close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

1degrell l proigryvateli i gramplastinki

код для вставкиСкачать
Л .Д Е ГР Е Л Л
ПРОИГРЫВАТЕЛИ
И ГРАМ ПЛАСТИНКИ
Советско-венгерская
библиотека по радиоэлектронике
Л. Дегрелл
ПРОИГРЫВАТЕЛИ
И ГРАМПЛАСТИНКИ
Перевод с венгерского В. К. П и с к а р е в а
под редакцией Ю. А. В о з н е с е н с к о г о
Москва «Радио и связь» 1982
ББК 32.871
Д26
УДК 681.844
Дегрелл Л.
Д 26 Проигрыватели и грампластинки: Пер. с венг. /
Под ред. Ю. А. Вознесенского. — М.: Радио и связь,
1982.— 176 с., ил. — (Сов.-венг. б-ка по радиоэлек­
тронике).
60 к.
В популярной форме рассказывается о проигрывателях и грам ­
пластинках. Приводятся примеры конструкций проигрывателей. Д а ­
ются советы по уходу за аппаратурой и содерж анию домаш ней ф о­
нотеки.
Д ля широкого круга читателей.
Д
2402030000-125
------------------------
ББК 32.871
183-82
вФ2 7
0 4 6 (0 0 -8 2
Редакция научно-популярной литературы
и массовой радиобиблиотеки
DEGRELL LASZLO
L E M E Z JA T SZ 6K Ё8
HANGLEM EZEK
\I0SZAKI KONYVK1AD0, BUDAPEST
SZOVJKTSZKOJE RAGYIO, MOSZKVA
1978
© D egrell Laszlo, B udapest, 1978
© П еревод на русский язык, издательство «Радио и связь», 1982
ПРЕДИСЛОВИЕ К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ
П редлагаем ая вниманию читателей книга «Проигрыватели и
грампластинки» содерж ит много полезных сведений по истории
развития механической записи, технике производства грампластинок
и конструкции воспроизводящей аппаратуры. С первых страниц
книги автор стремится показать, что грампластинка ■— тонкое изде­
лие, требующее осторожного и бережного обращ ения. В этом отно­
шении полезны советы автора по уходу за грампластинками, их
хранению и коллекционированию. Несомненно, книга явится хоро­
шим
дополнением
к
изданию
«Механическая
звукозапись»
Л. П. Аполлоновой и Н. Д . Шумовой, выпущенному издательством
«Энергия» в 1978 г.
М еханическая запись звука постоянно развивается. Первые
граммофоны с акустическим рупором заменены современными про­
игрывателями с программным управлением, мощными усилителями
и широкополосными акустическими системами, звучание которых
приближается к естественному. Значительные успехи достигнуты в
технологии записи на лаковый диск, в совершенствовании гальвани­
ческого процесса и процесса прессования грампластинок. Современ­
ная установка для записи на лаковый диск представляет собой
сложный автоматический комплекс, работающий по заранее состав­
ленной программе. Все эти достижения привели к значительному
повышению качества грампластинок. Д альнейш ее совершенствование
процесса записи на лаковый диск идет по пути снижения шума
магнитной ленты. Перспективно в этом направлении применение
цифровых способов студийной записи на магнитную ленту с после­
дующим преобразованием сигналов в аналоговую форму в процессе
перезаписи на лаковый диск.
Во многих странах (в том числе в СССР) разрабаты ваю тся му­
зыкальные грампластинки с цифровой записью. Они позволяют вос­
произвести сигналы в полосе 20-—20 000 Гц с отношением сиг­
нал/шум более 85 дБ , при коэффициенте нелинейных искажений
менее 0,05% и практически незаметной детонации звука. Д литель­
ность звучания цифровой грампластинки диаметром 125 мм состав­
ляет 2X 60 мин. Цифровые грампластинки отличаются от сущ ест­
вующих, для их внедрения необходима полная замена всех проигры­
вателей более сложными. Вопрос о целесообразности такой замены
пока еще не решен.
Д л я нас грампластинка остается проводником музыкальной
культуры в широкие слои населения. Она позволяет прослуш ать в
домашних условиях любимые музыкальные и литературные произ­
ведения, активно провести свой отдых. В книге большое внимание
уделяется эстетической стороне восприятия музыки. Автор учит слу­
шать музыку и ощ ущ ать акустическую обстановку концертного
зала, в которую переносит слуш ателя музыка, записанная квалифи­
цированным звукорежиссером.
Книга написана простым языком с минимальным количеством
математических выкладок, однако техника производства грам пла­
1*
3
стинок и конструкции воспроизводящей аппаратуры рассмотрены
достаточно полно. Терминология приведена к виду, привычному
для советского читателя. М ожно полагать, что книга представит
интерес для широкого круга любителей грамзаписи и специалистов,
занимающихся механической звукозаписью.
Отзывы и замечания по книге присылайте по адресу: 101000,
Москва, Главпочтамт, а/я 693, изд-во «Радио и связь», редакция
научно-популярной литературы и массовой радиобиблиотеки.
Ю. А. В о з н е с е н с к и й
ПРЕДИСЛОВИЕ К ВЕНГЕРСКОМУ ИЗДАНИЮ
Человек, любящий музыку, но слабо разбираю щийся в технике,
рассматривая витрину магазина радиотоваров, может оказаться в
затруднительном положении, увидев стереофонический электрофон,
а рядом с ним головку звукоснимателя стоимостью в два с поло
виной раза выше. Если к головке приобрести проигрыватель, уси
литель и звуковые системы, то цена полного комплекта уж е в двад
цать — двадцать пять раз может превысить цену электрофона
А меж ду двумя соперничающими устройствами можно увидеть чер
ный диск из синтетической пластмассы с ценой, небрежно простав
ленной шариковой ручкой на конверте.
Невольно возникает вопрос: если одну и ту же грампластинку
можно прослуш ать с обеих установок, какой смысл покупать более
дорогую? И вообще, какие данные определяют качество установки?
Ц ель данной книги — осветить эти вопросы, описать устройст­
ва, используемые в настоящее время, а такж е конструкции, которые
могут получить широкое распространение в будущем. Хотя основ­
ное внимание в книге уделяется проигрывателям и грампластинкам,
дается такж е краткий обзор некоторых вопросов, связанных с про­
слушиванием музыки с грампластинки. К ним относятся запись зву­
ка, усилители, акустические системы, условия прослушивания музы­
ки и, естественно, коллекционирование грампластинок.
Я стремился познакомить любителей музыки с обслуживанием
проигрывателей и обращением с грампластинками, привлечь внима­
ние радиолюбителей, модернизирующих свою аппаратуру только
ради улучшения ее технических параметров, к музыкальному впе­
чатлению, получаемому после повышения качества звукопередающих
устройств. Надеюсь, что мои слова не останутся набором сухих
данных, а окаж ут существенную помощь энтузиастам-лю бителям,
которые, не ж алея труда и времени, займутся улучшением своей
аппаратуры и приобретут богатый опыт. И если их мнение не со­
впадает с мыслями, изложенными в книге, то можно будет и поспо­
рить. Но только после прослушивания музыки, а не во время ее
зв у ч ан и я ...
Ласло Дегрелл
1.
К Р АТ КА Я ИС Т ОР И Я
РАЗВИТИЯ ГРАМЗАПИСИ
1.1.
ПУТЬ
к
ЗАПИСИ ЗВУКА
Больш ая часть популярных трудов и научных работ, посвящен­
ных звукозаписи, начинается с хорошо известной старинной по­
говорки: «Сказанное улетает, написанное остается». Что же, начнем
и мы с этой поговорки и сравним звучание слова с его написанием,
иначе говоря, рассмотрим наиболее значительные этапы фиксации
мысли. Первым в ряду информационных средств человека можно
упомянуть способ получения настенных рисунков в пещерах (около
50 000 лет до нашей эры ), а на второе место можно поставить кли­
нопись Месопотамии (5000 лет до нашей эры ). Д л я записи инфор­
мации и в наши дни наиболее часто применяются эти два древних
метода: нанесение на поверхность материала другого вещества (бу­
мага и карандаш ) и гравировка на поверхности какого-либо мате­
риала. П оследняя технология используется для изготовления грам ­
пластинок. Но прежде чем по времени мы перенесемся в эту эпоху,
вспомним еще несколько дат. Около 900 лет до нашей эры были
изготовлены первые отпечатки с каменных пластинок. Помимо тех ­
нической достопримечательности этого события, большое значение
имеет и сама идея, ибо родилось новое понятие: тиражирование.
Приведенная выше поговорка потеряла свою точность уж е в
63 г. до нашей эры, когда был застенографирован текст одной из
речей Цицерона. Интересно напомнить, что покрытые воском дере­
вянные таблички еще в конце третьего столетия использовались
в качестве тетрадей для записи, а Бонетиус (475—542 гг.) описал
на них зависимость меж ду звуком и скоростью движения.
Систематические исследования колебаний начались только пос­
ле изобретения камертона Ш оу в 1711 г. Б это время в печатном
деле предпринимались попытки получить трехцветные отпечатки.
По мнению французского математика Д ю амеля звук, т. е. колеба­
ния воздуха, можно записы вать путем гравировки твердого мате­
риала (1830 г.). Сам он не заним ался проектированием экспери­
ментального прибора; за него это сделали Бильгельм Э дуард Бебер, Эйсенмангер и Э дуард-Л еон Скотти де М артенвиль. З в у ко за­
писывающие устройства этих изобретателей начиная с 1830 г. были
использованы для различных акустических исследований.
Нельзя забы вать, что играющие аппараты существовали уж е
столетия до этого, но они по существу были только механическими
автоматами. Своей конечной целью изобретатели ставили создание
устройств, пригодных для записи и воспроизведения любого звуко­
вого явления, встречающегося в природе. И все ж е создание зв у ­
чащих автоматов, имитирующих человеческую речь, встретилось
с большими трудностями. Б то время существовало странное пред­
ставление, что голос артиста с хорошими вокальными данными
может быть сохранен, если через его отрезанную голову продувать
воздух и с помощью рычагов приводить в движение звукообразую ­
щий аппарат. К счастью, о практическом осуществлении этой идеи
в хрониках ничего не го во р и тся...
Так как в середине XIX столетия в центре внимания находи­
лись проволочный телеграф и фотографии Д аггера, свои первые
шаги запись и воспроизведение звука сделали от этих двух изо­
бретений.
1.2. ШАРЛЬ КРО И ТОМ ЭДИСОН
Ш арль Кро был любителем-естествоиспытателем. Документы
на изобретение под названием «Фонограф» он по совету друзей
30 апреля 1877 г. послал во Французскую академию наук и после
признания своих идей рассчитывал получить средства для продол­
жения исследовательских работ. Сущность его изобретения заклю ­
чалась в том, что «на покрытую сажей поверхность вращающегося
стеклянного диска игла, прикрепленная к мембране, может зап и ­
сывать звуковые колебания. С этого диска на светочувствительной
хромовой пластинке оптическим путем можно получить одну или
несколько копий. В ращ ая металлическую пластинку и прослеживая
изображ ение звука иглой, соприкасающейся с мембраной, можно
вновь получить звук».
Но надеж дам Кро не суждено было осуществиться, так как
папка с его изобретением долгое время пролеж ала не раскрытой.
В середине декабря еж едневные газеты опубликовали известие, что
американский изобретатель Эдисон продемонстрировал аппарат,
пригодный для записи и воспроизведения звука. Тогда по н астоя­
нию Кро был найден лежащ ий без движения в архиве пакет и хотя
Академия наук публично признала правильность его идей, в финан­
совой поддержке, на которую он возлагал надеж ды, было отка­
зано.
Имя Томаса Альвы Эдисона было знакомо читателям газет.
Этот тридцатилетний человек уж е десять лет удивлял мир своими
изобретениями. В середине 1877 г. он работал над повышением
быстродействия телеграфного аппарата. По его замыслу знаки М ор­
зе, составляющ ие телеграмму, пробивались в виде дырок на бу­
мажной ленте. П ротягивая ленту с большой скоростью через м а­
шину нового типа, можно было снизить время передачи телеграм­
мы, т. е. повысить пропускную способность телеграфных линий.
Когда перфорированные бумажные ленты двигались под стальными
контактными иглами считывающего прибора, то они вызывали из­
меняющиеся по высоте звуки. Эдисон заинтересовался этим явл е­
нием и занялся его изучением, отложив начатые работы. Он покрыл
бумажную ленту слоем воска и записал на нем иглой, прикреплен­
ной к мембране, хорошо различимые телеграфные знаки. В оодуш ев­
ленный этим успехом, Эдисон за три недели разработал чертежи
нового устройства и передал их для изготовления прибора одному
из своих близких сотрудников шведу Д ж ону Круеши. Принцип р а ­
боты прибора он не пояснил. Круеши шаг за шагом собирал аппа­
рат неизвестного назначения, состоящий из вала с рукояткой и ме­
таллического каркаса, смонтированного на деревянной подставке.
На валу был закреплен пустотелый цилиндр, который при круговом
вращении рукоятки продвигался перед иглой на постоянное р ас­
стояние, соответствующее шагу винтовой резьбы. Игла была при­
креплена к круглой мембране, заключенной в короткий рупор.
В конце ноября Круеши поставил аппарат на стол Эдисона. Э ди­
5
сон плотно натянул на цилиндр станиоль, подвел иглу к поверх­
ности цилиндра, осторожно начал вращ ать рукоятку и в прикреп­
ленный к мембране рупор пропел первую строфу детской песенки
«У Мери была овечка». Затем он отвел иглу от цилиндра, руко­
яткой вернул его в исходное положение, вставил иглу в только что
выдавленную канавку и вновь начал вращ ать цилиндр. И со сто­
роны мембраны тихо, но разборчиво прозвучала детская песенка.
Именно поэтому летоисчисление звукозаписи принято начинать
с октября 1877 г.
1.3. ФОНОГРАФ
М ожет быть, по простой случайности, но более вероятнее, по
аналогии со словом «телеграф», наименование «фонограф» (по гре­
чески записыватель звука) независимо один от другого дали зв у ­
козаписывающему устройству и Кро, и Эдисон. После первого п а ­
мятного эксперимента последовали дни и ночи кропотливой работы
по совершенствованию прибора. Эдисон и его сотрудники много­
кратно записывали и воспроизводили звуки, и в то ж е время по­
стоянно модифицировали отдельные узлы, оценивая работу на слух.
Они изменяли положение иглы и крепление мембраны, а на валу
укрепили маховик, снизивший неравномерность ручного привода.
Через несколько дней отпала необходимость в сохранении тайны
сотрудниками и Эдисон сам отвез свой прибор для демонстрации
в редакцию научно-технического ж урнала «Сайэнтифик Америкэн».
И звестие об устройстве распространилось мгновенно. П рези­
дент США Рутерф орд Хейс тож е попросил продемонстрировать ему
фонограф. Н а этом показе Эдисон определил в 10 пунктах цель
своего изобретения. Среди них было девять прозаических примене­
ний (диктовка писем, книги для слепых, служ ба точного времени,
ораторское искусство, культура речи, изучение иностранных языков
и так далее). И это не удивительно, ведь Эдисон не интересовался
музыкой и к тому ж е имел пониженный слух.
В скором времени, наряду с хвалебными высказываниями о
фонографе, появились и объективные работы, говорившие о его
недостатках. На один валик фонографа можно было записать при­
мерно сто слов, которые нужно было говорить с очень близкого
расстояния. Устройство не фиксировало звук «ш», а отдельные зв у ­
ки, такие, как «д» и «т» воспроизводились одинаково. Однако гл ав ­
ным неудобством было то, что оловянный валик выдерж ивал толь­
ко около пяти проигрываний.
З аявк а на изобретение прошла все инстанции за три месяца и
была зарегистрирована 19 ф евраля 1878 г. Эдисон продолж ал ин­
тенсивно работать над усовершенствованием фонографа и в каче­
стве переходного варианта экспериментировал с оловянной пластин­
кой, имевшей форму диска. Он испытывал пружинный привод от
часового механизма вместо ручного привода, изготовил электриче­
ский фонограф, приводимый в движение десятиполюсным двигате­
лем постоянного тока сначала с помощью фрикционных колес, а
затем ременной передачи. Интерес широкой публики к фонографу
за этот год почти полностью исчез, и Эдисон сосредоточил свои
усилия на разработке лампы накаливания. Ее успешная демон­
страция состоялась 2 января 1880 г.
И зобретатель телефона Белл в 1885 г. вновь решил заняться
фонографом и изготовил для него бумажный диск, покрытый вое-
ком. Свой прибор он назвал графофоном. Эдисон десятью годами
позже заменил валик со станиолевым покрытием сплошным воско­
вым валиком, с которого мож но было без особого труда сточить р а ­
нее записанные канавки. И спользуя восковые валики и применив
для записи алмазную иглу, Эдисон добился улучшения качества
звука и увеличил время звучания. М ожно было начать изготовление
музыкальных записей, но с восковых валиков звук воспроизводился
более тихим, чем с оловянных, поэтому их стали прослушивать
через трубку, вставленную в ухо на манер стетоскопа. М еж ду тем
возникло требование тираж ирования записей. В первое время к а ж ­
дую запись изготовляли индивидуально: одну двухминутную песню
одновременно записывали десятью фонографами, после этого уста­
навливали новые валики и запись производили вновь. В один и тот
ж е день такую запись приходилось повторять по полсотни раз.
Позднее были предприняты попытки акустической перезаписи с од­
ного валика на другие. При таком тиражировании с одного валика
получали десять первых копий, а затем с каж дой из них десять
вторых копий. Было испытано такж е гальванопластическое ти раж и ­
рование восковых валиков стандартных размеров (длина 115 мм,
диаметр 50 мм), которое стало возможным благодаря остроумной
идее, основанной на использовании ламп накаливания Эдисона.
Восковой валик с первичной записью (оригинал) помещали в в а ­
куумную трубу. Индуктор высокого напряжения подключали к двум
электродам, протянутым в вакууме. Один из электродов изготов­
ляли из золота, атомы которого отделялись и притягивались д р у ­
гим электродом. М еж ду электродами медленно вращ ался восковой
валик, на поверхности которого оседал слой золота. Затем на этот
слой гальваническим путем наращ ивали более толстый слой никеля.
После нагревания воск вытапливали из металлической цилиндриче­
ской формы. Таким образом получали литейную модель. Ее зал и ­
вали горячим воском, на котором отформовывались канавки пер­
вичного валика. При остывании воск сж имался и валик легко вы ­
нимали из литейной формы К
1.4. ГРАММОФОН ЭМИЛЯ БЕРЛИНЕРА
В 1870 г., девятнадцати лет отроду, Берлинер покинул роди­
тельский дом в Германии и направился в Америку. Там он выпол­
нял работы, не требующие квалификации, а свободное время про­
водил в библиотеках. Особенно заинтересовало его описание изо­
бретенного Беллом телефона. П рилеж но работая, ему удалось вне­
сти в него некоторые усовершенствования. Н а полученные деньги
была создана домаш няя лаборатория. Здесь он много занимался
фонаутографом Скотта. Берлинер установил, что этот прибор со­
здает на закопченной пластинке канавки постоянной глубины, вы ­
писывая звуковые колебания в виде поперечных отклонений. И гла
фонографа Эдисона, следуя колебаниям мембраны, вы давливала
на валике канавку переменной глубины. Берлинер предположил,
что для записи звука на плоской пластине можно использовать
^ Гальванопластический способ тираж ирования восковых вали ­
ков не получил практического применения. Отсутствие удобного
способа тираж ирования валиков явилось основной причиной, огра­
ничившей их распространение. Здесь и далее примечание редак­
тора. — Прим. ред.
8
поперечные колебания. Во время поисков в библиотеке Берлинер
натолкнулся на описание принципов записи звука, сформулирован­
ных Кро. Они совпадали с его собственными представлениями, по­
этому сначала он построил и опробовал прибор Кро. Записанную
на стекле спиральную звуковую канавку Берлинер фотохимическим
способом скопировал на цинковую пластинку. Его надеж ды оправ­
дались: с металлической пластинки можно было воспроизводить
звук. Н а разработанное устройство, названное граммофоном, был
получен патент 26 сентября 1887 г., т. е. через 10 лет после получе­
ния патента на фонограф.
Признание его работы побудило Берлинера к дальнейшим ис­
следованиям. Он поставил перед собой задачу устранить наиболее
слабый этап процесса — медленное и неточное светокопирование.
В результате систематических исследований, проводившихся в те­
чение нескольких месяцев, был разработан более надежный метод.
По этому методу на поверхности цинковой пластинки, покрытой
воском, процарапывалась канавка; затем пластинку заливали со­
ляной кислотой и вытравливали на ней места, соответствующие
царапинам в воске. Громкость, получаемая с изготовленных таким
способом пластинок, была выше, чем при оптическом копировании.
Процесс травления и полученные с его помощью пластинки были
продемонстрированы специалистам летом 1888 г. Наиболее значи­
тельным было признано не техническое решение, предложенное Б ер­
линером, а его представление, что вместо сохраняемых с трудом
валиков фонографа, который уж получил достаточно широкое р ас­
пространение как диктофон, можно выпускать легко тиражируемые
и удобные в обращении плоские пластинки, содерж ащ ие записи
развлекательного и художественного характера. Новым было и его
предложение выплачивать при создании записи гонорар исполни­
телям. Эти намерения коренным образом отличались от целей гово­
рящей машины, характеризующ их фонограф. Берлинер серьезно
поставил перед собой задачу проложить путь в каждый дом музы ­
ке, записанной на пластинке. В результате пятилетней настойчивой
и упорной работы были разработаны гальванопластический процесс
тираж ирования с позитива цинкового диска и технология прессова­
ния грампластинок из эбонита при помощи стальной печатной м ат­
рицы. Было основано общество, организовавш ее завод, на котором
началось мелкосерийное тиражирование пластинок. Эбонит был
заменен шеллаком, из которого можно было прессовать дешевые
пластинки хорошего качества. Главным препятствием широкому
распространению изобретения было отсутствие приводного дви га­
теля, пригодного для вращения диска проигрывателя. Диск прихо­
дилось вращ ать вручную. Использовать привод от фонографа со
стальной пружиной запрещ алось охраной авторских прав. Берлинер
долж ен был применить только самостоятельно разработанный дви­
гатель. Он обратился с просьбой к работавш ему в городе Камдена
специалисту по приборам Э лдридж у Р. Д ж онсону сконструировать
для граммофона дешевый привод. Дж онсон изготовил двигатель,
но после демонстрации Берлинер признал его непригодным и взял
свое поручение обратно. И если граммофон все же не оставался
без двигателя, это целиком заслуга Дж онсона, который несмотря
на отказ сконструировал новый тип двигателя. Он взял за основу
пружинную систему, использовавшуюся не в фонографах, а в швей­
ных машинах. Вторая модель двигателя настолько понравилась
Берлинеру, что летом 1896 г. он зак азал их в количестве 200 шт.
Скромная мастерская Д ж онсона вскоре превратилась в настоящий
завод. Одновременно с этим Берлинер в лице Д ж онсона приобрел
партнера, обладавш его незаурядными коммерческими способностя­
ми. Их предприятие начало процветать, что вызвало неудовольствие
со стороны фирм, занимавшихся выпуском фонографов Эдисона.
Н ачалась конкурентная борьба. Появились статьи в газетах, дело
дошло до суда. Д ж онсон поддерж ал изобретение Берлинера, но
вскоре оказался на краю банкротства. Юристы запретили продажу
пластинок, изготовленных по методу Берлинера. Однако за два го­
да, пока длился процесс, Дж онсон разработал способ записи на
восковой диск и метод получения с него гальванопластической мат)ицы (1901 г.) и создал самостоятельную фирму «Джепэн Виктор
Компани» («Джи-Ви-Си») по производству звуковых аппаратов и
пластинок. Берлинер со временем отстоял свое право на патент, а
Дж онсон не запатентовал процесс записи на восковой диск, р а зр а­
ботанный на основе идей Берлинера. Воспользовавшись этим об­
стоятельством, один из сотрудников Д ж онсона тайно запатентовал
это изобретение и продал его затем фирме «Колумбия Бродкастинг
систем» («Си-Би-Эс»). Берлинер со своим сотрудником не решился
снова возобновить бессмысленный юридический спор, а без пере­
купки патента продолж ал производство пластинок, потому что фир­
ма «Си-Би-Эс» без разрешения Берлинера выпускала граммо­
фоны ...
Решить этот спор чрезвычайно трудно, так как в 1884 г., т. е
за три года до получения патента на граммофон, Тайнер, один ш
сотрудников Белла, составил записку в десяти томах для под­
тверж дения прав на проигрыватель пластинок Белла—Тайнера
М ожно предположить, что этот проигрыватель не получил распро­
странения из-за неудобств, связанных с вращением диска в верти­
кальной плоскости.
1.5. ПЕРЕХОД К ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ЗАПИСИ ЗВУКА
В первые годы двадцатого века центром производства пла­
стинок была фирма «Джи-Ви-Си», руководимая Берлинером i
Джонсоном. Директором английского филиала фирмы компании
«Дойче Граммофон Гезельш афт» («Граммофон») был Гейсберг, ко
торый с подлинной деловитостью работал над усовершенствованием
процесса записи. Ему удалось убедить некоторых известных арти­
стов сделать свои записи для пластинок. В России эти записи по­
явились на пластинках, имевших красивые этикетки с золотыми
буквами на красном фоне вместо обычных выгравированных надпи­
сей. Так родилась первая в истории пластинок серия записей серь­
езной музыки, в которой среди других были записи Ш аляпина и
Карузо. Берлинер приобрел у лондонского партнера изображение
собаки, сидящей перед граммофоном и слушающей голос хозяина,
и начал рекламировать его в качестве символа фирмы. Записи на
пластинку голоса К арузо подняли популярность певца, в то же
время и сами пластинки становились все более и более популярны­
ми. З а пластинками с танцевальной музыкой диаметром 175 мм
последовали пластинки диаметром 250 и 300 мм с записями клас­
сической музыки в исполнении известных артистов.
Конкурентная фирма «Си-Би-Эс» такж е попыталась выпустить
подобную серию, но ее записи звучали хуж е записей Гейсбергс!.
Одной из причин этого была тщ ательная обработка Гейсбергом му­
зыкального материала. Например, К арузо не успокаивался до тех
10
пор, пока не доводил до совершенства мельчайшие фрагменты запи­
си. Запись производили акустически через рупор, поэтому испол­
нитель долж ен был занять правильное положение перед рупором,
чтобы записать звук достаточной громкости, но с минимальными
искажениями. Во время записи следовало заботиться и о правиль­
ной частоте вращения диска, которую в это время устанавливали
меж ду 68 и 88 мин-^. Несколько позже, учитывая частоту амери­
канской сети 60 Гц и снил^ение частоты вращения двигателя (3600)
в отношении 1 : 46, была установлена частота 78,26 мин~Г
В то ж е время не ослабевал интерес к фонографам, время зв у ­
чания с которых было увеличено путем уменьшения размеров к а ­
навки на валиках и увеличения плотности записи. Такие валики
звучали до пяти минут и выдерживали большое число проигрыва­
ний.
Однако техника производства пластинок вновь ш агнула вперед
благодаря новой идее, которая в настоящее время всем каж ется
очевидной. В 1904 г. стало известно о сенсации Лейпцигской яр м ар ­
к и — появлении пластинок фирмы «Одеон», проигрываемых с двух
сторон. Это нововведение позволило удвоить время звучания пла­
стинки. После обычных юридических споров все фирмы стали выпу­
скать двухсторонние пластинки. Эдисон не оставался в стороне от
этих открытий и разработал новый тип пластинки, на которой вме
сто поперечной записи Берлинера применил глубинную запись,
оправдавш ую себя в фонографах, производство которых в конце
десятилетия прекратилось, хотя валики для них продолжали изго­
тавливать до 1929 г. Пластинки с глубинной записью применялись
вплоть до второй мировой войны.
в первом десятилетии производство пластинок начало удовлет­
ворять требования покупателей. Джонсон, идя навстречу п ож ела­
ниям женщин, спроектировал граммофон, который хорошо вписы­
вался в интерьер комнаты. Его викторола получила распространение
(экстраграммофон фирмы «Си-Би-Эс» провалился). Увеличился вы­
бор программ, а обычный фортепьянный аккомпанемент был зам е­
нен оркестровым сопровождением. Особенно чисто записывалось
звучание духовых инструментов, звук смычковых инструментов был
улучшен путем применения рупоров специальной формы. Были осу­
ществлены первые оркестровые записи симфонической музыки. Н аи ­
большую известность получила запись на четырех пластинках 5-й
симфонии Бетховена в исполнении оркестра Берлинской ф илармо­
нии под управлением А ртура Никиша. В списке пластинок, выпу­
щенных фирмой «Джй-Ви-Си» в 1917 г; помимо записей оперетт и
других развлекательных программ привлекла внимание и первая
запись дж азовой музыки.
В 1923 г. вышел в свет первый номер ж урнала «Граммофон»,
предназначенного специально для собирателей пластинок.
В первой половине 20-х годов во всем мире стало развиваться
радиовещание, позволившее передавать звуки на расстояние. Д ля
приема радиовещ ательных программ использовались приемники и
усилители на электронных лампах и громкоговорители, которые уж е
в самом начале излучали звук лучшего качества, чем наиболее со­
вершенные в то время граммофоны. Но вопреки всем ожиданиям
радиовещ ание на вытеснило граммофон, а в определенной степени
д аж е укрепило его позиции. Это произошло благодаря введению
электрического способа записи звука.
Впервые в истории вопросы звукозаписи начали изучать в л а ­
бораториях фирмы «Белл». В этом научном учреждении были вы ­
11
яснены физические и математические зависимости звукозаписи, и в
результате проведенной исследовательской работы, длившейся не­
сколько лет, был освоен электромеханический процесс звукозаписи.
П олоса частот и динамический диапазон записей, проведенных с ис­
пользованием микрофонного усилителя и электрического станка для
звукозаписи, намного превосходили показатели акустической запи­
си, а искажения были уменьшены в больших размерах. Был создан
такж е и электрический проигрыватель, но для всеобщего распро­
странения он был в то время еще чрезвычайно дорог. Поэтому все
усилия были направлены на совершенствование акустических про­
игрывателей. Н есмотря на это, качественные показатели электри­
ческой записи на пластинках были лучше показателей акустических
проигрывателей. П оэтому специалисты фирмы «Белл» справедливо
ож идали, что интерес к новой технике окаж ется большим. Но их
ж дал о разочарование. Фирма «Джи-Ви-Си», которая в 1924 г. име­
ла 13 000 рабочих и выпускала половину пластинок, производив­
шихся в Америке, проявила колебание в отношении внедрения элек­
трического способа записи и многие фирмы вслед за ней не пож е­
лали рисковать.
О днако в течение года все ж е начался новый век в технике
грамзаписи и произошло это довольно необычно. П роизводство экс­
периментальных пластинок, записанных электрическим способом,
фирма «Белл» поручила второстепенному заводу. Руководитель фир­
мы несколько образцов новых пластинок тайно послал своему ста­
рому другу Л. Штерлингу, который был директором фирмы в
Англии. П рослуш ав пластинки, Ш терлинг был настолько поражен
их качеством, что с первым пароходом немедленно отправился в
Америку, чтобы закупить там для своего предприятия секрет элек­
трического способа записи. Однако фирма «Белл» отклонила его
просьбу, так как рассчитывала передать описание процесса толькс
американскому предприятию. Тогда Ш терлинг в течение нескольки.х
дней купил стоящее на пороге банкротства бывшее материнское
предприятие—американскую фирму «Си-Би-Эс». Фирма «Джи-Ви-Эс.?
такж е не осталась в стороне и заключила договор на получение
процесса и вскоре подготовила для продаж и первую пластинку с
записью звука электрическим способом. Фирмы «Джи-Ви-Си» и
«Си-Би-Эс» договорились не проставлять на пластинках данных с
способе их изготовления, что затруднило бы продаж у накопленной
до того времени продукции. Вместе с тем они предложили м ага­
зинам реализовать имеющиеся запасы. Только 2 ноября 1925 г. было
публично объявлено о важнейш ем изменении. Н а этот день был
назначен выпуск в продаж у усовершенствованного проигрывателя
фирмы «Белл», который назвали «Ортофоник Викторола».
Н ачалась конкурентная борьба за обладание правом на элек­
трический способ записи звука. В Европе инженеры фирмы «Грам­
мофон» были вынуждены собственными силами разрабаты вать ан а­
логичный процесс, который обходил бы пункты патента. Берлинер
и Д ж онсон продали свое предприятие и через несколько лет объеди­
нились с американской корпорацией «Ар-Си-Эй». В это время р а з­
разился экономический кризис. Европейские предприятия по про­
изводству пластинок были объединены фирмой «Электрикэл энд
М ьюзикл Индастриз» («ЭМ И»). Торговля пластинками в Америке
за несколько лет снизилась со 100 до 6 миллионов штук. П роизвод­
ство пластинок находилось в состоянии застоя и, по общему мне­
нию, к его процветанию мог привести только прогресс в технике.
В сентябре 1931 г. фирма «Ар-Си-Эй» продемонстрировала долго­
12
играющую пластинку с частотой вращения 337з м и н - ’. Д л я этой
пластинки были использованы старые записи невысокого качества,
поэтому ее демонстрация закончилась неудачей. В увеселительных
заведениях появились автоматические граммофоны, а в 1934 г. ф ир­
ма «Ар-Си-Эй» выпустила дешевый проигрыватель, который спо­
собствовал восстановлению производства пластинок.
Через десять лет после внедрения электрического способа запи­
си среди собирателей пластинок распространилось новое течение,
целью которого было повышение качества звучания. Свое название
течение получило от английских слов H igh Fidelity (H i-F i), что
означает высокую степень соответствия. Повышение качества м ож ­
но проследить по расширению полосы передаваемых частот. Если
в 1925 г. полоса частот заним ала диапазон 100—5000 Гц, в 1929 г.
50—6000 Гц, то в 1934 г. диапазон передаваемых частот расш ирил­
ся до 30—8000 Гц. Н ачался процесс повышения качественных по­
казателей проигрывателей и совершенствования технологии произ­
водства пластинок.
1.6. ДОЛГОИГРАЮ ЩИЕ ПЛАСТИНКИ
Английская фирма «Декка», не входившая в число членов
«ЭМИ», избеж ала банкротства благодаря выпуску дешевых записей
серьезной музыки. Это мероприятие помогло ей стать одной из круп­
нейших фирм грамзаписи. Ее примеру пытались последовать фирмы
«Си-Би-Эс» и «Ар-Си-Эй».
Во время второй мировой войны выпуск пластинок начал со­
кращ аться. Одна только американская промышленность пластинок
ежегодно требовала ш еллака для 130 миллионов пластинок. П оми­
мо забот о снабжении материалами, затруднилось и обеспечение
программами. Установленные в увеселительных заведениях несколь­
ко сот тысяч музыкальных автоматов отнимали работу у большого
числа музыкантов, поэтому профсоюз музыкантов в августе 1941 г.
запретил своим членам участвовать в записях для пластинок. Н е­
которое время заводы выпускали пластинки со старыми записями,
однако их сбыт становился все более трудным.
Тяж елое положение создалось и в области развития техники.
По поручению английского военного командования фирма «Декка»
для учебных целей разработала способ записи полной полосы зв у ­
ковых частот. В Германии исследователи фирмы «Сименс» р азр аб о ­
тали технологию получения матриц с восковых дисков способом их
серебрения. Было разработано так ж е оборудование для магнитной
записи звука, получившее название «магнитофон». После войны во
всем мире начались работы по его усовершенствованию для исполь­
зования в домашних условиях. А ппаратура для магнитной записи
звука с самого начала имела определенные преимущества перед
грамзаписью. М ожно было ож идать, что в производстве пластинок
наступит длительный спад. В такой обстановке особенного энтузи­
азма не встретило заявление директора фирмы «Джи-Ви-Си» Э. В ал­
ленштейна, в котором представители прессы приглашались на д е ­
монстрацию долгоиграющей пластинки нового типа (L ong P lay) в
зале нью-йоркской гостиницы — там, где когда-то фирма «Ар-Си-Эй»
продемонстрировала электрический способ звукозаписи. Д л я нагляд­
ности была сооруж ена башня высотой в два с половиной метра из
положенных одна на другую обычных пластинок, а рядом был по­
13
мещен столбик из пластинок нового типа, имевших такое Же время
звучания. Высота этого столбика составляла 30— 40 см.
В отличие от четырехминутной программы обычной пластинки
музыкальные отрывки с новой пластинки звучали без перерыва
больше четверти часа и по единому мнению присутствующих каче­
ство звучания было намного лучше, а шум от иглы почти неслышен.
В результате сравнения длительностей различных музыкальных
произведений было установлено, что время звучания каж дой из
сторон пластинки долж но быть по 20 мин. Д л я этого частота в р а­
щения была снижена с 78 до 40 м и н -’, а затем была установлена
частота вращения ЗЗ’/з м и н - ’. Д л я повышения качества звучания
был разработан новый материал для пластинок и уменьшены р а з­
меры звуковых канавок. Д л я отличия новых пластинок от ш еллач­
ных их стали называть долгоиграющими.
Стоковский и Флетчер предложили установить верхнюю грани­
цу диапазона записи на частоте 13 кГц. Технику записи для долго­
играющих пластинок с микроканавками разработал Петер Голд­
марк, венгр по происхождению, родившийся в Будапеш те в 1906 г.
С 1 января 1936 г. до ухода на пенсию в 1971 г. Гольдмарк был
сотрудником фирмы «Си-Би-Эс».
Интересное
мнение
сложилось
у
сотрудников
фирмы
«Ар-Си-Эй» о пластинках с микроканавками. Они были против это­
го нововведения, так как считали, что магнитофоны в будущем
вытеснят пластинки с серьезной музыкой, но останутся только пла­
стинки с танцевальной музыкой. Д л я этой цели была разработана
пластинка с частотой вращения 45 м и н - ’ диаметром 175 мм, время
проигрывания которой составляло 4—5 мин. О днако этот расчет не
оправдался. Техника производства пластинок взяла на вооружение
магнитофон, оказавш ий большую помощь при производстве запи­
сей. С другой стороны, сформировалось равновесное положение,
при котором техническое развитие магнитофонов и проигрывателей
проходило параллельно. В это время выяснилось, что магнитофон
примерно в 3 р аза дорож е проигрывателя, равноценного по каче­
ству, а тираж ирование магнитных фонограмм в заводских условиях
пока еще было нерешенным вопросом. Д л я записей в домашних
условиях необходимо время, специальные знания и дорогая магнит­
ная лента. Конкурентная борьба фирм, выпускавших пластинки с
частотами вращения ЗЗ’/з и 45 м и н - ’, была, наконец, разрешена
фирмой «Филадельфия Пилко», выпустившей проигрыватель для
этих двух типов пластинок.
Д л я проигрывания обычных пластинок в 1938 г. был р азраб о­
тан звукосниматель с прижимной силой 300 мН (1 мН = 0,102 Гс).
К 1947 г. прижимная сила была успешно снижена до 100 мН.
В 1950 г. Э дуард Рейн и И сследовательская лаборатория ф ир­
мы «Граммофон» разработали станок для записи с переменным
шагом, при которой расстояние меж ду канавками устанавливалось
в зависимости от амплитуды записываемых сигналов. Так, при запи­
си сигналов с небольшими амплитудами канавки располагались
близко одна к другой, а при увеличении амплитуды сигналов они
раздвигались. С этим нововведением динамический диапазон п ла­
стинок увеличился примерно на 10 дБ , а время звучания на не­
сколько минут.
В Венгрии производство пластинок началось после национали­
зации предприятий в 1951 г., проведенного на основании решения
Совета народной республики. Вначале на Венгерском заводе грам ­
пластинок работали только 10 человек. Затем предприятие расш и­
14
рилось, получило зрительный зал, пригодный для студийных запи­
сей. Увеличилось число экспортируемых пластинок, что сделало
возможным проведение больших капиталовложений. Было получено
новое оборудование и в 1958 г. начался выпуск пластинок с микро­
канавками. Годом позж е была выпущена первая звуковая открыт­
ка. Н а одной ее стороне можно было написать сообщение, а на д р у ­
гой помещалась цветная фотография, покрытая прозрачным слоем,
на котором были отпрессованы звуковые канавки. Звуковые от­
крытки пользовались большим спросом. Было освоено т ак ж е изго­
товление гибких пластинок, служивших в качестве приложений к
книгам и ж урналам (1965 г.). В 1974 г. производство винилитовых
пластинок диаметром 300 мм достигло 2 миллионов штук в год.
Н ачиная с 1962 г. постоянно увеличивался выпуск стереофониче­
ских пластинок.
2. С О В Р Е М Е Н Н А Я Т Е Х Н И К А
П РО И ЗВО Д СТВА ПЛАСТИНОК
Специалисты-музыковеды составляю т тематические планы зап и ­
сей для пластинок с учетом их спроса на рынке. П редлагаемый в
магазинах ассортимент пластинок состоит из двух частей: новые
записи и набор ранее выпущенных пластинок. Проследим процессы
изготовления пластинок, начиная от подбора записей до выпуска
готовых изделий. Первым шагом является перезапись составленной
программы с магнитной ленты на лаковый диск. Д ал ее следуют
гальванопластический процесс получения металлических оригиналов
и прессование пластинок. Начнем с изложения в общих чертах тех­
ники механической звукозаписи.
