![](/user_photo/_userpic.png)
книги из ГПНТБ / Римский-Корсаков А.В. Электро-акустика
.pdfГлава 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» |
(с |
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 'В 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 |
|
62—65 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