Приборы звукозаписи и звуковоспроизведения

Существует несколько способов записи и воспроизведения звука и соответственно несколько типов приборов: электрофон, магнито­фон, звуковая киноаппаратура.

Электрофон воспроизводит звук с грампластинок – пластмассовых дисков, на которых при записи звука создается извилистая спи­ральная бороздка (канавка), изги­бы которой соответствуют звуковым колебаниям. При воспроизведении на вращающуюся пластинку ста­вят звукосниматель с иглой и пье­зоэлементом (рис. 35, а), который колебания иглы преобразует в электрические колебания. Эти колебания усиливаются и подаются на громкоговоритель.

Первый звукозаписывающий аппарат , изобретенный Эдисоном, был назван фонографом. Он представлял механическую конструкцию. Внешний вид фонографа приведен на рис. 17. Запись звука в фонографе осуществлялась пишущей иглой (резцом с сапфировым наконечником) на оловянной фольге или восковом слое, обернутой вокруг валика.

Механический способ записи звука несовершенен. Поэтому он очень скоро был вытеснен электромеханическим способом. Его применяют при изготовлении грампластинок. Функциональная схема этого способа записи звука приведена на рисунке 18.

Рис. 17.

Рис. 18. Функциональная схема электромеханического

способа записи звука

1 – микрофон (МС); 2 – УНЧ; 3 – рекодер; 4 – пластиковый диск.

Процесс записи происходит так. На МС 1 (он преобразует колебания давления на него воздуха) действуют звуковые волны, которые передаются на усилитель низкой частоты (УНЧ) 2. Усиленные электрические колебания подаются на рекордер 3 (от английского recoder – записывать), сапфировый или алмазный резец которого вырезает или выдавливает на вращающемся восковом или лаковом диске 4 соответствующую канавку – фонограмму.

Рекордер – это устройство, превращающее электрические колебания звуковой частоты с выхода УНЧ 2, в механические колебания резца.

Схемотехническое устройство электромагнитного резца приведено на рисунке 19, где: 1 – постоянный магнит; 2 – демпфер; (нем. Dempfer – глушитель), устройство для предотвращения и ослабевания вредных механических колебаний; 3 – якорь; 4 – полюсные нако нечники; 5 – катушка; 6 – резец.

Рис. 19. устройство электромагнитного резца

В процессе записи звука с выхода УНЧ переменный ток звуковой частоты проходит через катушку 5. Вследствие взаимодействия этого тока и магнитного поля якорь рекордера вместе с резцом приходит в колебания, соответствующие звуковым.

Воспроизведение грамзаписи осуществляется только электромеханическим способом. Для этого используют электромагнитные и электрические звукосниматели. В этих звукоснимателях (адаптерах) механические колебания преобразуются в переменный электрический ток соответствующей частоты. То есть происходит обратный процесс относительно записи звука.

Электромагнитный звукосниматель устроен аналогично рекордеру, поэтому его рассматривать не будем. Но рассмотрим пьезоэлектрический звукосниматель, который в свое время нашел более широкое распространение, чем электромагнитный (пьезо – с гр. давлю, сжимаю). Его устройство приведено на рисунке 20.

1 – резиновая муфта;

2 – иглодержатель;

3 – игла;

4 – поводок;

5 – резиновый карман;

6 – пьезоэлемент.

Рис. 20. Пьезоэлектрический звукосниматель.

Работа такого звукоснимателя основана на явлении пьезоэлектрического эффекта. Горизонтальные колебания иглы при движении ее по звуковой бороздке сообщаются через поводок 4 пьезоэлементу 6 и вызывают его изгиб. На противоположных гранях пьезоэлемента создается при этом переменная ЭДС, которая снимается посредством контактных пластин, вмонтированных в карман 5. Далее, полученное напряжение усиливается и подается на динамики (колонки), которые вновь осуществляют преобразования электрических колебаний в звуковые.

В магнитофоне использован магнитный спссоб записи звука. Основными деталями магнитофона являются лента из пластмассы, покрытая тонким слоем намагничивающегося порошка из оксидов железа, и головка.

Принцип работы магнитофона в режиме записи показан на рисунке 21. При записи переменные токи от ми­крофона 8 , усиленные с помощью усилителя 7, направляются в обмотку головки 5, относительно которой перемещается пленка. Магнитное поле у зазора головки заходит в пленку и намагничивает ее. На плен­ке получается магнитный рельеф, повторяющий звуковые сигналы.

Рис. 21. Магнитофон в режиме записи.

При воспроизведении микрофон отключается, а головка подключается к входу усилителя (рис. 22).

Пленка перемещаясь относительно, головки, наводит своими намагниченными участками магнитное поле в головке и индуцирует, таким образом, токи в ее обмотке. После уси­ления эти сигналы направляются в громкоговоритель.

Рис. 22. Магнитофон в режиме воспроизведения.

Совершенство­вание магнитофонов идет по пути уменьшения размеров магнитофо­нов, повышения качества и плотности записи, перехода от оксидных порошков к металлическим. Увеличение плотности записи позволило перейти к записи не только звука, но и изображения (видеомагни­тофон).