2.1. ЗАПИСЬ ЗВУКА
Запись звука на магнитную ленту для пластинки осущ ествляет­
ся такими ж е методами, как запись звука для радиовещания, теле­
видения и звукового кино. О днако записи для пластинки имеют не
информационный или сопровождающий характер, главная их цель—
полноценная запись звуковой информации. Эти записи могут быть
использованы и для будущего поколения, поэтому они долж ны быть
выполнены на высоком техническом и художественном уровнях.
Помещение, в котором долж на проводиться запись, всегда
определяется записываемой программой. Обычно записи произво­
дятся в различных по размеру студиях, оснащенных разнообразной
аппаратурой, позволяющей, в частности, изменять время ревербе­
рации. При наличии передвижного студийного оборудования записи
производятся в специальных помещениях, например в студии, т еат­
ре или соборе. Запись, как правило, проводится без публики. Ее
присутствие хотя и повышает достоверность происходящего явле­
ния, но в значительной степени затрудняет техническое выполнение
записи.
В студиях большого размера музыканты отделены от техниче­
ского персонала, проводящего запись, звукоизолирующ ей перегород­
16
кой со стеклянным окном; отсюда звукорежиссер и инженер по
звуку управляю т записью техническими средствами звукозаписи.
Запись звука осущ ествляется магнитным способом. Однако в по­
следнее время вновь появились пластинки с прямой записью. Их
изготавливаю т не традиционным способом акустической записи, а
при помощи электроакустического оборудования, в котором между
микрофоном и станком записи не используется магнитофон. Г лав­
ное преимущество таких пластинок заклю чается в более широком
динамическом диапазоне и линейной фазовой характеристике. К их
недостатку относится запись с постоянным шагом или ручная его
регулировка по партитуре записываемого произведения. Заметим,
что измерительные пластинки в большинстве случаев изготовляю т
методом прямой записи с генератора.
В настоящее время большинство пластинок выпускается стерео­
фоническими. Стереофоническое восприятие, в отличие от монофо­
нического, возможно благодаря механизму направленности слуха,
работаю щ ему на основе разницы по времени прихода сигналов к
двум ушам слуш ателя и интенсивности сигналов. Прослушивание
на монофоническом оборудовании стереофонических записей, изго­
товленных по способу разницы интенсивностей звука, дает хороший
результат, ибо такие записи совместимы с монофоническими. Л ю ­
бая стереофоническая система содерж ит два независимых канала,
по которым передаются раздельные информации. У станавливая два
громкоговорителя на заданном расстоянии один от другого и по­
давая на каж дый сигнал соответствующего канала, можно полу­
чить пространственное распределение оркестра. Если по каж дом у
каналу передавать два одинаковых сигнала, то возникает впечат­
ление звучания мнимого источника звука, находящ егося меж ду
двумя громкоговорителями.
Звук отдельных инструментов, групп инструментов принимается
динамическим или конденсаторным микрофоном и звуковой сигнал
после микшерного пульта поступает на звукозаписывающий аппа­
рат. Микшерный пульт и другое студийное оборудование для сни­
ж ения уровня шумов имеют симметричные входы и выходы, а т а к ­
ж е малое выходное сопротивление. В самом простом случае стерео­
фоническую запись можно осуществить с помощью двухканального
магнитофона. При наличии более сложного оборудования произво­
дят многоканальную, например двадцатичетырехканальную , запись.
Сигналы с каж дой дорож ки записи в оптимальных соотношениях
сводят затем на две дорожки магнитной ленты.
Д л я современных студийных записей применяют магнитофоны
со скоростью 38,1 см/с, ширина используемой магнитной ленты
6,25 мм. Н а этой ленте сигналы левого и правого каналов записы ­
вают на отдельные дорожки.
Отклонения амплитудно-частотной характеристики канала вос­
произведения по измерительной ленте долж ны быть в диапазоне
31,5—63 Гц не более 3 дБ , в диапазоне 63—8000 Гц
не более
1,5 дБ и в диапазоне 8— 16 кГц — не более 3 дБ.
Отношение сигнал/шум
относительно номинального уровня
записи 510 нВб/м долж но быть не менее 66 дБ. Разделение между
каналами в диапазоне частот 250—4000 Гц долж но быть не менее
40 дБ. Д л я контроля уровня записи в Европе получили распростра­
нение малоинерционные индикаторы со световым указателем, а в
Америке — сконструированные ранее более инерционные индикаторы
со стрелочным указателем, так называемые волюметры. Ч увстви­
тельность этих двух типов приборов к импульсным сигналам отли­
16
чается, но при использовании любого из них на пластинке можно
встретить кратковременную перемодуляцию, что вызывает затрудне­
ния главным образом во время проигрывания.
Ранее заводы пластинок гордились тем, что на их пластинках
прослушивается шум ленты, что свидетельствует о высоком каче­
стве прессования. В настоящее время прилагаются большие усилия,
чтобы сделать шум ленты как можно менее заметным, но на тихих
музыкальных отрывках или во время паузы его и сегодня еще
можно услышать. Д л я снижения шума ленты предлагались различ­
ные способы, из которых наибольшее распространение получил шумоподавитель Долби А. В этом ш умоподавителе слабые сигналы
перед записью на магнитную ленту усиливаются в большей степени,
чем сильные сигналы. При воспроизведении слабые сигналы вместе
с шумом ослабляются в том ж е соотношении. Этот процесс требует
идентичности относительных уровней сигналов, снимаемых с р а з­
личных студийных приборов. К ак недостаток шумоподавителя Д о л ­
би можно упомянуть небольшое неестественное изменение времени
нарастания и затухания сигналов отдельных инструментов. Лучшим
решением вопроса шумоподавления представляется замена анало­
гового процесса магнитной записи цифровым и использование для
этой цели магнитофонов, работающих с импульсно-кодовой моду­
ляцией. При цифровой записи шумы теоретически можно сделать
как угодно малыми. Вообще цифровая запись имеет ряд достоинств
по сравнению с аналоговой магнитной записью звука, к которым
относятся меньшие искажения, отсутствие детонации, линейная ф а ­
зовая характеристика и равномерная частотная характеристика.
Кроме того, запись с импульсно-кодовой модуляцией можно х р а ­
нить и тираж ировать без ухудшения качества.
При записи музыкального произведения звукорежиссер изго­
товляет несколько вариантов музыкальных отрывков, следующих
один за другим. В этих отрывках он удаляет части с дефектами и
заменяет их частями с хорошим качеством. Таким образом, можно
смонтировать ленту с хорошей фонограммой. М онтаж требует зн а ­
ния музыки. Если монтаж ленты производится с миллиметровой
точностью, то при записи со скоростью 38,1 см/с склейки получа­
ются практически незаметными. С смонтированной ленты перезапи­
сывается первый оригинал, с которого получают скорректированный
оригинал, предназначенный для перезаписи на лаковый диск.
Запись на магнитную ленту является очень трудоемким этапом
производства пластинок. В отдельных случаях 1 мин звучания п ла­
стинки требует 100 мин кропотливой работы. Иначе говоря, магнит­
ная запись для пластинки со звучанием каж дой стороны по 30 мин
может продолж аться одну-две недели!
Оригиналы магнитных записей хранят в архиве при строгом
соблюдении специальных условий. Р1х необходимо беречь от пыли,
колебаний температуры и влажности, а такж е воздействия внешних
магнитных полей. Из фонотеки магнитная фонограмма поступает в
помещение для перезаписи на лаковый диск.
2.2. ПЕРЕЗАПИСЬ НА ЛАКОВЫЙ ДИСК
Перезапись на лаковый диск является весьма важной опера­
цией в технологической цепочке изготовления пластинки, так как
во время этой операции осуществляется механическая запись звука.
В настоящ ее время запись повсеместно производится на лаковый
17
диск. Раньш е для этой цели использовали восковые диски. П о д­
ложкой для нитроцеллюлозного лакового слоя служ ит жесткий
дюралюминиевый диск толщиной 1 мм и диаметром 330—350 мм с
зеркально отполиро1в анной поверхностью (волнистость поверхности
порядка 0,1—0,2 мкм). Н а обе стороны этого диска способом цен­
тробежного литья наносится ровный слой нитролака высокой чи­
стоты.
Л аковый диск помещают на планшайбу станка записи. Обычно
планшайба имеет диаметр 400— 450 мм и массу около 40 кг, что
позволяет получить достаточно большую кинетическую энергию и
снизить колебания частоты вращения до практически незаметного
значения (± 0 ,0 3 % ). Отклонения частоты вращения от номиналь­
ного значения, как правило, не превышают ± 0 ,5 % .
Н а отдельных станках записи предусматриваю тся различные
вспомогательные операции. Например, на станке записи VMS-70
фирмы «Нойман», кроме частот вращения 16’/з, ЗЗ’/з, 45 и 78 м и н - ’,
можно установить частоту 22’/г м и н - ’. Н а поверхности планшайбы
расположены концентрические пазы с отверстиями, которые через
шпиндель соединяют с вакуумным насосом. При помощи вакуума
лаковый диск плотно присасывается к поверхности планшайбы и
удерж ивается на ней без проскальзывания. Размеры зоны присасы­
вания изменяются, так как при записи для пластинки диаметром
175 мм необходим лаковый диск меньшего размера. Д л я вращения
планшайбы обычно применяют прямой привод, не требующий ре­
менной передачи.
Запись для пластинок д и а­
метром 300 мм производят на
лаковом
диске
несколько
большего диаметра. Вне зоны
записи на лаковом диске н а­
резаю т пробные канавки. Их
можно контролировать
визу­
ально невооруженным глазом
при дневном освещении или с
помощью микроскопа с увели­
чением в 100—200 раз, уста­
новленном на станке записи.
В некоторых случаях на проб­
ных канавках записывают з а ­
ранее выбранные отрывки м у­
зыкального произведения. К а ­
навки проигрывают звукосни­
мателем с большой гибкостью,
установленным на станке запи­
си. У человека, привыкшего к
прослушиванию пластинок, т а ­
кое контрольное воспроизведе­
ние
оставляет незабываемое
Рис. 2.1. Канавки лакового диска:
впечатление, так как немодулированные
канавки лакового
1 ~ левый канал; 2 — правый канал;
3 — вводная канавка; 4 — ось вращ е­
диска по существу не даю т ни­
ния;
5 — заключительная
замкнутая
какого шума. Это объясняется
канавка; 6 — центр вращения; 7 — на­
очень малым шумом лакового
правление вращения лакового диска;
5 — направление движения рекордера;
диска, так как д аж е неболь­
5 — рекордер; /О — радиус диска; 11 —
шие неровности лаковой
по­
резец; 12 — канавки с записью; 13 —
верхности не вызываю т колевыводная канавка
18
баний ИГЛЫ из-за
мягкости
лака.
Кроме равномерного вращ е­
ния лакового диска, необхо­
димо смещать рекордер с рез­
цом для того, чтобы получить
непрерывную спиральную к а ­
навку. Д виж ение
рекордера
осуществляется точно по р а ­
та®
диусу диска, как это показано
на рис. 2.1. Резец
касается
Воспроцздодщап иглс(
диска под углом в 75®. Н ар е­
зание вводных и выводных к а ­
навок производится с различ­
ным шагом. Скорость смещения
каретки, содерж ащ ей рекордер,
можно изменить управлением
серводвигателя,
вращающ его
Rq^1Z-1'8mhm
ходовой винт. Управление про­
изводится по заранее состав­
Рис. 2.2. Сечение стереоканавки в
ленной программе,
например
отсутствие модуляции:
шаг вводных и соединитель­
а — размеры резца; б — размеры сф е­
ных канавок устанавливается
рической иглы проигрывателя
1—2 мм, а у выводной к ан ав­
ки он может быть до 9 мм.
Сервосистема управляется автоматически путем оптической индика­
ции цветных ракордов, вклеенных в соответствующие участки фо­
нограммы.
В настоящее время запись программы на диск производится с
переменным шагом, зависящим от модуляции. Д л я этой цели перед
головкой воспроизведения магнитофона на расстоянии, проходимом
лентой за время, соответствующее примерно половине времени од­
ного оборота планшайбы, устанавливается еще одна воспроизводя­
щ ая головка, управляю щ ая только смещением. Таким образом м ож ­
но получить более плотное расположение канавок с малой м одуля­
цией, а перед нарезанием канавки с большой амплитудой сигнала
сервосистема своевременно увеличит ш аг гак, чтобы канавки не
перерезались. Сложное электронное устройство оценивает модуля­
цию канавки с учетом характеристики записи по частоте и ампли­
туде, а так ж е по типу записи (монофоническая или стереофониче­
ск ая). Смещение рекордера зависит от поперечной и глубинной со­
ставляющ их сигналов левого и правого каналов. Естественно, ми­
нимальное смещение в любое время мож ет быть установлено вруч­
ную в пределах 4—20 канавок на миллиметр. П еред нарезанием
канавки с большой глубинной модуляцией включается устройство,
управляю щ ее глубиной; оно увеличивает глубину канавки так, что­
бы при больших глубинных амплитудах канавка не прерыва­
лась. Кроме описанных выше операций, можно автоматизировать
спуск и подъем рекордера, а такж е включение и остановку магни­
тофона.
Кроме вращ ательного движения планшайбы и поступательного
движения рекордера, большое значение имеет колебательное дви­
ж ение резца, вырезающего в слое лака канавку со звуковой инфор­
мацией. Д л я преобразования электрических сигналов в механиче­
ское движение можно применить различные принципы. Специальные
19
требования записи на лаковый диск наиболее полно удовлетворяют
динамические преобразователи. Принцип работы динамического ре­
кордера аналогичен принципу работы динамического громкоговори­
теля. В сильном магнитном поле располагается катуш ка, которая,
если через нее пропускать ток, смещается из положения равнове­
сия. К катуш ке прикрепляется резец, вид спереди которого пока­
зан на рис. 2.2,а, а сечение в плоскости пластинки на рис. 2.5. П о­
перечное сечение канавки определяют реж ущ ие грани резца, р ас­
положенные под прямым углом, а так ж е радиус закругления его
острия, равный 4— 5 мкм. Резцы изготовляю т из сапфира, рубина
или сплава Каппс (алмазы из-за плохой теплопроводности не при­
меняют) .
Глубина канавки монофонической пластинки составляет 25 мкм,
и игла при следовании по канавке соверш ает только поперечное
движение. В стереофонической пластинке внутренняя стенка к а ­
навки (со стороны центра пластинки) несет сигнал левого канала,
а ее внешняя стенка (со стороны края) — сигнал правого канала
(см. рис. 2.1). Главные направления движения стенок канавки со­
ставляю т с плоскостью пластинки углы -f45® или — 45°. В стерео­
фоническом рекордере резец прикрепляют к катуш кам двух дина­
мических преобразователей, расположенных перпендикулярно один
к другому. Собственно преобразователи имеют очень небольшие
искажения, но из-за недостаточной жесткости механической связи
движение резца, особенно на высоких частотах, уж е не повторяет
с необходимой точностью колебания катушки. Д л я устранения это ­
го недостатка вблизи резца располагаю т датчики в виде катушек,
с которых снимают сигнал, пропорциональный действительному
движению резца. Если этот сигнал подать на вход усилителя, то
механические искаж ения, возникающие из-за нелинейности подвески
резца и от собственных колебаний соединительных элементов, м ож ­
но скомпенсировать электрическим путем. Подобную обратную
связь наиболее просто можно осуществить в преобразователях с
подвижными катушками. Этим объясняется их широкое распростра­
нение.
При конструировании рекордера необходимо позаботиться о
том, чтобы работаю щ ая с большими токами катуш ка возбуж дения
не индуцировала напряжение в катуш ках обратной связи, а часто­
та, на которой обратная связь из-за ф азовых отношений становится
положительной (критическая частота), долж на быть 20—25 кГц.
Амплитудно-частотная характеристика современных динамиче­
ских рекордеров при относительно высокой чувствительности в пол­
ной полосе звуковых частот не имеет резонансов. Например, не­
равномерность частотной характеристики рекордера SX -68 фирмы
«Нойман» в полосе частот 100— 10 000 Гц не превышает ± 0 ,5 дБ,
в полосе 40— 15 000 Гц не превышает ± 1 дБ, а в полосе 30 —
16 000 Г ц — ± 2 дБ . Разделение меж ду стереофоническими каналами
этого рекордера на любой частоте лучше 35 дБ. Важными п ара­
метрами рекордера являю тся так ж е нелинейные искажения и наи­
больш ая амплитуда, нарезаемая с минимальными искажениями.
Н аибольш ее линейное смещение резца рекордера типа DSS-731
фирмы «Ортофон» равно 100 мкм. И скаж ения на частоте 1 кГц
при амплитуде колебательной скорости 25 см/с составляю т 0,4% по
второй гармонике, 0,2 % по третьей гармонике и 0,05% на гармони­
ках выше третьей. И скаж ения разностного тона сигналов частотой
6,6 и 7 кГц, записанных с колебательной скоростью 8 см/с, не пре­
вышают 0,07%.
20
Необходимо остановиться такж е на теплоотводе в рекордере,
потому что мощность, преобразованная в тепло, так ж е как и в
динамических громкоговорителях, определяет одно из граничных
условий работы. Амплитуда колебательной скорости при записи
сигналов речи и музыки уменьшается пропорционально частоте.
О днако при записи с повышенным уровнем или при записи сигна­
лов для измерительных пластинок колебательные скорости высоко­
частотных сигналов могут получить большие значения. Например,
измеренное на частоте 10 кГц полное сопротивление катушки воз­
буждения рекордера SX-68 составляет 10 Ом. При прохождении
через катуш ку тока в 3 А получается колебательная скорость
33 см/с, но это допустимо только в течение 1 с. При длительном
режиме записи без охлаж дения предельное значение колебательной
скорости равно 11 см/с. Если этот ж е рекордер охлаж дать газооб­
разным гелием, то допустимая при длительном реж име записи ко­
лебательная скорость возрастает примерно в 2 раза. Такой слож ­
ный метод охлаж дения необходим при записи пластинок с хоро­
шим качеством ’.
Последние усовершенствованные типы рекордеров не требуют
охлаждения, но никакой рекордер не мож ет работать без подогре­
ва резца. При записи разогретым резцом расплавляю тся стенки
канавки, нарезаемой на лаковом диске, благодаря чему их поверх­
ность становится более гладкой и отношение сигнал/шум увеличи­
вается. И з-за трудностей измерений температуры кончика резца
обычно устанавливается ток подогрева резца рекордера. Д л я к а ж ­
дого типа лаковых дисков устанавливается оптимальное значение
тока подогрева, для которого шумы получаются наименьшими.
По сути дела, вращение планшайбы, смещение рекордера по
радиусу, колебание подвижной системы и подогрев резца рекордера
являю тся главнейшими физическими параметрами станка записи.
Помимо этого, следует сказать еще об одной технологической осо­
бенности, состоящей в непрерывном удалении стружки и крошек
лака, образующихся при работе рекордера. Удаление стружки осу­
ществляется при помощи потока воздуха через отсос, располож ен­
ный вблизи резца. При этом необходимо иметь в виду, что слиш ­
ком сильное отсасывание вызывает дополнительные колебания
резца.
Градуировку маркерных знаков производят меж ду витками вы ­
водной канавки. К ак правило, знаки состоят из номера пластинки
по каталогу, обозначения стороны и порядкового номера лакового
диска. Н а венгерских пластинках после этого номера следуют еще
две буквы, обозначающие инициалы оператора, осуществившего
запись. Из многочисленного коллектива специалистов, принимаю­
щих участие в производстве пластинок, только операторам предо­
ставляется право оставить на лаковом диске свои инициалы. И д е­
лается это из-за ответственности, которую они берут на себя за
качество записи
’ В Советском Союзе применяют модернизированные рекордеры
SX-74, которые при записи звуковых сигналов не требуют примене­
ния гелиевого охлаждения. — Прим. ред.
2 В Советском Союзе применена следую щая маркировка п ла­
стинок. П ервая буква (М, С или К) обозначает вид записи (моно­
фоническая, стереофоническая или квадрафоническая), первая циф­
ра (от О до 9) означает ж анр записи (О — гимны, 1 — симфонии
и т. д .), вторая цифра (О, 1 или 2) «--диаметр пластинки (соответ-
21
Описание технологической цепочки изготовления пластинок не
будем прерывать изложением одного из основных параметров записи
на лаковый диск — характеристики записи. Подробно о ней будет
сказано в § 2.5.
2.3. ГАЛЬВАНИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС
Л аковый диск содерж ит спиральную канавку, отклонения кото­
рой точно воспроизводят колебания звукового сигнала. В случае
необходимости сигнал с лакового диска можно воспроизвести, одна­
ко мягкий лаковый слой не пригоден для многократного проигры­
вания. Следовательно, с лакового диска необходимо изготовить ко­
пии, пригодные и для многократного прослушивания. Д л я этой цели
подошло бы любое копировальное оборудование с механическим,
электронным или оптическим копированием, обладаю щ ее большой
точностью. Однако до настоящего времени такое оборудование еще
не изобретено. Н есмотря на это, производство пластинок освоено
достаточно давно, что стало возможным благодаря гальванопла­
стике — смежной области физики и электроники. Именно при помо­
щи гальванопластики можно получить такую копию (точнее зер ­
кальное изображ ение с лакового^ диска), пользуясь которой, как
инструментом, можно изготовлять пластинки в большом количестве.
В гальваническом цехе лаковый диск промывают в жидкости, ко­
торая перемешивается под воздействием ультразвука. Во время
промывки удаляю тся неотсосанные остатки порошка лака. После
этого лаковый диск обезжириваю т и сенсибилизируют материалом,
обеспечивающим надежное сцепление серебра с лаком. Затем на
поверхность лакового диска химическим путем наносится слой се­
ребра, служащ ий позже в качестве токопровода. Р еж е применяется
способ катодного распыления в вакууме. Серебро в большинстве
случаев выделяют восстановлением при помощи органического ве­
щества солей серебра, растворимых в воде. Эти растворы наносят­
ся на поверхность равномерно вращающ егося лакового диска из
распылительного пистолета под давлением в несколько атмосфер
потоком газа высокой чистоты с расстояния в 15—30 см. В резуль­
тате реакции восстановления за 1 мин образуется слой м еталли­
ческого серебра толщиной порядка Ю -'’ мм, обладающий хорошей
электропроводностью. Н а этот слой для получения возможно мало­
го уровня шума наращ ивается мелкозернистая пленка никеля то л ­
щиной 5 мкм (при плотности тока 0,5— 1,5 А/дм^). Этот первый
гальванический слой не долж ен иметь внутренних напряжений, ибо
они могут вызвать деформацию канавки. Д л я снижения внутренних
напряжений применяют специальные добавки и изменяют полюса.
Затем предварительно отникелированный лаковый диск погружают
в скоростную ванну с сульфаминовым никелевым электролитом, в
которой за 2 ч, увеличив плотность тока до 20 А/дм^ (при диам ет­
ре диска 350 мм и токе в 200 А ), наращ ивается поверхностный слой
никеля толщиной 0,3—0,4 мм. Во время электролиза на край лако­
вого диска надевается защ итное резиновое кольцо, предохраняющее
ственно 300, 250 или 175 мм), затем следует номер записи (из пяти
цифр). П ервая цифра после косой черты указы вает номер ап парат­
ной, в которой производилась запись, а последняя цифра указы вает
вариант зап и си .- - Ярг/ж. ред.
22
Рис. 2.3. Основные этапы изготовления пластинки (лаковый
диск — первый
оригинал — второй
оригинал — матрица —
п ласти н ка):
/ — лента с записью программы (смонтированная); 2 — первый ори­
гинал; 5 — матрица; 4 — запись лакового диска; 5 — гальванический
процесс; 6 — серебрение после записи; 7 — слой никеля; 8 — слой се ­
ребра; Р — второй оригинал; 10 — прессование; И — хромирование пос­
ле разделения; /2 — сторона А\ /5 — грампластинка; /4 — сторона В\
15 — лаковый слой; /5 — алюминиевая подложка; /7 — записанный л а ­
ковый диск А \ /5 — записанный лаковый диск В
ОТ чрезмерного увеличения толщины сульфаминового электролита
на краях. Преимущ ество сульфаминового электролита по сравнению
с применявшимся ранее электролитом из сульф ата никеля заклю ­
чается в его лучшей растворимости, что позволяет повысить плот­
ность тока и получить меньшие внутренние напряжения в осаж ден­
ном слое никеля. Необходимо иметь в виду, что при слишком боль­
ших плотностях тока могут возникнуть растягиваю щ ие напряжения,
а при малых — сжимающие. Следую щ ая операция проводится для
разделения лакового и никелевого дисков. Д л я этого предваритель­
но срезаю т сросшиеся края дисков и затем отделяют их вручную.
Выпуклые канавки полученной таким образом первой копии покры­
ты слоем светлого серебра. Т акая копия получила название первый
оригинал (рис. 2.3).
Принципиально первый оригинал с выпуклыми канавками пос­
ле соответствующей обработки уж е пригоден для прессования, но
для получения большого количества пластинок требуется много
матриц. П оэтому с первого оригинала снова гальваническим спосо­
бом изготовляю т новую копию, канавки которой как и у лакового
диска, вдавлены внутрь. Эту копию называют вторым оригиналом.
Так как серебряный слой на воздухе быстро повреж дается хими­
чески, то с лакового диска обычно снимают один первый оригинал,
с которого затем снимают несколько вторых оригиналов ’. Д л я об-
’ В Советском Союзе с первого оригинала получают до 10 вто­
рых оригиналов — Прим. ред.
23
легчения разделения первого и второго оригиналов поверхность
первого оригинала покрывают мономолекулярным пассивирующим
слоем. После отделения второй оригинал толщиной около 0,4 мм
прослушивают от начала до конца. Канавки металлического ориги­
нала, в отличие от мягких канавок лакового диска, не повреж да­
ются иглой звукоснимателя при воспроизведении.
Д л я прослушивания необходимы хорошие акустические усло­
вия, потому что при воспроизведении впервые выявляю тся деф ек­
ты, возникшие при записи. Во время прослушивания исследуются
дефекты канавки, воспринимаемые в виде щелчков. Если щелчок
вызван небольшим излишком материала, то его удаляю т со стенки
канавки путем гравировки. Деф екты меньших размеров можно
устранить многократным прохождением по этому месту (назад и
вперед) воспроизводящей иглы. Д л я этой цели целесообразно ис­
пользовать звукосниматель, который вы держ ивает повышенную из­
гибающую силу, возникающую при движении оригинала в обратном
направлении. После гравировки второй оригинал обрезают точно
по предписанному диаметру, ибо только при известном размере
поверхности можно при изготовлении новой гальванической копии,
путем регулирования тока во времени, получить матрицы одинако­
вой толщины. После снятия пяти матриц второй оригинал вновь
прослушивают и устраняю т дефекты гравировкой. С одного второ­
го оригинала можно снять до 12 матриц, которые являются точной
копией первого оригинала, но не имеют его дефектов. Толщина м ат­
риц (приблизительно 0,25 мм) имеет большое значение, поскольку
они являются, собственно говоря, конечным продуктом гальваниче­
ского процесса и предназначены для прессования пластинок. О дна­
ко предварительно необходимо провести центрирование матрицы,
ибо при проигрывании пластинки эксцентриситет ее центрового от­
верстия имеет решающее значение. Ц ентрирование осуществляется
при помощи микроскопа. Матрицу закрепляю т в соответствующем
положении и пробивают центральное отверстие, стыкующееся с
пресс-формой. П оследняя операция заключается в нанесении на м ат­
рицу еще одного очень твердого слоя хрома толщиной 0,05—0,1 мкм,
который увеличивает срок службы и сниж ает склонность винилитовой массы к прилипанию.
2.4. ТИРАЖ ИРОВАНИЕ ПЛАСТИНОК
Конечная продукция гальванического процесса является оруди­
ем производства цеха прессования. В действительности матрица
является негативом, с которого получают позитив, т. е. пластинку.
Проследим процесс прессования пластинок. Вначале на механиче­
ском прессе прессуют пробные пластинки. Примерно после десяти
циклов прессования с механического пресса снимают готовую, без
дефектов, пластинку. После прессования нескольких пластинок
матрицу вынимают из механического пресса, а изготовленные об‘ разцы поступают в студию. Здесь экспертная комиссия сравнивает
звучание с пробной пластинки и магнитной ленты и решает вопрос
о пригодности записи к производству.
Пластинки изготавливаю т из размягчаю щегося при нагревании
синтетического материала, так называемого винилита, который
является сополимером винилхлорида с 15% винилацетата. В неболь­
ших пропорциях к винилиту добавляю т размягчающие, стабилизи­
рующие и окрашивающие вещества. Интересно отметить, что для
24
улучшения качества пластинки размеры заготовки, поступающей
для ее прессования, постоянно уменьшались от таблетки размером
300X 140X 3 мм до гранул диаметром около 3 мм. Работаю т д аж е
с сырьем в виде порошка. Заданное по объему или массе количе­
ство основного материала загруж ается в экструдер, где он пред­
варительно подогревается н гомогенизируется. Температура внутри
предварительно подогретого материала составляет 140— 150°С. П о ­
лученную лепешку из синтетического материала вручную помещают
в пресс. Д л я прессования одной пластинки необходимы две м атри­
цы, обращенные одна к другой рабочими поверхностями. М атрицы
должны располагаться параллельно друг другу с точностью до д е ­
сятых долей миллиметра, иначе пластинка получится разной то л ­
щины. Матрицы закрепляю т на отшлифованных плоских плитах
пресс-формы. К рая матрицы обжимаю тся кольцом, а середина
укрепляется коническим заж имом, имеющим диаметр 3 см, иногда
7 см (след от заж им а можно видеть на готовой пластинке). После
установки лепешки пресс-форма закры вается и в нее подается пере­
гретый пар под большим давлением (около 9,8 к П а), который н а­
гревает матрицы примерно до температуры 170— 180°С. Равномерно
подогретая масса лепешки во время прессования пластифицируется,
но химически не разлагается. При закрытии пресс-формы на к а ж ­
дый квадратный сантиметр поверхности пластинки приложена сила
в 150 кг. П од действием этой силы пластиночный материал зап ол ­
няет самые мельчайшие углубления канавки. При прессовании п ла­
стинки диаметром 300 мм полная сила давления превышает 100
тонн. Д л я получения таких усилий применяют мощные гидравличе­
ские устройства.
После прогрева пластиночной массы следующим циклом является
выдерж ка, продолж аю щ аяся определенное время. Д л я осущ ествле­
ния как можно лучшей теплопередачи обратная сторона матрицы
до ее установки в пресс-форму шлифуется. Во время шлифовки
устраняю тся неравномерности, которые вследствие большого д а в ­
ления могут деформировать лицевую сторону матрицы. После теп­
ловой выдержки паровые клапаны закрываю тся и в пресс-форму
подается смягченная холодная вода. П одогретая вода, а такж е во­
да, сконденсировавш аяся из пара, выносится паром, поступающим
во время следующего подогрева пресс-формы. Н а построенном не­
давно в В Н Р заводе грампластинок теплая вода охлаж дается в
противоточном теплообменнике.
При охлаждении температура пресс-формы и находящейся внут­
ри пластинки понижается примерно до 35°С. После открытия п ла­
стинку извлекают из пресс-формы. Процесс прессования одной пла­
стинки продолжается примерно 20—25 с. П ластинка без дефектов
мож ет быть изготовлена только при использовании сухого пара с
равномерным давлением и постоянной температурой. При неравно­
мерной подаче пара ухудш ается теплопередача меж ду пресс-фор­
мой и матрицей, что приводит к неравномерному заполнению м ате­
риалом пространства меж ду матрицами, и пластинка получается
коробленной (тарелкообразная, волнообразная).
После прессования пластинку переносят на обрезной станок
для снятия избыточной массы, выступившей по ее краям. После
шлифовки борта пластинка получает законченный вид.
Этикетки пластинки имеют такое ж е значение, как винилитовая
масса и матрица. Их помещают в пресс-форму вместе с лепешками
и весь цикл прессования они находятся в пресс-форме. Поэтому
этикетки изготавливаю тся из теплостойкой бумаги. Краски тож е
25
Должны быть теплостойкими, они наносятся обычной печатью. К р а­
сочные этикетки с четким шрифтом заметно улучшают внешний вид
пластинки.
Возвратимся к процессу тираж ирования пластинок. С одной
матрицы в среднем можно получить 300—400 пластинок отличного
качества. Д альш е из-за износа матрицы качество пластинок стано­
вится средним. Качество готовой продукции контролируется непо­
средственно после изготовления первых пластинок. Последующий
контроль производится путем внешнего осмотра или во время вы­
борочной приемки.
Готовую пластинку сначала упаковываю т в пылезащитный кон­
верт, который изготавливаю т из полиэтиленовой пленки или бумаги.
П оследняя более соответствует современным условиям хранения не
только потому, что можно использовать машинную упаковку, но
так ж е и потому, что в бумажный конверт можно помещать п ла­
стинку, подвергшуюся во время проигрывания влажной протирке.
П осле этого пластинку вкладываю т в конверт, изготовленный из
плотной бумаги. Этот конверт защ ищ ает пластинку от повреждений
во время транспортирования и хранения. Кроме этого, он несет еще
эстетическую информацию. Из склада готовой продукции пластинки
распределяются в торговую сеть, откуда они поступают к потре­
бителю.
2.5. ПЛАСТИНКА КАК СРЕДСТВО ХРАНЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ
Пластинка является средством хранения информации. Об ин­
формации с художественной точки зрения будет сказано при рас­
смотрении вопросов коллекционирования пластинок, сейчас ж е рас­
смотрим только технические проблемы хранения информации.
Д олгоиграю щ ая пластинка представляет собой плоский диск из
синтетического материала диаметром 300 мм и толщиной 1,5 —
2,0 мм с отверстием в центре диаметром 7,24+o-o^. Раньш е масса
пластинки составляла 160— 180 г, но с уменьшением толщины, пред­
принятым для экономии материала, масса снижена до 120— 135 г.
В начале звук записы вался по разработанному Берлинером спо­
собу в виде отклонений канавки, происходящих в плоскости п ла­
стинки. При проигрывании такой пластинки звук исходил из одной
точки, отсутствовала пространственная картина. Этот недостаток
стремились устранить еще во времена рупорных граммофонов: в
П ариж ском Национальном музыкальном собрании демонстрируется
граммофон, два рупора которого расположены относительно друг
друга на расстоянии примерно одного метра. К аждый рупор сочле­
нен с отдельной мембраной. Д в е мембраны проигрывали канавку
пластинки с разницей примерно в половину оборота. При частоте
вращ ения 78 мин“ ’ это означает зад ерж ку по времени в 0,3—0,4 с,
создающую впечатление пространственного звучания. Д л я создания
пространственного звука уж е давно возникла мысль модулировать
канавку пластинки не только горизонтально (запись Берлинера),
но и вертикально (запись Эдисона). Путем объединения двух видов
модуляций в одной канавке можно записать две различные звуко­
вые информации, например сигналы левого и правого каналов. Б ы ­
ли проведены экспериментальные записи по способу 0790° (попереч­
ная и глубинная модуляция канавки), но оказалось, что такая
модуляция не дает возможности воспроизведения звука с одина­
ковым качеством (отношение сигнал/шум в канале с вертикальной
26
А-А
Рис. 2.4. Различные канавки:
А — немодулированная канавка; б — канавка, модулированная сигналом лево­
го канала: в — канавка, модулированная сигналом правого канала; г — ка­
навка, модулированная сигналами обоих каналов (сигналы левого и правого
каналов имеют одинаковую ф а зу ); б — сигналы левого и правого каналов
противофазны. Стрелки на верхней части рисунка показывают направления
движения иглы
модуляцией оказалось хуже, чем с горизонтальной). В торая пробле­
ма заклю чалась в том, что, проигрывая пластинки, записанные т а ­
ким способом, на монофонических проигрывателях, можно прослу­
шивать только один из каналов программы; вертикально модули­
рованная канавка не вызы вала сигнала в монофоническом звуко­
снимателе, чувствительном только к горизонтальным колебаниям.
Если вышеописанную систему 0790° мысленно повернуть на 45°,
то сигналы двух независимых каналов будут записываться на две
стенки канавки, перпендикулярные друг другу. Таким образом,
возникли стереофонические пластинки, записанные по способу
45°/45°, совместимые с монофоническими пластинками.
Так как внутренняя и внешняя стенки канавки одинаковы, к а ­
чество хранимой на них информации в принципе такж е долж но
быть одинаково. На практике эффект скатывания позволяет полу­
чить с двух стенок канавки только приблизительно одинаковое к а ­
чество звучания. В то ж е время движения, составляющ ие с плос­
костью грампластинки угол ±45°, можно разлож ить на горизон­
тальную и вертикальную составляющие. Благодаря этому чувстви­
тельные к традиционным горизонтальным колебаниям монофониче­
ские звукосниматели получают полезный сигнал с обоих каналов,
г. е. стереофоническая пластинка получается совместимой с моно­
фонической. Проигрывание монофонических пластинок стереофони­
ческим звукоснимателем не вызывает затруднений.
На рис. 2.2 и 2.4,а показана немодулированная канавка, а на
рис. 2.4,6 канавка, у которой звуковую информацию несет только
27
внутренняя стенка; направление механических колебаний составляет
угол + 45° с плоскостью пластинки. М одуляция внутренней стенки
канавки вызывается сигналами левого канала. Подобным ж е обра­
зом колебания внешней стенки канавки (относительно ее края),
направленные под углом — 45°, соответствуют сигналу правого к а ­
нала. Они представлены на рис. 2.4,в. М ожно отметить, что на­
правления колебаний внутренней и внешней стенок канавки перпен­
дикулярны друг другу, поэтому колебания одной стенки не имеют
проекции на другую. В то ж е время движения, происходящие под
углом в 45° к плоскости пластинки, проектируются как на горизон­
тальную, так и на вертикальную плоскости.
Если на оба канала рекордера поступают сигналы с одинако­
выми фазами, получаются такие отклонения канавки, в которых
присутствуют только горизонтальные составляющие, а вертикальные
отсутствуют (рис. 2.4,г). Д в а звуковых сигнала с одинаковыми
амплитудами и фазами физически означают, что источник звука
расположен на одинаковом расстоянии от левого и правого микро­
фонов, т. е. находится посередине и является монофоническим ис­
точником звука. В этом случае записывается монофоническая к а ­
навка, имеющая только горизонтальные отклонения.
Н а рис. 2.4,6 представлена канавка, образованная сигналами
двух каналов, находящимися в противофазе. В этой канавке о т­
сутствуют горизонтальные составляющ ие колебаний. Хорошо видно,
что линия дна канавки, если смотреть сверху, прямая, т. е. у к а ­
навки в вертикальном направлении изменяется только ее глубина.
И з рассуждений следует, что этот источник звука воспринимается
по всему пространству, за исключением точки, находящейся посере­
дине меж ду двумя микрофонами.
Если кратко сформулировать изложенное, можно сказать, что
горизонтальная проекция отклонений стенок стереофонической к а ­
навки содерж ит сумму сигналов двух каналов, в то время как вер­
тикальная проекция — разницу информаций этих каналов. У казан­
ные два крайних положения на практике встречаются редко, обыч­
но модуляция стереофонической канавки имеет как вертикальную,
так и горизонтальную составляющие.
Исследуем, какими мож ет быть наибольший записываемый сиг­
нал при данных условиях. При разработке долгоиграющей пла­
стинки Петер Голдмарк исходил из того, что время звучания д о л ж ­
но составить 20 мин, радиус начала зоны записи / ? к = 1 4 5 мм, р а ­
диус конца зоны записи / ? н = 6 5 мм и частота вращения ЗЗ’/з м и н - ’.
П ринимая указанные значения, в зоне записи шириной
^к==
= 8 0 мм нужно было разместить 2 0 Х З З ’/з = 666 канавок. Д л я к а ж ­
дой канавки, таким образом, отведено место не более 120 мкм.
Если принять, что ширина немодулированной канавки составляет
5 0 мкм, а расстояние меж ду двумя модулированными
канавками
5 мкм, тогда максимальное отклонение канавки в обоих направле­
ниях (максимальная амплитуда записи) составит
А =
- ^ ( 1 2 0 — 50 — 5) = 32 мкм.
Н а монофонических пластинках с постоянным шагом макси­
мальную амплитуду 32 мкм записывают на частотах ниже 500 Гц.
Н а более высоких частотах амплитуду записи следует снижать, ина­
че отклонение канавки будет непропорционально большим по отно­
шению к длине волны и размерам резца (рис. 2.5). Уменьшение
28
амплитуды долж но
происходить
Центр
вращения
обратно пропорционально частоте;
в числовом виде Л = и/со
или
и = Л (о , где и — колебательная ско­
рость записи; со — угловая
ч а­
стота сигнала. Это означает, что
выше частоты 500 Гц постоянной
является не величина максималь­
ного отклонения, а скорость от­
клонения. При амплитуде 32 мкм
и частоте 500 Гц колебательная
скорость ц = Ло) = 0,0032-2Я ‘500 =
= 10 см/с. Это значение остается
постоянным и на частотах выше
500 Гц, поэтому
максимальная
колебательная скорость сигнала на
частоте 1000 Гц такж е
равна
10 см/с. Частота 500 Гц является
точкой пересечения прямой линии
постоянной колебательной скоро­
сти с линией, имеющей крутизну
6 дБ /октава, соответствующей 1/(о
Рис. 2.5. Наибольш ее значение
(рис. 2.6). На практике ломаную
отклонения канавки Л в з а ­
линию заменяю т плавной кривой,
висимости от радиуса канавки,
поэтому максимальная амплитуда
формы резца и длины волны
на этой частоте отличается
от
колебания
теоретического значения приблизи­
тельно на —3 дБ и составляет
23 мкм. Эту амплитуду находят
в соответствии с наибольшим отклонением, определенным по разм е­
рам канавки и по форме резца (см. рис. 2.5).
