пись

звука

(фонограф

Эдисона,

1876

г.). П р е т е р п е в ш а я

р я д моди­

фикаций

.и изменений

м е х а н и ч е с к а я

запись

звука в н а с т о я щ е е

вре ­

м я —

это

широко

распространенная

г р а м м о ф о н н а я

запись.

Не ­

сколько

позднее была

п р е д л о ж е н а

магнитная запись

звука

на

про­

волоку

(Паульсен,

1899 г . ) .

Г р а м м о ф о н н а я

и

магнитная

записи

звука включают в с е б я не только

регистрацию

звуковых

колеба­

ний,

но

и

возможность

воспроизведения

этих

колебаний

в

виде

звука .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Существует,

.кроме

того,

запись

акустических

колебаний

в

виде

о с ц и л л о г р а м м

( ф о н а в т о г р а ф

Скотта, 1859 г.). О с ц и л л о г р а м м ы пред ­

с т а в л я ю т собой автоматически полученные

г р а ф и к и

(кривые)

за­

висимости

колебательной

величины

от времени . В н а с т о я щ е е в р е м я

д л я

этой

цели

почти

исключительно

используются

электронные

о с ц и л л о г р а ф ы и, в отдельных случаях, шлейфовые

осциллографы .

Некоторое

видоизменение

способа

записи- с

помощью

шлейфового

о с ц и л л о г р а ф а в сочетании

с

применением

фотоэлементов д л я

счи­

тывания фотографической записи п р и в е л о к п о я в л е н и ю еще одного

вида записи — воспроизведения

звука — оптической

записи.

И т а к ,

основные

 

виды

звукозаписи — механическая,

оптическая,

 

маг­

нитная .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

О б щ и м

д л я

всех видов

записи

является то, что п р и

записи,

м и м о

з а п и с ы в а ю щ е г о

 

устройства,

равномерно д в и ж е т с я

лента,

диск

или

проволока,

т а к

н а з ы в а е м ы й

звуконоситель, « а

котором з а п и с ы в а ю ­

щее устройство

 

о с т а в л я е т

след — фонограмму .

Ф о н о г р а м м а

м о ж е т

быть либо

в виде прочерченной резцом извилистой

или переменной

п о глубине

к а н а в к и

(механическая з а п и с ь ) , либо

в

виде

перемен­

ного по длине

носителя остаточного

намагничения

(магнитная

за­

пись), либо в .виде засвеченной полоски, переменной

по

плотности

почернения

или

 

по ширине, оставляемой п и ш у щ и м лучом

на

фото­

эмульсии

звуконосителя

(оптическая

з а п и с ь ) .

П р и

последующем

•воспроизведении

ф о н о г р а м м а равномерно д в и ж е т с я

с той ж е

ско­

ростью около звукоснимателя, либо п р и в о д я в

д в и ж е н и е

иглу,

опу­

щ е н н у ю

в

к а н а в к у

(механическое воспроизведение),

либо индуци-

231

руя переменное магнитное поле в звукоснимающей катушке (маг­ нитное воспроизведение), либо модулируя 'Световой поток от проек ­

тора, п а д а ю щ и й на

фотоэлемент (оптическое воспроизведение) .

Обычным звуконосителем в механической записи являются тон­

кие л а к о в ы е

( ш е л л а к

или искусственные

смолы)

диски - пластинки,

в магнитной — тонкая

ф е р р о м а г н и т н а я

проволока

или лента из

•пластика

с

эмульсией

из ферромагнитного п о р о ш к а , в оптической

— у з к а я

полоска

(«звуковая д о р о ж к а » )

в д о л ь

к р а я кинопленки,

на которую снимается

фотографическое и з о б р а ж е н и е .

В настоящее в р е м я

введено и стандартизовано

несколько типов

•механической граммофонной записи широкого потребления: обыч­

ная

запись

со

скоростью в р а щ е н и я

пластинки

78 об/мин,

с

пони­

женной

скоростью

в р а щ е н и я

45 об/мин

и

д о л г о и г р а ю щ а я

за­

пись

33 об/мин и к а к ее

разновидность — с т е р е о ф о н и ч е с к а я

дол ­

г о и г р а ю щ а я

запись. Р е ж е

применяются т а к ж е

скорости

16 об/мин,

12 об/мин и

8 об/мин .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Оптическая

запись звука

получила

исключительное

применение

в технике звукового

кино. Это 'Связано с тем, что оптическая

фоно­

г р а м м а

удобно

р а с п о л а г а е т с я

на той

ж е

самой фотографической

ленте,

на которую производится с ъ е м к а оптического и з о б р а ж е н и я .