т в ,т А ,Щ д
niN 45536
Z7//V 45533 50МКС
I
II ^10
ВВС 15 мис
,ОдВ
^lE D 98 Ото
(Тольио на
измерительной
плаотиние)
%
-10
Ж
1
-го
10
50
100
5180мно
100
500 1000 1000
5000 10000
518 мио
1111Гц
Частота,Гц
Рис. 2.6. Амплитудно-частотная характеристика канала записи:
пунктирная линия — теоретическая характеристика; толстая линия — ампли­
тудно-частотная характеристика канала записи монофонических и стереоф о­
нических пластинок; кривые, обозначенные тонкими линиями, относятся к
старым монофоническим пластинкам
29
Следует напомнить, что первые долгоиграющие пластинки изго­
товляли с постоянным шагом записи, поэтому при заданных р а з­
мерах канавки и времени звучания 20 мин максимальная колеба­
тельная скорость получается около 10 см/с. Очевидно, что увели­
чение времени звучания при данных геометрических размерах мо­
ж ет произойти только за счет уменьшения колебательной скорости
записи, т. е. снижения уровня громкости. С введением переменного
шага записи эта зависимость становится более гибкой.
Н а стереофонических пластинках для получения такого ж е вре­
мени звучания ширина канавки уменьшена на 2 0 % (40 мкм) и в
том ж е соотношении снижена максимальная колебательная скорость
записи в каж дом канале (и = 8 см /с). При этом поперечная коле­
бательная скорость получается путем сложения проекций колебательны^с скоростей левого и правого каналов и ее значение
2 - 8 / / 2 = 1 1 , 3 см/с.
Если пластинку с модулированными канавками осветить под
определенным углом параллельными лучами света, то на ее поверх­
ности можно наблю дать интересное оптическое явление — «блики»,
т. е. световую полоску различной ширины. Этот эффект вызывается
отражением света от отдельных поверхностей стенок канавки. М а­
тематически можно доказать, что ширина световой полосы Ь зав и ­
сит от колебательной скорости записи. Д л я синусоидальных сигна­
лов эта зависимости определяется выражением
.
п
где ц — частота вращения пластинки в минуту. Измерив ширину
полосы блика, можно проверить колебательную скорость записи.
Например, при ширине световой полосы 4,6 см колебательная ско­
рость для поперечной записи
. .
33.3 3
ц = 4 , 6 п —0 0 —
^
=
8
,
с м/ с .
Точка перегиба кривой характеристики записи на частоте
500 Гц определена теоретически. О днако по практическим сообра­
жениям кривая характеристики записи имеет еще две точки пере­
гиба. Одна из них находится на частоте 50 Гц; на меньших часто­
тах колебательная скорость записи вновь устанавливается постоян­
ной, что делает возможным записать сигналы, амплитуды которых
больше, чем на участке с постоянным отклонением. О днако в дей­
ствительности увеличение амплитуд сигналов на этих частотах не
происходит из-за частотного распределения плотности энергии есте­
ственных звуков, которая уменьшается в сторону низких частот,
цель этого перегиба — улучшение соотношения сигнал/шум.
Ф орма характеристики записи с частотами разделения на 50 и
500 Гц задается простыми /?С-цепочками, включенными в усилитель
станка записи. При дальнейших пояснениях целесообразно исполь­
зовать не частоты точек перегибов частотной характеристики, обу­
словленные /?С-цепочками, а произведение номиналов резисторов и
конденсаторов, так называемые постоянные времени. Постоянная
времени, рассчитанная для частоты 50 Гц:
2л / "
30
= 0 ,0 0 3 1 8 с, или 3180 м к с,
6 то время как постоянная времени, относящ аяся к частоте 500 Гц,
Т 2 = 3 1 8 м к с . Эти две постоянные времени применяют во всех стр а­
нах мира.
Н а заре производства пластинок сильный шум от материалов,
из которых их изготовляли, стремились уменьшить предварительной
коррекцией на высоких частотах во время записи пластинки.
Т акая коррекция оказалась возможной благодаря статистике ампли­
туд колебаний, встречающихся в музыке. О днако начало подъема
на высоких частотах определялось во многих странах по-разному:
стандарт ВВС (США) предписывал этот подъем начинать с 25 мкс,
стандарт DIN45533 ( Ф Р Г ) — с 50 мкс, более поздний стандарт
DIN45536, а такж е стандарты NAB (Англия) и RIAA — с 75 мкс.
Д л я измерительных целей была введена характеристика записи без
подъема, т. е. с точкой перегиба О с. Эти кривые представлены на
рис. 2.6.
Такое разнообразие характеристик было применимо только для
записи монофонических пластинок. Д л я стереофонических пласти­
нок была принята одна характеристика записи с постоянными вре­
мени 3180/318/75 мкс, предложенная IEC. Отклонения от теорети­
ческой характеристики записи не долж ны превышать ± 2 дБ в д и а ­
пазоне меж ду 50 Гц и 10 кГц. При проигрывании, естественно,
предварительный усилитель долж ен иметь частотную характеристи­
ку, обратную характеристике записи (см. гл. 6 ).
Уровень шума современных грампластинок, отнесенный к сиг­
налу частотой 1000 Гц, записанному с колебательной скоростью
8 см/с, колеблется от —55 до —60 дБ . Обычно при измерении уров­
ня шума пластинок включают фильтр, ослабляющий сигналы на
частотах ниже 500 Гц.
Верхняя частота /в сигнала, записываемого на пластинку, опре­
деляется совокупностью свойств всех студийных аппаратов (микро­
фон — усилитель — магнитофон — станок записи). П ринятое ослаб­
ление — 3 дБ, как правило, попадает на граничные значения полосы
частот 40— 15 000 Гц или вне е е ’.
Скорость передачи информации с помощью пластинки на осно­
ве вышеизложенного
»n = / B l o f a ( l +
=
= 15.10» Fu lo g , (1 + 10») = 300 кбит/с.
Количество информации на пластинке при времени ее звучания
2 x 3 0 мин составляет 1080 Мбит.
Так как объем грампластинки составляет примерно 290 000 мм7
то плотность информации равна 3,74 кбит/мм^.
Д л я сравнения подсчитаем данные, характеризую щ ие запись
информации на магнитную ленту в кассете, если уровень шума р а ­
вен —50 дБ, верхняя частота /в = 12 500 Гц, а объем кассеты равен
127 000 ммз.
Скорость передачи информации
Пи = 1 2 ,5 .1 0 » .lo g , (1 + 10») = 200 кбит/с,
’ В Советском Союзе по ГОСТ 7893—79 ширина полосы частот
на пластинках составляет 20—20 000 Ти.. — Прим. ред.
31
что составляет только две трети величины, характеризующей п ла­
стинку. Эту разницу взыскательные слушатели музыки выяснили
быстро. Н а кассете с временем звучания 2X 3 0 мин хранится
748 Мбит информации, а плотность информации 5,9 кбит/мм®
Плотность информации стереофонической пластинки составляет
только 7 з этого значения.
Результаты теоретических расчетов должным образом подтвер­
дились опытом повседневной жизни. Пластинки, в первую очередь,
удовлетворяю т условиям качественного воспроизведения музыки, в
то время как кассега предназначена для звуковоспроизводящ ей
аппаратуры, сконструированной для экономии объема.
2.6. ЧЕТЫРЕХКАНАЛЬНЫЕ
ПЛАСТИНКИ
В то время как при стереофоническом звуковоспроизведении
воспринимаем источники звука расположенными в линию, при четы­
рехканальной звукозаписи достигается объемное звучание. При и с ­
пользовании четырех громкоговорителей звук может исходить из
любой точки горизонтальной плоскости даж е сверху центра поме­
щения. Первоначальной целью четырехканальной звукопередачи
было точное воспроизведение акустики на месте приема, исключаю­
щее по возможности влияние условий помещения прослушивания,
а не модная на заре стереофонии погоня за эффектом «игры в
пинг-понг».
В 1976 г. не было еще единого общепринятого способа записи
четырех отдельных информаций. Почти все крупные фирмы капи­
талистических стран разрабаты вали свои способы записи для че­
тырехканальных пластинок на основе собственных представлений.
Не удивительно, что всего предложено больше способов, чем число
каналов, по которым передается информация. Не претендуя на
полноту, упомянем только некоторые способы четырехканальной
звукопередачи: SQ («Си-Би-Эс»), QS («Сансуи»), RM («Пионер»),
QM («Тосиба»), QR («Кеннвуд»), CD-4 («Дж и-Ви-Си»), QX-4,
иМ Х, UD-4 и так далее ’.
По своему построению все способы принято обозначать 4-2-4,
или 4-4-4, где первое число, если считать по порядку, указы вает на
количество каналов при записи, второе — при передаче (т. е. число
каналов, действительно записанных на пластинку) и третье — при
воспроизведении. К ак видно, главное отличие заклю чается в коли­
честве именно записанных каналов. Технически эти способы, в прин­
ципе, полностью отличающиеся друг от друга, даю т возможность
записывать в одной канавке четыре различные информации.
В способах 4-2-4 временное положение сигналов звуковых ч а ­
стот кодируется в матричной форме. Это кодирование не затраги ­
вает частотного диапазона сигнала, поэтому канавка четырехка­
нальной пластинки, записанная по матричному способу, не содер­
ж ит более высоких колебаний, чем любая стереофоническая пла­
стинка. Д л я проигрывания таких пластинок нет необходимости в
специальном звукоснимателе.
Первый патент на матричное кодирование был получен в 1931 г.
Румлейном. Его предложения были использованы исследовате’ В Советском Союзе разработан матричный способ квадраф о­
нической звукопередачи, получивший название «кЪС». — Прим. ред.
32
Матричное иодирующее уот-бо
Модулятор СВ-4
1 4
ФМ
1 1
L'
Обычный
станои запаси
на дион
ФМ
1,
15 50 кГц
J
с'
1
1,
15 50 кГц
Специальный
отаион запаси
на даси
Пластична SQ
Пластична СЛ-ЦОбычный'
ъдуносниматель
Специальный
збуносниматель
Матричный
демодулятор
г
fit
i
-4 l J
Рис. 2.7. Схемы записи и воспроизведения наиболее распространен
ных четырехканальных грампластинок SQ и CD-4 (стрелки показы ­
вают амплитуду и ф азу сигналов отдельных каналов; болсс корот­
кие стрелки означают уровень —3 дБ)
лями фирмы «Си-Би-Эс» в 1967 г. при разработке способа SQ.
Определенными преимуществами и недостатками обладает и вто­
рой распространенный матричный способ RM. Н а рис. 2.7 п оказа­
ны изменения фазы сигналов при матричном кодировании по спо­
собу SQ, т. е. временные положения сигналов. После декодирова­
ния в четырех акустических системах вновь восстанавливаются ис2
Проигрыватели и грампластинки
33
ходные сигналы. Характерным недостатком матричных способов
записи является возникновение в каж дом канале исходных сигна­
лов, а такж е ослабленных сигналов средних каналов. Проникание
может быть достаточно большим, однако при проигрывании егс
можно несколько уменьшить путем применения сложных логиче­
ских блоков.
К недостаткам всех матричных способов относится так ж е не­
возможность восстановления источника звука, расположенного с за ­
ди (посередине). Однако закодированный любым матричным спо­
собом сигнал можно прямо записать на обычном стереофоническом
магнитофоне. Т акая запись без дальнейшей обработки пригодна
для радиовещ ания.
Вскоре после выпуска первой четырехканальной пластинки с
матричным кодированием появились пластинки, записанные по спо­
собу 4-4-4, так называемые пластинки CD-4 (совместимые дискрет­
ные) фирмы «Джи-Ви-Си».
При кодировании по этому способу изменяется не ф аза сиг­
налов, а их частотный диапазон. По этому способу суммарные сиг­
налы передних и задних каналов записываются как для обычных
стереофонических пластинок, а разностные сигналы передних и з а д ­
них каналов записываются выше диапазона слышимых звуков, ис­
пользуя частотную модуляцию несущей частоты 30 кГц с нижней
боковой полосой шириной 10 кГц и верхней полосой шириной
15 кГц. Д л я получения хорошего отношения сигнал/шум частотная
модуляция применяется на частотах ниже 800 Гц и выше 6 кГц, а
внутри этого диапазона сигналы модулируются по фазе. Д л я сни­
жения иекг#жений уровень записи частотно-модулированных сигна­
лов снижен на 19 дБ.
Т ак как суммарные сигналы всех четырех каналов записы ва­
ются в диапазоне звуковых частот, то такая пластинка принципи­
ально является совместимой со стереофоническими и монофониче­
скими пластинками. Четыре исходные сигнала получаются простым
сложением и вычитанием демодулированных сигналов.
Запись для дискретных пластинок более трудная, чем при м ат­
ричном кодировании, но проникание сигналов получается значитель­
но меньше, равномерность фазовой характеристики лучше, а по ди ­
намическим свойствам и искажениям обе системы сравнимы.
Т ак как наибольш ая частота колебаний на пластинке равна
45 кГц, первоначально запись на лаковый диск для уменьшения пе­
регрузок рекордера проводилась при частоте вращения планшайбы,
равной одной трети от номинальной. В последнее время в резуль­
тате усовершенствования оборудования запись проводится при ча­
стоте вращения планшайбы, сниженной только в 2 раза.
Д л я проигрывания пластинок с записью по способу CD-4, не­
обходим специальный звукосниматель, способный воспроизводить
сигналы с частотой до 45 кГц. Очевидно, что такой звукосниматель
стоит дорож е звукоснимателя для матричных пластинок, проигры­
вание которых производится обычным стереофоническим звукосни­
мателем. Но это не создает существенной разницы, если принимать
во внимание стоимость выходного четырехканального усилителя и
четырех громкоговорителей высокого качества.
К онкурентная борьба меж ду фирмами, выпускающими пластин­
ки по способам SQ и CD-4, еще не заверш илась; не исключено, что
победу одерж ит новый способ квадрафонической записи. В 1975 г.
в Л ондоне фирма «Денон» продемонстрировала несколько пласти­
нок UD-4, т. е. универсальных дискретных четырехканальных пла­
34
стинок. Они принципиально совмещают преимущества матричных и
дискретных четырехканальных способов. Внешние и внутренние
стенки канавок на пластинках UD-4 в области звуковых частот не­
сут матричнокодированные сигналы (ВМХ) четырех каналов. Кроме
этого, внешняя стенка канавки содержит несущую частоту 30 кГц,
модулированную с девиацией ± 6 дБ сигналом ТМХ с полосой 20 —
5000 Гц, в то ж е время внешняя стенка канавки несет сж атый по
полосе сигнал QMX, передаваемый в диапазоне 24—36 кГц.
Н а простом проигрывающем устройстве можно воспроизводить
сигналы ВМХ (4-2-4), равноценные матричным сигналам. Более со­
временные устройства с использованием сигналов ТМХ (4-3-4) зн а ­
чительно улучшают разделение каналов, а с помощью сигналов QMX
(4-4-4) становится возможным практически дискретное воспроиз­
ведение ’.
3. Г О Л О В К И З В У К О С Н И М А Т Е Л Е Й
И ИГ ЛЫ
3.1. КЛАССИФИКАЦИЯ
ГОЛОВОК ЗВУКОСНИМАТЕЛЕЙ
Первым звеном в цепочке устройств для воспроизведения зв у ­
ковой информации, хранящ ейся в виде механических колебаний
канавки пластинки, является звукосниматель. Когда-то он непосред­
ственно преобразовывал отклонения канавки в колебания воздуха,
однако этот процесс из-за низкого коэффициента полезного дейст­
вия (К П Д ), больших искажений и сильного износа пластинок се­
годня имеет лишь значение как один из этапов развития техники
механической записи. Поэтому звукосниматель является устройст­
вом, которое преобразует механические колебания в электрические
сигналы. После необходимого усиления электрические сигналы с
помощью электроакустических преобразователей — громкоговорите­
лей — преобразую тся в звук. В электроакустике преобразователи
всегда были наиболее слабым звеном цепочки, поэтому звукоснима­
тели по сравнению с другими устройствами будут рассмотрены бо­
лее подробно.
Основными узлами звукоснимателя являю тся головка и то­
нарм. Головка звукоснимателя содерж ит преобразователь, иглодер­
ж атель и иглу. Проблемы, связанные с иглодержателем, распрост­
раняются на все типы звукоснимателей, поэтому после выяснения
требований к звукоснимателям речь первым делом пойдет о игло­
держ ателях.
Типы головок звукоснимателей представлены на рис. 3.1. В на­
правлении сверху вниз головки звукоснимателей различаю тся по спо­
собам получения выходного электрического сигнала. Здесь представ­
лены все существующие способы получения электрического сигнала,
’ В настоящее время ни матричные, ни дискретные способы
квадрафонической звукопередачи he получили широкого распростра­
нения, что объясняется значительными затратами, связанными с
приобретением четырехканальной аппаратуры и не слишком боль­
шой разницей в качестве звучания по сравнению со стереофониче­
ской звукопередачей. — Я/7ил<. ред.
2*
35
Рис. 3.1. Классификация головок звукоснимателей (треугольники
с основанием вниз означают головки звукоснимателей, чувствитель­
ные к амплитуде, а вершиной вниз — чувствительные к колебатель­
ной скорости)
В то же время головки звукоснимателей можно классифицировать и
по физическим п ^ а м е т р а м движения канавки, которые восспринимает преобразователь. Этими параметрами являются отклонение к анав­
ки и изменение отклонения по времени, т. е. скорость. Отметим, что
существуют головки звукоснимателей, чувствительные к ускоре­
нию. Располож ение по строке указы вает о времени появления. Н е­
смотря на то что современные электронные преобразователи сегод­
ня еще относительно дороги, тем не менее они имеют достаточно
широкое распространение. Естественно, хорошие результаты можно
получить с различными преобразователями. Эти результаты в ко­
нечном счете оцениваются при субъективном прослушивании. П ри­
нятие решения в большой степени облегчается объективными д а н ­
ными измерений.
3.2. ПАРАМЕТРЫ ГОЛОВОК ЗВУКОСНИМАТЕЛЕЙ
П араметры звукоснимателей долж ны удовлетворять требова­
ниям стандартов стран-изготовителей. В Европе это, как правило,
немецкий промышленный стандарт DIN45500. Эти требования отно­
сятся к линейным и нелинейным искажениям, а такж е механическим
и электрическим эксплуатационным параметрам. Одним из этих
параметров является вертикальный угол при записи и воспроизве­
дении (рис. 3.2).
Среди параметров головок звукоснимателей на первом месте
стоит амплитудно-частотная характеристика. Раньш е она имела
решающее значение, но головки звукоснимателей, разработанные в
последнее время, далеко перешагнули указанную в упомянутом
36
Рис. 3.2 . Основные геометри­
ческие размеры головки зв у ­
коснимателей:
а)
а — образование вертикального уг­
ла при записи; б — при воспроиз­
ведении; в — вид на головку звуко­
снимателя спереди: / — плоскость
движ ения резц а; 2 — резец;
5—
лаковый диск; 4 — головка звуко­
снимателя; 5 — выводы; 6 — острие
иглы; 7 — иглодержатель; 5 — пла­
стинка
116 мм
б)
стандарте полосу передаваемых частот 40—63,5 Г ц ± 5 дБ, 63,5 —
8000 Г ц ± 2 дБ , 8000— 12 000 Г ц ± 5 дБ и имеют значительно мень­
шую неравномерность. Созданы, например, головки звукоснимате­
лей для передачи сигналов на сверхнизких частотах. При оценке
амплитудно-частотной характеристики головки звукоснимателя, а
такж е других описываемых параметров, следует указы вать тип
измерительных пластинок (например, характеристики на рис. 3.3
получены с измерительной пластинкой QR2005). О днако иногда
измерительные пластинки одного типа в зависимости от времени
прессования могут иметь различные параметры. Д л я облегчения
сравнения характеристик сигнал правого канала записан с разни­
цей по уровню в 10 дБ.
Относительно легко может быть измерено разделение между
каналами головки звукоснимателя. Разделение меж ду каналами на
фиксированных частотах или по всему частотному диапазону пока­
зывает, какая часть сигнала, передаваемого по одному каналу, про­
никает в другой канал. Хорошие головки звукоснимателей имеют
Рис. 3.3.
Амплитудно-частотная характеристика головки звукосни­
мателя ISD15 производства ЕМТ
37
разделение на частоте 1000 Гц по крайней мере 20 дБ, а в ди ап а­
зоне 500—6300 Гц не менее 15 дБ . Однако, используя для одного
и того ж е звукоснимателя различные измерительные пластинки,
можно получить разные результаты, так как разделение меж ду к а ­
налами зависит от вертикального угла записи. П оэтому в этой об­
ласти необходимо унифицировать измерительные пластинки.
Труднее оценивается степень мешающего воздействия нелиней­
ных искажений. По своему происхождению эти искажения можно
разделить на две группы. К одной из них относятся искажения,
возникающие из-за нелинейности преобразования. Эти искажения
вызывают амплитудную модуляцию, поэтому относительно колеба­
ний с основной частотой как на несущей возникают частоты боко­
вых полос (комбинационные звуки>; Они представляю т собой отно­
сительно небольшую помеху, потому что ее значение не зависит
от частоты и у современных головок звукоснимателей пренебрежи­
мо мало.
Ко второй группе относятся искаж ения огибания, возникающие
вследствие геометрических различий меж ду резцом рекордера при
записи и иглой звукоснимателя при воспроизведении. Кроме гармо­
нических составляющих, они вызывают фазовую модуляцию. Эти
искаж ения увеличиваются пропорционально частоте, поэтому их
мешающее действие чрезвычайно велико и они считаются опреде­
ляющими искажениями головки звукоснимателя.
Ф азовая модуляция одновременно означает и частотную моду­
ляцию, что делает возможным определение искажений огибания на
основе измерений интермодуляционных искажений. И змерительная
пластинка для исследования этих искажений содерж ит сигналы ча­
стотой 300 и 3000 Гц. При проигрывании этой пластинки сигнал ча­
стотой 3000 Гц модулируется по ф азе или частоте сигналом частотой
300 Гц. Д л я измерения возникающих при этом интермодуляцион­
ных искажений мож ет быть использован фазовый дискриминатор
звуковых частот, например детонометр типа ЕМТ424.
Мешающее воздействие низкочастотной модуляции, возникаю ­
щей из-за колебания частоты вращения диска, может быть снижено
включением простого фильтра верхних частот. Зависимости интер­
модуляционных искажений от прижимной силы и уровня записи
очень редко приводятся в паспорте с техническими данными голов­
ки звукоснимателя.
Допустимое максимальное значение интермодуляционных иска­
жений при уровне измерительных сигналов — 6 дБ составляет 1 %
согласно требованиям стандарта DIN45500. Современные головки
звукоснимателей имеют интермодуляционные искажения меньше
0,5% (рис. 3.4).
Соответственно требованиям к аппаратам высшего класса при­
ж имная сила звукоснимателя не долж на превышать 30 мН. В на­
стоящ ее время многие звукосниматели проигрывают пластинки без
искажений при прижимной силе в 10 мН. Заданны е в паспорте зв у ­
коснимателя минимальное и максимальное значения прижимной си­
лы нельзя уменьшать или превышать. По возможности целесооб­
разно установить рекомендуемое значение, так как прижимная сила
влияет на вертикальный угол воспроизведения. Только при зад ан ­
ной изготовителем прижимной силе он будет равен 15°. Д л я звуко­
снимателей, имеющих укороченный иглодержатель, более благо­
приятным является больший вертикальный угол. П оэтому МЭК
предложил применять для записи и воспроизведения вертикальный
угол 20° ± 5°.
38
1
1
1,k
Интврмодуллционные
.иснажения
по втрБОО
Интермоди1,U лпционные
иснажения
по D1N45500
!
и
I
п
й?
ii,o
1,0
/ /
П h
I
^1
!
л
/ у
I
%1
/
7
//
/ 7
0,8
J
L
Л
Ofi
y w
0,h
t|/7 ,2 I
4Z
Голлвни LПас1
„STS 555
-8
-U
0Л
-n
/ / /
rojчов.ча Elat
„8TS 5 5 5 -5 ”
-8
Относительный уродеиь сигналоб, дБ
Измерительная плистинно
500 Гц 5 см/с
5000 Гц 7,5мм!с
'DINU551Z
Рис. 3.4. Интермодуляционные искажения двух магнитных головок
звукоснимателей в зависимости от уровня сигнала и прижимной
силы
Если раньше при выборе головки звукоснимателя решающее
значение играла амплитудно-частотная характеристика, то сейчас
все большее внимание уделяется гибкости подвижной системы. С та­
тическая гибкость головки звукоснимателя измеряется достаточно
просто. С помощью динамометра под микроскопом игла отклоняет­
ся на 60 мкм и это значение делится на значение силы, вызвавш ей
это отклонение. Н аиболее распространенные значения гибкости и з­
меняются от 4 -1 0 -3 до 5 0 -1 0 -3 м/Н. Д л я уменьшения износа п ла­
стинок целесообразно принять нижнее значение гибкости в 2 0 X
Х Ю -з м/Н. Со времен монофонических пластинок у большинства
изготовителей сохранилась традиция зад авать гибкость только в
плоскости пластинки (горизонтальная гибкость). Измеренные зн а­
чения вертикальной гибкости получаются, как правило, меньше чем
горизонтальной.
При проигрывании пластинки канавка отклоняет иглу, иглодер­
ж атель и подвижные детали преобразователя, имеющие очень м а­
лую массу. Эти движущ иеся точечные массы в соответствующем
соотношении можно перенести на место иглы, тогда получим эфф ек­
тивную массу подвижной системы. Н аибольш ая допустимая эфф ек­
39
тивная масса равна 2 мг. Й змерить ее с необходимой точносГью
очень трудно.
П риж им ная сила, гибкость и эффективная масса подвижной
системы определяют еще одно новое понятие: способность следо­
вания иглы по канавке. Этот параметр для покупателя имеет
большое значение.
Он
показывает
максимальное
отклонение
канавки на данной частоте, которое звукосниматель способен про­
играть без искажений при заданной прижимной силе. Измерение
способности следования связано с повышенными трудностями. Д л и ­
тельное время способность следования определяли только по ре­
зультатам субъективных сравнительных испытаний: оценивали на
слух чистоту звучания музыкальных колокольчиков, воспроизводи­
мых с измерительной пластинки TTR101 фирмы «Шур». О днако с
появлением новых измерительных пластинок TTR102 и TTR103 спо­
собность следования начали измерять объективно.
И змерительная пластинка TTR102 содерж ит сигналы, позво­
ляющие провести различные испытания головок звукоснимателей и
тонармов. П роверка способности следования проводится при вос­
произведении сигнала частотой 400 Гц, записанного с возрастающей
колебательной скоростью от 6,9 до 27 см/с. И змерительная п ла­
стинка TTR103 изготовлена специально для измерения искажений
следования и оценки способности звукоснимателей к огибанию к а ­
навки. Н а ней записан измерительный сигнал частотой 10,8 кГц с
колебательными скоростями 15, 19, 24 и 30 см/с, состоящий из
пакетов импульсов. Измерительные сигналы обоих видов, помимо
субъективного прослушивания, могут быть оценены путем наблю ­
дения на экране осциллографа и анализа их спектра.
Однако способность следования нельзя характеризовать одним
количественным параметром. В качестве примера на рис. 3.13 по­
казаны кривые способности следования двух первоклассных звуко­
снимателей в зависимости от частоты при различных значениях
прижимной силы.
В интересах дальнейшей обработки электрического сигнала воз­
никает необходимость в измерении параметров звукоснимателя, р ас­
сматривая его как генератор электрических колебаний. В качестве
первого параметра можно назвать напряжение на заж им ах, кото­
рое в не очень удобном для практических целей виде задается эф ­
фективным напряжением, измеренным при воспроизведении сигна­
ла, записанного с амплитудой колебательной скорости i(J см/с (бо­
лее целесообразным было бы задаваться обоими или эффективными
или амплитудными значениями)
Вторым параметром является
выходное сопротивление по постоянному току или измеренное на
частоте 1000 Гц полное сопротивление, особенно важное для со­
гласования четырехканальных дискретных звукоснимателей.
Необходимо, наконец, задать еще один качественный параметр,
разбаланс стереоканалов, который определяет в децибелах р асхож ­
дение меж ду выходными напряжениями правого и левого каналов
головки звукоснимателя при воспроизведении сигналов частотой
1000 Гц, записанных с одинаковой амплитудной колебательной ско­
ростью.
’ В Советском Союзе по ГОСТ 20006-74 измеряется чувстви­
тельность звукоснимателя как частное от деления выходного напря­
жения (эффективное значение) на колебательную скорость сигнала
частотой 1000 Гц (эффективное значение). — Прим. ред.
40
Рис. 3.5. Форма П-образного сигнала частотой 1 кГц с измери­
тельной пластинки STR111, воспроизведенного головкой звукосни­
мателя с подвижным магнитом «Элак 665» при прижимной силе
10 мН (а) и головкой звукоснимателя с электродинамическим демп­
фированием подвижного элемента из магнитомягкого ж елеза ADC
XLM при прижимной силе 7 мН (6 ); форма импульсов с измери­
тельной грампластинки H FS-69 этих ж е головок звукоснимателей
(в и г)
Д л я квалификации магнитных звукоснимателей (чувствитель­
ных к колебательной скорости) можно использовать прямоуголь­
ные импульсы частотой 1000 Гц. Н а рис. 3.5 показаны импульсные
сигналы, воспроизведенные двумя различными магнитными голов­
ками звукоснимателей. Этот параметр, характеризующий качество
головки звукоснимателя, отраж ает особенности современной музы ­
ки, отличающейся импульсными сигналами и большим динамиче­
ским диапазоном. Хорошая головка звукоснимателя огибает п ря­
моугольные импульсы с крутыми фронтами без выбросов и наклона
горизонтальной части.
3.3. КОНТАКТ ИГЛЫ СО ЗВУКОВОЙ КАНАВКОЙ
Игла с рабочей частью в форме сферы. Единственной деталью
звукоснимателя, находящейся в непосредственном контакте с кан ав­
кой при проигрывании пластинки, является игла. Ее задача заклю ­
чается в том, чтобы продвигаясь по канавке пластинки, по возм ож ­
ности наиболее точно повторять движение резца рекордера. Са­
мой подходящей будет игла, имеющая такую ж е форму, что и
резец. Но такая игла обязательно начала бы снимать струж ку с
изгибов канавки. Отсюда следует, что для проигрывания пластинки
необходимо задать второе условие: игла не долж на повреж дать ее
канавку. Однако для удовлетворения этого требования необходимо,
чтобы игла не имела острых ребер. Конечно, форма такой иглы бу­
41
дет отличаться от формы резца рекордера. Третьим условием
является требование по возможности наименьшего износа иглы, т. е.
материал иглы долж ен быть как можно тверж е. Это требование
определяет стоимость материала для иглы и трудности его ш лифов­
ки для получения требуемой формы.
В предыдущей главе было сказано, что звуковая информация
записывается отклонениями боковых стенок стереофонической к а ­
навки и дна монофонической канавки. Однако эти отклонения не
полностью равноценны; дно канавки во время изготовления пла­
стинки искаж ается больше, чем ее боковые стенки. Кроме этого,
ведение иглы, опирающейся в одной точке на дно канавки с радиу­
сом 4—5 мкм, было бы неопределенно, и износ кончика иглы, такж е
имеющего радиус 4 мкм, был бы очень большим. П оэтому игла
изготовляется так, чтобы она опиралась на обе стороны канавки.
Как и при шлифовке оптических элементов, наиболее просто обра­
батываю тся полусферические поверхности. П оэтому вначале острие
иглы, соприкасающееся с микроканавкой, ш лифовалось до образо­
вания полусферической поверхности (так назы ваемая сферическая
игла). Радиус закругления полусферической поверхности иглы для
монофонических пластинок вначале был установлен от 13 мкм (ми­
нимальное значение) до 25 мкм. В связи с распространением сте­
реофонических пластинок, имеющих более узкие канавки, был стан ­
дартизован радиус закругления, равный 13— 18 мкм. От этих зн а­
чений допускаются отклонения ± 10—2 0 %
Полусферическое острие иглы для повышения ее прочности
переходит в конус с углом меж ду образующими примерно 40—55°.
Конусообразная часть иглы переходит в цилиндрическую, образую ­
щую тело иглы, служ ащ ее для крепления к иглодержателю. Труб­
чатый иглодерж атель является подвижным элементом, передающим
колебания иглы преобразователю головки звукоснимателя. Н а вы­
ходе преобразователя возникает напряжение, соответствующее дви ­
жению одной воображ аемой точки иглы, например центр полу­
сферы.
И сследуем теперь, насколько точно воображ аем ая центральная
точка сферической иглы повторяет отклонения острия резца. П ред­
положим, что воспроизводящ ая игла продвигается от края к цен­
тру точно по радиусу пластинки. О том, что это предположение
выполняется редко, будет сказано в гл. 4. Ошибки в пути следова­
ния иглы можно разбить на две подгруппы: статические и динами­
ческие дефекты взаимосвязи меж ду канавкой и иглой.
Искажения огибания (геометрические искажения). Статически­
ми ошибками называются искажения, которые зависят только от
формы иглы и резца и не зависят от движения канавки. В первом
приближении их можно исследовать в статическом режиме. Это
искаж ения огибания и искажения, вызванные выталкиванием иглы
канавкой (пинч-эффектом). К ак показано в верхней части рис. 3.6,
реж ущ ая грань резца в каж дый момент времени расположена пер­
пендикулярно продольной оси немодулированной канавки. В про­
тивоположность этому, как видно из средней части рис. 3.6 и на
рис. 3.7, на одном из участков канавки с синусоидальной модуля­
цией положение центральной точки сферической поверхности иглы
’ В Советском Союзе в соответствии с рекомендациями МЭК
радиус закругления острия сферической иглы стандартизован р ав ­
ным 18-3 мкм. — Ярмж. ред.
42
Рис. 3.6. Движение резца ре­
кордера иглы звукоснимателя
при поперечной записи
Рис. 3.7. Возникновение иска­
жений огибания при попереч­
ной модуляции
(относительно острия резца) определяют запазды ваю щ ая точка
контакта иглы с внешней стенкой канавки и опереж аю щ ая точка
контакта на ее внутренней стенке. Так как в точках максимальных
отклонений синусоиды временные, опережения и отставания отсут­
ствуют, то центр полусферы совпадает с положением острия резца.
Во втором полупериоде синусоидального колебания опережавший
край становится отстающим, а запаздываю щ ий — опережающим.
В точках максимума и минимума синусоиды точка касания полу­
сферической поверхности совпадает со следом острия резца. П од­
водя итог, можно сказать, что во время проигрывания поперечной
записи искаж ения огибания на выходе звукоснимателя возбуж даю т
нежелательные сигналы, обусловленные нечетными гармониками
(3/, 5/) основной частоты f. Н а стереофонических пластинках эти
искаж ения возникают в обоих каналах. И скаж ения огибания попе­
речной записи снижаются уменьшением до допустимых размеров
радиуса закругления острия иглы.
П родолж ая анализ поперечной записи, исследуем искажения,
вызванные колебаниями иглы в вертикальной плоскости (пинч-эф­
ф ектом). При увеличении, использованном на рис. 3.6, можно ви­
деть, что в немодулированной канавке {Л— А ) или в момент м ак­
симальной модуляции игла опирается на средние участки стенки
канавки. Однако на участке меж ду двумя пиками синусоиды ре­
ж ущ ая грань резца в зависимости от интенсивности модуляции вы­
резает при одинаковой глубине более узкую канавку (направление
мгновенного движения острия резца образует угол с продольным
направлением канавки). Другими словами, образованный стенками
канавки угол, измеренный в направлении, перпендикулярном ее
средней линии, постоянно изменяется. Н а более узком участке к а ­
навки игла выталкивается стенками канавки вверх, что означает
вертикальную модуляцию т ^ , как это видно из В — В рис. 3.6. С у­
43
жение канавки за один период
синусоиды происходит дваж ды ,
благодаря
чему
подъем и
спуск иглы будут происходить
с удвоенной основной часто­
той. Эти искаж ения математи­
чески можно описать гармони­
ками основного колебания с
четными номерами (2/,
Монофонический
звукоснима­
тель, воспр^инимающий только
колебания
в горизонтальной
плоскости, не передает иска­
жений, происходящих от суж е­
ния канавки. В стереофониче­
Рис. 3.8. О бразование искажений
ском звукоснимателе, незави­
огибания при проигрывании к а ­
симо от того, внешняя
или
навки с глубинной модуляцией
внутренняя стенка канавки вы ­
(на восходящем участке синусои­
зы вает ее сужение, на обоих
ды возникает опережение по ф а ­
выходах появляю тся одинако­
зе + tv
вые искаженные сигналы. Эти
искаж ения
можно несколько
уменьшить, сниж ая размеры иглы в продольном направлении. З а ­
клинивание иглы, помимо искажений, вызывает так ж е и значитель­
ный ее износ, ибо перемещение иглы при приближении к гранич­
ному случаю самозаклинивания из-за сужающ ихся стенок канавки
становится все более затрудненным.
К искажениям огибания, возникающим при глубинной записи,
такж е чувствительны только стереофонические звукосниматели. О б­
разование этих искажений наглядно поясняется на рис. 3.8 : сфери­
ческая игла (более точно, перпендикулярная к канавке продольная
ось иглы) только в точке вершины и в точке впадины синусоидаль­
ного колебания соприкасается с канавкой, меж ду ними игла ведется
точками, находящимися вне проекции ее центральной точки. В изо­
браженном положении это означает вертикальное запазды вание
tv, а на симметричном участке синусоиды такое ж е опережение.
Как опережение, так и запазды вание внутри одного периода повто­
ряются по одному разу. Поэтому искаженный сигнал содерж ит гар ­
моники с нечетными номерами, но так как отклонение по времени
в обоих случаях идет с подъемом центральной точки на a ^ ,,ro воз­
никают мешающие компоненты и с четными порядковыми номерами.
Значит, искажения огибания при глубинной записи содерж ат гар ­
моники основной частоты со всеми целыми номерами. Анализ ипс.чжений этих трех характерных видов показывает, что значения i3bicших гармоник с возрастанием их номеров сильно снижаются. Н аи ­
более мешающее воздействие оказываю т вторая и третья гарм о­
ники.
Помимо геометрических соотношений иглы и канавки в плоско­
сти пластинки звукосниматель является еще одним источником ста­
тических искажений. Н а рис. 3.2 предполагалось, что вертикальные
углы колебаний воспроизводящей иглы и резца одинаковые. Однако
на практике из-за неправильной установки прижимной силы верти­
кальный угол колебаний воспроизводящей иглы и вместе с ним и
плоскость движения иглы не совпадаю т с углом и плоскостью
движения резца. И з-за этой ошибки в выходном сигнале возникают
четные гармоники.
44
Рассмотрев причины, вызывающие искажения, можно сделать
заключение, что воспроизведение механической записи звука не м о­
ж ет быть выполнено идеально. Н а самом деле это совсем не так.
Эти искажения при соответствующих условиях можно снизить н а­
столько, что в полной цепочке воспроизведения от звукоснимателя
до громкоговорителя искаж ения головки звукоснимателя не будут
преобладающими. Технические решения для снижения искажений
можно применять в двух местах: централизованно при записи для
пластинки или по отдельности в каж дом проигрывающем устрой­
стве.
Снижение искажений огибания. Многочисленные предложения
были сделаны для компенсации во время записи на лаковый диск
искажений огибания и искажений от изменения профиля канавки.
По способу, предложенному фирмой «Ар-Си-Эй», перед записью
сигнал пропускается через электронное устройство, так называемый
динамический коррелятор записи Это устройство задерж и вает сиг­
нал, в зависимости от его мгновенного значения, на больший или
меньший отрезок времени и полученный таким образом, по сущ е­
ству модулированный по фазе компенсирующий сигнал записы вает­
ся на лаковый диск вместе с основным сигналом. При проигрыва­
нии искажения огибания и компенсирующий сигнал взаимно уни­
чтожают друг друга и звук становится неискаженным.
Д л я этой ж е цели фирмы «Телефункен» и «Декка» разработали
устройство под названием «имитатор искажений». Н азначение этого
прибора было — создание при записи на лаковый диск п р е д ы с к а ­
ж е н и й для компенсации искажений огибания, а такж е к вад р а­
тичных и кубических искажений, обусловленных упругой релакса­
цией материала лакового диска. От предыдущего этот метод отли­
чается тем, что компенсация производится не путем задерж ки сиг­
нала во времени (эти искажения при глубинной записи обозначены
на рис. 3.8 — /^ ) , а изменением амплитуды сигнала (на том же
рисунке — аУ). Таким образом, заранее изменяя записываемый сиг­
нал, можно значительно снизить во время проигрывания искажения,
вызываемые второй и третьей гармониками. С другой стороны, з а ­
давая максимальное значение этих искажений, можно примерно на
8 дБ увеличить уровень сигнала. И зготовленные с преды скаж ения­
ми пластинки фирмы «Телдек» появились в продаж е под названием
«Ройял стерео саунд». Их качество было признано хорошим, если
пластинки проигрывали иглами с радиусом закругления, принимав­
шимся в расчет при введении предыскажений.
О братимся теперь ко второму возможному варианту, по кото­
рому снижение искажений производится в каж дом проигрывающем
устройстве. При изучении искажений огибания упоминалось, что их
значение сниж ается при использовании игл с меньшими радиусами
закругления острия. Учитывая это соображение, изготовители го­
ловок звукоснимателей вместо игл с радиусом закругления 18 —
20 мкм начали ставить в звукосниматели иглы с радиусом 17 мкм,
а затем и 15 мкм. В ассортименте нескольких фирм можно встре­
тить иглы с радиусом закругления острия, равным 12 мкм. Со вре­
менем распространения игл с такими размерами совпало предлож е­
ние нескольких фирм о записи с предыскажениями, предполагающей
применение игл единого размера. Ш ирокое распространение игл с
различными радиусами закругления острия затормозило принятие
этого предложения. П редыскаж ения, как способ централизованного
снижения искажений, были окончательно вытеснены появлением
э л л и п т и ч е с к и х игл.
45
Рис. 3.9. П роигрывание канавки с большой амплитудой записи эл­
липтической и сферической иглами
В основу этих игл была положена простая идея: уменьшить
только геометрические размеры иглы, которые действительно по­
зволяю т снизить искажения, а размеры, не влияющие на и скаж е­
ния, оставить такими, которые необходимы с точки зрения прочно­
сти. Сечение иглы, сконструированной согласно этому принципу,
имеет два радиуса закругления (рис. 3.9,а,6 ). Отсюда и н азва­
ние — эллиптическая игла. Больш ая ось эллиптической иглы пер­
пендикулярна к продольной оси немодулированной канавки. Имен­
но это обстоятельство облегчает поперечное движение иглы при
больших отклонениях канавки.
Единых размеров игл с эллиптическим сечением не существует.
По стандарту DIN45500 малый и большой радиусы Ri = 6 мкм и
/?2= 20 м к м . Номинальный размер Ri на практике изменяется от 5
до 10 мкм, а /?2 меж ду 17 и 22 мкм. Только профессиональные
фирмы (например, «Ортофон») указываю т в своих паспортах, н аря­
ду с номинальными размерами иглы, гарантированный допуск для
малого радиуса ± 1 мкм, а для большого от ± 2 до
М ожет
быть излишне напомнить, что игла с сечением в виде эллипса д о ­
рож е иглы со сферическим острием. Пропорционально качеству
воспроизведения ее цена мож ет быть в 2 раза выше. Достоинством
эллиптической иглы является то, что при проигрывании старых п ла­
стинок по сравнению со сферической иглой можно наблюдать опре­
деленное снижение искажений, особенно на сигналах, записанных
с большой модуляцией. С праведлива и обратная закономерность:
зад авая одинаковый уровень искал^ений, эллиптическая игла в з а ­
висимости от меньшего радиуса позволяет увеличить динамический
диапазон примерно на 10 дБ. Разумеется, связанные с приобрете­
нием эллиптической иглы повышенные расходы только тогда себя
оправдают, когда коллекция пластинок заслуж ивает внимания.
При покупке съемной вставки звукоснимателя с эллиптической
иглой следует быть особенно осторожным. Вставки могут иметь
дефекты, которые редко встречаются у сферических игл одинако­
вого с ними класса. Одним из дефектов может быть неправильное
закрепление иглы (рис. 3.10), при котором главная ось эллипса не
располагается перпендикулярно к иглодержателю. При таком креп­
лении искажения огибания не только не снижаются, но д а ж е уве­
личиваются. Вторым дефектом может быть неправильная форма
46
' Иглодерштвль
Правильно
Неправильно
Непрабтио
а)
Ивлодвржшель
Правильно
Ю
Рис. 3.10. Возможные дефекты эллиптической иглы:
а — игла косо установлена в иглодерж ателе; б — неправильное сечение иглы
сечения иглы, показанная на второй половине рисунка. У такого
«эллипса» практически нет меньшего радиуса, поэтому игла, напо­
минающая по форме сечения косточку сливы, вместо закругления
опирается на стенки канавки режущим острием.
Необходимо коротко упомянуть о повышении нагрузки на к а ­
навку, что является недостатком эллиптической иглы. Если эллип­
тическую иглу с малым радиусом Ri = 5 мкм просто поставить на
место сферической иглы с радиусом закругления /?о=15 мкм, то
вследствие уменьшения площади контакта примерно на одну треть
на канавку и иглу будет действовать давление, возросшее пример­
но в 3 раза. И з-за этого эллиптические иглы изготовляю т только
из алмаза. Сапфир не применяют.
Иглы со специальным профилем. При разработке способа запи­
си для дискретных четырехканальных пластинок верхняя граничная
частота рабочего диапазона относи­
тельно легко была
увеличена
до
45 кГц. Воспроизведение этих коле­
баний, напротив, вызвало больше з а ­
труднения. У обычных сферических,
а такж е эллиптических игл сечение
в плоскости, перпендикулярной немой
канавке, представляет собой поверх­
ность, ограниченную окружностью с
радиусом 15— 18 мкм. Эта о кр у ж ­
ность касается стенок канавки только
в двух участках. Поверхности пло­
щадок касания имеют диаметр в не­
сколько микрон, в результате чего
возникает большое давление на к а ­
навку (верхняя часть рис. 3.11). При
таком давлении нагрузка на матери­
ал пластинки может превысить гр а­
ницу упругости и тогда возникнет
пластическая деформация
канавки.
Это означает такж е, что игла не бу­
дет огибать небольшие отклонения,
соответствующие
колебаниям
на
очень высоких частотах.
Рис. 3.11.
Распределение
Д ля
проигрывания
четырех­
давления на канавку у сф е­
канальных грампластинок были р а з­
рических, эллиптических и
работаны иглы со специальными про­
биэллиптических игл
филями (биэллиптические), которые
47
обеспечивают существенно больший радиус площади контакта иг­
лы со стенками канавки (приблизительно до 50—75 мкм). Путем
оптических наблюдений на увеличенной
модели иглы и канавки
было подтверждено, что нагрузка от этих игл распределяется по
поверхности более равномерно (см. нижнюю часть рис. 3.11). Т а­
ким образом
при одинаковой прижимной силе можно избеж ать
пластической деформации канавки и обеспечить
огибание иглой
высокочастотных отклонений.
И зобретателем первой биэллиптической иглы был японец Норио Сибата (1971 г.), поэтому такие иглы часто называют иглами
Сибата. В то ж е время и в других странах такж е проектировались
иглы подобного назначения со специальным профилем. Первым в
Европе
многорадиусную алмазную
иглу для
звукоснимателя
ММС6000 разработал инженер датской фирмы «Банг энд Олуфсен»
С. К. Праманик, пакистанец по происхождению. Такую ж е конст­
рукцию имеет игла «К вадраэдрал» американского предприятия «П и­
керинг», предназначенная для звукоснимателя UV15/24Q0Q, япон­
ская игла «Ичикава» фирмы «Йелко» и др.
И спользование игл со специальным профилем имеет свои пре­
имущества и при проигрывании стереофонических пластинок. Н е­
смотря на то что материал пластинки остается без изменения,
снижение пластической деформации как бы повышает его проч­
ность, поэтому при такой же эффективной массе подвижной систе­
мы удваивается частота механического резонанса, обусловленная
массой подвижной системы и упругостью стенок канавки. Более
подробно об этом будет сказано в следующей главе. Таким обра­
зом, улучш ается отдача на высоких частотах с внутренних канавок
пластинки.
При увеличении поверхности контакта меж ду иглой и кан ав­
кой по сравнению со сферической иглой, например в 4 раза, д а в ­
ление на канавку сниж ается на одну четверть, что означает мно­
гократное увеличение срока службы и иглы, и пластинки. Наконец,
при увеличении поверхности механического контакта улучшается
такж е и отношение сигнал/шум проигрываемой пластинки.
Динамическая связь между иглой и канавкой. Достоинства
эллиптической иглы в области снижения статических искажений
огибания по сравнению со сферической иглой неоспоримы. Но при
неизменных конструкции иглодерж ателя и прижимной силе возрос­
шее давление приводит к сокращению срока службы иглы и уве­
личению износа канавки. Д л я устранения этих недостатков была
использована естественная возможность, заклю чаю щ аяся в пропор­
циональном снижении прижимной силы. Действительно, такое сни­
жение может быть осуществлено в состоянии покоя иглы. Однако
слуш ая музыку при воспроизведении звукоснимателем с уменьшен­
ной прижимной силой можно ощутить, что в зависимости от уровня
записи отдельные инструменты звучат чисто, а другие искаженно
и неприятно. М ож ет случиться, что игла выскочит из канавки.
В звучании оркестра из-за явления, известного в акустике под на­
званием маскирования, эти дефекты проявляю тся ослабленными, но
по сравнению с воспроизведением звукоснимателем лучшего каче­
ства они всегда ощутимы. Эти искажения вызываются отсутствием
надежного контакта меж ду иглой и канавкой, игла временами
скользит вверх по стенке канавки и не точно огибает все ее изви­
лины. Возникающие при этом искажения нельзя ослабить умень­
шением искажений огибания, так как они являются следствием
низкой динамической способности иглы следовать по канавке. Этот
48
Рис. 3.12.
Результаты
измерений
максималь­
ных амплитуд (У), м ак ­
симальных
колебатель­
ных скоростей
(2)
и
максимальных
ускоре­
ний («?) большого числа
пластинок (тонкой ли­
нией обозначена номи­
нальная характеристика
записи)
50 100 ZOO 500 1000
500010000
чрезвычайно важный для воспроизведения параметр получил н азва­
ние «способность следования иглы по канавке пластинки». Н иж е
исследуются факторы, определяющие способность звукоснимателя
к огибанию канавки, а такж е пути ее улучшения.
После распространения стереофонических пластинок в л або р а­
ториях одной из крупнейших фирм по производству звукоснимате­
лей «Шур» были тщательно исследованы несколько сот пластинок,
в первую очередь таких, которые ранее считались непригодными
для проигрывания из-за дефектов прессования. Результаты этих
измерений представлены на рис. 3.12. Из рисунка видно, что из-за
инерционности измерительных приборов, использованных во время
записи, а такж е для расширения динамического диапазона, коле­
бательная скорость записи на пластинках превышала граничные
значения, установленные стандартами. А нализируя диаграмму изме­
ренных значений колебательной скорости в зависимости от частоты,
следует обратить внимание на три участка, отличающихся по х а ­
рактеру один от другого.
Первый участок распространяется приблизительно до частоты
800 Гц. Н а нем колебательная скорость записи возрастает пример­
но пропорционально частоте (и = Лсо), а значение амплитуды по­
стоянно и не превышает 100 мм. Отклонение канавки на такую
величину происходит большей частью при записи контрабаса или
низких трубок органа и ударов барабана. Способность огибать
амплитуду на низкой частоте в первую очередь определяется под­
веской иглодерж ателя. Эта подвеска, с одной стороны, долж на до­
пускать большие отклонения без чрезмерной деформации ее м ате­
риала, ибо остаточная деформация вызывает рост искажений и
проникание сигналов. С другой стороны, необходимо обеспечить
достаточно малую возвращ ающ ую силу, чтобы для колебаний с т а ­
кой большой амплитудой не нужно было устанавливать повышен­
ную прижимную силу. Например, для огибания амплитуды А ~
= 50 мкм при гибкости подвижной системы 8*10-^ м/Н следует
установить прижимную силу:
F =
5 0 -10-е ^ „
8 .1 0 -3 '- б м Н .
М ягкая подвеска долж на обеспечивать одинаковую гибкость как в
горизонтальном, так и в вертикальном направлениях, однако при­
ж имная сила постоянно нагруж ает подвеску в вертикальном направ­
лении, из-за чего она становится бо.гее жесткой, гибкость пони­
ж ается и возврат иглы требует большей силы.
49
Н а втором участке измеренную колебательную скорость можно
считать постоянной, независимой от частоты. Н а пластинке хоро­
шего качества средняя колебательная скорость составляет только
5 см/с, но кратковременно встречаются колебания, уровень которых
более чем на 10 дБ превышает номинальный уровень, равный 8 см/с
на частоте 1000 Г ц ’, и составляет примерно 25 см/с. К ак о большой
редкости можно упомянуть об измеренной на пластинке «Рок энд
ролл» диаметром 17 см колебательной скорости 40 см/с. С увели­
чением колебательной скорости увеличивается крутизна отклонения
канавки. Интересно напомнить, что линейная скорость канавки с
радиусом 65 мм долгоиграющей пластинки:
V
9Rnn
= —00— ^ 2 3 см/с.
При колебательной скорости записи, превышающей это значе­
ние, игла будет двигаться под углом более чем 45° относительно
немодулированной канавки. П оэтому способность огибать канавку
при больших скоростях определяется, главным образом, свойствами
скольжения иглы. В интервале частот 800—2500
где колеба­
тельная скорость записи достигает 25 см/с, расположены важ ней­
шие спектры многих инструментов и человеческого голоса. В этом
диапазоне из-за резонанса, обусловленного массой иглы и гибкостью
подвижной системы (т = 2 мг, с = 4 -1 0 -^ м/Н, /= 1 7 6 8 Гц), полное
механическое сопротивление звукоснимателя имеет минимум. С точ­
ки зрения нагрузки на канавку это очень благоприятно, но из-за
склонности к резонансу снижается надежность к огибанию, и пре­
словутый звук «ш» звучит искаженно. Так как при постоянной
скорости записи с увеличением частоты уменьшается отклонение к а ­
навки, то на этом участке все меньшее значение имеют факторы,
определяющие способность огибать большие амплитуды, и все боль­
шее значение приобретают свойства, характеризующ ие третий уча­
сток.
Третий участок начинается примерно с частоты 2500 Гц. В этой
области колебательная скорость записи по экспериментальным д ан ­
ным сниж ается пропорционально увеличению частоты. Другими
словами, выше частоты 2500 Гц встречается практически постоян­
ная величина ускорения. Наибольшие значения ускорения возника­
ют при пересечениях иглой средней линии немодулированной к а ­
навки. Колебания такой частоты вызываются основными тонами
некоторых инструментов с высоким звуком н высшими гармоника­
ми большинства инструментов. Особенно большие ускорения встре­
чаются в высокоэнергетических импульсах при записи клавесина,
арфы, оркестровых колокольчиков, тарелок и кастаньет. Определен i
ные экспериментально ускорения большей частью не превышают
значений, допускаемых характеристикой записи. Значения 15 X
ХЮ^ м /с2 встречались только в исключительных случаях, среднее
значение ускорения составляет 4*103 м/c^. О днако и это значение
уж е в 400 раз превышает ускорение свободного падения, измерен­
ного на поверхности земли! При таком ускорении на иглу с эфф ек­
тивной массой т = 2 мг действует сила Е = т а = 2 * 1 0 -® кг-4 Х
’ В Советском Союзе номинальный уровень, согласно ГОСТ
7893-79, соответствует колебательной скорости 10 см/с на к а н а л .—
Прим. ред.
50
Рис. 3.13. Способность
следования в зависимо­
сти от частоты при про­
игрывании
измеритель­
ной
пластинки
«Шур
TTR103» с
головками
звукоснимателя
«Шур
V 1 5 IIb и «Ш урУ151Ь.
У75Ж 10мЙ
У75Ж 15мН
У751 7,5мН
1000 Ш О 10000
Частота,Гц
50000
ХЮ» м /с2= 8*10-» Н, т. е. игла силой 8 мН выталкивается из к а ­
навки. П оэтому по крайней мере такую ж е прижимную силу сле­
дует приложить к игле, чтобы ее контакт с канавкой не прерывал­
ся. Из приведенных рассуждений следует, что снижение эффектив­
ной колеблющейся массы головки звукоснимателя является полез­
ной мерой, позволяющей снизить динамические нагрузки на канавку
и улучшить способность следования по канавке при больших уско­
рениях.
Хороший звукосниматель долж ен обеспечивать надежное следо­
вание иглы по канавке без потери подвижного контакта с ее стен­
ками на всех трех перечисленных участках. Это тройное требование
в случае заданной прижимной силы определяется диаграммой
(рис. 3.13) или колебательной скоростью, достижимой на трех х а ­
рактерных частотах. Например, при прижимной силе 10 мН на ч а­
стоте 400 Гц колебательная скорость не долж на превышать 20 см/с,
на частоте 1000 Гц — 28 см/с и на частоте 10 000 Г ц — 18 см/с.
Однако для создания идеального звукоснимателя следует иметь
в виду еще несколько динамических параметров, связанных с явле­
нием резонанса, обусловленного взаимодействием иглы с канавкой.
Если на частотной характеристике или характеристике разделения
меж ду каналами звукоснимателя наблюдаются скачкообразные и з­
менения, то это определенный признак возникновения на этой ча­
стоте механического или электрического резонанса. Последний бу­
дет рассмотрен при разборе условий электрического согласования
звукоснимателя. Н а резонансной частоте звукосниматель
имеет
неприятно резкое звучание, а происходящий одновременно с этим
скачок фазовой характеристики мож ет вызвать изменение прост­
ранственной картины звука при стереофоническом воспроизведении.
Механический резонанс всегда возникает при соединении массы
жесткого и упругого веществ, а подобные сочетания в звукоснима­
теле имеются в избытке. Н аибольш ее значение имеет резонанс, опре­
деляемый массой подвижной системы и гибкостью материала п ла­
стинки. Он возникает на частоте
1
/ =
2я l/m c i
где m — эффективная масса подвижной системы, приведенная к
кончику иглы; С\ — гибкость материала пластинки. Современные
звукосниматели с эффективной массой подвижной системы около
2 мг при гибкости материала винилитовых пластинок около 50 X
51
Рис. 3.14. Конструкция вставки для звукоснимателя с подвижным
магнитом:
/ — игла; 2 —-крепление иглы; 5 — иглодерж атель малой массы; 4 — ди н а­
мический регулирующий элемент (внутри трубки); 5 — центрирующий сопря­
гающий блок; 6 — посадочный шип; 7 — гибкая подвеска; 8 — подвижной м аг­
нит; Р — безрезонансная поддерж иваю щ ая проволока; /Р — корпус узла
ХЮ -® м/Н имеют резонанс в области 15 кГц, который при д а л ь ­
нейшем уменьшении эффективной массы подвижной системы можно
отодвинуть за пределы диапазона звуковых частот. Причиной ре­
зонанса мож ет быть такж е взаимодействие массы иглы и гибкости
трубочки иглодерж ателя. О резонансе, обусловленном взаимодейст­
вием тонарма и гибкостью подвижной системы головки звукоснима­
теля, речь пойдет в гл. 4. Следует позаботиться об эффективном
демпфировании высокочастотного резонанса блоками, располфкенными внутри головки звукоснимателя.
И так, мы рассмотрели принципиальные зависимости, определя­
ющие динамическую взаимосвязь меж ду иглой и канавкой. Н иж е
будут рассмотрены конструктивные возможности выполнения голо­
вок звукоснимателя.
Конструкция вставки с иглодержателем. В каж дом звукосни­
мателе ряд миниатюрных деталей обеспечивает передачу к подвиж ­
ному элементу преобразующей системы отклонений канавки, вос­
принимаемых иглой. Эти детали собираются в корпусе вставки с
иглодержателем. Д л я обеспечения постоянного контроля иглы и для
ее замены вставка с иглодержателем, как правило, может быть вы ­
нута из головки звукоснимателя одним движением руки или, в
редких случаях, с помощью отвертки и пинцета. Схематический
чертеж съемной вставки с иглодержателем представлен на рис. 3.14.
Н а рисунке удалена ручка из синтетического материала, располо­
женная в передней части вставки. В нашем примере подвижным
элементом преобразующей системы является миниатюрный магнит.
Это не единственное решение. Д етали вставки иглодерж ателя с
преобразователями других систем долл^ны выполнять подобные ж е
задания.
Первой деталью, воспринимающей отклонения канавки, явл яет­
ся игла. О форме части иглы, непосредственно соприкасающейся с
канавкой, уж е говорилось раньше. Это острие иглы, переходящее
далее на конус. Острие иглы долж но быть тщательно отполирова­
но. Кончик иглы следует изготовлять только из самых твердых м а­
териалов, потому что на небольшой площ адке касания с канавкой
под действием д аж е малой прижимной силы возникает большое
52
Таблица
3.1
Зависимость между прижимной силой, давлением на стенку канавки
и ожидаемым сроком службы игл
А лмазная игла сечением 5 x 1 8 мкм
Прижимная
сила, мН
Давление на стенку канавки
кг/см=*
5
7,5
10
15
20
25
-3 0
4300
4650
5120
5820
6430
6820
7000
Н/мм*
430
465
512
582
643
682
700
Срок службы,
%
300
220
170
120
110
103
100
давление. Расчет этого давления возможен на основе уравнений на­
пряжений Герца, действительных для упругих деформаций меж ду
выпуклыми поверхностями. Эллиптическая игла с радиусами 5 и
18 мкм при прижимной силе в 15 мН, согласно подсчетам, вызывает
на стенке канавки давление 5100 кг/см^ или более наглядно,
5 т/см2. Если прижимную силу повысить до 20 мН, давление уве­
личится более чем на 1300 кг/см^, т. е. на 28 %. В табл. 3.1 приве­
дено давление, оказываемое эллиптической иглой с вы ш еуказан­
ными размерами на стенки канавки пластинки из материала обыч­
ной твердости для нескольких значений прижимной силы.
М атериал иглы долж ен быть износостойким, так как на двух
сторонах пластинки диаметром 300 мм, к аж д ая из которых рассчи­
тана на звучание в течение 25 мин, канавка имеет длину более од­
ного километра, а одной иглой необходимо прослушать по крайней
мере несколько сот таких пластинок. Требуемую твердость и износо­
стойкость имеют только сапфир и алмаз.
Ц ена иглы из сапфира составляет около одной десятой стоимо­
сти алмазной, но срок ее службы примерно в таких ж е размерах
меньше. Значит, за длительный период при тщательном уходе з а ­
траты будут примерно одинаковыми. Н есмотря на то что оба м ате­
риала износостойкие, это не означает, что они одновременно я вл я­
ются и ударопрочными. Достаточно один раз случайно уронить то ­
нарм с иглой на пластинку или рядом с ней, чтобы от нее отколол­
ся мельчайший осколочек. Проигрывать пластинку такой иглой к а ­
тегорически воспрещается не только потому, что даж е на новой
пластинке звук мож ет быть сильно искаженным, а главным обра­
зом потому, что острие сломанной иглы мож ет привести в негод­
ность канавку. И глу сразу ж е следует проверить, и если она по­
вреждена, то как можно скорее заменить. Зам ена иглы довольно
дорогостоящ ая операция, особенно при применении алмазных игл,
поэтому при обращении со звукоснимателем требуется большое
внимание. Конечно, лучше иметь проигрыватель, не допускающий
падения тонарма.
Средний срок службы сапфировой иглы при сухом проигрыва­
нии составляет примерно 100 рабочих часов, а предположительный
срок службы алмазной иглы около 1000 часов. При влаж ном про­
игрывании острие иглы скользит по тонкой пленке жидкости, сни-
53
Рис. 3.15. Способы заж им а иглы:
а — алмазная игла; б — комбинирован­
ная игла; в — игла с металлической
оправой; / — полировка; 2 — сварка или
склейка; 5 — оправка из стали или мо­
л ибдена
5)
в)
жающей трение меж ду иглой и канавкой, благодаря чему умень­
ш ается нагрев иглы и примерно в 2 р аза увеличивается срок ее
службы. Н аиболее распространенный способ снижения трения м еж ­
ду двумя поверхностями — уменьшение прижимной силы. Если пла­
стинку проигрывать эллиптической иглой с радиусами 5 и 18 мкм
при прижимной силе 20 мН вместо 30 мН, то срок ее службы уве­
личится примерно на 10%. Большое значение имеет такж е умень­
шение износа пластинки. При снижении прижимной силы вдвое,
т. е. с 30 до 15 мН, срок службы иглы увеличивается на 20% . При
прижимной силе меньше этого значения срок службы возрастает
экспоненциально и значительно уменьшается износ пластинки.
О днако при снижении прижимной силы на первый план высту­
пают
вопросы способности следования, из которых основным
является способность следования по канавке при больших ускоре­
ниях. Так как эта способность зависит от массы подвижной систе­
мы, приведенной к кончику иглы, то повышение надежности следо­
вания иглы мож ет быть достигнуто снижением массы, сосредото­
ченной в месте крепления иглы.
Раньш е применялись иглы, в которых высеченный кусочек алм а­
за прикреплялся к металлической оправке (рис. 3.15). Оправку
обычно изготавливали из высокопрочного металла — стали или мо­
либдена, на который затем наносили антикоррозийное покрытие.
Однако при объеме оправки в десятые доли кубического мил­
лиметра и плотности стали 7,9 мг/мм^ или молибдена 10,2 мг/мм^
общ ая подвиж ная масса оправки и иглы превысит 2 мг, что являет­
ся уж е большой массой. П равда, масса подвижной системы может
быть снижена дальнейшим уменьшением геометрических размеров
оправки, но это не позволяет сделать предел, определяемый усло­
виями прочности. Более благоприятное решение — применение мате­
риала с меньшей плотностью. П оэтому широкое распространение
получили иглы, конструкция которых показана на рис. 3.15,6.
Ц илиндрическая часть иглы изготовлена из карбида какоголибо металла, оксидной керамики или сапфира, плотность послед­
него 4,0 мг/ммз. М ожно применить и различные сплавы алюминия
с плотностью 2,6—3,5 мг/мм^ но из-за относительно малой прочно­
сти таких сплавов необходимо увеличить размеры иглы. Алмаз или
сапфир припаивается благородным материалом, при этом сопротив­
ление растяжению в месте пайки будет выше, чем у обеих составных
частей. При игле с телом из сапфира можно получить массу под­
вижной системы меньше 1 мг. М асса подвижной системы в несколь­
ко десятых долей миллиграмма может быть достигнута с иглой,
изготовленной из чистого алм аза (плотность алм аза составляет
54
только 3,5 мг/ммЗ) и имеющей диаметр Z) = 0,3 мм, длину Л = 0,7 мм
и массу т = 0,17 мг. Обычно алмазные иглы вырезают по любому
направлению (с произвольной ориентацией по отношению к исход­
ному кристаллу) и шлифуют до приобретения цилиндрической ф ор­
мы. Более предпочтительными являю тся ориентированные иглы,
изготовленные из алмазного кристалла призматической формы. По
сути дела колка драгоценных камней является очень трудоемкой
операцией, при которой трудно получить пригодные для серийного
производства образцы одинаковой длины и поперечного сечения.
Кусочки алм аза сортируют по размеру отверстия иглодерж ателя,
поэтому игла, изготовленная целиком из алмаза, материала доро­
гого, устанавливается только в головках звукоснимателей, к кото­
рым предъявляю тся повышенные требования. В подвижную систему
головки звукоснимателя входит масса трубочки иглодержателя, ко­
торая по мере приближения к центру колебаний прибавляется к
массе иглы в виде квадратично уменьшающейся величины. У от­
дельных типов головок звукоснимателей (например, « Ш урУ 15-1Ь )
внутри трубочки на одну треть ее длины вставляется небольшой
вкладыш, который путем внутреннего демпфирования колебаний
иглодерж ателя повышает надеж ность следования иглы звукоснима­
теля по канавке. Д л я трубочки иглодерж ателя такж е очень важ на
малая масса, поэтому толщина ее стенок не превышает 0,05—0,1 мм.
Кроме небольшой массы, трубочка долж на обладать высокой проч­
ностью, поэтому ее обычно изготавливаю т из специального сплава
алюминия, прошедшего термическую обработку, или фосфористой
бронзы. И глу запрессовывают в отверстие, выполненное на спрес­
сованной части трубочки со снятой фаской, и закрепляю т клеем
или эпоксидной смолой.
Второй конец трубочки иглодерж ателя сопряж ен с центрирую­
щим блоком, к которому прикрепляют подвижной элемент преоб­
разователя, в данном случае — магнит. Центрирующий блок дви ­
ж ется в эластичном подшипнике. Точность обработки этого неболь­
шого блока из резины — 0,05 мм. При правильно выбранном м ате­
риале блока колебания влаж ности и температуры не могут изме­
нить центрального положения трубочки иглодержателя. К центри­
рующему блоку прикрепляют такж е тонкую, безрезонансную метал­
лическую проволочку (сплав C r-N i-Fe), которая воспринимает силу
тяги, действующую на иглу. Эта проволочка обеспечивает такж е и
возвращ ающ ую силу, т. е. низкочастотную гибкость подвижной си­
стемы.
При проектировании съемной вставки с иглодержателем необ­
ходимо провести большое число экспериментов. Большую помощь
в расчетах оказываю т аналоговые вычислительные машины, на ко­
торых достаточно просто можно смоделировать цепи с электриче­
скими аналогами механических элементов. Аналогом прижимной
силы является электрическое напряжение. Части преобразователя,
расположенные перед центром вращения и за ним, совместно с
жесткостью подшипника образуют П -образное звено, состоящее из
двух катушек индуктивностей и ко-нденсатора, а необходимые демп­
фирующие блоки замещ аются резисторами. Оптимальные данные
относительно легко могут быть найдены изменением электрических
величин. В магнитных звукоснимателях можно применить способ
электромеханического демпфирования, по которому на движущ ихся
в магнитном поле элементах вставки с иглодержателем устанав­
ливаются накороткозамкнутые витки из алюминия или меди.
55
8.4. ПЬЕЗОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
ГОЛОВКИ ЗВУКОСНИМАТЕЛЕЙ
Во многих головках звукоснимателей еще применяются преоб­
разующие системы, работающие на пьезоэлектрическом принципе.
Их широкое распространение объясняется просто: это‘ самый деш е­
вый среди известных в настоящее время типов звукоснимателей.
Д ругим достоинством пьезоэлектрических головок звукоснимателей
является высокое выходное напряжение, которое примерно в сто
раз больше, чем напряжение других звукоснимателей. Благодаря
этому в усилителе можно сэкономить несколько транзисторов.
Предположение о существовании пьезоэлектрического* эффекта
было высказано лордом Кельвином в 1887 г., а три года спустя
братья Курье успешно продемонстрировали пьезоэлектрические
свойства кристалла кварца. Этим экспериментом было доказано,
что при механической деформации отдельных кристаллов на их об­
кладках возникает электрическая поляризация.
Физическое объяснение пьезоэлектрического эффекта представ­
лено на рис. 3.16. В спокойном состоянии атомы кремния и кисло­
рода в кристалле кв арца располагаю тся в вершинах правильного
шестигранника. Внеш le кристалл электрически нейтрален, так как
атомы, заряж енны е положительно и отрицательно, располагаю тся
симметрично. Если к двум плоскостям, перпендикулярным анизотронной оси кристалл[й, приложить силу, симметрия атомов кремния
и кислорода нарушит! :я. К верхней части кристаллической пластинки окаж утся ближе аЕтомы кремния, а к нижней — атомы кислоро­
да, при этом с пары металлических контактов, закрепленных на
кристалле, можно снять электрический зар яд или напряжение.
При снятии силы кристалл вновь становится электрически ней­
тральным, а в случае растягиваю щего усилия так же, как и при
сжатии, возникает напряжение, но уж е противоположного знака.
-h
Рис. 3.16. Возникновение пьезоэлектрического потенциала при сд ав ­
ливании кристалла кварца
56
В пьезоэлектрических головкйх
звукоснимателей
кристалл
обычно
работает не на сж атие, а на изгиб
или, чаще всего, на кручение. Так
как число зарядов,
снимаемых
с
кристалла кварца не велико, головки
звукоснимателей
изготавливаю т из
других
материалов,
обладающих
большой диэлектрической постоян­
ной. Эти материалы, по возможности,
долж ны обеспечивать высокое
на­
пряжение. Таким материалом, напри­
мер,
является
КНаС4Н40б4Н20 —
калийно-натриевый тартарат, извест­
Рис. 3.17. Конструкция кри­
ный такж е под названием сегнетовой
сталлической головки сте­
соли. Это вещество хорошо кристал­
реофонического
звукосни­
лизуется, и поэтому из него можно
мателя:
вырастить монокристалл. В новей­
/ — крепежный блок; 2 — кри­
ших головках звукоснимателей при­
сталлические пластины; 3 — гиб­
меняют и поликристаллическую кера­
кий заж им ; 4 — передатчик; 5 —
мику (титанат бария).
жесткий заж им
Кристаллические головки звуко­
снимателей. Существует много в а ­
риантов
кристаллических
головок
звукоснимателей. Н иж е приводится описание одного из характерных
представителей этого типа. Преобразующий элемент состоит из
двух пластин монокристалла сегнетовой соли толщиной 0,2—0,3 мм,
которые на специальной установке вырезают из исходного кристал­
ла точно по направлениям оптической и электрической осей. Обе
пластины покрывают специальным токопроводящим лаком, который
одновременно является и общим выводом. Второй вывод образуют
обкладки, расположенные на внешних поверхностях пластин. Кон­
струкция кристаллической головки стереофонического звукоснима­
теля показана на рис. 3.17. Задние концы пьезоэлектрических эле­
ментов заж аты в блоке из резины или синтетического материала,
а спереди они соединены с иглодержателем механическим передат­
чиком. Колебания иглы, возбуж даемы е каж дой стенкой канавки,
раздельно передаются пьезоэлектрическим пластинам.
Кристаллические головки звукоснимателей можно изготовить с
относительно малыми размерами и незначительной собственной м ас­
сой. Но поскольку напряжение сигнала обеспечивается путем ме­
ханической деформации кристалла, гибкость кристаллического зв у ­
коснимателя редко достигает значения 4*10-^ м/Н, поэтому обычно
необходимо применять большую прижимную силу, обеспечивающую
надежное следование иглы по канавке (кристалл имеет высокое
полное механическое сопротивление).
Д ля кристаллических головок звукоснимателей повышенного
качества необходима прижимная сила 25— 50 мН. Если при этом
желают избеж ать сильной деформации стенок канавки, т. е. сти­
рания звуковой информации, то радиус иглы следует выбирать
таким, чтобы канавка в месте контакта с иглой не разруш алась.
Однако игла с большим радиусом закругления не может огибать
высокочастотные колебания канавки.
Если конец кристалла закрепить жестко, то головка звукосни­
мателя будет выдавать сигнал, пропорциональный амплитуде от­
клонений канавки. Если применить упругий заж им (например, с
57
Помощью резины), то можно добиться того, что кристаллическая
головка звукоснимателя будет чувствительна к колебательной ско­
рости. Правильно выбрав параметры заж им а и принимая во вни­
мание то, что меж ду конструктивными элементами на поверхности
пьезопластин нанесено вещество с высокой диэлектрической посто­
янной (звукосниматель является емкостным генератором), можно
получить амплитудно-частотную характеристику, отвечающую тр е­
бованиям высококачественного воспроизведения. Чувствительность
к амплитуде проявляется при нагрузочном сопротивлении 250 кОм—
I МОм (о наиболее целесообразном согласовании сопротивлений
более подробно будет сказано в § 6.3). Принципиально выходное
напряжение кристалла не имеет искажений. О днако это преиму­
щество не мож ет быть использовано, потому что влияющие на
амплитудно-частотную характеристику механические элементы (за ­
жим кристаллических пластин и влагозащитный слой) в силу объ ­
ективной необходимости обладаю т большим гистерезисом и таким
образом являю тся причиной искажений во всем диапазоне звуко­
вых частот. Главный недостаток кристаллических головок звукосни­
мателей — чувствительность к влажности. Д л я защиты от влаги по­
верхность кристаллических пластин покрывают лаком. Со временем
в лаковом покрытии образую тся микротрещины (при проигрывании
пластины изгибаю тся), приводящие к тому, что кристаллическая
головка звукоснимателя довольно быстро выходит из строя. Другой
способ защиты от влаги — погружение кристаллических пластин в
пластическую массу (например, в силиконовое масло), но в этом
случае из-за гистерезиса увеличиваются искажения.
Кристаллические головки звукоснимателей чрезвычайно чувстви­
тельны к колебаниям температуры. Если температура окружающей
среды увеличивается на 10°С, а такое изменение мож ет вызвать
включение лампы подсветки иглы или отопления зимой, выходное
напряжение сниж ается на 25%. При температуре 50—52°С пьезо­
электрический эффект исчезает и происходит распад кристалличе­
ского вещества. По своей природе кристалл чувствителен и к ме­
ханическим воздействиям (даж е в том случае, если они переда­
ются не через иглу). Однако кристаллическая головка звукосни­
мателя не чувствительна к магнитным полям рассеяния.
Керамические головки звукоснимателей. По своей конструкции
они схожи с кристаллическими головками звукоснимателей. Однако
преобразующий элемент изготовляю т из поликристаллического ке­
рамического вещества, так называемого пьезооксида. Наиболее
часто им является титанат бария, свинца или свинца-циркония.
Сами по себе эти вещества не обладаю т пьезоэлектрическими свой­
ствами. Они получают их вследствие специальной обработки. Путем
спекания формуются пластины ж елаемого размера, затем в силь­
ном электрическом поле их подвергают термообработке (обж ига­
ю т). Строго говоря, поликристаллические керамические тела при
механической нагрузке даю т ферромагнитное напряжение, н азван­
ное так по аналогии с ферромагнетизмом, а не характерное для
монокристаллов пьезоэлектрическое напряжение.
Пьезооксидные материалы полностью нечувствительны к влаге
и химически нейтральны. Их электрические свойства при изменении
температуры в области, представляющей практический интерес, по­
стоянны. Верхняя температурная граница 70°С. П оэтому керамиче­
ские головки звукоснимателей годами сохраняю т свои электроаку­
стические параметры д аж е в тропических условиях. Электрически
керамическая головка такж е представляет собой емкостной преоб-
58
Таблица
3.2
Пьезоэлектрические головки звукоснимателей
Технические параметры
П реобразователь
М атериал
Игла, мкм
„Филипс GP 300“
Стерео, кристалл
Сегнетовая соль
Сапфир, 18
Сапфир, 75
Прижимная сила, мН
Частотная
характеристи­
ка, Гц
40— 10 000
Неравномерность, дБ
±6
Чувствительность,
м В/см/с
100
Разделение, дБ
20
Горизонтальная
гибкость,
м/Н
2,5*10-3
Вертикальная гибкость, мН
1,3*10-3
Емкость в каждом канале,
пФ
1000
Сопротивление
нагрузки.
МОм
1
Масса, г
11
, .Филипс GP 200“
Стерео, керамика
Пьезооксид, РХЕ5
Алмаз, 18
Сапфир, 75
3 0 -7 0
40— 18 000
±6
65
20
2,5*10-3
1,3*10-3
700
1
11
разователь, хотя собственная емкость генератора меньше емкости
кристаллической головки Меньше и генерируемое напряжение, со­
ставляющ ее несколько сотен милливольт, при воспроизведении сиг­
нала частотой 1 кГц, записанного с колебательной скоростью 8 см/с.
Гибкость керамической головки такого же порядка, как и у кри­
сталлической (в среднем 4 10-з м/Н ). Н еобходимая приж имная
сила такж е достаточно велика.
Среди керамических головок звукоснимателей часто встречаю т­
ся соответствующие минимальным требованиям, предписанным для
высококачественных звукоснимателей. М ожно ож идать дальнейшего
усовершенствования и еще большего распространения этого вида
звукоснимателей. Одна из возможностей их усовершенствования —
снижение размеров керамических пластин и применение предвари­
тельного усилителя, встроенного в звукосниматель, для сохранения
отношения сигнал/шум. Технические данные кристаллических и к ера­
мических головок звукоснимателей, выпускаемых в Венгрии, пред­
ставлены в табл. 3.2.
3.5. МАГНИТНЫЕ ГОЛОВКИ ЗВУКОСНИМАТЕЛЕЙ
Головки звукоснимателей с подвижным магнитом. После пьезо­
электрических головок звукоснимателей наиболее распространенны­
ми являются головки с подвижным магнитом (магнитодинамиче­
ские). О бъясняется это тем, что их простая и надеж ная конструк­
ция пригодна для крупносерийного производства. В случае износа
иглы, вставку с иглодержателем можно заменить без применения
каких бы то ни было инструментов,
59
S)
Рис. 3.18. Принцип действия головки звукоснимателя с подвижным
магнитом:
/ — цепь из магнитомягкого ж ел еза; 2 — катушки; 3 — подвижной магнит; 4 —игла; 5 — иглодерж атель
Выходной сигнал, соответствующий механическим движениям
иглы, возникает в головке в соответствии с принципом преобразо­
вания, известным под названием магнитной индукции. Если изме­
няется число магнитных силовых линий, пронизывающих н аходя­
щуюся в состоянии покоя катушку, то в ней индуцируется пере­
менная электродвиж ущ ая сила. В головке звукоснимателя игла
передает свои колебания очень малому постоянному магниту, на­
ходящемуся перед неподвижной катушкой. Д л я объяснения работы
головки с подвижным магнитом на рис. 3.18 приведена ее упро­
щенная конструкция. В положении покоя магнита (рис. 3.18,а)
поток в магнитной цепи Ф = 0. В случае отклонений магнита в р а з­
ные стороны (рис. 3.18,6, в) поток изменяется от + Ф до — Ф. На
рис. 3.18,г, д показаны вид спереди расположения полюсных нако­
нечников стереофонической головки и место крепления иглодерж а­
теля к магниту.