Этим

обеспечивается

п о л н а я

синхронность

видимого к а д р а

и

звука

при последующем воспроизведении. С т а н д а р т ы оптической

записи

определяются

с т а н д а р т а м и

кинопроекции.

С

развитием

техники

магнитной записи, техники

м о н т а ж а

звуковых

кинофильмов и тех­

ники стереофонии в кинематографии стала широко применяться и

магнитная

запись.

 

 

 

 

М а г н и т н а я запись

в о ш л а

в практику

не с р а з у . П е р в ы е а п п а р а т ы

записи на проволоку,

металлические диски и ленты о б л а д а л и

очень

плохими

х а р а к т е р и с т и к а м и

— вносили

большие и с к а ж е н и я

в за­

писываемый сигнал из-за нелинейности процессов н а м а г н и ч е н и я . Существенный скачок в качестве записи был получен 'благодаря

применению

предварительного постоянного с м е щ е н и я

начальной

точки, от которой происходит намагничение м а т е р и а л а

при записи .

Е щ е более

удачным

о к а з а л с я прием, п р и

котором к

з а п и с ы в а е м о ­

му сигналу

д о б а в л я

е т с я высокочастотное

магнитное

поле, т а к на­

зываемое ультразвуковое смещение .

Эти технические усовершенствования, естественно, были непо­ средственно связаны с развитием радиотехники и, в частности, тех­

ники

усиления

электрических колебаний,

т а к что в современном

ее

виде

м а г н и т н а я

запись появилась л и ш ь

в 30-х годах нашего сто­

летия . С тех пор она получила широкое

распространение

в

с а м ы х

различных

технических областях . Это с в я з а н о

с

тем,

что

в

совре­

менных а п п а р а т а х магнитной записи

у д а е т с я на

весьма небольшой

п л о щ а д и

м а т е р и а л а — н о с и т е л я

записи

разместить

значительное

количество з а п и с ы в а е м ы х сигналов. Так,

например,

распространен ­

ными с т а н д а р т а м и являются записи

на

ленту

со

скоростью 4,7

и

9,5 см/с. П р и ширине ленты 6 м м

на

ней

у к л а д ы в а ю т с я две

д о р о ж ­

ки.

180 м

ленты обычной толщины у м е щ а ю т с я

на

кассете

 

диамет -

232

ром около

120'мм и позволяют консервировать

на такой

кассете:

(180X2) : (0,047X60) = 127 мин (2 ч) звукозаписи .

 

К р о м е

качественной иллюстрации емкости

памяти,

с о з д а в а е ­

мой магнитной записью, можно провести сравнительную количест­ венную оценку магнитной и механической 'памяти. С этой целью-

используем

в ы р а ж е н и е

Шеннона д л я скорости

передачи

и н ф о р м а ­

ции

в к а н а л е

связи, и м е ю щ е м

полосу частот

A'f, мощность п о м е х /V

типа белого шума и мощность Р

сигнала:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С = А / l o g 2 { { Р + N)IN)

бит/с.

 

 

 

 

 

 

 

 

(6.1)

 

Современная магнитная

запись при скорости 4,7 см/с позволяет

п е р е д а в а т ь

полосу частот около

15 к Г ц . Шум , с о з д а в а е м ы й

магнит ­

ным звуконосителем на в х о д е воспроизводящего усилителя,

м а л о

отличается от белого шума,

а м а к с и м а л ь н ы е

уровни

сигнала в

луч ­

ших

а п п а р а т а х л е ж а т

на

50—55 д Б на д уровнем

шума .