Если иглу такой головки установить на пластинку, имевш аяся
ранее симметрия магнитной цепи наруш ается, северный полюс маг­
60
нита приближается к верхнему, а южный полюс к нижнему полюс­
ному наконечнику. Поэтому определенное число силовых линий, р а ­
нее замыкавш ихся через большое магнитное сопротивление воздуха,
замкнется через цепь из мягкого ж елеза, обладающ его меньшим
магнитным сопротивлением. Магнитную цепь из мягкого ж елеза
окруж аю т две катушки. Д о тех пор пока магнит движется между
двух крайних положений, видимых на среднем и нижнем рисунках,
магнитный поток будет пересекать внутреннюю часть катуш ек с
частотой, совпадающей с частотой колебаний иглы, и на выводах
катуш ек возникает переменное напряжение. Значение этого напря­
ж ения зависит не от абсолютного значения записанной на пластин­
ке амплитуды, а от значения колебательной скорости записи, т. е.
от частоты и отклонения. Следовательно, головка с подвижным
магнитом, так ж е как и все магнитные преобразователи, относится
к группе скоростных головок звукоснимателей.
При постоянной колебательной скорости записи изменение м аг­
нитного потока будет зависеть от нескольких факторов. Ч асть из
них имеет геометрический характер, как, например, отношение рас­
стояния меж ду иглой и центром колебаний к расстоянию меж ду
магнитными полюсами и центром колебаний, составляющ ее пере­
даточное число (для сведения, это отношение мож ет быть равно
5 : 1 ) или расстояние меж ду магнитом и полюсными наконечника­
ми. Последнее следует выбирать как можно меньшим для увели­
чения чувствительности и как можно большим для уменьшения
искажений, обусловленных намагничиванием мягкого ж елеза (мюм еталла). Изменение потока в основном зависит от энергии, заклю ­
ченной в магните, т. е. от магнитной силы, поэтому принято выби­
рать Дакой магнитный материал, который с малой массой (5— 10 мг)
способен создать сильное магнитное поле (фирма «Шур» — «Алнико 5W», фирма «Филипс» — «Тиконал XX», плотность потока послед­
него 0,8 5 7 = 8 5 0 0 Гс).
При данной скорости записи и установленном выше изменении
потока выходное напряжение зависит от параметров обмотки.
Большее число витков означает и более высокое напряжение, но
увеличение витков без увеличения корпуса катушки может быть
осуществлено только путем дальнейшего уменьшения диаметра и
без того тонкого провода. Граница устанавливается, с одной сторо­
ны, технологией намотки, а с другой увеличением собственной емко­
сти обмотки, которая неблагоприятно отраж ается на ходе ампли­
тудно-частотной характеристики в области высоких частот. П оэто­
му, используя провод с диаметром в несколько сотых миллиметра,
можно намотать оптимальную катуш ку в 2500 витков.
Н а магнитопроводе помещают две соединенные встречно к а ­
тушки таким образом, чтобы выходные сигналы, индуцируемые
благодаря изменению магнитного потока, складывались. В то же
время обмотки пронизываются и силовыми линиями внешнего м аг­
нитного поля, вызывающего помехи. О днако напряжения шумов,
определяемых внешним полем, взаимно компенсируются. Тем не
менее такая компенсация еще не является идеальной защитой от
магнитный полей рассеяния, создаваемых, например, двигателем
проигрывателя,- работающим от сети. Поэтому головку звукоснима­
теля следует помещать в корпус из материала с хорошей магнит­
ной проводимостью (мю-металл) и зазем лять его.
В стереофонической головке звукоснимателя две магнитные це­
пи располагаю т перпендикулярно одна другой так, чтобы с пло­
скостью пластцнки они образовывали угол в 45°. Вид спереди раз61
Рис. 3.19 Головка звуко­
снимателя
с подвижным
элементом из магнитомяг­
кого ж елеза:
1 — цепь из магнитомягкого ж е ­
леза; 2 — катушки; 3 — постоян­
ный магнит; 4 — игла; 5 — эл е­
мент из магнитомягкого ж елеза
(«индуцированный магнит»)
Рис. 3.20. Головка звукоснимате­
ля с переменным магнитным со­
противлением (V M S):
1 — подвижной крест из магнитомягкого
ж ел еза; 2 — катушки; 3 — постоянный
магнит; 4 — полюсные наконечники маг­
нитной цепи; 5 — игла
мещения полюсных наконечников представлен на правой стороне
рисунка. Там ж е отдельно можно видеть часто используемый в а ­
риант крепления магнита и трубочки иглодерж ателя. М агнит до л ­
жен иметь простую форму, так как магнитный твердый материал
поддается только электроискровой обработке. Если промодулирована только внутренняя стенка канавки (левый канал), то дви ж е­
ние магнита относительно полюсных наконечников правого канала
будет симметричным и в них не вызывается изменение потока. Т а­
ким образом становится возможным разделение каналов.
Из головок звукоснимателей с подвижным магнитом в Венгрии
поступали в продаж у головки М44-7 и M91ED фирмы «Шур»,
GP400 фирмы «Филипс» и VN2101 чехословацкого производства.
Головки звукоснимателей с подвижным элементом из магнито­
мягкого железа. Головки с подвижным элементом из магнитомяг­
кого ж елеза в сущности являются разновидностью головок звуко­
снимателей с подвижным магнитом (рис. 3.19). Принцип преобра­
зования у них остался такой же, но материалом для подвижного
элемента служ ит магнитомягкое железо. Это ж елезо после сборки
головки звукоснимателя находится в сильном магнитном поле и,
таким образом, является как бы вторичным магнитом относительно
полюсных наконечников и обмоток. Большим преимуществом этого
решения является исключение магнита из подвижной системы, по­
этому его масса не является мешающим фактором.
Трудно обрабатываемый магнитный материал можно применять
в деталях с простой конструкцией, а легко формируемые детали
из магнитомягкого материала (например, пермаллоя) следует с о ­
единить с трубочкой иглодерж ателя. Неподвижный марнит можно
62
выполйить достаточно большим, что позволяет без снижения чув­
ствительности звукоснимателя уменьшить массу его подвижной си­
стемы. Защищенность обмотки катуш ек от внешних магнитных полей
рассеяния при применении сильного магнита одинакова с системой
с подвижным магнитом, но важ но отметить еще и то, что внешний
металлический кожух головки звукоснимателя изготовляю т не
только для магнитной экранировки, а такж е для создания зам кну­
той магнитной цепи.
Н аиболее известный изготовитель головок звукоснимателей с
подвижным элементом из магнитомягкого ж елеза — фирма «Аудио
Дайнэмикс Корпорейшен» («Эй-Ди-Си»). Амплитудно-частотная х а ­
рактеристика выпускаемых ею очень легких (VLM) и сверхлегких
(ELM) головок в диапазоне 10 Гп — 25 кГц гарантируется с не­
равномерностью ± 2 дБ. Эти параметры достигаются благодаря
чрезвычайно малой эффективной массе подвижной системы и боль­
шой гибкости (35* 10-3 — 5 0 -1 0 -3 м /Н ), а такж е благодаря элек­
тродинамическому демпфированию, о чем было сказано при рас­
смотрении конструкции иглодерж ателя (см. § 3.3).
Головки звукоснимателей с переменным магнитным сопротив­
лением. Головка с переменным магнитным сопротивлением работает
на принципе переменного магнитного шунта (ее называют такж е с
поляризованной арматурой). Действие головки наглядно представ­
лено на рис. 3.20. Конструктивно эта головка звукоснимателя отли­
чается от описанных ранее преобразователей с подвижным магни­
том и подвижным элементом из магнитомягкого материала. П ервое
отличие заклю чается в том, что источник магнитодвижущей силы и
катушки находятся в одной и той ж е магнитной цепи.
Б состоянии покоя магнитный шунт из магнитомягкого м атериа­
ла разделяет поровну магнитный поток в цепи двух катушек. При
смещении иглы звукоснимателя магнитный шунт, как это показано
на нижней части рисунка, нарушает имевшееся до этого равнове­
сие: в верхней ветви плотность потока будет увеличиваться, а в
нижней — снижаться. При соответствующем соединении двух обмо­
ток напряжения будут склады ваться. И это является вторым от­
личием, ибо таким способом уравнивается асимметрия намагничи­
вания магнитомягкого ж елеза. Искаж ения, возникающие вследствие
увеличения плотности потока в одной из обмоток, компенсируются
искажениями, вызванными снижением плотности потока в другой
обмотке. Б результате суммарное напряжение обеих катуш ек будет
точно пропорционально смещению. Этот «пушпульный» эффект не
возникал у двух предыдущих типов магнитных преобразователей,
и поэтому можно доказать, что искаж ения четных гармоник у них
будет несколько больше. Кроме этого, при таком расположении
катуш ек меньше сказывается влияние внешних полей.
Звукосниматели с переменным магнитным шунтом выпускаются
датской фирмой «Банг энд Олуфсен», известной своими приборами,
выполненными с применением последних достижений технической
эстетики. Так как магнитный шунт выполнен в форме миниатюрного
подвижного креста, показанного на правой стороне рисунка, то
головки звукоснимателей получили название ММС. Н а рис. 3.21
показаны сравнительные размеры креста и иглодерж ателя, позво­
лившие на порядок снизить эффективную массу подвижной системы
головок с подвижным микрокрестом.
Интересное решение было использовано такж е датской фирмой
«Ортофон» при разработке звукоснимателей серий F15 и М15 с пе­
ременным магнитным зазором. Их принцип действия идентичен с
63
Рис. 3.21. Сравнительные размеры креста и иглодерж ателя:
/ — 1958 г., SP1, эффективная подвижная масса 2,6 мг; 2 — 1968 г., SP12, эф ­
фективная подвижная масса 0,8 мг; 5 — 1972 г., SP15, эффективная подвижная
масса 0.5 мг; 4 — 1974 г., ММС6000, эффективная подвижная масса 0,22 мг
изложенным выше, но конструктивное выполнение (в середине коль­
цевого магнита «Ферроксдюр 360» с радиальной намагниченностью
движ ется трубочка из магнитомягкого ж елеза) дает возможность
для дальнейшего снижения подвижной массы. Интересно, что изме­
ренные искажения по второй гармонике 0,27% и по третьей гарм о­
нике 0,8 % меньше соответствующих искажений 0,48 и 0,48 % у
головок звукоснимателей с подвижными катушками фирмы «О рто­
фон», считающимися одними из лучших среди профессиональных
головок (рис. 3.22).
В торговой сети Венгрии встречались головки звукоснимателей
с переменным магнитным сопротивлением типа M S15SD произ­
водства RFT, Г Д Р с одинарной асимметричной магнитной цепью.
Головки звукоснимателей с подвижными катушками. К ак уж е
упоминалось при рассмотрении головок с подвижным магнитом, с
выводов катушки можно снять напряжение, пропорциональное из­
менению потока, пронизывающего ее. Возникает мысль создать го­
ловку звукоснимателя, в которой катуш ка движ ется в поле посто­
янного магнита. Такие головки отличаются высоким качеством,
поэтому они нашли применение в профессиональной аппаратуре.
И х называют такж е электродинамическими головками звукоснима­
теля. Разработаны и внедрены многочисленные конструктивные вари­
анты головок с подвижной катушкой, схема одной из них пред­
ставлена на рис. 3.23. Н а п ра­
вой стороне рисунка в увели­
ченном виде показан
способ
соединения витков катушки. Ее
обмотка движ ется в сильном
однородном магнитном поле.
Применяются
бескаркас­
ные катушки или катушки с
обмоткой на небольшом к а р к а ­
се из синтетического материа­
ла. Н амотку производят вруч­
ную под микроскопом, иногда
на специальном станке. Концы
Рис. 3.22. Вид головки звукосниобмоточного провода одновремателя спеременным магнитным
менно служ ат выводами с д и а­
сопротивлением (фирма
«Ортометром 0,025 мм. Вследствие
фон», Д ания)
малого диаметра они не оказы-
64
Рис. 3.23 Динамическая головка звукоснимателя с подвижными к а ­
тушками (на правой стороне рисунка в увеличенном виде показан
способ соединения витков катуш ек):
/ — постоянный
магнит; 2 — цепь из магнитомягкого ж ел еза; 5 — подвижная
катушка; 4 — упругий заж им ; 5 — игла
вают влияния на колебания иглы. При намотке катушки медным
проводом, хорошего качества опасаться обрыва движущ ихся выво­
дов не следует, как правило, скорее изнаш ивается игла. Больш ин­
ство изготовителей сами проводят замену иглы в иглодержателе без
прикасания к телу катушки. Однако для этого головку звукоснима­
теля следует выслать на завод-изготовитель. В практике работы
студий это не является серьезным недостатком, так как всегда име­
ется в наличии соответствующее число резервных головок.
Д л я снижения массы , подвижной системы можно изготовить
обмотку, состоящую только из нескольких витков. Например, к а ­
тушки головок серии O F фирмы «Электроместехник» имеют только
45 витков. Д л я дальнейшего снижения массы подвижной системы
иглодержатели этих головок изготовлены не из обычной ф осфори­
стой бронзы, а из титана, обладающего меньшим удельным весом.
В упомянутых головках заслуж ивает внимания решение, позволяю ­
щее извне, с помощью винта устанавливать значение механического
демпфирования, влияющего на амплитудно-частотную характеристи­
ку. Естественно, из-за малого числа витков, несмотря на сильное
магнитное поле, с заж им ов катушки можно получить небольшое
напряжение, равное десятым долям милливольта. Воспроизведенный
сигнал имеет очень небольшие искажения, так как в преобразова­
теле присутствует магнитомягкое железо. Д л я сохранения хорошего
отношения сигнал/шум сигналы с этих головок звукоснимателей
подаются на предварительный усилитель через согласующий транс­
форматор. Н есмотря на то что в согласующем трансформаторе при­
менено магнитомягкое железо, тем не менее путем выбора соот­
ветствующих габаритных размеров и электрических параметров м ож ­
но добиться минимума искажений. Один из современных стереофо­
нических согласующих трансформаторов («Ортофон STM-72») имеет
следующие параметры: коэффициент передачи по напряжению
1 : 100, рекомендуемое полное сопротивление головки звукоснима3
проигры ватели и грампластинки
65
теля 2,5 Ом, рекомендуемое полное сопротивление нагрузки 47 кОм
(при проигрывании четырехканальных пластинок СД-4 100 кОм),
передаваемая полоса частот от 10 Гц до 50 кГц.
3.6. ЭЛЕКТРОННЫЕ
ГОЛОВКИ ЗВУКОСНИМАТЕЛЕЙ
Общим свойством описанных выше головок звукоснимателей
является зависимость выходной мощности от массы подвижной си­
стемы преобразователя (сигналу напряжением 2 мВ на нагрузке
47 кОм сг )тветствует мощность примерно 10-^ Вт). Дальнейшее
снижение подвижной массы без ухудшения отношения сигнал/шум
почти невозможно. Поэтому большое значение имеют преобразова­
тели, которые не создают выходную мощность, а только влияют на
более мощный поток энергии, действуя подобно электронной лампе
или транзистору. Подобные электронные головки звукоснимателей
всегда работаю т с подачей энергии извне. О днако необходимость
в энергии затрудняет замену магнитной головки звукоснимателя
электронной, которая не может работать без вспомогательных бло­
ков. Первые промышленные серии доказали, что эти специальные
головки звукоснимателей позволяют получить хорошее качество
звуковоспроизведения и в результате проводимого сейчас усовер­
шенствования и модернизации можно ож идать их все большего рас­
простран ен ия.
Фотоэлектрические головки звукоснимателей. В августе 1968 г.
на выставке высококачественной воспроизводящей аппаратуры в
Дю ссельдорфе японская фирма «Тосиба» впервые в Европе проде­
монстрировала головку звукоснимателя типа С-ЮОР, которая р а ­
ботала на принципе фотоэлектронного преобразования. Схема это?
головки звукоснимателя показана на верхней части рис. 3.24,а. Нг
иглодержателе, упруго подвешенном в точке х, закреплена тончай­
шая дюралюминиевая пластинка. В этой пластинке имеются дв€
щели, расположенные под углом 90° друг к другу. Непосредственнс
за щелями этой пластинки расположены щели другой, неподвижной
пластинки. П еред подвижной парой Н1елей располагается низко­
вольтная миниатюрная лампочка накаливания, луч света от кото­
рой через пары подвижных и неподвижных щелей, как через диаф
рагму, попадает на фототранзистор.
В положении покоя через диаф рагму проходит примерно поло­
вина светового потока. Н а правой половине рисунка показаны две
положения пластин для левого канала: верхнее положение соот
ветствует максимальному световому потоку, а нижнее — минималь
ному. Если канавка имеет модуляцию в левом канале, то относя­
щ аяся к нему щель будет двигаться вдоль более короткой стороны
в то время как щель правого канала будет отклоняться вдоль про­
дольной оси. При соответствующем выборе ширины и длины щелей
можно получить, что при наибольших отклонениях в левом канале
количество света, проходящего через щель правого канала, не ме­
няется. Так как выходной сигнал фототранзисторов пропорционалер
количеству света, зависящ ему от отклонения, то фотоэлектрически(
головки звукоснимателей могут быть отнесены к группе преобразо
ватслей, чувствительных к амплитуде (амплитудных преобразова
телей). Соответственно этому формируется и амплитудно-частотнау
характеристика предварительного усилителя. Б лагодаря большому
сигналу на низких частотах, отношение сигнал/шум более благо
приятно, чем у магнитных систем.
66
Миниатюрная лампа накаливания питается от стабилизирован­
ного источника постоянного напряжения, ибо внутреннее или внеи1нее изменение силы света означает вредную модуляцию. Мощность
лампочки 0,6 Вт. Д л я отвода тепла и изоляции от внешнего света
имеется сферическая оболочка диаметром 25,4 мм, по которой го­
ловки звукоснимателей можно узнать издали. Гарантируется срок
службы лампы накаливания в 10 000 час.
С особой тщательностью подбирается пара фототранзисторов,
характеристики которых в рабочей области частот должны быть
идентичными. Коэффициент искажений всей системы составляет
0,65% (/= 1 0 0 0 Гц, ц = 5 см/с). Н иж няя граница амплитудно-частот­
ной характеристики равна О Гц, что достигается коротким за*мыка
нием разделительного конденсатора меж ду .фотозвукоснимателем и
усилителем (рис. 3.24,6). В этот момент положение щелей зависит
от прижимной силы, поэтому предварительный усилитель можно
переключить для измерения действующей прижимной силы. Ее зн а­
чение можно прочитать по шкале измерительного прибора магнито­
электрического типа. Рекомендованное значение прижимной силы:
15 м Н ± 5 мН. М алая эффективная движ ущ аяся масса позволяет
отодвинуть верхнюю границу передаваемых частот до 40 кГц. Как
горизонтальная, так и вертикальная гибкости имеют значения около
3 0-1 0 -3 м/Н и обеспечивают при малой прижимной силе передачу
сигналов на низких частотах с высоким качеством. Интересно отме­
тить,
что
чувствительность
головки
зв у к о с н и м а те л я
примерно
в
10 раз больше чувствительности магнитных головок звукоснимате­
лей (15 мВ при колебательной скорости сигнала 7 см/с). И з-за чув­
ствительности к амплитуде головки звукоснимателей этого типа не
могут испытываться при помощи измерительных пластинок, р а зр а ­
ботанных для проверки скоростных головок звукоснимателей (н а­
пример, передача П-образных импульсов).
Емкостные головки звукоснимателей. В микрофонной технике
уж е давно наряду с индуктивными (магнитными) преобразователя­
ми используются работающие на электрическом принципе емкост­
ные или конденсаторные микрофоны. Одним из главных препятст­
вий к распространению емкостных головок звукоснимателей до
последнего времени была невозможность расположить предвари­
тельный усилитель с большим входным сопротивлением достаточно
близко к преобразователю. При вынесенном усилителе и относитель­
но длинном тонарме распределенная емкость проводов существенно
сниж ает К П Д преобразователя.
Принципиально имеются две возможности для изготовления
емкостной головки звукоснимателя, а именно с высокочастотным
и низкочастотным устройством. При высокочастотном исполнении
иглодержатель является подвижной обкладкой конденсатора коле­
бательного контура генератора с частотой сигнала в несколько мега­
герц. Благодаря этому частота генерируемого сигнала будет про­
порциональна отклонению канавки. Следовательно, после опреде­
ленного усиления и демодуляции (например, дробным детектором)
может быть выделен сигнал звуковых частот. Излишне отмечать
сложность электронных устройств, примененных в головке звуко­
снимателя. Такие головки выпускает японская фирма «Стакс».
Емкостную головку звукоснимателя с выходным сигналом, ле­
жащим в области звуковых частот, конструктивно можно изгото­
вить подобно предыдущей, если на подвижной обкладке конденса­
тора поддерж ивать постоянный заряд. Из соотношения Q = CU вид­
но, что изменение емкости вызывает изменение напряжения. Основ-
3*
67
1
2
Рис. 3.24. Принцип работы фотоэлектрической головки звукоснима
теля, вид спереди и расположение щелей при максимальном и ми
нимальном световых потоках (а ); схема соединений фотоэлектриче
ской головки звукоснимателя С-ЮОР и электронного блока SZ-1
относящегося к нему (б)
1 — подвижная
щель; 2 — неподвиж ная щель; 3 — фототранзистор
ная трудность заклю чается в обеспечении постоянного заряда, ко­
торый мож ет быть достигнут только подключением конденсатора
через большое сопротивление к генератору постоянного напряж е­
ния. Это одновременно обусловливает большое выходное сопротив­
ление и плохое отношение сигнал/шум. Вполне вероятно, что в бу­
дущем описанный способ будет вытеснен электретной конденсатор­
ной головкой звукоснимателя.
Развитие низкочастотных емкостных головок звукоснимателей
можно ож идать после разработки материалов, обладающих посто­
янным электрическим зарядом (электретов). Одним из представи­
телей электретных конденсаторных преобразователей является го­
ловка типа C-401S фирмы «Тосиба», выходной сигнал которой ле­
ж ит в полосе звуковых частот, т. е. нет необходимости в его дем о­
дулировании.
Функциональная схема простой конструкции показана в верх­
ней части рис. 3.25. П одвиж ной частью преобразователя является
иглодержатель, который и при большем, чем обычно, диаметре
представляет собой небольшую подвижную массу. И глодерж атель
с увеличенным диаметром имеет повышенную прочность на изгиб.
М еталлическая трубочка иглодерж ателя, соединенная с землей,
является подвижной обкладкой конденсатора. Против трубочки под
прямым углом расположены два синтетических электретных элек­
трода размером 1 x 2 мм с противоэлектродами на обратных сторо­
нах. Малые изменения напряжения на противоэлектродах усилива­
ются усилителем на интегральной микросхеме, вмонтированной не­
посредственно в головку звукоснимателя (см. схему соединений
внизу рисунка). Входное сопротивление повторителя на полевых
68
транзисторах интегральных микросхем равно 10’° Ом. Так как электретный преобразователь чувствителен к амплитуде, то необходим
предварительный усилитель с характеристикой, отличной от х ар ак ­
теристики, применяемой для магнитных головок звукоснимателей.
Предварительный усилитель и источник питания интегральных мик­
росхем содерж ит блок SZ-200, подключенный к выходу головки
звукоснимателя.
Исследования электретных конденсаторных звукоснимателей по­
казали, что их частотная характеристика пригодна для проигрыва­
ния пластинок CD-4. Из принципа емкостного преобразования выте­
кает их большое преимущество — полная нечувствительность к м аг­
нитным полям рассеяния. Н а выходе предварительного усилителя
при колебательной скорости v = 5 см/с на частоте 1000 Гц получают
напряжение 200 мВ, которое можно подать на линейный вход уси­
лителя. О жидаемые направления развития электретных звукосни­
мателей — это снижение относительно большой прижимной силы и
повышение гибкости.
Полупроводниковые головки звукоснимателя. Д есять лет назад
американская фирма «Эуфоникс» разработала полупроводниковую
головку звукоснимателя, получившую название «Миниконик». В ней
был применен кремниевый полупроводниковый элемент, в котором
было использовано только что открытое физическое свойство кри­
сталлов изменять сопротивление полупроводника пропорционально
действующей на него сжимающей или растягивающей силе. На
преобразователь необходимо подать постоянное напряжение, кото­
рое изменением сопротивления модулируется соответственно с от-
69
-< Х
1. I
Рис. 3.25. К онстру к ц ия емкостной головки зв у к ос н и м а те л я
и электронного б л ок а (внизу):
/ — металлическая
трубка
иглодержателя;
2 — обкладка
электрета;
(вверху)
5 — игла
клонениями канавки. С ледовательно, эт а головк а чувствительна к
амплитуде.
М о д ул ир ую щ и й элемент пок а за н на рис. 3.26. Н и ж н ю ю и в е р х ­
нюю поверхности пластинки из эп оксидной смолы длиной 10 мм,
шириной 1,25 мм и толщ иной 0,5 мм по к ры вает м ед на я ппастинка
толщ иной 25 мкм, п ок р ы тая с внешней стороны золотом. В с ер е д и ­
не пластинки имеется пр о т р ав л е н н а я к а н а в к а шириной 0,5 мм.
В этом месте п е р в о н а ч а л ь н а я то лщ и н а пластинки уменьш ена в
4 ра за, чем до сти гается т реб уе м а я гибкость. Через пр отравленную
к а н а в к у перекинута пластинка из п о л упровод никового кремния ш и ­
риной 0,2 мм и толщ иной в несколько сотых миллим етра. Концы
полупрово д ника точечной сваркой соединены с медной фольгой.
З а м ы к а н и е электрической цепи обеспечивается соединением верхней
и нижней медной фольги на конце, против о по л ож ном выводам.
. Д в а таких м оду л ирую щ их элем ен та з а к р еп л я ю т с я в т р а д и ц и о н ­
ной прям оугольной системе, к ак и при пь езоэлектрических п р е о б р а ­
з о в а те л я х. П ередатчи к, с оединяю щ ий с вободны е концы элемен тов,
подсоединяется к трубке и г л о д е р ж а т е л я примерно в ее центре
Б л а г о д а р я этому на м одул ирую щ ий элем ент передается половина
от клонения, но с т ран с ф о рм и р ов а н н о й в 2 р а за силой. З н а ч и т е л ь ­
ное, по сравнению с пьезоэлектрическими головкам и з в у к о с н и м а ­
телей, отличие за к л ю ча ет ся в том, что б л а го д а р я протравке п л а ­
стинки из эп оксидной смолы и м алой толщ ины кремниевого э л е ­
мента упругие от ношения по л упроводниковой головки существенно
более благоприятны. Головка «Миниконик» при тем п е р ат у ре 24 °С
имеет гибкость 2 5 - 1 0 - ^ м/Н, т. е. т ак у ю ж е к ак у хорош их м а г ­
нитных звукоснимателей. Д л я зв у к о с н и м а те л я с эллиптической иг-
70
Рис. 3.26. Элемент мо­
дулятора
полупровод. никовой головки:
1 — пластина
из
эпоксид­
ной
смолы;
2 — пластинка
из
кремния;
3 — точечная
сварка; 4 — электрическое
соединение;
.5 — позолочен­
ная медная фольга;
6—
выводы
лой рекомендуется прижимная сила 5— 15 м/Н, эффективная масса
подвижной системы около 0,6 мг, чувствительность головки при­
мерно 5 м В/см/с.
Сигнал с головки звукоснимателя усиливается на 32 дБ уси­
лителем, встроенным в корпус блока питания, обеспечивающего
постоянное напряжение 20 В. К ак особенность можно отметить по­
ворот фазы сигнала одного из каналов усилителя на 180°. Н еобхо­
димость в компенсации фазы объясняется тем, что при проигрыва­
нии монофонической канавки один из модулирующих элементов
сжимается, а другой растягивается, поэтому в модулированном
сигнале происходит поворот фазы.
Подводя итог, можно сказать, что работаю щ ая с модуляцией
сопротивления полупроводниковая головка совмещает в себе досто­
инства магнитных головок звукоснимателей (широкую полосу ча­
стот, равномерную амплитудно-частотную характеристику, большую
гибкость и малую прижимную силу) с положительными качествами
пьезоэлектрических головок звукоснимателей (малую массу — всего
2 г, большое выходное напряжение, нечувствительность к магнит­
ным полям и м атериалам).
П олупроводниковая головка может работать не только с моду­
ляцией сопротивления. Известны головки звукоснимателей, рабо­
тающие на принципе непосредственней модуляции транзистора.
Активным его элементом является полевой М О П-транзистор, элек­
трические параметры которого могут изменяться механическими ко­
лебаниями, действующими на него.
Полевой М ОП-транзистор формируется на монокристалле крем­
ния толщиной 0,2—0,4 мм с выводами шириной 10 мкм и длиной
100 мкм (исток, сток, затвор). Если в направлении протекания тока
через транзистор (исхок — сток) на отрезок кристалла действует
сж имаю щ ая или растягиваю щ ая сила, ток насыщения транзистора
изменяется. При соответственно больших сопротивлении нагрузки
и напряжении батареи головка звукоснимателя уж е может работать.
Однако более выгодно, если вместо резистора нагрузочным сопро­
тивлением послужит сопротивление находящегося в области насы­
щения еще одного такого же, но неуправляемого (пассивного) тран ­
зистора.
На стоке активного транзистора отклонение в 10 мкм при на­
пряжении батареи 20 В вызывает изменение напряжения на 200 мВ.
О днако это напряжение, соответственное сопротивлению насыщения
М О П-транзистора, можно снять с генератора, обладающего внутрен­
ним сопротивлением около 100 кОм. Полное выходное сопротив­
ление может быть снижено установкой третьего М О П-транзистора.
В схеме на рис. 3.27 полное выходное сопротивление равно 6,8 кОм,
а напряжение на выходе превышает 700 мВ.
Головки звукоснимателей на М ОП-транзисторах обладаю т х а ­
рактерным спектром шумов. Шумы складываю тся из шума мерца-
71
-oL
6fiH
1 11
Рис. 3.27
Активный элемент головки звукосним агеля
на
полевых
МОПтранзистор ах
(слева)
и
принципиальная
схема
(с п р а в а ) :
/2 J
Н
П
«L
i
I
j
:^ д О м н
V
/ — направление действия силы; 2 — подложка; 5 — сток; 4 — исток; 5 — затвор;
5 — активный транзистор; 7 — пассивный транзистор; 5 — согласующий тран­
зистор; Р — пассивный М ОП-трапзистор; /О — выход; / / — согласующий МОПтранзистор: /2 — активный' М ОП-транзистор
ния С х а рак тер истик ой 1// и шума, обусловленного генерацией и
рекомбинацией за ря дов . В полосе 10— 20 000 Гц м ож н о достичь
отношения с игнал/ш ум 1000 : 1, т. е. 60 дБ.
Бесконтактные головки звукоснимателей. Все рассмотренны е до
сих пор головки звук осним ател ей были контактны ми. В них с м е щ е ­
ние к центру пластинки (в соответствии с ш агом записи) и пере­
д а ч а к олебаний к ан авк и п ро и зв о дятс я с помощ ью одн ого э л е м ен ­
та — иглы. О д н ак о несмотря на все у м ен ьш аю щ ую ся прижим ную
силу и улучш ение качества м а т е р и а л а пластинки при проигрыван ии
возни кает де ф о р м а ц и я канавки.
Ч а с т о вследствие
чрезм ерного
уменьш ения приж имной силы, пр едпринятого именно д л я с о х р а н е ­
ния кан авки, у х у д ш ае т ся способность с ле до в а н и я иглы по кан ав к е
и т огда д а ж е при одн ократном проигрывании на пластинке о с та ет ­
ся больше повреждений, чем после сток р атного проигры вания с
прижим ной силой, увеличенной на несколько процентов.
И д еа л ьн ы м было бы т ак о е устройство д л я проигры вания п л а ­
стинок, к оторое с м е щ ал о бы зв у к осним ател ь без непосредственного
ко н т ак т а с кан авкой. К т ак о м у устройству относится в иде опро и гр ы ­
в атель фирм ы «Филипс», п род ем онстри рованн ы й осенью 1972 г. Он
пригоден только д л я прои гры ван ия видеодисков типа VLP, в к о ­
торых видеосигналы вместе со зву ково й ин форм ац ией за п и с ы в а ­
ются лучом л аз ер а в виде последовательности микроскопических
углублений шириной 0,8 мкм, глубиной 0,16 мкм и длиной от 0,6
до 4 мкм.
Воспроизведение этих видеодисков т а к ж е о с ущ ествляется с
помощ ью луча л азера, сф ок усированного на д о р о ж к у записи. При
оптическом восп роизведении возни каю т трудности, вызванные, с
одной стороны, низкой с ве т о о т р а ж а ю щ е й способностью черного м а ­
т ериал а, из которого изготовлены видеодиски, а с другой — с л о ж ­
ностью устройства, ос ущ е ств ля ю щ е го ведение луча по д о р о ж к е
записи.
В последнее время р а з р а б о т а н о несколько систем дл я бескон­
так тно го воспроизведения записанной информации. Кроме оптиче­
ской пр е д л о ж ен а ем ко стная система воспроизведения, в которой
д л я вед ен ия видеосним ателя по кан ав к е ис пользуется т р ади цио н ная
игла, но она скользит только по самой верхней части канавки и не
72
вы зы вает повреж дени й углублений, р а спо л ож ен ны х на ее дне. Р а с ­
пространение так о го рода бесконтактны х систем м о ж н о о ж и д а т ь в
с ледую щ ем де сятилетии.
П ри ведем интересный расчет плотности записи на видеодисках.
Скорость передачи ин форм ац ии с видеодисков V L P при записи
цветного телевизионного и з о б р а ж е н и я ра вн а 84 Мбит/с, с л е д о в а ­
тельно, на тр идцатим ину тном видеодиске V L P м о ж ет храниться
150 Гбнт информации.
Т ак к ак пластинка способна хранить
1080 М бит (см. § 2.5), эт о означает, что на одном видеодиске м о ж ­
но за пис а ть программу, соо тветству ю щ ую 140 большим пластинкам.
4. Т О Н А Р М Ы
4.1. ТРЕБОВАНИЯ К ТОНАРМАМ
Проследим мысленно путь зв ук о в ы х сигналов от к ан ав к и п л а ­
стинки до громкоговорителя. Эта эл е к тр о а к у ст и ч ес к ая цепь, со ст о ­
ит из с ледую щ их звеньев: зв у к о с н и м а те л ь — усилитель — и з л у ч а т е ­
ли з в у к а . И з э т о й ц е п и с а м ы м у я з в и м ы м ' з в е н о м я в л я е т с я з в у к о ­
сниматель. О б ъ я с н я е т с я это тем, что проигры вание пластинки не
яв л яет ся чисто электротехническим процессом. В н ачал е с та в я тс я
механические за да чи и только в самом конце электромеханические.
С этих позиций т о нарм с ледует считать устройством, принимающим
‘ участие в проигрывании пластинки к ак от д ел ь н а я механическая
конструкция, а не только к ак д е р ж а т е л ь головки зв у к ос н и м а те л я
и ее пров одов. Тонарм д о л ж е н обеспечить беспрепятственное д в и ж е ­
ние головки зв у к о с н и м а те л я по к ан ав к е пластинки, что озн ач ает
выполнение с ледую щ их требований.
Во-первых, п р од оль н а я ось головки зв у к ос н и м а те л я д о л ж н а
быть всегда н а п р а в л е н а по касательной к окруж ности, которой, в
первом приближении, м о ж н о считать кан авк у, т. е. прод оль ная ось
головки зв у к о с н и м а те л я и про ход ящ ий через иглу р адиус пластинки
д о л ж н ы о б р а з о в ы в а т ь прямой угол. Во-вторых, на иглу и стенку
канавки не д о л ж н ы дей с тв ов а ть другие силы за исключением не о б­
ходимых д л я огибания м одул иро ванно й канавки. В-третьих, игла
д о л ж н а находиться в постоянном контакте с д в у м я стенкам и к а ­
навки. Этот с кол ь зящ и й механический кон т ак т не д о л ж е н пре р ы ­
в аться во вр ем я проигрывания. В-четвертых, тонарм ни м ехани че­
ски, ни электрически не д о л ж е н о к а з ы в а т ь в л и ян и я на амплитудночастотную ха р ак т ер и с т и к у головки звук осним ател я.
С ф о р м у л и р о в а ть требования, п р е д ъ я в л я е м ы е к тонарм ам , п ро ­
сто, но очень с л о ж н о их точно выполнить. И д еа л ьн ы м был 6i,i т о ­
нарм у до в л е тв о р яю щ и й всем перечисленным условиям, но скон ст ­
ру и р о в а ть такой т онарм очень трудно. Д е ф е к т ы т о нарм ов м ож но
ра зде л и ть на три группы по скорости их изменения во времени.
Т ак м о ж н о говорить о явлен иях с тацион арного х а р ак т ер а , не и з м е ­
няю щ ихся во времени; имеются процессы, изменяю щ иеся во в р е ­
мени настолько медленно, что их м о ж н о считать к ак бы пос тоян­
ными (к в азн ст ац иона рны м и) и м о ж н о вы делить быстро и з м е н я ю ­
щиеся, ди намические свойства.
С н а ч а л а рассм отрим постоянные во времени п а рам етр ы т о н а р ­
мов — их геометрические размеры.
73
Рис. 4.1. Возн икновен ие гори
зонтальнон угловой погрешно
сти при прямом тонарм е (а )
с ниж ение угловой
погрешно
сти путем изменения заход,
иглы и введ ения угла коррек
ции (б); зависим ость углово!
погрешности от р адиуса ка
навки при т онар м а х одина.^о
вой длины ( в) :
/ — э(| фсктивная длина тонарма; 2 — подшипник тонарма; 5 — прямой топ ар\
4 — п ол ож ’.тсльная углопая погрешность ф+; 5 — траектория иглы прямог
тонарма;
— касательная к канавке; 7 — за х о д иглы; 8 — изогнутый TOHapN
9 — у г о '1 кор 11скчни; /О — траектория иглы изогнутого тонарма; / / — углова
погрешность при прямом тонарме; /2 — угловая погрешность при изогнутог
тонарме
Геометрические параметры тонарм«?з. При записи на л ак о в ь п
диск рекордер д в и ж е т с я к его центру по прямой линии, ра споло
ж снноц точно по радиусу. О д н ак о типичный д л я проигрывающи?
устройств тонарм ведет голо в к у зв у к о с н и м а те л я по канавке, ново
р а чи в а я сь вок р уг вертикальной оси (т онарм ы других систем ис
пользуются с равни тельно редко и о них речь пой дет ни ж е). Е слр
го ло вк а зв у к о с н и м а те л я будет в м онтир ов ан а в тонар м так, что и>
продольны е оси с овп ад у т (рис. 4.1,а) , то она т олько на единствен
ном радиусе дискД будет р а сп о л о ж ен а точно по касательной к ка
навке. К центру и к р аю от этого р а д и у с а м е ж д у касател ьной к ка
навке и продольной осью головки зв у к о с н и м а те л я возникнет угол
н азы ваем ы й горизонтальны м углом погрешности. При проигрывании
г о ризонтальны й угол погреш ности в ы зы ва е т появление болыии>
гармоническ{[х искаж ений и сниж ение ра зде л ен и я м е ж д у стереока
налами. П о э то м у горизонтальны й угол погрешности не д о л ж е н пре
в ы ш а ть несколько градусов.
Горизонтальны й угол погрешности в показанной выше конст
рукции о предел я ется р адиусам и зоны записи пластинки
(53 —
146 мм), а т а к ж е расстоянием м е ж д у иглой и точкой вращения
т онарм а, назы ваемой эф фективной длиной то н ар м а Если прсдполо
ж и т ь эту длину равной 210 мм, то угол погрешности б у д е т больше
± 1 0 ° . Д л я т о н а р м а бесконечно большой длины у г л о в а я norpeniHvXTL
бы л а бы ра вн а нулю, одн ак о этому препятствую т не только размеры
прои гры вател я, но и динамические условия.
74
+3
I"
r^
I
- Дю ал 7219
)
\
> Несиольио \
пластиной \
на да сн е
> < 1 . . . .
0
‘ 1 0 00 60
.Д ю ал
s5+3”
Одна пластинна
на дисие \ >
-_..
1219
^XWWWNWWWWWWWWW
I I -/0
s;|
80
Ю
100
R,MM
^
0
20
00 60 80 100 R,MM
S)
1218
Рис. 4,2. Изменение гори­
зонтальной
угловой
по­
грешности (а) в зависимо­
сти от радиуса канавки в
устройстве с автоматиче­
- 3°.
0 гп по 60 80 700
R,M M
ской сменой пластинок при
в)
одной сброшенной на диск
пластинке (сплошная кривая) и нескольких сброшенных пластинках
(пунктирная к ривая); абсолютное значение горизонтальной угловой
погрешности (б); зависимость горизонтальной угловой погрешности
от радиуса (в)
Существует и другой путь снижения угла погрешности, пока­
занный на рис. 4.1,6. П родольная ось головки звукоснимателя по­
вернута относительно продольной оси тонарма по направлению к
центру пластинки. Принимая во внимание конечный результат, без­
различно, каким путем достигается угол горизонтальной коррекции:
поворотом трубки тонарма или монтажом головки звукоснимателя
в прямой тонарм под углом к его продольной оси.