С р е д н я я

мощность с и ш а л а (Р)

будет

п р е в ы ш а т ь

м о щ н о с т ь

помехи

(N)

на

величину,

меньшую, чем 504-55 д Б . Если

принять, что м а к с и м а л ь ­

ные уровни соответствуют т р е м

с т а н д а р т н ы м

отклонениям

от сред ­

ней мощности, то средняя м о щ н о с т ь

сигнала

будет на

1 0 1 g 3 » 5 д Б

н и ж е

м а к с и м а л ь н о й , т. е. в

лучших

а п п а р а т а х

п р е в ы ш е н и е соста­

вит не более 50 д Б , ил и отношение P/N—IQ5,

тогда

 

(P+\N)/NttP/N

и д л я (6.1)

получим:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

С= 1 5 - 1 0 3 l o g 2 1 0 6 «

1,7-Ю6

бит/с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н а

кусочке магнитной

ленты

шириной

6 м м и длиной 4,7 см уме­

щ а е т с я в обычных магнитофонах две д о р о ж к и ,

к а ж д а я из

к о т о р ы х

по нашим подсчетам на этой

д л и н е в м е щ а е т

1,7-105

бит. Т а к и м об ­

разом, н а

о б щ у ю п л о щ а д ь

4,7X0,6 = 2 , 8 с м 2 приходится

3,4-105 'бит

или —1,2-105 бит/см2 .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Т а к у ю

ж е

оценку

м о ж н о

д а т ь

долгоиграющей

п л а с т и н к е

диа­

метром 30 ом, п о л е з н а я п л о щ а д ь записи

которой составляет

о к о л о

600 см2 , при динамическом

д и а п а з о н е

40 д Б

(что

соответствует

P / N =

1 0 3 ' 5

« 3 - 1 0 3 ) , полосе

частот Д/ —12 кГ ц и времени

проигры­

в а н и я

30 мин. Подсчет

приводит

к величине

0,36 • 105

бит/см 2 .

 

 

Е щ е отчетливее выступает преимущество

магнитной

записи

по -

емкости памяти, если учесть толщину

носителя. К а к у ж е упомина­

лось, объем магнитной пленки .среднего качества

(не очень

 

тон­

кой)

 

такой, что на кассете

д и а м е т р о м

около

120 мм

у к л а д ы в а е т с я

количество

ленты, достаточное

д л я двухчасового

воспроизведения

при

скорости

4,7 см/с. Учитывая, что минимальный

д и а м е т р намот ­

ки на

такой

кассете с о с т а в л я е т

около

40 мм, м о ж н о

получить, что

секундный

о б ъ е м намотанной

пленки

'Составляет

о к о л о

10 мм 3 .

Н а

1 м м 3 приходится

около

 

1,7-104

бит. Д л я пластинки

толщиной

2 мм секундный о б ъ е м

составит

около 67 .мм3 . Учитывая, что запись

ведется с двух сторон пластинки, получим о к о л о

0,1 • 104

б и т / м м 3 .

Следует все ж е отметить,

что сравнительные оценки,

приведен ­

ные

выше,

не предельные . В

настоящее в р е м я

р а з р а б о т а н а

«сверх-

м е л к о д о р о ж е ч н а я » м е х а н и ч е с к а я запись,

п о з в о л я ю щ а я уместить

на

233

1 м м 2 до 5 - Ю 5 бит. Этого достаточно, чтобы записывать .видеосиг­ нал механическим способом л на пластинке диаметром в 30 см умес­

тить

12-іминутную телевизионную программу . В

этом

ж е

направ ­

лении

идет совершенствование и магнитной записи. У механичес ­

кой записи имеется

весьма в а ж н о е

п р е и м у щ е с т в о — п р о ц е с с

раз­

множения копий механической записи (пластинок)

черезвычайно

производительный и относительно простой по технологии.

Г р а м м о ­

фонные пластинки

остаются

пока

н е з а м е н и м ы м и

д л я

широкого

распространения записей .музыки и речи весьма хорошего

качества,

доступных широкому контингенту потребителей — любителей

музы ­

ки и

профессионалов,

д л я

воспроизведения

их

в д о м а ш н и х

усло ­

виях,

д л я педагогических

целей и составления

р а д и о в е щ а т е л ь н ы х

программ .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

М а г н и т н а я запись,

в свою

очередь, о б л а д а е т

в а ж н ы м

достоин­

ством — возможностью

воспроизведения м а г н и т о г р а м м ы

сразу

ж е

после

записи, без промежуточной обработки

ее, в о з м о ж н о с т ь ю

мон­

т а ж а ,

удаления ошибок и текущего контроля при

записи.

 

 

 

6.2.

М Е Х А Н И Ч Е С К А Я

З А П И С Ь

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П р о ц е с с ы з а п и с и

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Механическая

запись

п о д р а з д е л я е т с я

на д в а

вида:

1)

запись

с последующим р а з м н о ж е н и е м

копий д л я проигрывания, 2)

запись

для непосредственного п р о и г р ы в а н и я . 'Первый в и д получил

широкое

распространение — это запись, с помощью которой получается со­ временная г р а м м о ф о н н а я пластинка . Второй вид использовался д л я

репортерских нужд, составления некоторых п р о г р а м м

радиовеща ­

ния и д л я любительской

записи. В настоящее в р е м я

д л я

 

этих

целей

применяется

магнитная

запись. О д н а к о

р а з р а б о т к а

записи

д л я не­

посредственного п р о и г р ы в а н и я с

оригинала привела

и к

некоторо­

му изменению в технике записи г р а м м о ф о н н ы х пластинок .

При ­

мерно до

1950 г. запись

д л я

р а з м н о ж е н и я копий в е л а с ь

 

на

 

диоках

из воакоподобного

с о с т а в а — м а т е р и а л а

относительно

м а л о

проч­

ного, но

не требовавшего б о л ь ш о й мощности д л я приведения в ко­

лебание

пишущего

р е з ц а .

Д л я

непосредственного

п р о и г р ы в а н и я

потребовался

более

прочный м а т е р и а л

звуконосителя.

 

В

качестве

такого стали п р и м е н я т ь

тонкие слои л а к а , нанесенного

на

п о д л о ж ­

ку — основание

в виде

металлических,

.стеклянных

или

п л а с т м а с ­

совых .дисков.

Р а з в и т и е

техники

записи

на л а к о в ы е

пленки

позво­

л и л о о т к а з а т ь с я от применения восковых дисков д л я получения

оригиналов

граммофонной записи .

 

 

К а к

упоминалось

в о

введении, резец, идущий

по носителю д л я

записи,

м о ж е т к о л е б а т ь с я в

плоскости носителя поперек

направле ­

ния его

движения, оставляя

за

собой извилистую

бороздку, т а к на­

з ы в а е м а я

поперечная

запись,

и л и к о л е б а т ь с я

перпендикулярно

плоскости

носителя,

оставляя

бороздку с х о л м а м и и долинами, —

это т а к

н а з ы в а е м а я

глубинная запись . Глубинная

запись

была при-

234

менена Эдисоном в его фонографе,

поперечная — п р е д л о ж е н а

Б е р -

линером

в

1887

г.,

н а з в а н а

и м

г р а м м о ф о н н о й

записью .

Впоследст­

вии г р о м м о ф о н н а я запись полностью вытеснила глубинную .

Глу­

бинная

 

запись

использовалась

в н а ч а л е

20-го

столетия

 

фирмой

П а т э .

А п п а р а т ы

 

этой

ф и р м ы

получили

 

название

 

«Патефон» .

В д а л ь н е й ш е м

они

полностью

 

 

 

 

 

 

 

 

3

2

 

 

 

 

вышли из употребления . В по­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

следнее

время

д л я

получения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

д в у х к а н а л ь н ы х

стереофоничес­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ких

записей

вновь

стали

при­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

менять

 

глубинную

запись

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

комбинации

с

поперечной,

д л я

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

записи на одной

бороздке и счи­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

т ы в а н и я

при

 

воспроизведении

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

двух

 

независимых

сигналов .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Н а к о н е ц ,

по

методу

глубинной

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

записи

 

ведется

сверхмелкодо -

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

р о ж е ч н а я

запись .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Процесс записи и

печатания

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пластинок

в к р а т ц е

состоит

в

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

следующем .

Н а

 

п л а н ш а й б у

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

станка

д л я

записи

на

диск

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(разновидность

 

прецизионного

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

карусельного

с т а н к а )

у с т а н а в ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

л и в а е т с я

л а к о в ы й

диск.

Н а д

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

диском

по

р а д и а л ь н о

располо ­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ж е н н ы м н а п р а в л я ю щ и м

с

по­

Рте.

6.1.

Станок

 

механической

записи

м о щ ь ю ходового

мелкозаходно -

зівука:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

го винта

 

д в и ж е т с я

от

к р а я

1

рекордер, 2 — каретка с регулируемым

 

упругим подвесом рекордера; 3 — салазки;

диска

к

его

центру

суппорт

с

рующий

сателлит;

6

амортизующий

под­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

планшайба;

5

резиновый

амортизи­

п и ш у щ и м устройством — рекор ­

вес

двигателя:

7

— двигатель

планшайбы;

дером

(см.

рис.