Обычно эффективную длину тонарма выбирают большей, чем
расстояние меж ду центрами вращения пластинки тонарма и (так
называемый установочный разм ер). Разница между двумя этими
размерами определяет расстояние, на которое игла заходит за центр
Таблица
4.1
Параметры тонармов высокого качества
Тип
«Дюал 1214, 1218»
«РЕ3060»
«Фи«Филипс
308»,
липе 212»
«Дюал 701»
«Ленко 85»
«Ортофон 212»
«Шур МЕ3009»
«То«Торенс
ТР16»,
ренс т р и »
«Акустикэл АВ»
«МикрО М711»
«Шур МЕ3012»
«Ортофон RMG»
Эффективная
длина, мм
Заход иглы,
мм
Угол коррек­
ции
203,4
208
17,9
18
25°36'
25°36'
207
222
227
228
229
21
18,9
18
10,5
16
27° 15'
25°20'
24°
22°42'
230
237
252
306
320
16
14,4
15
21°50'
21°24'
21°
—
—
11
15°54'
—
75
Рис. 4.3. Д ерж атель
головки звукоснима­
теля
пластинки (заход иглы). Интересно отметить, что при эффективной
длине тонарма 220 мм и угле коррекции около 25° мож ет быть д о ­
стигнута такая ж е горизонтальная угловая погрешность, как при
прямом тонарме длиной 1,5 м.
При наличии угла коррекции и захода иглы зависимость гори­
зонтального угла погрешности от радиуса проигрываемой канавки
показана на рис. 4.2,а. Из рисунка видно, что угол погрешности при
двух значениях радиуса равен нулю, за Э1ими точками в небольших
размерах он положителен, а меж ду ними отрицателен.
Г ор и зон тал ь н ы й
угол
п огр еш н ости
следует
за д а в а т ь
в за в и си ­
мости от радиуса зоны записи пластинки, например, 0,02°/мм
(рис. 4.2,в). Ес.пм задать его независимо от радиуса пластинки.
Рис. 4.4. Вспомогательное устройство
для правильной установки захода
иглы
76
например установить, что максимальная угловая ошибка не долж на
превышать 2°, то при этом не учитывается тот факт, что при данной
угловой погрешности на внутренних канавках возникают большие
нелинейные искажения, чем на внешних. Действительный угол по­
грешности мож ет быть точно и быстро измерен специальным при­
бором. Его описание можно найти в.действую щ ем венгерском стан­
дарте, относящемся к проигрывателям M S Z 11134-71.
М еж ду "геометрическими параметрами тонарма (эффективная
длина, заход иглы и угол коррекции), а такж е горизонтальным
углом погрешности существует слож ная математическая зависи­
мость, которую в отношении угла погрешности нельзя зад ать в я в ­
ном виде. Окончательные размеры тонарма определяются граф и­
ческим конструктивно-расчетным методом, требующим длительного
времени. При этом необходимо принимать в расчет влияние неиз­
бежных неточностей при изготовлении тонарма. В табл. 4.1 приве­
дены параметры нескольких тонармов, выпущенных большими се­
риями. Д а ж е незначительные отклонения (в десятые доли милли­
метра) от предписанных оптимальных значений могут вызвать зн а­
чительную угловую погрешность. Поэтому конструкции тонармов
хорошего качества всегда позволяют установить наиболее благо­
приятный заход иглы, относящийся к определенному углу коррек­
ции и эффективной длине тонарма. С этой целью весь тонарм можно
сдвинуть в продольном направлении (например, тонарм S M E ) или
изменить положение головки звукоснимателя в держ ателе. П ослед­
няя возможность, при которой одинаково изменяются заход иглы и
эффективная длина тонарма, показана на рис. 4.3 (держ атель го­
ловки звукоснимателя типа ТР50 фирмы «Торенс»). После ослабле­
ния винта А можно установить оптимальный заход иглы, а пово­
ротом винта Д — правильный вертикальный угол (15°). Заход иглы
следует контролировать по установочному шаблону.
Д л я установки требуемого захода иглы применяются множ е­
ство разнообразных шаблонов. Имеются шаблоны, изготовленные
из прозрачного синтетического материала. Одни шаблоны помещают
на держ атель головки звукоснимателя и иглу совмещают с имею­
щейся на нем маркировкой. В последнее время вновь появились
шаблоны из картона, которые следует закреплять на проигрывателе
в предписанном положении, а затем иглу совместить с отпечатанной
меткой. Н а некоторых проигрывателях (например, «Элак», «П ио­
нер») рядом с диском имеется специальный указатель, который во
время установки полностью вытягивается из корпуса проигрывателя
до плоскости пластинки и заход иглы выставляется по имеющейся
на ней точке или полоске. Этот способ регулировки показан на
рис. 4.4. Если оптимальный заход иглы неизвестен, то его можно
определить прибором, измеряющим угловую погрешность.
Точно так ж е следует обеспечить угол продольной оси игло­
держ ателя с плоскостью грампластинки, равный 15° (вертикальный
угол воспроизведения), применяемый в международной
практике
при записи на лаковый диск. Так как в эксплуатации еще находится
много головок звукоснимателей, изготовленных до принятия реше­
ния по этому вопросу, в некоторых случаях необходима установка
этого угла. Д л я этого следует либо увеличить высоту подвески все­
го тонарма, либо применить держ атель головки звукоснимателя, в
котором предусмотрена установка вертикального угла воспроизведе­
ния. Такой держ атель показан на рис. 4.3.
Очень популярны (главным образом в США) проигрыватели с
автоматической сменой пластинок. В них особую сложность пред­
77
ставляет сохранение постоян
ного вертикального угла, окол'
15°, ибо
при проигрывани!
восьмой или десятой пластиню
головка звукоснимателя нахо
дится значительно выше пло
скости первой пластинки. П р1
средней толщине
пластинк!
2 мм и длине тонарма 200 m n ,
это изменение превышает 5°. Нг
рис. 4.5 показана простая кон­
струкция, которая не регули­
рует положение головки звуко­
снимателя в держ ателе во вре­
мя проигрывания, но позволяет
установить ее в положение, со­
ответствующее числу прослу­
шиваемых пластинок.
На другом проигрывателе
(фирма «Дюал») можно изме­
нять высоту подвески тонарма.
В положении
П роигрывание
Рис. 4.5 Возможность установки
одной пластинки вертикальная
вертикального угла в проигрыва­
телях с автоматической сменой
ошибка будет оптимальной в
пластинок
плоскости первой пластинки, в
положении Стопочное проигрывание — в плоскости пятой (ше­
стой) пластинки. При меньшем числе пластинок вертикальный угол
па 1—2° больше номинального, а при большем их числе на столько же
градусов меньше.
Н ельзя не упомянуть и о том, что последнее решение хотя и
привлекательно, но при подъеме подвески тонарма и уменьшении
вертикальной угловой ошибки на первой и последней пластинках
увеличивается горизонтальный угол погрешности (см. рис. 4.2, пунк­
тирная кривая), так как уменьшается эффективная длина тонарма.
При длине тонарма 220 мм и подъеме на 10 мм это уменьшение
составляет около четверти миллиметра. Д ля определения вертикаль­
ного угла или вертикальной угловой ошибки простых приборов нет.
Как правило, достаточно, следить за тем, чтобы посадочная пло
скость головки звукоснимателя была параллельна плоскости пла
стинки. Необходимо такж е проигрывать пластинки при прижим
ной силе, предписанной головке звукоснимателя изготовителем
Отклонение от рекомендуемого значения прижимной силы, особен
но при головках с гибкостью 2 0 -1 0 -^ м/Н и больше, может вызвать
вредное изменение вертикального угла.
Вертикальная ось звукоснимателя, если смотреть на него спе­
реди, а такж е продольная ось иглы долж ны быть расположены пер­
пендикулярно пластинке (см. рис. 3.2). Приспособлений для уста­
новки перпендикулярного положения головки и иглы, как правило,
на проигрывателях не бывает, хотя этот параметр является важным
с точки зрения снижения искажений и увеличения разделения м еж ­
ду каналами. Отдельные измерительные пластинки, например вен­
герская SLPX1244, содерж ат группу канавок, сигналы на которых
записаны с системой координат, повернутых по отношению к пер­
пендикуляру на 5° влево или вправо. П роведя измерения, можно
проверить перпендикулярность расположения иглы данной головки
78
звукоснимателя относительно пластинки. В новейших тонармах,
например «Торенс ТР60», корпус держ ателя поворачивается относи­
тельно трубки тонарма. П оворачивая головку, можно установить
перпендикулярное положение ее иглы. Следует заметить, что тре­
буемая точность не может быть достигнута без измерительной пла­
стинки. При отсутствии последней иглу следует установить на
зеркало, помещенное на диск проигрывателя. При этом игла и ее
изображение должны слиться в одну линию. Необходимо иметь в
виду, что часть иглы, скользящ ую по канавке, можно исследовать
только под микроскопом, но эта часть не обязательно является сим­
метричным продолжением иглы, видимой невооруженным глазом.
Несколько слов следует сказать о креплении и подключении
головки звукоснимателя. Н а заре звукозаписи головки звукоснима­
телей большинства фирм-изготовителей можно было устанавливать
только на проигрыватели, выпускаемые теми ж е фирмами. Эта т р а ­
диция сохранилась и сегодня в отношении большинства пьезоэлек­
трических головок звукоснимателей. Вероятно, читателю известны
головки «Супрафон» или «Филипс», изготовленные по внутризавод­
ским нормалям. Со временем изготовители и потребители одинако­
во осознали, что головка звукоснимателя является важным преоб­
разующим элементом и ее целесообразно выпускать в продаж у не­
зависимо от проигрывателя. Но для такой продаж и был необходим
международный стандарт, который унифицировал бы способы кре­
пления и подключения головок звукоснимателей. Основой для э т о г о
меж дународного стандарта послужили рекомендации RETMA, со­
гласно которым для крепления головки звукоснимателя применяют­
ся винты с дюймовой резьбой, располагаемые друг от друга на
расстоянии 12,7 мм (см. рис. 3.2). Кончик иглы должен распо­
лагаться на расстоянии 9,52 мм от плоскости, проходящей через
оси винтов. Это расстояние, обозначенное на рисунке буквой D,
рекомендуется проверять для каж дой головки звукоснимателя, и
если указанный размер не соблюдается, то головку можно монти­
ровать только в держ атель с регулируемым заходом иглы.
К головке звукоснимателя обычно придается набор, состоящий
из винтов, прокладок и распорных втулок, из которых составляется
вариант крепления, дающий, по возможности, наименьшую дополни­
тельную массу. Следует иметь в виду, что в держ ателе головок
звукоснимателей европейских проигрывателей, например ^«Ленко»^,
«Торенс», можно ввинчивать винты только с метрической резьбой
(М 2). Выводы головки звукоснимателя с контактами держ ателя
следует соединять гибкими проводами с обычной цветовой марки­
ровкой. Сигнальный провод для левого канала обозначается желтым
или белым цветом, для правого — красным; земляной провод для
левого канала — синий или черный; для правого — зеленый.
В качестве экрана сигнального провода, относящегося^ к данно­
му каналу, служит его ж е земляной провод, накрученный на ^него
один или два раза. Остроумное решение использовано в новейших
держ ателях головок звукоснимателей, выпущенных фирмой «Фи­
липс». В них полудюймовые стандартные головки звукоснимателей
серии GP400 можно устанавливать одним движением руки, при
этом одновременно автоматически обеспечивается электрический
контакт. Общий совет: не подпаивайте провода к вилкам головки
звукоснимателя.
Регулировка прижимной силы. Второе требование, предъяв­
ляемое к тонармам, заклю чается в том, что на иглу и стенки к а ­
навки долж на действовать только сила, безусловно необходимая
79
для обеспечения контакта иглы с модулированной звуковой кан ав­
кой. Эта сила была рассмотрена раньше при изучении способности
следования иглы звукоснимателя по канавке. Сила на нижних
частотах определяется механической гибкостью подвижной системы
головки (минимальная возвращ аю щ ая сила, отнесенная к данному
смещению), на высоких частотах — эффективной массой подвижной
системы, приведенной к игле, и ускорением, сообщаемым игле к а ­
навкой. Напомним, что головка звукоснимателя с гибкостью
80-10-3 мН для ведения по канавке с отклонением 50 мкм тре­
бует прижимную силу 6 мН. В то ж е время головку с эффективной
массой подвижной системы 2 мг, колеблющейся с ускорением
4-10^ м/с2, необходимо прижимать к канавке с силой 8 мН. Следо­
вательно, теоретически головка звукоснимателя, обладаю щ ая н а­
званными параметрами, идеально могла бы работать при прижим­
ной силе 8 мН.
О днако на практике это неосуществимо по двум причинам.
Во-первых, тонарм опирается не только на иглу звукоснимателя,
но и на подшипники, в которых существует трение, влияющее на
движение головки звукоснимателя. Трение в подшипниках тон ар­
мов хорошего качества не превышает одной десятой прижимной
силы, необходимой для надеж ного следования иглы по канавке.
Н екоторые современные головки мож но устанавливать только в т а ­
кие тонармы, силы трения в которых как в вертикальной, так и в
горизонтальной плоскостях составляет около 0,1 мН. Во-вторых,
устанавливаемая прижимная сила больше расчетной еще и потому,
что последняя определена для горизонтального расположения п ла­
стинки, а это на практике встречается очень редко.
Суммируя вышесказанное, мож но сказать, что современные зв у ­
косниматели, как правило, надеж но работаю т при прижимной силе
порядка 10 мН.
Д ля выставления прижимной силы тонарм вместе с установлен­
ной в держ атель головкой сначала следует уравновесить. Б аланси­
ровка возмож на при помощи силы, действующей на конец тонарма,
противоположный головке. Источником этой силы в простейших
устройствах является пружинная оттяж ка, а на более качествен­
ных тонармах применяется противовес. Небольшим перемещением
противовеса тонарм можно сбалансировать, как весы с коромыслом.
Статически определенное положение равновесия только тогда будет
стабильным, если центр тяжести системы будет находиться под ли­
нией опоры подшипника. Н а время балансировки регулятор при­
жимной силы следует установить на ноль и снять иглозащитный
колпачок звукоснимателя. Обычно тонарм в положении равновесия
долж ен располагаться горизонтально, параллельно диску проигры­
вателя. П осле этого следует установить прижимную силу, у казан ­
ную в паспорте голов^ки звукоснимателя.
Д ля регулирования прижимной силы применяются различные
способы, в одних используется принцип пружины, в других — гр а­
витация (сила тяж ести). В пружинных системах прижимную силу,
как правило, можно установить регулируя натяж ение гибкой спи­
ральной пружины, прикрепленной к тонарму и подшипнику. Н а т я ­
гивающий пружину барабан в некоторых случаях можно закреп­
лять только для определенных значений прижимной силы (напри­
мер, 10, 15 и 20 мН) без промежуточных значений. В пружинных
системах под сбалансированным положением тонарма часто прини­
мают не горизонтальное, а такое положение, при котором острие
иглы лежит на поверхности пластинки. Устанавливаемая с помощью
80
пружины прижимная сила не изменяется, если проигрыватель или
диск проигрывателя расположены не совсем горизонтально, но б а ­
лансировку тонарма всегда следует производить точно, лучше из­
менением предварительного натяж ения пружины.
При регулировании прижимной силы устройствами, использую­
щими силу тяжести, предварительно следует тщ ательно выставить
диск проигрывателя в горизонтальное положение. Д ля регулирова­
ния прижимной силы применяют либо грузик, передвигаемый м еж ­
ду подшипником тонарма и головкой звукоснимателя, либо противо­
вес, сдвигая который в направлении подшипника нарушается уста­
новленное предварительно равновесие (баланс). Грузик, передви­
гаемый меж ду подшипником и головкой звукоснимателя, увеличи­
вает инерционность тонарма, поэтому в конструкциях повышенного
класса грузик располагается вблизи подшипника.
Если для снижения горизонтального угла погрешности головка
звукоснимателя располагается не под углом к продольной оси
тонарма, а сам тонарм изогнут относительно продольной оси, то
возникает крутящий момент. Этот момент создает на две стороны
подшипника неравномерную нагрузку, что особенно нежелательно
при подшипниках на лезвиях. Кроме этого, если проигрыватель р ас­
положен не строго горизонтально, на иглу действует дополнитель­
ная сила. Тонарм будет находиться в динамическом равновесии,
если после установления прижимной силы равнодействующий центр
тяжести всех деталей, присоединенных к тонарму, расположится на
пересечении и горизонтальной и вертикальной осей.
Неравномерность нагрузки подшипников может быть устранена
изгибом тонарма в противоположном направлении (тонарм, изогну­
тый в виде буквы S) или правильно выбранным регулируемым про­
тивовесом. Балансировка S -образных тонармов достигается только
для головок звукоснимателей данной массы. При использовании
других типов головок недостающую массу следует возместить, по­
местив в держ атель свинцовые пластинки. Но при этом увеличивает­
ся инерционность тонарма. Установленное значение прижимной силы
можно контролировать измерителем (см. § 6.2).
Скатывающая сила. При описании долгоиграющих пластинок
уж е упоминалось, что в то время лучшие головки звукоснимателей
работали с прижимной силой около 100 мН (1947 г.). Естественно,
при этом не было необходимости принимать во внимание действие
небольшой силы тяги, возникающей при проигрывании пластинок.
Примерно десятью годами позже со специальным тонармом и м аг­
нитной головкой звукоснимателя успешно была достигнута приж им­
ная сила в 10 мН. Б настоящее время без преувеличения можно
утверж дать, что прижимная сила 10 мН встречается довольно часто.
Но при такой прижимной силе уж е нельзя пренебрегать силами,
возникающими во время проигрывания и имеющими порядок не­
скольких миллиньютонов.
Н аиболее важным фактором является скатываю щ ая сила — по­
перечно направленная сила, которая возникает при изогнутых
тонармах, вращающ ихся вокруг вертикальной оси. Н аправлена она
к центру пластинки.
П риж имная сила распределяется поровну на внешнюю и вну­
треннюю стенки канавки, если пластинка находится в неподвижном
состоянии. Бо время вращ ения диска из-за трения между иглой и
пластинкой возникает сила тяги
направленная по к а са ­
тельной к канавке в направлении вращения пластинки. Если про­
дольная ось головки звукоснимателя не пересекает вертикальной
81
Рис. 4.6. Силы, действующие на иглу
оси поворота тонарма, то подшипник воспринимает не силу тяги,
возникающую от трения, а только ее проекцию (силу реакции) Fh
на линию, соединяющую иглу с осью поворота тонарма. И з рис. 4.6
видно, что на иглу действует скатываю щ ая сила Fa направленная
к центру пластинки.
Перечислим факторы, определяющие скатывающую силу. С де­
лать это не так просто, поскольку главный фактор — трение меж ду
иглой и материалом пластинки — зависит от многих причин, как,
например, гладкости поверхностей пластинки и иглы, чистоты этих
поверхностей, геометрической формы иглы и канавки и так далее.
Кроме этого, имеется связь меж ду прижимной и скатывающей си ла­
ми и можно показать, что на скатывающую силу влияет геометри­
ческая форма тонарма. Действие перечисленных ф акторов можно
однозначно определить серией лабораторных измерений.
Измерения проводились на специально разработанном в л або р а­
ториях фирмы «Шур» детекторе скатывающей силы. Он представ­
ляет собой нулевой индикатор, который устанавливается над голов­
кой звукоснимателя. Устройство, использованное для измерения
скатывающей силы, представлено на рис. 4.7. П од действием на
иглу силы в поперечном направлении головка поворачивается вокруг
двух миниатюрных шарикоподшипников. Размер поворота фикси­
руется смещением стрелки, прикрепленной к насадке. Компенсацию
скатывающей силы следует проводить до тех пор, пока стрелка
вновь не установится в нулевое положение. П рилож енная к игле
скатываю щ ая сила просто рассчитывается по сумме вращающих
82
Зппиптичвсная
игла;
м^17,8*5мнм
Сферическая
игла;
тз=Пу8мнм
Полихлорвинил
мм
Рис. 4.7. Конструкция инди­
катора для измерения скаты ­
вающей силы:
V = O C M /G
/ — крепежный винт; 2 — шкала; 3 —
стрелка; 4 — насадка на головку;
5 — миниатюрные шарикоподшипни­
ки; 6 — стержень; 7 — кончик иглы
Прижимная сила,мН
n=36Vz мин~^
10
10
(50
1о
Рис. 4.8. Зависимость меж ду прижимной и скатывающей силами
в немодулированной канавке
моментов, действующих относительно центра вращения тонарма.
Точность этого измерительного метода в тонарме SME3009 по отно­
шению к игле выше ± 0 ,0 7 мН.
Наибольшие трудности при изучении скатывающей силы вызы ­
вает ее зависимость от многих факторов. Результаты измерений
представлены на рис. 4.8—4.12. Д л я сравнения использовалась не­
модулированная канавка с радиусом 95,25 мм на полихлорвиниловой пластинке с частотой вращения ЗЗ’/з м и н -’. Н а этой пластинке
были исследованы влияние модулированных канавок и различных
форм иглы, изменение скатывающей силы по диаметру пластинки и
так далее.
Н а рис. 4.8 показана зависимость скатывающей силы от при­
жимной силы. Д ля снижения ошибок, возникающих из-за статиче­
ского разброса, измерения проводились на очень большом количест­
ве пластинок с немодулированными канавками. Н адеж ность измере­
ний была повышена установкой пластинок точно в горизонтальной
плоскости в специальном вакуумном устройстве. Д о значения при­
жимной силы порядка 15 мН большого разброса не наблюдалось,
но при ее дальнейшем увеличении были получены значительные от­
клонения. Увеличение разброса результатов измерений при значени­
ях прижимной силы, превышающих 15 мН, помимо ошибок от
процесса измерений и различий, вызванных прессованием пластинок,
следует объяснить изменение коэффициента трения. Х арактер изме­
нения однозначен: при больших значениях прижимной силы может
быть достигнута граница упругой деформации материала пластинки,
выше которой он деформируется уж е пластично. Достижение этой
границы означает нестабильные условия измерений и поэтому изме­
рение силы трения становится менее точным. М ож но напомнить, что
обычная эллиптическая игла по уравнению Герца при прижимной
силе в 10 мН оказывает на стенку канавки давление 5120 кг/см^, а
при силе в 20 мН давление будет около 6500 кг/см^. Н а рис. 4.8
83
Прижимная сила,м П
Прижимная с и л а ,м Н
Рис. 4.9. Зависимость меж ду прижимной и скатывающей силами в
модулированной канавке
представлена зависимость скатываю щ ая сила — прижимная сила
для сферической иглы с радиусом 17,8 мкм и для эллиптической
иглы с радиусами 17,8 и 5 мкм. И з рисунка видно, что при приж им­
ной силе 10 мН на сферическую иглу действует скатываю щ ая сила
1,5— 1,8 мН, в то время как на эллиптическую иглу действует не­
много большая сила, равная около 2 мН. Н а поверхности пластинки
§<
^7^100
15
as
5065 /100
150
35,Ъ
R.MM
Рис. 4.10. Изменение скаты ­
вающей силы в зависимости
от радиуса звуковой канавки
7
Рис. 4.11. Зависимость меж ду
заходом иглы и скатывающей
силой
84
Оптимальный
захоб излы=
=15,2. м м
(тонарм SME 3009)
5
10 75
20 25 30
Заход излыумм
Рис. 4.12. Способность
следования одного и то ­
го ж е звукоснимателя
с компенсацией
(верх­
няя кривая) и без ком­
пенсации (нижняя кри­
вая) скатывающей силы
10 20
50 100 200 5001000
Частота,Гц
без канавок игла имеет контакт только в одной точке, поэтому ск а­
тывающую силу нельзя измерить и скомпенсировать.
Связь меж ду скатывающей силой и прижимной силой д л я моду­
лированной канавки показана на рис. 4.9. М ожно видеть, что при
проигрывании канавки с записью сигнала частотой 400 Гц и ампли­
тудой колебательной скорости 27,1 см/с (или 14,3 см/с, 4000 Гц) по
сравнению с немодулированной канавкой скатываю щ ая сила значи­
тельно возрастает. О днако практически при колебательной скорости
5—8 см/с увеличение скатывающей силы не превышает 10—20%*
П одтвердилось такж е предположение, что скатываю щ ая сила в
немодулированной канавке не зависит от частоты вращения диска
проигрывателя. Измерения проводились на проигрывателе, в кото­
ром частота вращения диска изменялась от 25 до 100 м и н - ’. Это
отношение, равное 4 : 1 , гораздо больше, чем отношение линейных
скоростей, измеренных в начальных и конечных канавках пластинки
(равное примерно 2 ,3 :1 ) . Изменения скатывающей силы, с учетом
неточностей измерительного оборудования, внутри указанных выше
граничных значений частоты вращения диска при прижимной силе
от 10 до 40 мН отмечены не были. Такое постоянство скатывающей
силы обусловлено физическими закономерностями, по которым сила
трения зависит от коэффициента трения и давления, но не зависит
от скорости движения. .
Интересные результаты были получены при измерении скаты ва­
ющей силы в зависимости от радиуса канавки пластинки (рис. 4.10).
Из рисунка следует, что скатываю щ ая сила в небольших пределах
зависит от радиуса канавки пластинки. Однако эти результаты
нельзя объяснить изменением линейной скорости канавки. Д л я вы ­
яснения причин этого явления были изготовлены специальные п ла­
стинки. Н а одних пластинках вместо спиральных канавок записаны
замкнутые концентрические канавки, а на других — спиральные,
продвигающиеся от середины к краю. Тщательный анализ показал,
что сила трения действительно не зависит от радиуса канавки п ла­
стинки, а зависит от нескольких факторов, изменяющихся с ради­
усом и не подчиняющихся строгим закономерностям. К ним отно­
сятся, например, изменение твердости материала пластинки, качест­
во поверхности, форма канавки и коробление.
М ожно отметить, что часть экспериментов была проведена при
влажной очистке пластинки во время проигрывания. Их результаты
подтвердили значительное снижение коэффициента трения. О дно­
временно существенно уменьшился разброс результатов измерений.
Серия экспериментов показала такж е, что незначительное за гр я з­
85
нение поверхности пластиики изменяет коэффициент трения, а вме­
сте с ним и значение скатывающей силы.
Как уж е упоминалось при рассмотрении явления скатывания,
значение составляющей силы, направленной к центру, зависит и от
геометрической формы тонарма. Д ля данного проигрывателя р ас­
стояние меж ду осью вращения тонарма и центром пластинки посто­
янно, но эффективную длину тонарма (расстояние от иглы до цент­
ра вращения) в большинстве случаев можно регулировать. Н епра­
вильно установленный заход иглы не только увеличивает горизон­
тальный угол погрешности, но и влияет на скатывающую силу, как
это показано на рис. 4.11.
Естественно, вследствие действующей на иглу скатывающей
силы на наружную стенку канавки действует меньшая нагрузка,
чем на внутреннюю, и это сильно сниж ает способность к огибанию
иглой сигнала правого канала. Н а рис. 4.12 показаны частотные з а ­
висимости способности следования
звукоснимателя
среднего
качества с компенсацией скатывающей силы и без нее; разница
составляет около 20—25%. Конечно, способность следования можно
улучшить и повышением прижимной силы, однако согласно экспе­
риментам ее следует увеличить с 10 до 15 мН (т. е. на 5 0% ), что,
разумеется, приведет к снижению срока службы иглы и пластинки.
В отношении срока службы такж е были проведены исследова­
ния на нескольких звукоснимателях с компенсацией и без компен­
сации скатывающей силы. После проигрывания в течение нескольких
сот часов было обнаружено, что две трети игл имели больший из­
нос на внутренней стороне, у одной трети игл износ был равномер­
ный. Последний ф акт можно объяснить различием материала игл
и его кристаллической структурой.
О бобщ ая сказанное, можно сделать вывод, что скатываю щ ая
сила имеет постоянное значение, соответствующее выбранной при­
жимной силе, и мож ет быть полностью скомпенсирована силой,
имеющей противоположное направление. Несколько характерных
способов компенсации будут описаны при рассмотрении отдельных
типов тонармов. В § 4.2 речь пойдет такж е об установке правиль­
ного значения противоскатывающей силы, а в § 7.5 — о ее контроле
с помощью приборов.
Динамическая связь меж ду тонармом и головкой звукоснима­
теля. М еж дународная унификация креплений и соединений головок
звукоснимателей и наличие регулировок в большинстве держ ателей
этих головок делаю т возможной установку в каж дый тонарм любой
головки звукоснимателя. Бесспорным достоинством такой унифика­
ции является возможность замены старой головки новой с более
высокими параметрами. О днако есть и отрицательная сторона, ибо
масса тонарма,
держ ателя и головки звукоснимателя вместе с
гибкостью ее подвижной системы образуют колебательный контур.
Частота резонанса может быть подсчитана по формуле:
^^
2п '\/m iC
*
где mi — эффективная масса тонарма И головки; с — гибкость по­
движной системы головки звукоснимателя.
Тонармы и держ атели головки звукоснимателя хорошего качест­
ва следует изготовлять такой малой массы, чтобы колеблющ аяся
масса определялась собственной массой головки звукоснимателя.
П равда, это вступает в противоречие с требованием прочности,
86
15d6v
10
15
10
ш
i
5
5
10 10
50 100 100 500
Гц
Рис. 4.13. Резонанс головки звукоснимателя «Шур V 15-1 И» и тонар­
ма «Торенс ТР16»
предъявляемых к тонарму. Считая, для примера, массу равной 10 г
и гибкость, равную 20 -1 0 -^ м/Н, получим частоту /= 1 1 ,2 5 Гц. Это
относительно просто можно проверить путем измерений, если пла­
стинку, рассчитанную на частоту ЗЗ’/з м и н - ’ с записью сигнала ча­
стотой 20 Гц, проиграть с частотой 162/з м и н -’, используя линейный
предварительный усилитель (рис. 4.13). Измерения покажут, что
на частоте резонанса отдача звукоснимателя будет больше, а ниже
этой частоты головка звукоснимателя и тонарм будут колебаться
с частотой сигнала пластинки и отдача звукоснимателя будет от­
сутствовать. Н а частотах выше резонанса сказывается инерция
тонарма, поэтому головка звукоснимателя остается неподвижной и
колебания иглы вызывают в преобразующей системе полезный вы­
ходной сигнал.
Часто встречается, что частота резонанса располагается выше.
Это очень нежелательно, так как смещение резонанса ухудш ает
способность следования иглы по канавке и увеличивает шум дви­
жущего механизма. П рактика показывает, что с одним и тем же
движущим механизмом и тонармом, но с разными головками звуко­
снимателя можно получить различные отношения сигнал/шум, по­
скольку резонанс смещается в сторону высоких частот. Кроме
того, увеличение рокота от движущ его механизма способствует об­
разованию гармонических составляющих, которые, смешиваясь с по­
лезным сигналом, являются причиной воспринимаемых на слух
интермодуляционных искажений. Путем целесообразной компоновки
и упругим соединением имеющегося на тонарме противовеса
описанный подъем на резонасной частоте может быть снижен.
Возбуждаемый при проигрывании сигнал частотой 10—20 Гц
может исходить не только с пластинки. Его могут возбуж дать коле­
бания, вызванные движением транспорта и распространяющиеся
через элементы здания; колебания пола при ходьбе или танцах;
колебанил от сильного движения воздуха. Особый случай — акусти­
ческая обратная связь вблизи громкоговорителя, а такж е обратная
связь через твердые тела, если проигрыватель располагается непо­
средственно на акустическом агрегате. Такая обратная связь прояв­
ляется в виде сильного низкочастотного гудения, при котором звуко­
87
сниматель может выпрыгнуть
из
канавки.
Пылезащ итная
крышка
проигрывателя, как
правило, такую обратную связь
не ослабляет. Обратной связи
легко избеж ать в том случае,
если система тонарма имеет
упругую подвеску, не связан ­
ную с корпусом. При слишком
мягком креплении тонарм бу­
дет очень чувствителен к со­
трясениям, а при
жестком
креплении опасность акустиче­
ского
возбуж дения
остается
Рис. 4.14. Статистическое распре­
прежней.
деление коробления, полученное
Так как при
домашнем
на основании измерений большого
пользовании редко представля­
числа пластинок:
ется возможность измерить ча­
/ — максимум отклонения коробления;
стоту резонанса системы то­
2 — максимальная амплитуда звуково­
нарм — головка звукоснимате­
го сигнала
ля, предлагаем заменять имею­
щиеся головки только тогда,
когда в специальной литературе можно найти данные о д и н а м и ч е ­
ском согласовании, новой головки звукоснимателя со старым
тонармом. Не случайно, что в технической литературе приводятся
данные головок звукоснимателей и сообщ ается тип использованного
тонарма.
При анализе динамических свойств тонарма обязательно следу­
ет сказать и о том, что плоскость пластинки даж е при тщательно
сбалансированном и горизонтально расположенном диске проигры­
вателя не идеально ровная, на ней всегда имеются большие или
малые неровности, которые вызывают вертикальные колебания
тонарма. И з-за этого тонарм следует делать с малой инерцией и
с малым трением в подшипнике. При подшипниках с малым трени­
ем трудности вызывает инерционность, обусловленная массой тонар­
ма и головки звукоснимателя. И з-за инерционности звукосниматель
не следует точно за короблением пластинки, что приводит к увели­
чению или снижению силы, прижимающей иглу к канавке. Это
действие не зависит от способа первичной установки прижимной
силы: с помощью пружины или силы гравитации.
Коробление пластинок — проблема, существующая во всем мире.
Согласно статистическим данным, полученным в США, при проигры­
вании 20% коробленых пластинок возникают искажения, перегрузка
предварительного усилителя и д аж е выпрыгивание из канавки. О д­
нако большое коробление вызывает менее заметные на слух иска­
жения, чем почти невидимая неровность поверхности пластинки.
Были проведены эксперименты с целью определения зависимое!и
меж ду частотой и амплитудой сигналов, вызванных короблением
пластинки. Во-первых, были собраны статистические данные о не­
равномерностях поверхности пластинок. Д ля этого использовались
неподвижный по вертикали тонарм и амплитудная головка звуко­
снимателя. Выходной сигнал, пропорциональный короблению при
вращении пластинки, записывался на автоматическом
кординатографе.
Путем выборочной проверки 67 пластинок с частотой вращения
ЗЗ’/з м и н - ’ было получено более 200 экспериментальных данных
88
Рнс. 4.15. Способность следования головки звукоснимателя «Шур
V I5-11», вмонтированной в тонарм SME3009, на частотах м еж ­
ду 1 и 1000 Гц:
/ — способность следования головки звукоснимателя и тонарма; 2 — граница
модуляции записи (максимальная амплитуда равна 50 мкм); 5 — распределение
скорости коробления
(рис. 4.14). Н а частоте 0,5 Гц (наименьшей, на которой произво­
дились измерения) наибольшее зафиксированное отклонение соста­
вило 0,64 мм. Это более чем в десять раз превышает допустимое
отклонение модулированной канавки. Амплитуда отклонения на ча­
стоте 10 Гц в среднем уж е ниже 40 мкм. Напомним, что в этом
частотном диапазоне находится частота собственных колебаний хо­
рошо подобранной системы тонарм — головка звукоснимателя.
Здесь вновь необходимо идти на компромисс. С точки зрения вос­
произведения звуковых сигналов желательно, чтобы частота резо­
нанса была расположена ниже 10 Гц, например на 2—5 Гц, но из-за
коробления пластинки более благоприятны частоты резонанса выше
10 Гц. Другими словами, на нижней границе диапазона частот
идеальный 'тонарм будет чрезвычайно чувствителен к короблению
пластинки.
Если статистические данные по амплитуде пересчитать в колеба­
тельную скорость и полученную кривую изобразить на частотной
зависимости наибольшей допустимой колебательной скорости при
записи, уж е описанной при рассмотрении звукоснимателей, то полу­
чим полную картину, характеризующ ую способность следования
головки звукоснимателя и тонарма (рис. 4.15). Минимум способно­
сти следования, расположенный в районе 10 Гц, означает, что на
этой частоте система склонна к резонансу. О бращ ает на себя вни­
мание и гот факт, что минимум способности следования совпадает
с участком меж ду минимальными значениями колебательных скоро­
стей коробления и звуковых сигналов.
Динамическую гибкость нельзя выбирать выше предписанных
границ, потому что кривая полной способности следования сместит­
ся на участок коробления и таким образом высокое значение спо­
собности не может быть использовано из-за коробления. С обычной
гибкостью порядка 10-10-^—3 0 -1 0 -^ м/Н и массой 10—30 г можно
получить частоту резонанса меж ду 5 и 16 Гц.
П одводя итог, мож но, сказать: мешающее действие коробления
можно свести к минимуму, только тщательно согласовав гибкость
89
Рис. 4.16.
Резонанс головок звукоснимателей с различной упру­
гостью и массой в проигрывателе «Дюал 1219»
головки звукоснимателя (с) и массу тонарма (m i). При решении
этой задачи большую помощь могли бы оказать приборостроители,
задав семейство кривых, подобных кривым на рис. 4.16.
Д о сих пор под массой тонарма всегда понимались его эфф ек­
тивная масса. Это такое же понятие, как и эффективная масса
подвижной системы, отнесенная к игле. П одвиж ная масса тонарма
может быть снижена, например, построением облегченной конструк­
ции тонарма или перфорированием держ ателя головки звукоснима­
теля и так далее. Части тонарма с наибольшей массой, как, н а­
пример, противовес, следует располагать как можно ближе к точке
пересечения осей вращения, так как моменты инерции возрастают
пропорционально квадрату расстояния до этой точки. Если в дер­
ж атель головки звукоснимателя массой 6 г при длине тонарма
220 мм поместить головку звукоснимателя с массой 4 г, то они
уравновешиваются противовесом с массой в 100 г на расстоянии
22 мм от оси вращения. Момент инерции, обусловленный массами
головки звукоснимателя
и держ ателя головки, будет около
500-10^ г-мм2, а противовеса 50*10^ г • мм^, т. е. в 10 раз меньше.
П роведя
простой опыт, каждый может проверить качество
тонарма своего проигрывателя. Д ля этого требуется только п ла­
стинка на частоту вращения 45 м и н - ’, изготовленная с большим
центральным отверстием. Без центрирующей шайбы ее следует по­
местить эксцентрично на диск проигрывателя так, чтобы край цент­
рального отверстия касался
шпинделя. Затем, не включая про­
игрывателя, иглу помещают на пластинку и включают двигатель.
Если при вращении игла не выпрыгнет из канавки, то. инерция
90
тонарма мала. Следует быть осторожным, чтобы во время экспе­
римента не повредить иглу.
В заключение напомним, что японская фирма изготовила обра­
зец тонарма с обратной связью по движению. У него в противовесе
расположена система катушек с измерительной обмоткой, которая
через соответствующую регулирующую цепочку обеспечивает посто­
янную прижимную силу, не зависимую от коробления пластинки.
В последующих главах будут показаны технические решения,
обеспечивающие для различных типов тонармов выполнение описан­
ных выше требований.
4.2.
ТОНАРМЫ ОБЫЧНОЙ СИСТЕМЫ
(ТОНАРМЫ, ВРАЩАЮЩИЕСЯ ВОКРУГ ОДНОЙ ТОЧКИ)
Различные формы тонармов. В настоящее время подавляю щ ая
часть проигрывателей выпускается с тонармами традиционной си­
стемы, которые при движении по направлению к центру пластинки
вращаются вокруг вертикальной оси. Д ля снижения горизонтальной
угловой погрешности головки звукоснимателей устанавливаю тся в
тонармы под соответствующим углом коррекции и кончик иглы з а ­
ходит за шпиндель диска проигрывателя. Д л я того чтобы получить
горизонтальный угол коррекции, созданы три характерных формы
тонармов: прямой тонарм, изогнутый тонарм и S -образный тонарм.
Типичные тонармы этих трех типов показаны на рис. 4.17—4.19. Н а
них представлены прямой тонарм типа ТР16 фирмы «Торенс», изо­
гнутый тонарм типа SME3009 английской фирмы «Шур» и S -об­
разный тонарм типа AS212, изготовленный в Дании фирмой «О рто­
фон». При одинаковых длине, заходе иглы и угле коррекции в
тонармах всех трех типов можно получить одинаковую угловую
погрешность. Преимущ ество прямого тонарма — благоприятные ди ­
намические свойства, вытекающие из его небольшой длины, в то
время как достоинство изогнутых тонармов — возможность приме­
нения прямых и взаимозаменяемых держ ателей головок звукосни­
мателей «Шел».
Тонарм типа ТР16 имеет диаметр 8 мм и изготовлен из антикор­
розийного алюминиевого сплава, что обеспечивает необходимую
прочность при эффективной длине 230 мм. Д ерж атель головки зв у ­
коснимателя (ТР60) отлит из магниевого сплава. Его можно снять
после откручивания скрепляющего кольца. Перфорированный дер­
ж атель более устойчив к короблению, чем конструкция, изготовлен­
ная из цельнотянутого листа, а его масса незначительно увеличивает
момент инерции тонарма. Д ерж атель головки позволяет установить
требуемый заход иглы и ее перпендикулярное положение по отно­
шению к канавке. Тонарм в горизонтальной и вертикальной пло­
скостях вращ ается при помощи защищенных от пыли прецизионных
шарикоподшипников, трение в которых не меняется после несколь­
ких лет работы.
В этом тонарме ось подшипника, леж ащ его в горизонтальной
плоскости, не располагается
перпендикулярно к продольной оси
тонарма. С помощью векторного прямоугольника можно показать,
что в этом случае ось будет перпендикулярна к линии симметрии
головки звукоснимателя. Преимущество такой конструкции заклю ­
чается в том, что при вертикальных колебаниях, возникающих от
ходьбы, на внутреннюю и наружную стенки канавки приходится
одинаковая нагрузка, поэтому уменьшается опасность выпрыгивания
91
Рис. 4.17.
Рис. 4.18.