6.1).

Р е к о р ­

8 — ходовой винт каретки

 

 

 

 

 

 

дер — это

электромеханический преобразователь - двигатель,

к

по-

д в и ж н о й

части

которого прикреплен

сапфировый

или

 

а л м а з н ы й

ре­

зец,

п р о р е з а ю щ и й

на

диске

тонкую

к а н а в к у

в

виде

спирали,

иду­

щей с м а л ы м

шагом от периферии

диска к центру.

 

 

 

 

 

 

 

Если

к р е к о р д е р у

подведен

ток

звуковой

частоты,

т о - р е з е ц

ко ­

л е б л е т с я

поперек

 

хода

бороздки,

в

результате

чего

 

бороздка

по­

лучается

извилистая

(рис.

6.2)

и

повторяет

форму

записываемого

к о л е б а н и я .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л а к о в ы й

слой

на

диске изготавливается на основе нитроцеллю ­

лозы

и д о л ж е н

быть

достаточно мягким (пластичным), чтобы про­

цесс

резания

бороздки

н е

требовал

большой

мощности

д л я коле ­

бания р е з ц а ,

и в

то ж е

время

достаточно прочным, чтобы выдер ­

ж и в а т ь проигрывание

иглой. Л а к о в ы й слой

д о л ж е н

быть

идеально

ровный

 

по

толщине,

з е р к а л ь н о

гладкий,

полностью

свободен от

пылинок, пузырьков,

царапин,

подсохших из-за испарения раство­

рителя

 

мест, или

ж и р о в ы х

пятен,

отпечатков

пальцев

и

т . п .

Т а к

235

к ак диск и стружка,

с н и м а е м а я с него

рекордером,

электризуются,

то л а к д о л ж е н иметь

наполнитель, д е л а ю щ и й его

достаточно про ­

водящим, чтобы

статические з а р я д ы

могли стекать с его

поверх­

ности. С т р у ж к а

при записи отсасывается через специальный

возду­

ховод с помощью вакуум - насоса . Основание диска,

к а к п р а в и л о , —

а л ю м ин и ев а я пл астиін а.

 

 

 

Рзіс. 6.2. гВІІІДЬІ модуляшш

бороздкім механической

записи:

 

 

 

 

 

 

/ — смодулированная

бороздка

Олауза);

2 — поперечная

запись

(а);

3—

глубинная

за­

пись; 4—запись

 

на

левой

стороне

бороздки; 5 — запись на

правой

стороне

бороздки

 

(б);

6 — стереофоническая

двухканальная

запись

на

обеих сторонах бороздки (в)

 

 

 

 

К

ходу

п л а н ш а й б ы

станка п р е д ъ я в л я ю т с я

очень жесткие

требо ­

вания

равномерности

в р а щ е н и я

и точности

числа

оборотов.

Систе­

мы успокоителей крутильных колебаний

и

механических

фильтров

з а щ и щ а ю т

п л а н ш а й б у от вибраций и периодических колебаний

ско­

рости хода синхронного двигателя, приводящего п л а н ш а й б у

во

вра ­

щение .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л а к о в ы й

диск с полученной

на

нем

записью с л у ж и т

д л я полу ­

чения

копий.

После нанесения н а

него

тончайшего

слоя

серебра

или золота

с него в

гальвяноплаетической

ванне снимается

м е д н а я

«отцовская» матрица, на которой все бороздки о к а з ы в а ю т с я

в ы ­

пуклыми . П о с л е тонкой п о д ш л и ф о в к и отцовская

м а т р и ц а

исполь­

зуется д л я

снятия

в т о р ы х

к о п и й — «материнских»

углубленны ­

ми б о р о з д к а м и ) . С

материнских

м а т р и ц с н и м а ю т с я

«дочерние»

с

в ы с т у п а ю щ и м и бороздками . С п о м о щ ь ю этих последних ш

мощных

прессах с подогревом

о т ш т а м п о в ы в а ю т с я г р а м м о ф о н н ы е

пластинки

из пластической массы (специальных с м о л ) , достаточно прочной,

чтобы в ы д е р ж и в а т ь многократное п р о и г р ы в а н и е

воспроизводящей

иглой, идущей по бороздке.

 

Н а п о м н и м , что п е р в о н а ч а л ь н о г р а м м о ф о н н а я

запись в е л а с ь чис­

то механическим путем (фонограф Эдиссона и первые а п п а р а т ы

записи на

д и с к ) : система приемных

рупоров со звуководами - труб -

к а м и подсоединялась к капсюле с мембраной,

приводившей

в ко­

лебание резец

с

помощью р ы ч а ж н о г о устройства. П р и

воспроизве­

дении пластинок

игла г р а м м о ф о н а ,

с в я з а н н а я

с м е м б р а н о й ,

уста ­

новленной

в

горле рупора, и д я по

бороздке

записи,

з а с т а в л я л а

колебаться

мембрану, которая излучала звук

с п о м о щ ь ю рупора .

236

П р и м е р н о 1925 г. механический споео'б записи -был вытеснен элек ­ троакустическим, а затем и воспроизведение пластинок с т а л о вес ­ тись практически только с помощью электроакустического снима -

теля

записи — адаптера .

В

а д а п т е р е

игла,

и д у щ а я

по

 

бороздке,

с в я з а н а

с подвижной

частью

 

электромеханического

преобразова ­

т е л я — генератора,

и

полученное

на

электрической стороне

 

адап ­

тера

н а п р я ж е н и е

подается

через

усилитель

к

громкоговорителю .

Д л я

правильного

воспроизведения

записи

с пластинок любой

фир­

мы или з а в о д а с помощью

г р а м м о ф о н о в любого

производства

тре ­

буется

некоторая

с т а н д а р т и з а ц и я

характеристик

записи.

 

 

 

 

 

Стандартизуется

глубина,

ширина

и п р о ф и л ь

бороздки,

разме ­

ры диска

пластинки,

число

бороздок

на

1 м м

радиуса

пластинки

и р а з м е р ы кончика

иглы, идущей

по бороздке. К р о м е

стандартиза ­

ции

этих

чисто

геометрических

характеристик,

 

у с т а н а в л и в а е т с я

т а к ж е определенная

зависимость

м е ж д у

амплитудой

отклонения

бороздки

от среднего

п о л о ж е н и я

и

частотой

при п о д а ч е

 

на

рекор­

дер

синусоидального

сигнала

 

с

постоянной

амплитудой

 

н а п р я ж е ­

ния. Эта

зависимость,

н а з ы в а е м а я

частотной

характеристикой

за­

писи, д о л ж н а

обеспечивать

при проигрывании

сигнала,

записанно ­

го при

постоянной

амплитуде

н а п р я ж е н и я

на

рекордере,

 

т а к у ю

ж е постоянную амплитуду

н а п р я ж е н и я — на выходе адаптера .

 

С

учетом

возможностей

 

технологии

записи

 

и р а з м н о ж е н и я ,

свойств

 

электромеханических

 

п р е о б р а з о в а т е л е й — рекордера

и

а д а п т е р а — п е р в о н а ч а л ь н о

 

д л я

записей

со

скоростью

 

в р а щ е н и я

78 об/мин

п р и м е н я л а с ь запись

с

постоянной

амплитудой

скорости

резца на

частотах

в ы ш е

300'Гц,

а

на 'более

низких

частотах

вы ­

д е р ж и в а л о с ь

условие

постоянства

амплитуды

 

отклонения

 

резца

при

постоянной амплитуде

н а п р я ж е н и я . На

частотах

в ы ш е

4500—

5000 Гц при этом

с т а н д а р т е

записи

на п л а с т и н к а х

из

естественных

смол с а б р а з и в н ы м наполнителем

(который

был необходим,

 

чтобы

противостоять

значительным

 

усилиям,

р а з в и в а ю щ и м с я

м е ж д у

стальной

иглой и

бороздкой)

запись было

трудно

осуществить так,

чтобы при воспроизведении

не п о я в л я л с я

шумовой

фон. Д л я

этого

потребовалось

б ы

искусственно

увеличить

амплитуду

записи

н а

высоких

частотах, в в е д я п р е д ы с к а ж е н и е

в сигнал . Тогда

пр и

вос ­

произведении м о ж н о было бы, наоборот, уменьшить усиление вы ­

соких

частот, улучшив в

конечном итоге

отношение

сигнал/шум .

О д н а к о увеличение

а м п л и т у д записи

н а

высоких

ч а с т о т а х ведет

к чрезмерному уменьшению р а д и у с о в

к р и в и з н ы в

у ч а с т к а х

макси­

м а л ь н о г о отклонения

извилин бороздки (рис. 6.3).