4.17. Традиционный прямой тонарм «Торенс ТР16»
4.18. Традиционный изогнутый тонарм SME 3009
4.19. Традиционный S -образный тонарм «Ортофон А212»
иглы из канавки. Следует обратить внимание на тот факт, что при
изготовлении тонармов
фирмы «Торенс» 80% производственных
расходов на 800 выпускаемых ежедневно тонармов составляю т р ас­
ходы на индивидуальные измерения, проверки и регулировки.
92
Рис. 4.20. К арданная подвеска
тонарма «Дю ал 1219»
..........
Тонармы SME изготовляю т двух типов: SME3009 с эффективной
длиной 229 мм и SME3012 с эффективной длиной 306 мм.
Горизонтальная подвеска выполнена на двух тончайших лезви­
ях, а вертикальная на миниатюрных шарикоподшипниках. Хроми­
рованный тонарм изготовлен из бесцветной закаленной стальной
трубки. Цилиндрический вкладыш из ценных пород дерева, нахо­
дящийся в середине трубки, демпфирует собственные продольные
колебания. Ранее тонармы изготовлялись только со съемными дер­
ж ателями головок звукоснимателей, в новых вариантах предпола­
гается держ атель совместить с трубкой тонарма. П ерфорирован­
ный алюминиевый держ атель головки звукоснимателя (S2) имеет
массу только 6 г.
При проектировании большое внимание было обращено на сни­
жение инерции, например винты крепления головки звукоснимателя
изготовлены из нейлона, плотность которого составляет одну треть
от плотности алюминия. Компенсация скручивающей силы, обуслов­
ленной прижимнэп силой и изогнутой формой тонарма, осущ еств­
ляется сдвигом Пи двум направлениям одного грузика. Со времени
своего создани5< (1961 г.) тонармы SME несомненно являю тся луч­
шими среди традиционных тонармов. Их часто применяют при испы­
таниях головок звукоснимателей. S -образный тонарм фирмы «О рто­
фон» при применении головок звукоснимателей с массой 5— 12 г
находится в равновесии в двух главных плоскостях движения, оба
вращения осуществляются с помощью
миниатюрных ш арикопод­
шипников. П риж имная сила регулируется точной установкой проти­
вовеса.
Специальные подшипники. При рассмотрении типичных форм
тонармов упоминались и виды их подшипников. Без всякого сомне­
ния наиболее часто в тонармах применяются миниатюрные ш арико­
подшипники и подшипники на лезвиях, относительно реже встре­
чаются другие специальные конструкции. Рассмотрим некоторые
из них.
Н а рис. 4.20 хорошо видна карданная система проигрывателя
«Дюал 1219», в которой для снижения трения вместо традиционных
шарикоподшипников используются четыре закаленных и тщательно отполированных стальных острия, покоящихся в прецизионных
кольцах. При такой конструкции на кончик иглы, находящийся в
222 мм от пересечения вертикальной и горизонтальной осей вращ е­
ния, гарантируется трение, не превышающее 0,07 мН.
Интересную поворотную ножку тонарма создали конструкторы
малоизвестной французской фирмы «ERA» для проигрывателей
93
Рис. 4.21. П одвеска тонарма
с мнимой осью, осуществлен­
ная на
плоских
пружинах
(ER A ):
1 — ось
тонарма; 2 — мнимая
3 — вертикальная ось
ось:
типа МКЗ и МК5. В тонарме имеется фиктивная горизонтальная
ось, две точки которой образуются пересечением отдельных пар пло­
ских пружин. Эти пружины в действительности друг с другом не
пересекаются (рис. 4.21). Если эту фиктивную ось расположить в
плоскости пластинки, то можно уменьшить детонацию звука, обус­
ловленную короблением пластинок.
В П ариж е на Выставке электроакустической аппаратуры в
1967 г. демонстрировалась новинка одной из английских фирм «Кейт
Монке Аудио Лтд» («KM AL»)— лабораторный тонарм с ртутными
контактами типа М9ВА. Система его подшипников очень проста и
состоит всего из одной вертикально расположенной иглы, конец
которой вставлен в миниатюрный шарикоподшипник (рис. 4.22).
Балансировка тонарма осуществляется передвижением противо­
веса, а установка прижимной силы — поворотом винта с мелкой
резьбой. М асса головки звукоснимателя, которая из-за угла коррек­
ции тона{жа не попадает на его продольную ось, может быть
уравновешена поворотом противовеса с эксцентрическими отверсти­
ями. Тонарм демпфируется пластинами, помещенными в’ сосуд, з а ­
полненный силиконовой смазкой. Д л я электрической подводки слу­
ж ат отделенные одна от другой ртутные камеры и вставляемые в
них штыри. Д л я замены головки звукоснимателя трубка тонарма
снимается с кончика вертикально расположенной иглы.
Разумеется, во всех конструкциях специальных тонармов дей­
ствует скатываю щ ая сила, которую можно скомпенсировать, напри­
мер, силой отталкивания постоянных магнитов. Но об этом и о дру­
гих способах компенсации скатывающей силы речь пойдет дальш е
Компенсация скатывающей силы. При анализе скатывающей
силы была установлена возможность ее компенсации постоянной
силой, направленной в противоположную сторону. Эту силу в про­
игрывателях высокого класса создает компенсатор скатывающей
силы.
В самых простых вариантах компенсатора применяется спираль­
ная пружина, прикрепленная одним концом к трубке тонарма, а
вторым — к соответствующей точке проигрывателя. Такое решение
встречается в более дешевых устройствах, например в проигрыва­
теле «Филипс GA317». В этом компенсаторе противоскатывающая
сила имеет постоянное значение, соответствующее одному значению
прижимной силы. К ак правило, в проигрывателях среднего ^класса
не предусматривается возможность изменения прижимной силы,
установленной на заводе.
94
Рис. 4.22. Тонарм, покоящийся на единственном игольчатом под­
шипнике
В проигрывателях более высокого класса (например, «Фи­
липс 308», «Дю ал 1219» и т. д.) противоскатывающую силу можно
регулировать предварительным натяжением пружины. Д л я этого
противоположный тонарму конец пружины имеет подвижное креп­
ление и необходимую регулировку можно произвести извне сдвигом
или поворотом соответствующей головки. При регуляторе имеется
ш кала (или несколько ш кал) с делениями, относящимися к значе­
ниям прижимной силы. Н а новейших проигрывателях «Дю ал 701»
имеются такж е установочные значения для эллиптических игл, пред­
назначенных для проигрывания дискретных четырехканальных п ла­
стинок CD-4.
Ш калы обычно относятся для сухого способа проигрывания.
При применении способа влаж ной очистки пластинок противоска­
тывающую силу необходимо уменьшить на 20—30% . Разм ер сни­
жения зависит от многих факторов, поэтому противоскатывающую
силу целесообразно установить по наиболее чистому звуку на
слух при проигрывании пластинок, содерж ащ их отрывки с большим
динамическим диапазоном, в которых звучат барабан или кон­
трабас.
При помощи одной пружины невозможно установить постоян­
ную компенсирующую силу, потому что во время движения тонар­
ма в направлении к центру натяж ение пружины хотя и в неболь­
шой степени, но увеличивается. Источником постоянной силы может
служить земное притяжение. Разумеется, для его использования не
следует наклонять проигрыватель или поворотную ножку тонарма.
Обычно применяют' грузик в несколько граммов, подвешенный на
тонкой стальной проволочке или нейлоновом шнуре. Второй конец
грузИка перекидывают через шкив и прикрепляют к тонарму. Если
расстояние меж ду шкивом и тонармом относительно велико, то про­
тивоскатываю щ ая сила в основном будет независима от радиуса
канавки. При небольшом расстоянии уменьшается угол, образован­
ный шнурком и тонармом, и противоскатываю щ ая сила при поворо­
те тонарма снижается.
В противоскатывающем устройстве со шнурком изменение ком­
пенсирующего момента мож ет осуществляться сменой грузика или
перемещением точки приложения силы. Д ля облегчения осущ еств­
ления последнего способа на рычаге тонарма имеются соответст-
Рис. 4.23. Вид тонарма SME3009
вующие риски, в одну из которых можно залож ить шнур (рис. 4.23).
Массу грузика или риску, к которой следует прикрепить шнурок
при данной головке звукоснимателя, игле и прижимной силе, можно
определить по таблице. Хорошо составленные таблицы содерж ат
указания и для случая влаж ного проигрывания. П ротивоскатываю щий компенсатор со шнурком, как правило, долж ны монтировать
владельцы проигрывателей, но эта работа и пользование таблицей
не требуют специальных навыков.
Н аиболее частое возражение против шнурового и пружинного
вариантов компенсации скатывающей силы заклю чается в том, что
обе конструкции в большей или меньшей степени передают вибра­
ции тонарму. Полную изоляцию от вибраций обеспечивают системы,
не имеющие механических контактов. Наиболее просто такие систе­
мы могут быть построены с использованием магнитных сил взаим о­
действия.
Магнитный компенсатор скатывающей силы применен в показан­
ных ранее тонармах ТР16 фирмы «Торенс» и AS212 фирмы «О рто­
фон». П ерпендикулярно к вертикальной оси тонарма ТР16 располо­
жено шестиполюсное магнитное кольцо, поворачивающееся вместе
с тонармом. Вне этого кольца вдоль одной из диагоналей имеются
два постоянных магнита. Один из них находится на постоянном
расстоянии от кольца, а расстояние второго магнита можно регу­
лировать. Компенсирующую силу на регуляторе можно установить
для значений прижимной силы при четырех способах проигрывания:
для сухого или влаж ного проигрывания со сферической или эллип­
тической иглами. При проигрывании в результате поворота тонар­
ма магнитные полюса удаляю тся один от другого и компенсирую­
щая сила снижается в небольшом размере. При оптимально скон­
струированной магнитной цепи скатываю щ ая сила мож ет быть ском­
пенсирована с достаточной точностью. Магнитный компенсатор
скатывающей силы применен такж е в проигрывателе «Гарард
Зиро 100» (см. § 4.3).
Взаимодействие
магнитных сил мож ет возникать не только
меж ду двумя постоянными
магнитами. Его можно создавать и
электромагнитным путем. Поэтому среди конструкций противоскатывающих устройств можно встретить и электрические компенса­
торы. В патенте Г Д Р описан тонарм, в котором магнитное поле
катушки с током действует на постоянный магнит. Этот магнит
укреплен на движущ ейся части тонарма внутри неподвижного коль­
96
ца с катушкой. Ось полюсов постоянного магнита образует с осью
катушки горизонтальную плоскость и в среднем положении тонарма
при проигрывании пластинки перпендикулярно к оси катушки. Б л а ­
годаря этому в течение всего проигрывания создается примерно по­
стоянный момент, значение и направление которого могут регули­
роваться постоянным током, протекающим через катушку. Регулиру­
ющим элементом является потенциометр, который мож но устанав­
ливать в ж елаемое положение во время проигрывания. Особое д о ­
стоинство данного метода заключается в том, что конструкция не
содерж ит деталей, к допускам при обработке которых предъяв­
ляются повышенные требования. Конструкция позволяет подавать
напряжение на катуш ку только после касания иглы пластинки, по­
этому при спуске на пластинку на тонарм не действуют отклоняю ­
щие силы и он движ ется строго оо вертикали, устанавливая иглу
в нужную канавку.
4.3. ТОНАРМЫ НОВЫХ СИСТЕМ
При описании геометрических размеров тонармов указывалось,
что горизонтальная угловая погрешность уменьшается при увеличе­
нии длины тонарма. Это снижение имеет не линейный, а скорее,
экспоненциальный характер, при котором даж е значительное увели­
чение длины тонарма сверх 250 мм мало уменьшает угловую
погрЛнность. В то ж е время длинные тонармы имеют большую
инерцию. Традиционные тонармы удовлетворяю т этим двум требо­
ваниям только ценой компромисса.
П роблему снижения угловой погрешности можно решить и д р у ­
гим путем, но при этом утрачиваются преимущества простого, пово­
рачивающегося вокруг оси тонарма (опыт производства, удобство
в работе и так далее). М ожно представить множество способов
смещать головку звукоснимателя в направлении к центру по тому
же пути, как и в рекордере, чтобы продольная ось головки распо­
лагалась по касательной к немодулированной канавке (тангенци­
ально). Таким образом искажения, обусловленные горизонтальной
угловой погрешностью, в действительности уменьшаются.
Конечно, мож ет возникнуть вопрос, как изменятся искажения,
ет и из-за коробления пластинки возникнет вертикальная угловая
погрешность. Д л я ответа на этот вопрос сравним искажения, вызы­
ваемые горизонтальным и вертикальным углами погрешности. Гори­
зонтальный угол погрешности а л , измеренный на канавке с ради ­
усом /? = 65 мм, у тонарма хорошего качества не превышает 1%.
Этому углу при колебательной скорости v = S см/с соответствуют
искажения по второй гармонике /( = 0,6% . Коробление в 0,5 мм при
безынерционном тонарме длиной в 220 мм вызывает увеличение
вертикальной угловой погрешности на
0 ,5
= arcsin " 2^
= 0 ,1 3 °
При проигрывании коробленых пластинок инерционные свойст­
ва тонарма вызывают прогиб иглодерж ателя, вследствие чего из­
меняется вертикальный угол воспроизведения (обычно на 0,6°). Это
означает, что искажения от тангенциального тонарма с горизон­
тальным углом погрешности 0,02—0,1° значительно не снижаются
4(0,5)
Проигрыватели и грампластинки
97
Рис. 4.24. Квазитангенциальный тонарм с двумя цент­
рами вращения на трех радиусах пластинки («Гарард
Зиро 100»)
из-за вертикальной угловой погрешности. Н о главное достоинство
тангенциальных тонармов заклю чается именно в том, что их можно
изготовить в укороченном виде, а инерция сниж ается пропорцио­
нально квадрату длины. Таким образом, улучшенные динамические
свойства тангенциальных тонармов обусловливают уменьшение изме­
нения вертикальной угловой погрешности от коробления пластинки.
К вазитангенциальный тонарм. Квазитангенциальный тонарм я в ­
ляется видоизменением традиционного, вращ ающ егося вокруг оси
тонарма, у которого дополнительными деталями горизонтальная
угловая погрешность снижена до погрешности тангенциального
тонарма. Впервые такой тонарм был разработан в Англии на фирме
«Гарард» и применен в проигрывателе «Зиро 100».
Принцип действия тонарма поясняется на рис. 4.24. Угол кор­
рекции головки звукоснимателя мож ет изменяться поворотом дер­
ж ателя головки подшипника, расположенного точно над иглой.
П оворот регулируется с помощью управляющ его рычага, идущего
параллельно главному тонарму. Все геометрические расчеты тон ар­
ма проводились на ЭВМ. Основную ^трудность в производстве вы ­
звало изготовление подшипников без трения. В этом тонарме дер ­
ж атель головки звукоснимателя покоится на двух подшипниках,
поэтому малейшее дрож ание подшипников передается непосредст­
венно головке. Прецизионные шарикоподшипники были изготовлены
фирмой, специализирующейся на производстве подшипников для
ручных часов.
98
Рис. 4.25. Тангенциальный
тонарм («Рабко SL-8»)
Измерения угловой погрешности у этого тонарма показали, что
максимальное отклонение от касательной к немодулированной к а ­
навке составляет 90" по сравнению с 2,5°, полученными при изме­
рениях на внешней канавке в случае традиционного тонарма. Это
ровно в 100 раз больше (1° = 3600"). Э ффективная длина тонарма
равна 191 мм, заход иглы, как это логически вытекает из самой
идеи, равен нулю. Так как продольная ось головки звукоснимателя
не пересекает центра вращения тонарма, то скатываю щ ая сила
возникает точно так же, как и при тонармах обычной конструкции.
Ее компенсация осуществляется при помощи сил отталкивания
меж ду двумя круглыми
магнитами, один из которых движ ется
вместе с тонармом, а второй закреплен неподвижно. Компенсиру­
ющая сила изменяется шунтирующим действием ж елезной пластин­
ки, которую можно вдвигать меж ду этими двумя магнитами.
З а разработку тонарма «Зиро 100» фирма «Гарард» в 1971 г.
получила премию Берлинера. Э та премия присуж дается за техниче­
ские результаты, достигнутые в области звукотехники, и до сих пор
вручалась очень редко.
Тангенциальный тонарм. Принцип работы тангенциального то ­
нарма SL-8E фирмы «Рабко» показан на рис. 4.25. К онец тонарма,
противоположный головке звукоснимателя, продвигается параллель­
но радиусу пластинки. Таким образом, головка звукоснимателя
касается каж дой канавки под прямым углом. И з-за переменного
шага записи тонарм смещается неравномерно. Если головка звуко­
снимателя на несколько десятых миллиметра продвигается к центру,
то замыкаю тся расположенные на тонарме контакты, которые вклю ­
чают серводвигатель. Последний через трансмиссию, снижающ ую
частоту вращения в отношении 5 0 0 : 1, вновь возвращ ает тонарм в
перпендикулярное положение. Наибольший горизонтальный угол
погрешности, обусловленный прерывистым режимом работы, р а ­
вен 7бо* Тангенциальные тонармы обладаю т двумя положительными
свойствами. С одной стороны, тонарм можно сделать очень корот­
ким (примерно 175 мм) и использовать, таким образом, просто
головку звукоснимателя с большой гибкостью. С другой стороны,
ось головки звукоснимателя пересекает точку вращ ения тонарма,
поэтому эффекта скатывания не возникает. Еще одна особенность
тангенциальных тонармов заклю чается в том, что на отыскание
4*(0,о)
Проигрыватели и грампластинки
99
определенных частей программы, записанной на пластинке, затра
чивается несколько больше времени, чем при традиционном тонар
ме, но это обстоятельство не является решающим.
Тангенциальный тонарм «Београм 4000» фирмы «Банг эн;
Олуфсен» имеет длину 155 мм; при оптимальном регулировани!
горизонтальный угол погрешности не превышает 0,04°. Движение
этого тонарма сходно с описанным выше, но датчик положения ш
имеет контактов. Тонарм двигает заслонку, прикрывающую пут1
свету от лампы накаливания. Л уч света попадает на фотоэлемент
оценка сигнала ошибки и включение исполнительного элемента осу
ществляется устройством, состоящим из нескольких десятков тран
зисторов. Как правило, в держ атель этого тонарма можно монтиро­
вать только головки звукоснимателей типа SP15 этой ж е фирмь
из-за проблем, связанных с динамической балансировкой.
4.4. ЭЛЕКТРОННЫЕ УСТРОЙСТВА ТОНАРМОВ
Мы подробно проанализировали, каким образом тонарм ведет
головку звукоснимателя по пластинке, а теперь рассмотрим элек­
тронные устройства, связанные с работой тонарма. П редварительнс
следует остановиться на выводе сигнала, возникающего в преобра­
зующей системе головки звукоснимателя. Н а принципиальных схе­
мах вывод сигнала обозначается просто изображением экранирован­
ных проводов. Н а практике надо следить за тем, чтобы эти прово­
да были гибкими и не мешали движению тонарма. Д л я получения
требуемой гибкости необходимо применять, разумеется, исключи­
тельно тонкие провода. Однако при небольшом диаметре жилы
экран и провода, по которым передается сигнал звуковых частот,
располагаю тся чрезвычайно близко один к другому. И з-за этого
увеличивается собственная емкость вывода, которая шунтирует
полезный сигнал на верхних частотах. Возникающие таким образом
потери в тонармах хорошего качества не превышают 1 дБ на ч а ­
стоте 20 кГц. Такими потерями при прослушивании двухканальных
стереофонических пластинок мож но пренебречь.
Стереофонические тонармы среднего качества для проигрыва­
ния дискретных четырехканальных пластинок (CD-4) пригодны уж е
в меньшей степени из-за сильного затухания, вносимого на частотах
около 50 кГц. В этом случае следует использовать только тонармы,
у которых изоляция выводящих проводов изготовлена из материала,
обладающ его особенно малой диэлектрической постоянной.
Рассматривая вопрос о выходных проводах, следует упомянуть
еще одно часто используемое решение. Н а некоторых проигрывате­
лях выводы тонарма замыкаю тся накоротко контактами переключа­
теля, срабатываю щ его от механического усилия или электрического
сигнала. Т акое замы кание применяется в автоматических проигры­
вателях, чтобы заглуш ить неприятный шум, возникающий при сра­
батывании механизма перемещения тонарма. В положении покоя
при накоротко замкнутом звукоснимателе очень осторожно произ­
водится очистка иглы. Если выводы не закоротить, то при этой опе­
рации может показаться, что мы слишком грубо обращ аемся с
чрезвычайно нежным иглодержателем.
Некоторые предварительные усилители, рассчитанные на под­
ключение к выходному сопротивлению звукоснимателя, передают
помеху при коротком замыкании их входа. В таких случаях следует
100
г о -и в
i^-er-cons-t-slnfijjf + iJ,;
i72= o:-“ nst;
^ = co nst-#
Рис. 4.26. Схема электронного устройства автостопа, чувствитель­
ного к угловой скорости («Ленко L85 1C»)
заменить предварительный усилитель или замыкающий накоротко
переключатель.
Но провода тонарма и переключатели не являю тся электрон­
ными устройствами тонарма. К таким устройствам относятся разно­
образные вспомогательные приспособления, как, например, сигнали­
зация окончания или автостоп.
В проигрывателе высшего класса типа S600 фирмы «Телефункен» применена интересная новинка. Рядом с операционными орга­
нами на хорошо заметном месте расположено небольшое светя­
щееся окошко. Когда тонарм снимается с подставки, световая точ­
ка гаснет и вновь загорается только после окончания воспроизведе­
ния при следовании иглы по выводным канавкам пластинки. Эта
оптическая сигнализация окончания воспроизведения работает без
механических контактов. К шасси проигрывателя прикреплена лампа
накаливания, перед которой движется соединенная с тонармом
маска. Прошедший через маску свет по светопроводу из световолокон подводится к окошку индикатора. Так как сигнализация оконча­
ния воспроизведения повышает удобство проигрывания пластинок,
то можно ож идать, что в будущем получат распространение такие
же простые или другие электронные индикаторы.
В проекте меж дународного стандарта на пластинки определены
диаметры последней модулированной канавки и заключительной
канавки, а такж е шаг выводной канавки. Так как эти данные не
одинаковы для пластинок диаметром 175 и 300 мм, то нельзя изго­
товить устройство
для
автоматического выключения двигателя,
основываясь только на данных о диаметре. П оэтому в качестве
параметра, вызывающего срабаты вание автостопа, лучше брать и з­
менение угловой скорости тонарма, происходящее при его движении
по выводным канавкам. Д л я срабаты вания традиционных механи­
ческих автостопов необходимо значительное боковое усилие, кото­
рое не могут обеспечить современные головки звукоснимателей, об­
ладаю щ ие большой гибкостью.
101
о
Устано§иа (частоты
вращ ения
to
Peei/nuD oBnj
частоты вращ ения
зет .
S3” Х г г н и п з г
„^77g/7”\ |
р 0 -
ЗАП7
дпок „Пусн ^3”
Блон авт ост опа „
„33"
М
Ф отоэлентронный
авт ост оп
Рис. 4.27. П ринципиальная схема регулятора частоты вращ ения двигателя постоянного тока и контак­
тного переключателя частот вращения («Филипс
в торговую сеть Венгрии поступали проигрыватели L851C
фирмы «Ленко» с автостопами индуктивной системы. Рассмотрим
принцип действия такого автостопа.
В качестве датчика положения использован осциллятор Колпитца, генерирующий колебания частотой 80 кГц (рис. 4.26), со­
стоящий из расположенной вплотную к тонарму индуктивности,
конденсатора СЗ и транзистора T L При повороте тонарма сме­
щ ается ферритовый элемент, расположенный над неподвижной
катушкой, и ее индуктивность изменяется. П ропорционально увели­
чению угловой скорости возрастает высокочастотное напряжение.
П осле выпрямления (Д1) сигнал поступает на первый компаратор
напряж ения, опорный уровень для которого устанавливается трим­
мером. Этот уровень исключает срабаты вание электронного выклю­
чателя на канавках больше диаметра 140
Н о если игла звуко­
снимателя приблизится к центру пластинки на меньшее расстояние,
то компаратор
пропустит сигнал на дифференцирующее звено
C8— R10, сигнал с которого после усиления во второй части инте­
гральной микросхемы поступает на третью ее часть, работаю щую
такж е в качестве компаратора. Триммер ТР2 устанавливает порог
срабаты вания четвертой, усилительной части интегральной микро­
схемы. Сигнал на нее поступает только тогда, когда скорость дви­
ж ения тонарма к центру
превысит
определенное
значение
(1,6 м м /канавка). При большей скорости сигнал усилительной части
интегральной микросхемы через согласующий транзистор приводит
в действие микролифт и вызывает срабаты вание реле, выклю ­
чающего проигрыватель.
Автостоп, реагирующий на угловую скорость, мож ет быть по­
строен и на оптических приборах. Такое решение, например, ис­
пользовано в проигрывателе «Филипс 212» (рис. 4.27).
В зависимости от положения бленды, укрепленной на тонарме,
часть светового потока от лампы накаливания, питающейся от ста­
билизированного источника питания, попадает на фоторезистор, из­
готовленный на основе сульфида кадмия (LD R). Если игла нахо­
дится в начале зоны записи, свет беспрепятственно проходит на
фоторезистор, но при приближении ее к центру пластинки световой
поток уменьшается, благодаря чему сопротивление, а вместе с ним
и падающее на нем напряжение увеличиваются. При следовании
иглы по канавкам зоны записи напряжение изменяется равномерно
и медленно, поэтому протекающий через два разделительных кон­
денсатора зарядны й ток не влияет на потенциал базы транзисторов.
Но в выводной канавке бленда перекрывает световой поток уж е
быстрее, чем это допускается постоянной времени двух переходных
конденсаторов и сопротивлений R532, R466 или R542 и R467, и по­
этому на базы транзисторов поступает короткий положительный
импульс, открывающий один из них и перебрасывающий зап уска­
ющую схему в исходное положение. У этого проигрывателя при
автоматическом отключении прекращ ается только вращение диска,
но тонарм не поднимает иглу с пластинки.
Кроме индуктивного и фотоэлектрического автостопов, можно
отметить еще один, построенный на современном твердотельном
приборе — датчике Холла. Он не содерж ит ни чувствительных к н а­
стройке генераторов, ни ламп накаливания, обладающих ограничен­
ным сроком службы. Его конструкция состоит из одного неподвиж ­
но закрепленного элемента Холла и постоянного магнита, который
смещается вместе с тонармом. Через одну пару заж им ов элемента
103
Холла протекает постоянный ток, а со второй пары заж им ов м ож ­
но снимать сигнал, зависящий от напряженности магнитного поля
Этот сигнал усиливается высокочувствительным усилителем с диф ­
ференциальным входом. Изменение сигнала воспринимается диф фе­
ренцирующей схемой на полевых транзисторах, затем следует триг­
гер Ш мидта и переключающий каскад. Автостоп на элементе Холла
применен в проигрывателе типа P L I2 S фирмы «Пионер».
При малой прижимной силе и очень низком трении в подшип­
никах тонарма необходимо определенное умение при установке го­
ловки звукоснимателя на пластинку. В современных звукоснима­
телях эта трудность устраняется с помощью микролифта. Микро­
лифт — это, собственно говоря, привод, позволяющий плавно опу­
стить головку звукоснимателя на пластинку. В простейших проигры­
вателях применяется прямой привод, а в более прецизионных
устройствах — задемпфированный гидравлический или пневматиче­
ский привод, который медленно опускает тонарм вниз, независимо
от скорости срабаты вания
органа управления. При правильном
демпфировании головка звукоснимателя с высоты 10— 15 мм опу­
скается на пластинку за 5—6 с.
В гидравлических микролифтах применяется силиконовая см аз­
ка с большим внутренним трением, обеспечивающая независимость
времени спуска от температуры.
Важно, чтобы тонарм при спуске двигался строго вертикально,
без поперечного смещения, так как на современных пластинках на
каж дом миллиметре радиуса расположены 10— 12 канавок. В ер­
тикальный спуск мож ет быть обеспечен в том случае, когда тонарм
до момента касания иглы с пластинкой опирается на резиновое по­
крытие рычага микролифта.
Н адеж ность управления проигрывателем мож ет быть повыщена
в еще больщей степени, если применен автоматический микролифт.
П одходящим примером мож ет служить студийный проигрыватель
ЕМТ950, в котором подъем и спуск тонарма производятся бесщумным двигателем небольшого размера, работающим независимо от
движущ его механизма. Этот двигатель сначала перемещает тонарм
с постоянным ускорением, затем с постоянной скоростью, а в конце
цикла — с постоянным замедлением. Весь цикл заканчивается за
0,2 с, намного быстрее, чем при ручном обслуживании, но с больщей
безопасностью.
В проигрывателе <чФилипс 209» имеются три двигателя, один
из которых осуществляет вращение диска, а второй — подъем
тонарма способом, сходным с описанным выще, а третий обеспечи­
вает только поперечное движение тонарма. Д л я автоматического
управления, естественно, применяется устройство определения д и а­
метра пластинки. В проигрывателе «Филипс» для этой цели служ ат
механические контакты, расположенные на поверхности диска.
Уникальным по конструкции является автоматический датчик
диаметра пластинки, примененный в проигрывателе «Београм 4000».
Н а светлом диске проигрывателя выполнены 24 узкие черные рези­
новые полосы, ориентированные по радиусу. Проигрыватель, кроме
тангенциального тонарма, имеет вспомогательный тонарм, несущий
лампу накаливания и фотоэлемент. При вращении диска смена
светлых и темных полос формирует в фотоэлементе серию электри­
ческих импульсов. При включении проигрывателя оба тонарма про­
двигаются к центру. Серия импульсов прекращ ается только при
достижении диаметра пластинки, которую ж елаю т прослущать, и
тогда тонарм опускается на пластинку. Целесообразно спроектиро­
104
ванные логические схемы исключают спуск тонарма на неподвил^
ную пластинку или на диск, вращающ ийся без пластинки.
В заключение отметим электронный проигрыватель, демонстри­
ровавшийся фирмой «Сайентелек» на XVI П ариж ской м еж дуна­
родной акустической выставке. Диск этого проигрывателя вращ аете»
в вертикальной плоскости, а тонарм закреплен неподвижно. З а к а ж ­
дый оборот диск смещ ается вдоль прямой линии на шаг записи.
Его можно было бы назвать тангенциальным диском. Устройство»
предназначалось не для продажи, а только для демонстрации воз­
можностей электроники и точной механики.
5. Д В И Ж У Щ И Й М Е Х А Н И З М
Ш ироко распространенный «принцип сборной конструкции» по­
лучил распространение и в области проигрывателей. Отдельно м ож ­
но купить не только различного качества головки звукоснимателе®
и прецизионные тонармы, но такж е и движущ ие механизмы, состо­
ящие из диска и более или менее сложного механизма вращения..
Н аиболее часто их монтируют в корпус проигрывателя на заводе»
В этой главе рассматриваю тся движущий механизм и монтаж про­
игрывателя. Обе темы разделены для удобства.
5.1. ТРЕБОВАНИЯ И КАЧЕСТВЕННЫЕ ПАРАМЕТРЫ
Зад ач а движущ его механизма в первый момент каж ется чрез­
вычайно простой: вращение диска проигрывателя с постоянной ско­
ростью. А трудности возникают именно при удовлетворении этоготребования. Постоянную частоту вращения необходимо обеспечить
и при колебаниях сетевого напряжения, и при изменении торм озя­
щего действия пластинки, и при увеличении температуры среды,,
окружающей проигрыватель. Вращение диска долж но быть равно­
мерным, ибо все отклонения передаются непосредственно пластинкеи вызываю т вредную модуляцию. Ж елательно, чтобы двигатель
обладал достаточно большим моментом для компенсации изменений?
нагрузки и быстрейшего достижения диском проигрывателя номи­
нальной частоты вращения. Д вигатель не долж ен создавать магнит­
ных полей рассеяния, так как они могут индуцировать шумовое н а­
пряжение в головках звукоснимателей магнитной системы. Все пере­
численные требования долж ны обеспечиваться при многочасовой,,
а в студийных условиях при круглосуточной работе.
Основные требования, предъявляемые к движущ ему механизму,,
сформулированы в стандарте DIN45500. Согласно этим требованиям^
значения частот вращения З З ’/з и 45 м и н -’ не должны выходить иэ
границ допуска + 1 ,5 и — 1%. Отклонение, равное половине оборотадиска в минуту по отношению к частоте З З ’/з м и н - ’, составляет
ровно 1,5%. При таком отклонении частота 1000 Гц повысится на^
15 Гц, что составляет одну восьмую октавы. Это повышение не­
ощутимо для слуха человека.
Намного чувствительнее слух реагирует на кратковременныеколебания высоты звука, проявляющиеся в частотной модуляци®
полезного сигнала. Если звук фортепьяно частотой 1000 Гц 4 разаи
105
в секунду
изменяется на
1,5 Гц, т. е. на 0,15 %, то
эти изменения становятся
уж е ощутимыми. Медленные
колебания с частотами от
0,5 до 5 Гц вызываю т не­
приятное плавание звука, а
более частые колебания с
частотами от 4 до 100 Гц
прослуш иваются как дроб­
ление звука.
И скаж ения
звука, вызванные частотной
модуляцией полезного сигна­
ла, называю тся детонацией
Рис. 5.1. Ч астотная характеристика
и оцениваются коэффициен­
взвеш ивающего фильтра для измере­
том детонации. Слух чело­
ний коэффициента детонации
века наиболее чувствителен
к колебаниям около 4 Гц
(одна восьмая оборота грампластинки), поэтому кратковременные
изменения тональности
звука, вызываемые движущ им механиз­
мом,
измеряются со взвещивающим фильтром, частотная х а ­
рактеристика
которого показана
на рис. 5.1. Пиковое значе­
ние измеренного отклонения является более строгим параметром.
С ообщ ая результаты измерений в эффективных значениях, фирмыизготовители представляю т движущ ий механизм в более выгод­
ном свете.
С тандарт DIN45500 раньше допускал предельное значение коэф ­
фициента детонации 0,2% , а в 1970 г. эта норма была сделана
более строгой, равной 0,15%. У первоклассных проигрывателей
коэффициент детонации не долж ен превышать 0,1%.
Это довольно строгое требование, ибо эксцентриситет централь­
ного отверстия пластинки согласно стандарту мож ет быть равен
0,2 мм, что в канавке на радиусе 100 мм вызывает колебания то ­
нальности на 0,2% с частотой 0,55 Гц и после учета кривой взве­
шиваю щ его фильтра равнозначно коэффициенту детонации 0,0787оД л я измерений коэффициента детонации следует использовать
измерительные пластинки, изготовленные, например, по стандарту
DIN45545. Н а этих пластинках имеется концентрическая зам кнутая
канавка, с помощью которой пластинка долж на быть отцентрирова­
н а на диске проигрывателя. Коэффициент детонации измеряется при
помощи звукочастотного измерителя фазовой модуляции (напритиер, Е М Т 424). В США колебания высоты звука в полосе
0,5—200 Гц измерялись без взвеш ивания, но с 1972 г. был введен
коэффициент взвеш ивания.
Следующий качественный параметр — рокот — представляет со­
бой низкочастотную помеху, вызванную вращающимися деталями
движ ущ его механизма. Эта помеха воспринимается головкой звуко­
снимателя через тонарм или диск. Уровень рокота вы раж ается от­
ношением напряжений помехи и сигнала, записанного с номиналь­
ной колебательной скоростью. Существует несколько способов изме­
рения уровня рокота. По одному из них низкочастотная помеха
измеряется по линейной характеристике, а по другому оценивается
с помощью взвешивающего фильтра, учитывающего физиологические
особенности слуха. С начала рассмотрим предписания стандарта, а
затем требования, обусловленные особенностями слуха.
106
И змерение рокота про­
игрывателя по линейной х а ­
рактеристике согласно стан­
дартам NAB, D IN и М ЭК
следует производить в д и а­
пазоне 10—500 Гц. Помехи
с частотами ниже 10 Гц,
вызванные короблением п ла­
стинки, ослабляю тся ф иль­
тром с крутизной 6 д Б /о к ­
тава, а с частотами выше
500 Гц ослабляю тся ф иль­
тром, с крутизной 12 дБ /о к ­
Рис. 5.2. Ч астотная характеристика
тава. Т акая характеристика
линейного и взвешивающего
(Л)
не является взвешивающей,
фильтров для измерений уровня р о ­
это просто ограничение д и а ­
кота проигрывателя
пазона измерений. Венгер­
ский стандарт на обеих гр а­
ничных частотах предписывает фильтры с крутизной 12 дБ /октава.
Полученный таким образом результат измерений есть невзвешенный
уровень рокота.
Уровень рокота с учетом свойств слуха измеряется с помощью
взвешивающего фильтра, показанного на рис. 5.2. Результат изме­
рений — так называемый взвешенный уровень рокота. Вследствие
взвеш ивания результат измерений не содерж ит самых низких со­
ставляю щ их помехи, и, таким образом, числовое значение благопри­
ятнее, чем при линейных измерениях. Согласно предписаниям стан ­
дарта DIN45500 невзвешенный уровень рокота не долж ен превышать
—35 дБ , а взвешенный — 55 дБ . Заметим, что кроме двух описан­
ных измерений уровня рокота измеряются относительный уровень
рокота и слышимый уровень рокота, при которых взвешивание про­
изводится при помощи различных кривых, но отличия эти незна­
чительны.
Сигналы, по отношению к которым проводятся измерения в
упомянутых стандартах, различны (табл. 5.1), соответственно р а з­
личаются и измерительные пластинки.
Таблица
5.1
Частоты сигналов и колебательные скорости,
принятые для измерения по различным стандартам
Стандарт
NAB
DIN
МЭК’
MSZ (В Н Р)
Частота, Гц
100
315 или 1000
315 или 1000
100
Колебательная
скорость, сч /с
1,4
5,42 ИЛИ 10
3,83 или 7
2,28
Реж им и зм ере­
ний
Моно
Стерео
Стерео
Моно
* в 19У8 г. МЭК принял решение измерять уровень рокота относитель­
но сигнала частотой 315 Гц, записанного с амплитудой колебательной ско­
рости 5,4 см /с. В Советском Союзе измерения производят согласно этой по­
следней рекомендации МЭК.
107
Рис. 5.3. Требования физиологиче­
ской акустики к рокоту проигрыва­
теля
Уровень шума стерео
фонического проигрывателя,
измеренный
по стандарту
NAB, будет равен —35 дБ,
по стандарту DIN — 42 дБ ,
по МЭК — 39 дБ и по стан­
дарту В Н Р — 37 дБ . Д л я
проведения
измерений в
одинаковых условиях ам ­
плитудно-частотную х ар ак ­
теристику предварительных
усилителей, по всей вероят­
ности, следует дополнить
новой низкочастотной точ­
кой перелома и принять сле­
дующие постоянные време­
ни: 75/318/3180/5300
мкс.
Благодаря
этому зависихарактеристики и усилением
мость меж ду низкочастотной частью
будет однозначной.
Теперь исследуем независимо от различные требований стан дар­
тов допустимый уровень рокота с точки зрения особенностей нащего слуха. Н а пластинке хорошего качества мож ет быть достигнут
динамический диапазон в 50 дБ , который можно реализовать в по­
мещении для прослущивания с щумом в 25 фон, установив макси­
мальную силу звука в 75 фон. И зм еряя разность кривых равной
громкости в 25 и 75 фон, представленных на рис. 5.3, получаем, что
на частоте 100 Гц диапазон примерно равен 40 дБ, а на частоте
40 Гц около 33 дБ. Следовательно, человеческий слух для диапазо­
на 50 д Б требует, чтобы отнощение сигнал/рокот без взвещивания
было равно 40 дБ или со, взвещиванием 60 дБ. Проигрыватели хорощего качества удовлетворяю т этому требованию.
В связи с приведенным рисунком интересно отметить, что при
данном уровне прослущивания сигналы частотой 100 Гц поднимают­
ся на 5—6 дБ, а частотой 40 Гц примерно на 16— 18 дБ. Если сде­
лать подъем на низких частотах чрезмерно большим, то и у про­
игрывателя хорошего качества рокот может прослушиваться, но это
уж е не будет недостатком проигрывателя.
Тщательное изучение пластинки DIN45544, предназначенной для
измерения рокота, показало, что требование к отнощению сиг­
нал/рокот 60 дБ без взвещ ивания или 75 дБ со взвешиванием,
предъявляемое к пластинкам и проигрывателям, представляет собой
физическую границу. Ибо следует помнить, что по отношению к
сигналу частотой 1000 Гц, записанному с колебательной скоростью
10 см/с, амплитуда помехи, уменьшенной на 40 дБ, составляет на
частотах 25—30 Гц около 1 мкм.
5.2. СИСТЕМ Ы П РИ ВО ДА
Фрикционная передача. Чрезвычайно распространенным и на­
дежным способом приведения диска во вращение является фрикци­
онная передача. Она применяется как в самых дещевых проигрыва­
телях, так и в студийных устройствах больщих радиостанций.
При фрикционной передаче связь меж ду двигателем и диском
проигрывателя осуществляется с помощью резинового ролика
108
(рис. 5.4), который называется промежуточным. Этот ролик касает­
ся быстро вращающ егося вала двигателя, имеющего небольшой р а ­
диус, и медленно вращающ егося диска с большим радиусом. Если
смотреть сверху, то при расположении промежуточного ролика вну­
три диска направление вращения двигателя противоположно н а­
правлению вращения диска, а при расположении его вне диска н а­
правления вращений вала двигателя и диска совпадают.