 

 

 

П р и б л и ж е н н о , к а к известно,

р а д и у с к р и в и з н ы

кривой

.состав­

л я е т

г та (сРх/дг2)-1.

Та к

ка к

отклонение

и г л ы

('бороздки)

A' = x m c o s (oyz/v),

где

v—скорость

д в и ж е н и я

носителя,

а г коор ­

д и н а т а

вдоль бороздки, то

 

 

 

 

 

 

 

 

г та (р*1о?хт) cos - 1 (со z/v),

 

 

 

 

 

 

 

I

r m n I =

v*/{tfxm).

 

 

 

 

 

 

(6.2)

237

К а к

видно, г п р и н и м а е т

минимальное значение

в

точках

х—±хт;

Гты

тем меньше,

чем выше частота . Конец иглы,

находящийся в

к а н а в к е бороздки,

 

м о ж е т

следовать по бороздке,

только

если его

радиус меньше r m i

n .

Равенство <rmin

и радиуса конца иглы при стан­

д а р т е записи 78 об/мин

наступает

на частоте

примерно

4500—

5000 Гц. Н а более высоких частотах приходится

соблюдать

условие

cu2*7n=const, т. е. хт

д о л ж н а у м е н ь ш а т ь с я при постоянной

ампли ­

туде сигнала обратно пропорционально к в а д р а т у

частоты .

 

Рис. 6.3. Увеличение кривизны дорожки с повышением частоты: а — допустимая кривизна; б — недопустимая

С развитием техники записи и воспроизведения и о т к а з о м от

механического воспроизведения, с появлением адаптеров,

о б л а д а ю ­

щих очень м а л ы м механическим сопротивлением иглы, и

м а т е р и а л а

Ф

56

+20\

 

-20

 

 

 

 

 

so юо

wo

1600

тот

Рис. 6.4. Характеристика

запи­

 

си (сплошная линия) и вос­

 

произведения ](пунктир):

 

 

а — .для записи 78 об/мин, б —

 

для

мелкодорожечной , записи

 

33 1/3

об/мин;

в — подавление

 

шумов лластинки:

 

 

 

/ — спектр равномерного

шума

 

пластинки, 2 — кривая равной

гром­

 

кости

для уровня 30 дБ, 3 — спектр

 

шума,

прошедшего тракт

воспроиз­

 

ведения

+20 ч

ч.ч ч.

чч.•Ччч

>

\

SlOOfJu

so юо

ш

woo

тот

д л я пластинок с весьма однородной структурой в о з н и к л а в о з м о ж ­ ность применения очень м е л к и х бороздок с существенно меньшими амплитудами записи. Характеристики записи — воспроизведения з связи с этим с т а л и у ж е несколько иными .

238

На

высоких

частотах

в современных

записях

характеристика

записи

имеет подъем,

 

который, к а к упоминалось

в ы ш е ,

позволяет

в о з м о ж н о

больше

поднять уровень

записи п р о г р а м м ы

над

неизбеж ­

ным уровнем шума неоднородности м а т е р и а л а

носителя. Во

избе­

ж а н и е слишком

большой амплитуды записи .в области низких час­

тот добиваются

характеристики более или менее плавно

с п а д а ю ­

щей с понижением частот. Х а р а к т е р и с т и к а воспроизведения в

адап ­

тере и тон - коррекция амплитудно-частотной характеристики

уси­

ления

усилителя

 

воспроизведения

имеют

обратный, с п а д а ю щ и й на

высоких частотах,

ход. Ш у м ы носителя имеют

относительно

равно ­

мерный частотный спектр и, вследствие

большей

чувствительности

уха к

в ы с о к и м

звуковым

частотам, с л ы ш н ы

обычно

к а к

высокий

шипящий

звук.

П р и

вО'Спроизведении с

частотной

характеристи ­

кой, п а д а ю щ е й

на высоких частотах, этот шум

п о д а в л я е т с я ,

а

за­

пись с «приподнятыми» высокими частотами приобретает

н о р м а л ь ­

ное звучание . Н а

рис. 6.4

приведены характеристики

записи

и

вос­

произведения д л я

современной г р а м м о ф о н н о й

записи

и иллюстра ­

ция п о д а в л е н и я

шумов

 

ноаителя .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Б о л ь ш и е а м п л и т у д ы

(громкие места в

м у з ы к е и речи),

которые,

в особенности на низких частотах, требуют большого

р а з м а х а

рез­

ца, встречаются

л и ш ь

в некоторой

д о л е времени всей

записи.

Если

з а р а н е е з н а т ь м о м е н т

 

п о я в л е н и я

'больших

амплитуд, то

в

ц е л я х

экономии

места

м о ж н о

увеличивать шаг

с п и р а л и

бороздки

к

это-

а)

max 40мкм тіп2,5мкм

Рис. 6.5. Примерные размеры бороздок и игл проигрывателей:

а — для 7воб/міін; б — для 38' 1/3 об/мин; р — радиус кривизны

239

му моменту. Т а к а я

возможность .появилась с

•применением

.проме­

жуточной магнитной

записи. С н а ч а л а исполнение п р о г р а м м ы запи ­

сывается на высококачественный магнитофон . Эта запись с

магнит­

ной ленты

воспроизводится

д в у м я р а с с т а в л е н н ы м и на

некоторое

расстояние

друг от

друга

з в у к о с ш ш а ю щ и м м

г о л о в к а м и .

Сигнал,

снимаемый

с о п е р е ж а ю щ е й

по времени головки, с л у ж и т

дл я авто­

матического управления электромагнитный! тормозом, установлен­

ным на двигателе, в е д у щ е м

ходовой винт с суппортом и

 

рекорде­

ром. З а п а з д ы в а ю щ и й

по времени сигнал со второй головки

подает­

ся через усилитель

записи

к рекордеру и приводит в

д

в и ж е н и е

резец. Пр и появлении сигнала большой амплитуды на выходе пер­

вой головки

электронная

схема, с л е д я щ а я

за уровнем

сигнала,

у м е н ь ш а е т магнитное поле

т о р м о з я щ е г о электромагнита,

ход вин­

т а ускоряется

и к моменту

п о я в л е н и я этого

ж е сигнала н а второй

головке успевает установиться более широкий шаг спирали бо­

роздки . Это приспособление экономит место, п о з в о л я я

разместить,

более длинную запись на пластинке стандартного

размера .

Н а рис. 6.5 приведены примерные р а з м е р ы

бороздок

и закруг ­

ленного к о н ц а п р о и г р ы в а ю щ и х

игл н о р м а л ь н о й

(78) и д о л г о и г р а ю ­

щей (33 1/3) записи. Н и ж е д а н ы сравнительные

характеристики со­

в р е м е н н ы х пластинок на 78 и 33 1/3 об/імин.

 

 

 

 

 

78 обм/м

 

ЗО'/З об/м

Время записи на одной стороне .

4,5 шин

 

20—30 мин

Динамический диапазон .

•24 дБ

 

36 дБ

 

'Отношение

сигнал/шум

30 дБ

 

6265 дБ

Нелинейные

.искажения

отчетливо заметны

пренебрежимо

 

 

в конце записи

 

малы

 

 

 

гири малом радиусе

 

 

 

 

спирали бороздки

 

 

Число проигрываний (до появления

30

 

100—300

недопустимо высокого уровня шума)

 

 

|(в зависимости от

 

 

 

 

защищенности от

 

 

 

 

пыли)

 

'Число бороздок на 1 см радиуса пла­

40—50

 

100—-140

стинки

 

 

 

 

 

Ре к о р д е ры

Ре к о р д е р ы механической записи могут быть электромагнит ­

ные,

электродинамические,

пьезоэлектрические .

Н а и б о л е е

н а д е ж ­

ной конструкцией

о б л а д а е т

электромагнитный рекордер

(рис. 6.6).

•Ферромагнитный

якорь из магнитомяпкого

м а т е р и а л а

м о ж е т

пово ­

рачиваться вокруг торсионной

оси вместе

с жестко

скрепленным

с ним резцом . Я к о р ь п о м е щ е н

м е ж д у

п а р о й П - о б р а з н ы х

наконеч ­

ников

сильного постоянного

магнита

и охвачен

обмоткой,

через

которую пропускается то к записываемого

сигнала .

 

 

Характеристики

р е к о р д е р а

могут

быть

получены

на основании

ф о р м у л п а р а г р а ф а

3.7. В первую

очередь интерес

представляет

амплитудно - частотная

характеристика

записи р е к о р д е р а , т. е. от­

ношение амплитуды

скорости

р е з ц а

к

а м п л и т у д е

н а п р я ж е н и я на

.240

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