Фрикционная передача наиболее часто используется с быстро­
ходными асинхронными или синхронными двигателями. Число син­
хронных оборотов при сети частотой 50 Гц в зависимости от числа
полюсов (2—4) равно 3000 или 1500 в минуту. Так как при частоте
вращения ЗЗ’/зМ ин-’ внутренний край диска проигрывателя с д и а ­
метром 300 мм проходит за минуту 31 415 мм, вал двигателя при
частоте вращения 1500 м и н - ’ долж ен иметь диаметр 6,67 мм, а при
частоте вращения 3000 м и н -’ — 3,33 мм. Засл у ж ивает внимания,
что при этом расчете диаметр промежуточного ролика не имеет
значения.
О днако частота вращ ения этого ролика не является базразличной. При диаметре ролика 40 мм она составляет около 250 м и н - ’,
что при пересчете на секунды дает частоту 4,1 Гц. М ож но напом­
нить, что слух обладает наибольшей чувствительностью к колебани­
ям тональности именно с такой частотой. Следовательно, необходи­
мо следить за тем, чтобы промежуточный ролик при вращении по­
стоянно касался вала двигателя и диска. Д л я этого резиновое
покрытие ролика долж но быть абсолютно равномерным. Передача
усилия промежуточным роликом приводит к стиранию резиновой
поверхности, поэтому эти ролики, по мере возможности, изготов-
Г
а)
Рис. 5.4. Фрикционная передача с приводом по внешнему (а)
внутреннему (б) борту диска:
и
/ — диск проигрывателя; 2 — промежуточный ролик; 3 — двигатель
109
В)
Рис. 5.5. Изменение частоты вращения с помощью промежуточного
ролика (а ); регулятор подстройки частоты вращения (б); подстрой­
ка частоты вращения с помощью конусообразного вала (б):
/ — диск проигрывателя; 2 — промежуточный валик; 3 — ступенчатая н асад ­
ка; 4 — двигатель; 5 — конусообразная насадка; 5 — конусообразный вал
ляю тся ИЗ твердой резины. О днако при этом колебания вала дви га­
теля передаются диску проигрывателя почти без демпфирования.
При остановке резиновый ралик не долж ен прижиматься к валу
двигателя, так как, касаясь его нагревшейся поверхности одной
точкой, он мож ет необратимо деформироваться. П оэтому целесооб­
разно иметь в запасе еще один резиновый ролик и по мере возм ож ­
ности держ ать его изолированным от воздуха. Интересно отметить,
что неровности поверхности в 25 мкм резинового ролика диаметром
50 мм вызываю т колебания высоты звука на 0,1% , а изготовлять
резиновые детали с большей точностью едва ли возможно.
Х арактерным недостатком фрикционной передачи с промеж у­
точными роликами являю тся колебания тональности воспроизводи­
мого звука с частотой 4— 100 Гц, а такж е рокот. Д л я передачи этого
типа необходимы тихоходные двигатели, как правило, с малыми
размерами. П усковой момент двигателя долж ен быть относительно
большим, чтобы диск проигрывателя быстро набирал номинальную
частоту вращения.
Изменение частоты вращения диска достигается относительно
просто. Н аиболее часто применяемая конструкция — вал двигателя
ступенчатой формы. Участки с различными диаметрами соответст­
вуют требуемым частотам вращ ения. Точность частоты вращения
зависит от диаметра вала двигателя. Если выполнить вал кониче­
ской формы и изменять высоту касания промежуточного ролика,
мож но простым способом осущ ествлять точную регулировку частоты
вращения. Этим способом можно осуществить такж е и преднаме­
ренное изменение номинального числа оборотов. Н еобходимость в
этом возникает в том случае, если проигрывание музыкального про­
изведения сопровож дается игрой на каком-либо музыкальном инст­
рументе. Если, например, фортепьяно исполнителя настроено на пол­
тона ниже эталонной частоты 440 Гц, что случается часто, то часто­
ту вращения проигрывателя следует снизить на 6% . Уникально
решен механизм изменения частоты вращения в проигрывателе типа
110
Рис. 5.6. Улучшенный вариант фрикционной передачи:
/ — постоянный магнит; 2 — ступенчатый ролик; 5 — диск проигрывателя;
4 — алюминиевая или медная ш айба; 5 — пассик; 5 — двигатель
Рис. 5.7. Двухступенчатая передача с ременным приводом (вверху)
и прям ая ременная передача (внизу):
/ — промежуточный
ролик; 2 — диск про-игрывателя; 3 — ступенчатая
ка; 4 — двигатель; 5 — ремень
н асад ­
L75 фирмы «Ленко» (рис. 5.5, б). Четырехполюсный асинхронный
двигатель с горизонтально расположенным валом соединен с кони­
ческим валом, на обоих концах которого имеются подшипники.
П ромежуточный ролик касается этого вала. Сдвигая промежуточ­
ный ролик в продольном направлении вдоль конического вала, ча­
стоту вращения диска можно плавно изменять в интервалах 15— 18
и 30—86 м и н - ’. Рычаг выбора частоты вращения мож ет быть в
любой момент установлен на точно определенное место, соответст­
вующее одной из стандартных частот вращения: 16%, ЗЗ’/з, 45 и
78 м и н - ’.
В меньшей степени распространена улучш енная фрикционная
передача, обладаю щ ая хорошими показателями. Из проигрывателей
с такой передачей наиболее известен TD124 фирмы «Торенс».
В нем стремились сохранить преимущества и устранить недостатки
фрикционной передачи. Источником ошибок при обычной фрикци­
онной передаче является одноступенчатая ж есткая связь меж ду бы­
строходным двигателем и диском. И з-за этой связи вал двигателя
приходится изготовлять с малым диаметром, что определяет доста­
точно жесткие требования к механическим воздействиям и допускам
в процессе производства. Улучшенная
фрикционная передача
(рис. 5.6) работает с двухступенчатой связью. Вал двигателя через
111
^резиновый пассик вращ ает шкив, частота вращ ения которого со­
ставляет несколько сот раз в минуту. Установленная на нем сту­
пенчатая насадка вращ ает промежуточный ролик без опасности
его деформации. Вибрация двигателя через резиновый пассик на
диск не передается. При перевороте насадки двигателя на 180° при­
вод может работать при частоте сети 60 Гц.
Так как из-за колебания напряжения питания и изменения н а­
грузки следует использовать асинхронные двигатели большой мощ ­
ности, то проблема точной регулировки (подстройки) частоты вр а­
щ ения решается путем торможения. Естественно, можно использо­
вать только торможение без трения. По такому принципу работает
тормоз с использованием токов Фуко. Н а ступенчатом шкиве укреп­
л ен медный (или алюминиевый) диск большого диаметра, обладаю ­
щий хорошей проводимостью. Вокруг диска располагаю тся посто­
янные магниты. Изменением положения магнита или шунтированием
магнитной цепи регулируется эффект тормож ения от вихревых то­
ков. П рименяя этот способ, частоту вращения асинхронного дви га­
теля можно изменять в небольших пределах. Д л я равномерности
тормож ения диск, в котором возникают токи Фуко, не долж ен со­
держ ать ферромагнитных включений.
Ременная передача. Заветной мечтой большинства любителей
грамзаписи — собрать в домашних условиях или приобрести про­
игрыватель с ременной передачей какой-либо известной фирмы.
П рямую ременную передачу меж ду быстроходным двигателем и
диском проигрывателя без проскальзывания изготовить трудно. П о­
этому на ведущей стороне частота вращения вала двигателя не
долж на превышать 375 м и н - ’. Д о внедрения двигателей с такой не­
большой частотой вращения получили применение двухступенчатые
передачи, в которых высокая частота вращения вала асинхронного
двигателя сниж алась до требуемого значения с помощью промеж у­
точного ролика. Такую передачу можно встретить, например, в про­
игрывателе «Београм 1202» (рис. 5.7).
В настоящее время выпуск тихоходных двигателей уж е не я в ­
ляется проблемой и они получили широкое распространение в со^временных проигрывателях. В современных конструкциях ремень
огибает вал двигателя и внешний край диска. В других вариантах
ремень ведет внутренний шкив, имеющий меньший диаметр, чем
диск проигрывателя.
Ремень изготавливается из резины или более современного м а­
териала — полиуретана. Последний теплостоек, влагостоек и масло­
стоек. Поперечное сечение ремня мож ет быть прямоугольным, пло­
ским, реже оно бывает круглым. Гибкость таких ремней существен­
н о выше, чем у промежуточных роликов, и, таким образом, вибра­
ции двигателя передаются на диск со значительно большим за ту ­
ханием. П оэтому ремень меж ду двигателем и диском долж ен идти
свободно и огибать как можно больший участок.
Передача, сниж аю щ ая число оборотов двигателя, на основе
соотношений диаметров ведущего и ведомого вала мож ет быть р ас­
считана только приближенно. Это объясняется тем, что ремень ве­
дет диск не поверхностью внутреннего радиуса, а по нейтральной
линии с большим диаметром, положение которой зависит от гибко­
сти ремня.
Изменение частоты вращения диска наиболее часто осуществ­
ляется методом перемещения ремня на больший или меньший д и а­
метр вала двигателя. Гибкий ремень легко вы держ ивает смену ди а­
метров, но его перемещение следует проводить только при вращ аю
112
щемся двигателе, иначе на небольшом отрезке ремня длительное
время может сохраняться растянутое состояние, что может послу­
жить причиной увеличения детонации.
Такие ременные передачи применены в проигрывателях «Дюал 601», «TD160» фирмы «Торенс». Идеальным решением было бы
изменение частоты вращения не при помощи диаметра вала дви га­
теля, по которому движ ется ремень, а изменением числа оборотов
двигателя электронным путем. Схема такого регулятора подробно
будет рассмотрена позже.
Характерным свойством ременной передачи является относи­
тельно ограниченный коэффициент передачи усилия. Это ограниче­
ние, как правило, проявляется в длительном разгоне диска. При р а ­
боте малый коэффициент передачи усилия несомненно ж елателен,
ибо в этом случае кинетическая энергия диска позволяет обеспечить
равномерность вращения. К аж д ая ременная передача, в зависимо­
сти от передаваемого усилия и состояния ведущей поверхности, бо­
лее или менее склонна к проскальзыванию. При дисках с неболь­
шой инерцией это мож ет вызвать детонацию. Поэтому поверхность
ремня ни в коем случае нельзя трогать пальцами. Возможные отпе­
чатки пальцев необходимо стереть ватой, смоченной спиртом. Более
сильными очищающими средствами следует пользоваться осторожно,
чтобы не растворить материал ремня. Со временем ремни теряют
гибкость, поэтому их следует менять по мере использования.
П роигрыватели с ременной передачей обладаю т малым роко­
том, например венгерский проигрыватель «СВО-21» Будапеш тского
электроакустического завода, проигрыватели «NC440» фирмы «Тес­
ла», «СА308»
фирмы
«Филипс»,
«L851C»
фирмы
«Ленко»,
«ТЕ) 125» и «TD160» фирмы «Торенс» и т. д.
О днако вернемся к небольшому коэффициенту передачи усилия
при ременном приводе. Это обстоятельство затрудняет применение
ременного привода в полуавтоматах или проигрывателях со сменой
пластинок. Поскольку среди американских покупателей автоматиче­
ские устройства всегда пользовались спросом, родился комбиниро­
ванный вариант проигрывателя повышенного класса с ременной пе­
редачей (типа РС830 фирмы «Элак»). В нем увеличение усилия, не
обходимое на время разгона диска, срабаты вания механизма смены
пластинок или движения тонарма обеспечивается фрикционной пе­
редачей по краю диска. При прослушивании пластинок фрикцион­
ный ролик не касается диска. В это время работает только ремен­
ная передача.
Особую конструкцию имеет привод студийного проигрыватели
ЕМТ928, диск которого вращ ается двумя параллельными ремнями
с одинаковыми размерами. Такое удвоение сниж ает проскальзы ва­
ние ремня (меньше детонация звука) и повышает надеж ность рабо­
ты, так как проигрыватель не останавливается при обрыве одного
ремня.
Прямой привод. Логичным представляется вывод, что рокот
проигрывателя тогда будет наименьшим, когда в устройстве отсут­
ствуют детали, вращающ иеся быстрее диска. П оэтому любители
часто пытались изготовить проигрыватель, приводимый в движение
силой пружины или земного притяжения, а такж е используемый
энергию воздуха или воды. Сегодня все эти попытки ушли в про­
шлое, так как с помощью современной электроники удалось создать
двигатели с частотой вращения 337з м и н -Е Конструкция привода
проигрывателя с таким двигателем очень проста: диск помещается
на вал двигателя и это всё.
5
проигрыватели и грампластинки
11 3
Н а валу двигателя такж е укрепляется датчик частоты враще
ния. П остоянная обратная связь обеспечивает постоянство частоть
вращения независимо от нагрузки. Изменение частоты вращения мо
ж ет осуществляться простым переключением в электронном устрой
стве управления, вмонтированном в корпус двигателя.
Перечислим качественные показатели прямого привода. Д етон а­
ция звука практически отсутствует, так как электронное устройстве
реагирует д аж е на небольшие изменения частоты. Измерить дето
нацию звука у проигрывателей с прямым приводом можно толькс
с использованием измерительной пластинки, тщательно отцентриро­
ванной под микроскопом. Но у прямого привода есть и присущие
ему недостатки. Диск, расположенный непосредственно на двигате­
ле, воспринимает все его вибрации. Последние возникают из-за у к а­
занной выше мгновенной реакции управляющего устройства на лю ­
бые изменения частоты вращения. М ожно ож идать, что колебания
частоты вращающ ейся массы двигатель компенсирует только при от­
носительно больших импульсах тока, но они вызывают механиче­
ские толчки. П оэтому рокот проигрывателей с прямым приводом е
диапазоне 8—22 Гц может быть значительным. При двигателях с
большим числом полюсов он заметен и на более высоких частотах,
Теоретически этот дефект полностью устраним только при безынер­
ционном диске.
Не подлежит сомнению, что в прямом приводе отсутствуют ста­
реющие со временем резиновые детали и качество привода не и з­
меняется без систематического обслуж ивания. М ожно ож идать все
более широкого распространения этого типа привода как в самьо
простых, так и в более сложных устройствах.
5.3. Э Л Е К Т Р О Н Н Ы Е УСТРОЙСТВА Д В И ГА Т Е Л Я
Типы двигателей. При описании отдельных видов передач упо­
минались типы двигателей, с которыми они работаю т наиболее эф ­
фективно. Самой старой является фрикционная передача, работаю ­
щ ая с быстроходными синхронными или асинхронными двигателями,
Якоря асинхронных (или индукционных) двигателей состоят из
большого числа отрезков медных проводов, концы которых соедине­
ны друг с другом. П оэтому такие двигатели называются двигателя­
ми с короткозамкнутым ротором. Якорь располагается меж ду по­
люсами статора. М агнитная цепь статора снаруж и окружена обмот­
кой, в которую подается ток, возбуж даю щ ий в статоре вращ аю щ е­
еся магнитное поле, приводящее якорь во вращение. Д л я запуска
двигателя симметрия магнитного поля наруш ается с помощью ко­
роткозамкнутого витка из меди (двигатель с экранированными по­
люсами) или пускового конденсатора. Число оборотов якоря всегда
меньше числа оборотов магнитного поля, т. е. синхронизм отсутст­
вует. При синхронных оборотах ток в витках якоря не индуцирует­
ся и момент двигателя равен нулю. Так как трение в подшипниках
якоря создает опреде.ченный тормозящий момент, число оборотов
двигателя на холостом ходу остается ниже числа синхронных обо­
ротов. Номинальное значение частоты вращения зависит от значения
питающего напряжения и от сопротивления нагрузки. С ледователь­
но, постоянное число оборотов может быть достигнуто только при
достаточно большом моменте вращения, т. е. при двигателе с уве­
личенными размерами.
114
Основные параметры асинхронного двигателя, применяемого для
проигрывателей (фирма «Филипс», тип 9904 122 05 311), следующие:
Пусковой момент (/г=150 м и н -^), Н -м
.
. . .2 0 -1 0 -^
М аксимальный момент, Н - м ..............................................3 0 -1 0 -^
Частота вращ ения при максимальном моменте, м ин -^2000
М аксимальная механическая мощность, Вт
. . .0,6
Частота вращения при максимальной мощности, м ин-^2200
Частота вращ ения на холостом ходу, мин“ ‘
. . . .2850
П отребляем ая
без
нагрузки
электрическая мощ ­
ность, Вт
0,6
По своей конструкции синхронные двигатели существенно отли­
чаются от асинхронных. Якорем в них служ ит постоянный магнит,
а магнитное поле пульсирует в статоре синхронно с частотой сети.
Это магнитное поле мож но представить в виде равнодействующего
двух магнитных полей, вращ ающ ихся по кругу. Якорь синхронного
двигателя мож ет вращ аться в обоих направлениях. Требуемое н а­
правление вращения обеспечивается или механической блокировкой
или электрическим путем. При одной паре полюсов (двух полюсах)
якорь делает оборот за один период переменного тока. Ч астота в р а­
щения двигателя
л = 60 / = 60.50 = 3000 м и н -7
Частота вращения не зависит ни от напряжения сети, ни от н а­
грузки. Если число пар полюсов якоря равно р, то за период он по­
ворачивается на угол 3607р, и, таким образом, число оборотов че­
тырехполюсного двигателя ( р =2 )
п=
60/
60-50
— — = — — = 1500 м и н -^ .
К олебания частоты синхронного двигателя, как правило, мень­
ше, чем у асинхронного, хотя из-за имеющегося в якоре постоянного
магнита наблюдаются скачки при переходе от полюса к полюсу. Их
мешающее действие мож ет быть значительно снижено увеличением
числа полюсов: например, частота вращения 24-полюсного синхрон­
ного двигателя /г = 250 мин-^ и частота соответствующих им коле­
баний около 4 Гц. Н аиболее выгодно эти тихоходные синхронные
двигатели могут использоваться при ременной передаче.
Колебания вала двигателя могут быть снижены, если два син­
хронных двигателя посадить на один общий вал так, чтобы их по­
люса точно совпадали (рис. 5.8), а обмотки питались токами, сдви­
нутыми по ф азе на 90° по отношению один к другому. В этом слу­
чае мощность на валу
Р =
(i/sin c o /)2
^----2 —
+
(f/co sco /)2
Z—
, . ,
, ,
/ - f c os ^ c oO
,
и значение это в каж ды й момент времени постоянно, так как
sin^co ^ + COSTCO t = 1.
Сдвиг по фазе наиболее просто осуществляется с помощью кон­
денсатора. Основные данные сдвоенного синхронного двигателя,
примененного в проигрывателе «Филипс 9904 111 04311», следующие;
5*'
115
Частота вращения, м и н - ^ .....................................250
Пусковой момент, Н - м ............................................ 100-10-^
Рабочий момент, Н - м ....................................................100*10-^
( 9 0 - 1 1 0 )-1 0 -4
Н апряжение сети, В
.................................................... 110(200— 120)
Потребление тока, м А ............................................ 18
П отребляемая электрическая мощность, Вт
. 1,8
В проигрывателях фирмы «Гарард» часто применяется особый
синхронный двигатель, в котором на одном валу друг над другом
расположены асинхронный и синхронный двигатели. Асинхронный
двигатель имеет большие размеры, достаточный пусковой момент и
обеспечивает работу автоматического устройства для смены п ла­
стинок. Синхронный двигатель небольших размеров поддерживает
при проигрывании постоянную частоту вращения, не зависимую от
колебаний напряжения сети и нагрузки.
Следующую большую группу составляю т двигатели постоянного
тока. Якорь традиционного двигателя постоянного тока представля­
ет собой постоянный магнит, а ток в обмотку статора подается
через щетки. Последние каж ды е пол-оборота изменяют направление
тока, протекающего через обмотку, поэтому двигатели такого типа
называют еще и коллекторными двигателями постоянного тока. В оз­
никающее при коммутации искрение мож ет быть снижено подклю ­
чением к щеткам сопротивлений, зависящ их от напряжения. Таким
образом можно значительно увеличить срок службы щеток. Момент
этих двигателей возрастает пропорционально потребляемому току,
но число оборотов в большой степени зависит от напряжения. П о ­
этому для эффективного применения в проигрывателях двигатель,
как правило, дополняется электронным блоком, который независимо
от питающего напряжения и температуры окружающей среды по­
дает на него постоянное напряжение.
П араметры двигателя постоянного тока, примененного в про­
игрывателе «Филипс 9904 120 0152» со схемой регулирования н а­
пряжения типа 9904 132 01 006, следующие:
Пусковой момент, Н - м .......................................................... 50 -1 0 -^
Рабочий момент, Н - м ...........................................................10-10-"*
................................................ 4,5
Поминальное напряжение, В
Частота вращения приноминальной нагрузке, мин-* 2000
Частота вращения на холостом ходу, мин-*
.
.
.2650
Потребление тока при номинальной нагрузке, А
.
.0,11
В новейших устройствах используют бесконтактные двигатели
постоянного тока с электронными коммутаторами. В таких двигате­
лях, как правило, применяют блок регулирования числа оборотов.
Электронные регуляторы числа оборотов. Описываемые здесь
электронные приводы по способу регулирования можно разделить
на три группы. Простые регуляторы с достаточной точностью управ­
ляю т частотой вращения двигателя, но на их работу не влияет ча­
стота вращения ни двигателя, ни диска. Эти регуляторы выгодно
применять в двигателях, в которых частота вращения не зависит
от нагрузки, например в синхронных (L85 фирмы «Ленко», TD125
фирмы «Торенс»). В других регуляторах (для чувствительных^к н а­
грузке двигателей) сигнал обратной связи, пропорциональный дей­
ствительной частоте вращения вала двигателя, подается на регули116
рующий блок, который опреде­
ляет частоту вращ ения («Браун
PS600», «Филипс 212» и так
далее). В третьей, наиболее
эффективной группе регулято­
ров сигнал ошибки пропорцио­
нален частоте вращ ения не в а ­
ла двигателя, а диска проиг­
рывателя. В особых случаях
два последних варианта могут
совпадать, например при п ря­
мом приводе частота вращения
двигателя и диска проигрыва­
теля одинаковы.
Упомянутый в первой груп­
пе проигрыватель типа TD125
фирмы «Торенс» выпускается с
968 г. Это один из самых ста­
рых проигрывателей с элект­
ронным приводом. Н еобходи­
мую для вращения диска энер­
гию обеспечивает многополюс­
ный двойной синхронный дви ­
гатель. На его валу имеется
переключатель момента, внеш ­
нюю сторону которого охваты ­
вает плоский ремень длиной
540 мм. Этот переключатель, с
одной стороны, сниж ает время
разгона диска до номинальной
частоты
вращения, с другой
стороны, при остановке диска
рукой во время вращения дви ­
гателя препятствует деф орм а­
ции ремня. Различий в м еха­
нике
проигрывателей
типов
«TD125» и «TD125 М к П » нет.
Д вигатель первой модели пита­
ется от транзисторного генера­
тора, а второй — от генератора
на интегральных микросхемах
(рис. 5.9).
Генератор на мостике Ви­
Рис. 5.8. Конструкция двойного
на, обладающий большой ста­
синхронного
двигателя
«Валво
бильностью
по
амплитуде и
AU5050»:
частоте и чувствительный к ко­
1 — обмотка; 2 — двойной якорь
лебаниям температуры, вы ра­
баты вает неискаженные сину­
соидальный и косинусоидальный сигналы частотой 50 Гц, при кото­
рых частота вращения вала синхронного двигателя равна 375 мин“ ’.
С помощью ременной передачи частота вращения диска становится
равной 45 м и н -’. Частота вращ ения изменяется электронным спосо­
бом без перебрасывания ремня на разные диаметры шкива, а часто­
та напряжения, питающего двигатель, снижается при этом до 37
или 18,5 Гц. Частоту вращения можно изменить примерно на ± 3 %
117
ИМС1
миА 703С
T1JZ:1N1118
п , и : IN 190А
ИМС1
MHA709G
Рис. 5.9. Схема генератора синусоидальных и косинусоидальных
колебаний на мостике Вина для привода с двойным синхронным
двигателем («Торенс T D 125M kII»)
с помощью потенциометра 5 кОм, ручка которого расположена ереди органов управления проигрывателя.
Собственно генератор состоит из одной интегральной микросхе­
мы (ИMC I ) , на неинвертирующий вход которой (вывод 5) подает­
ся положительная обратная связь через параллельно-последователь­
ную /?С-цепочку, задающ ую частоту. Дополнительный эмиттерный
повторитель без усиления по напряжению обеспечивает согласова­
ние меж ду интегральной микросхемой и двигателем. Амплитуда вы­
ходного сигнала устанавливается потенциометром, регулирующим
лампу накаливания, подключенную к инвертирующему входу инте­
гральной микросхемы (вывод 4). При начальной установке на дви-
____
L
Точное
R
pe^.qnupoBoHue
частоты
Вращения
-С
ж .
R ф В
Гоператор
синусоидальны х си гн а ло в
на мостине Вина
ФазооВдигающае
Влони
Трехфазный
аВизптель
Рис. 5.10. Структурная схема электронного устройства для вращ е­
ния диска с трехфазным двигателем (ЕМТ 928)
118
Ш ик
п
HMCii
ИМС2
ИМС5
А Л
нов.
Линейный
10Они 100ми
Рис. 5.11. Схема электронного устройства для вращения диска с ге ­
нератором треугольных сигналов («Ленко L851C»)
гатель подается напряжение 9 В. У сдвоенных
синхронных
двигателей колебания вала, обусловленные возбуждением, не н а­
блю даю тся, если на две отдельны е обмотки н а п р я ж е н и е подается
со сдвигом по фазе на 90°. С этой целью на вход интегральной
микросхемы ИМС2 через /?С-цепочку с постоянной времени 0,33 мкс
подаются сигналы трех частот генератора всегда с приблизительно
одинаковым сдвигом по фазе в 90°. Усиленный сигнал мож ет быть
установлен так же, как и в прямой ветви (при помощи отрицатель­
ной обратной связи). Обе интегральные микросхемы представляю т
собой операционные усилители типа |иА709С.
Электронный генератор с относящимися к нему выпрямителями
и емкостным фильтром располагается на одной печатной плате. Оче­
видно, что работающие на выпрямленном напряжении, полученном
с сетевого блока питания, электронные генераторы могут одинаково
использоваться как при частоте сети 50 Гц, так и при частоте
60 Гц. Кроме того, возмож на работа и от аккум улятора. Соответст­
венно применив в приведенной выше схеме сдвиги по фазе + 1 2 0 ° ;
— 120°, можно изготовить электронный трехфазный генератор, име­
ющий в каж ды й момент времени одинаковую мощность, приводя­
щую во вращение вал двигателя. Такое электронное устройство, об­
ладаю щ ее большой надежностью, разработано для двойной ремен­
ной передачи студийного проигрывателя типа ЕМТ928. Структурная
схема трехфазного электронного
генератора
представлена на
рис. 5.10.
В венгерских специализированных магазинах первым предста­
вителем проигрывателей с электронным приводом был L851C ф ир­
мы «Ленко».
Построенный на двух интегральных микросхемах генератор пи­
тает шестнадцатиполюсный синхронный двигатель, установленный
на упругой подвеске внутри закрытого корпуса. И нтегральная ми­
кросхема (NE566V фирмы «Сигнетикс» или 1M566CN фирмы
«Нейшнл Семикондактэ») вы рабаты вает треугольные или прямо­
угольные сигналы. Используется только вывод 4, с которого сни­
мается треугольный сигнал (рис. 5.11). Ч астоту определяют конден­
сатор CIO, резисторы R21, R24, R25, установочный потенциометр
ТРЗ и потенциометр регулировки числа оборотов Р1, вынесенный
119
Рис. 5.12. Внешний вид проигрывателя «Филипс 212»
на панель органов управления. Повернув этот потенциометр от по­
ложения максимума в обратном направлении на 180°, потенциомет­
ром ТРЗ можно грубо установить частоту 50 Гц. После этого потен­
циометром точной настройки частота мож ет изменяться меж ду 48,5
и 53,5 Гц, что означает —3 и + 7 % . Очень важ н а симметрия тр е­
угольного сигнала, поэтому выбранная после тщательного отбора
интегральная микросхема генерирует импульсный сигнал с симмет­
рией не ниже 2,5%. При идеальной форме сигнала можно добиться
минимальных колебаний вала, сравнимых только с колебаниями
вала двойного симметричного синхронного двигателя.
Так как схема генератора имеет небольшую выходную мощ ­
ность (для возбуж дения двигателя она недостаточна), выходной
сигнал усиливается по мощности интегральной микросхемой ИМСЗ
(рА706 ВРС, ТВА641В11). Установочный потенциометр меж ду д в у ­
мя интегральными микросхемами позволяет установить пиковое
напряжение на заж им ах двигателя, равное 1 4 .В, предписанное ин­
струкцией.
Типичным проигрывателем с электронным
приводом, относя­
щимся ко второй группе, является проигрыватель «Филипс 212» (см.
рис. 5.12). П ростая, в принципе, электронная схема стабилизации
обеспечивает постоянную частоту вращения диска, точную подстрой­
ку этой частоты и ее изменение при наличии сигнала, зависящ его от
фактической частоты вращения, а не от зависимости напряж е120
Регулирующая
ступень
Якорь
Статор
Сгладила- L
зироданный
блок
литания
Датчик
положения
Выключающий
ступень
Рис. 5.13. Принципиальная схема прямого привода, работающего
с высокочастотным генератором SP-10
ние — частота вращения двигателя постоянного тока и от ее разбро­
са. Этот сигнал образуется тахогенератором, укрепленным на валу
двигателя постоянного тока с позолоченным коллектором.
Тахогенератор вырабаты вает сигнал, пропорциональный частоте
вращения двигателя, который после выпрямления и сглаживания
сравнивается с напряжением опорного сигнала, определяющего но­
минальную частоту вращения (см. рис. 4.27, база транзистора
.
Затем сигнал сравнения подается на трехкаскадный транзисторный
усилитель с гальваническими связями, регулирующий напряжение
на двигателе. Например, при номинальной частоте вращения
33*/з мин-* это напряжение равно —2 В. При этом частота вращ е­
ния двигателя составляет примерно
1000 мин-*; при частоте
45 мин-* частота вращения двигателя равна 1360 мин-*. Большой
пусковой момент двигателя постоянного тока делает возможным
быстрое раскручивание относительно легкого диска. Если во время
работы частота вращения диска снизилась, например, из-за приме­
нения устройства для очистки пластинки, то тахогенератор выдаст
сигнал с меньшим напряжением. При этом потенциал на базе тр ан ­
зистора Т438, а такж е ток его коллектора уменьшаются. Вследствие
этого потенциал на базе транзистора Т439 увеличится, ток эмиттера,
являющийся и током базы выходного транзистора Т440, возрастает
и таким образом двигатель из-за увеличения тока через оконечный
транзистор вновь вращ ает диск с частотой, не выходящей из рамок
заданного допуска 0,27о- Естественно, такое регулирование компен­
сирует такж е и кратковременные изменения числа оборотов диска,
поэтому они не влияют на восприятие звука.
Опорное напряжение в зависимости or выбранной частоты в р а ­
щения диска определяется током, протекающим ' через транзистор
121
0,П7ми
33«
Ю иу
1н
L 1 -L n -обмотии дВигателя
Н1,Н1- элементы Холла
Рис. 5.14. Принципиальная схема прямого привода, изготовленного
с датчиком на элементах Холла («Дюал 701»)
T4S6 или транзистор Т437. Германиевые диоды предназначены для
температурной компенсации.
К этой группе относится и фрикционный привод проигрывателя
PS600 фирмы «Браун», но его двигатель постоянного тока имеет
электронный коммутатор.
И з регуляторов, принадлежащ их к третьей группе, рассмотрим
три устройства с прямым приводом. Во всех трех случаях вращ е­
ние двигателя обеспечивает электронная коммутация (высокоча­
стотный вариант или генератор на датчике Х олла), а регулирую­
щ ая цепь, используяющ ая сигнал, пропорциональный частоте вращ е­
ния двигателя, поддерж ивает постоянство частоты вращения.
Японская фирма «Мацушита» одна из первых изготовила двига­
тель с очень низким числом оборотов для использования в проигры­
вателях (1970 г.). Д вигатель типа SP-10 состоит из трех сериесных
Ь л, L d , Lf
(рис, 5.13) и двадцатиполюсного якоря.
обмоток
На якоре укреплен десятиполюсный диск, зубья которого подклю­
чают сигнал высокочастотного генератора, работающего примерно
на частоте 50 кГц, к обмоткам импульсного датчика положений.
В соответствии с датчиком высокочастотный сигнал, после выпрям­
ления диодом Д , открывает транзистор переключающего блока, ток
которого, протекая через обмотку L t, притягивает магнитное коль­
цо якоря и вращ ает двигатель дальше. Высокочастотный импульс­
ный датчик положения осуществляет только коммутацию двигателя,
поэтому частота вращения включенного двигателя возрастает быст­
ро. Д вигатель и диск набирают частоту вращения ЗЗ’/зз м и н - ’ при­
мерно за 1 с. В этот момент в катуш ках датчика частоты вращения
статора десятиполюсная магнитная цепь якоря индуцирует сигнал
частотой примерно 5 Гц, значение которого пропорционально часто122
Рис. 5.15. Разрез двигателя для прямого привода «Дю ал 701»):
/ — посадочная поверхность диска; 2 — шпиндель для центрирования пла­
стинки; 5 — металлическая пластинка; 4 — вал, центрирующий диск; 5 — коль­
цевой магнит; 5 — якорь; 7 — обмотки; 5 — подшипник скольжения; 9 — кар­
кас обмотки
те вращ ен ия. Вы чи тая после вы п ря м л ен и я этот сигнал из н а п р я ж е ­
ния опорного сигнала, получают сигнал ошибки, пропорциональный
отклонению частоты вращения от номинального значения. Этот сиг­
нал после усиления ограничивает ток транзисторов переключающей
схемы, т. е. регулирует частоту вращения. Д вигатель работает при
напряжении питания 15 В, потребление тока 50 мА.
Изменение частоты вращения может быть осуществлено такж е
и путем регулирования напряжения опорного сигнала или его пере­
ключением. В этих устройствах колебания частоты вращения, со­
гласно данным завода-изготовителя, не превышает 0,04%.
Электрическая схема двигателя типа EDS 1000 проигрывателя
с прямым приводом «Дюал 701» представлена на рис. 5.14, а разрез
двигателя — на рис. 5.15. Д вигатель работает на постоянном токе,
напряжение питания 15 В, необходимую для вращения коммутацию
осуществляют два датчика на элементах Холла. Эти датчики в з а ­
висимости от положения якоря, открывают коммутирующие тран ­
зисторы, которые по очереди пропускают ток на четыре статорные
обмотки двигателя. Сформировавш ееся над системой обмоток вр а­
щающееся магнитное поле поворачивает имеющийся на якоре
воьмиполюсный кольцевой магнит. Поле этого кольцевого магнита
не только управляет датчиком положения на элементе Холла и
обеспечивает магнитное силовое воздействие, необходимое для в р а­
щения двигателя, но и одновременно мож ет использоваться для
индикации частоты вращения. Ибо в тех обмотках, по которым в
данный момент ток не протекает, индуцируется напряжение, про­
порциональное числу вращения. Сравнивая его с отдельно получен­
ным опорным напряжением, получается сигнал ошибки, который
после усиления операционным усилителем, регулирует ток ключе­
вых транзисторов. В результате регулирования кратковременные
колебания частоты вращения двигателя не превышают 0,025%.
Первый студийный проигрыватель с прямым приводом был р аз­
работан фирмой «ЕМТ» в 1976 г. С труктурная схема привода
устройства типа ЕМТ950 представлена на рис. 5.16. Коммутацией
123
Чсилитель
мосцноолт
Регулирующая
Ддигатепь \ длемент
I
\ Холла
cniyneHb
Управля­
ющее
элентрпн-
Дион
тахометра
ное
устрой­
ство
Фптотранзистор
Рис. 5.16. Структурная схема прямого привода, работаю щего с оп­
тическим измерителем частоты вращения диска (ЕМТ950)
управляю т датчики на генераторах Холла, а последовательность
импульсов с частотой, пропорциональной частоте вращения, выдают
щели тахометрического диска, вращающ егося меж ду светодиодом,
излучающим инфракрасный свет с длиной волны 900 нм, и ф ото­
транзистором. После преобразования частоты в напряжение из по­
следовательности импульсов получается сигнал, необходимый для
работы блока электронной регулировки. В этом проигрывателе
инерция диска имитируется исключительно электронным устройст­
вом, так как сам он изготовлен из эпоксидной смолы, усиленной
стеклянными нитями. Этот диск с чрезвычайно малой массой позво­
ляет решить вопрос мгновенного запуска студийного проигрывателя
без использования вспомогательного диска. Диск в проигрывателе
может вращ аться и в обратную сторону, т. е. против часовой
стрелки.
5.4. ДИСК ПРОИГРЫВАТЕЛЯ
Момент инерции диска. При рассмотрении систем привода
можно было обнаруж ить мнимое противоречие: с физической точки
зрения от системы с быстроходными двигателями можно ож идать
меньшую детонацию звука. Однако вибрации таких двигателей
трудно изолировать, поэтому для уменьшения рокота более ж е л а ­
тельны тихоходные двигатели, а равномерное вращение диска д о л ж ­
но обеспечиваться его большой инерцией. О днако увеличение массы
124
диска увеличивает нагрузку на подшипники и ускоряет их изПос, по­
этому рокот появляется со временем в процессе эксплуатации. П о ­
лучается замкнутый круг. Наилучший результат мож ет быть найден
оптимальным подбором разм ера диска, его массы и качества ис­
пользуемых материалов.
Среди минимальных требований, предъявляемых к эксплуати­
руемым в домашних условиях проигрывателям, стандарт DIN45500
содерж ит условие, чтобы диаметр диска был не менее 250 мм.
П усть масса такого диска равна 1 кг. П редположим, что эта масса
распределена только по периметру диска, т. .е. сосредоточена на
окружности радиусом 125 мм. В таком случае можно просто под­
считать момент инерции диска, который будет равен: 1 кгХ
Х (125 мм2) = 15 625, или округленно 15-10^ кг-мм2. И з этого сле­
дует, что точно такой ж е кинетической энергией обладает в 2 раза
меньший диск с массой в 4 кг или диск с массой 0,7 кг, но диаметром
300 мм. Следовательно, в действительности в аж н а не масса диска,
а его момент инерции. Наименьшее его значение уж е упоминалось,
а диски проигрывателей хорошего качества обладают, как правило,
моментом инерции, равным (50—60)-10^ кг-мм^.
Д иск с большой кинетической энергией мож ет еще долго в р а­
щ аться после отключения движущ его механизма. Снять пластинку
с вращающ егося диска без опасности повредить ее очень трудно.
Поэтому диски с большой кинетической энергией после отключения
останавливаю т с помощью встроенного тормоза.
В студийных проигрывателях используются двойные диски (изо­
бретение Вильгельма Ф ранца). В этой конструкции постоянно в р а­
щ ается диск, обладающий большой массой. Н а него через фетровую
прокладку уклады вается легкий диск с расположенной сверху п ла­
стинкой. Д иск начинает мгновенно вращ аться при отпускании элек­
тромагнитного тормоза, и сигнал, несущий звуковую информацию,
поступает на выходную линию с задерж кой в 0,1 с. З а это время
пластинка набирает номинальную частоту вращения, поэтому посту­
пающий в линию сигнал не будет иметь искажений типа заплыва
звука. Такие проигрыватели делаю т возможным начать воспроиз­
ведение с любого места зоны записи пластинки, что является боль­
шим преимуществом при использовании проигрывателя в радиове­
щании, кино и телевидении (например, при монтаже программы).
Конструкции диска и подшипников. Диски некоторых проигры­
вателей изготовляю т из синтетических материалов. И з этих матери­
алов на установке для литья под давлением можно выпускать боль­
шими сериями дешевые диски для проигрывателей, к которым не
предъявляю тся слишком высокие требования по качеству. Д л я про­
игрывателей среднего класса диски обрабатываю тся более тщ атель­
но. Из стальной пластины способом глубокой вытяжки или при
помощи клепки отдельных частей формируется диск требуемой
формы. Такие диски позволяют получить достаточно равномерное
вращение, без заметных колебаний. Магнитные звукосниматели с
сильными магнитами притягиваются к диску из стальных пластин.
Это притяжение влияет на способность следования звукоснимателя
и размер искажений. Если диаметр стального диска меньше диам ет­
ра пластинки, то эти изменения происходят во время проигрывания.
Дорогостоящ ие студийные проигрыватели венгерского производ­
ства имеют диски с массой 1—4 кг, изготовленные из металлов, не
обладающих магнитными свойствами, например из сплавов алюми­
ния или цинка. Больш ая плотность цинка (7,14 г/см^) благоприятна
125
для увеличения массы или инерции ди ­
ска. Следующим достоинством является
относительно простой процесс машинно­
го прессования, при помощи которого из
находящ егося в расплавленном состоя­
нии металла изготовляют диски для
проигрывателей. Край отливки обтачи­
вается, покрывается прозрачным лаком,
который после обж ига придает диску
привлекательный вид и защ ищ ает про­
тив коррозии. Диск тщательно баланси­
руется на станке для динамической ба­
лансировки путем высверливания отвер­
стий глубиной
2—3 мм и диаметром
10 мм.
На диск обычно уклады вается рези­
новая накладка, которую легко можно
очистить. Упругость
резины накладки
Рис. 5.17.
П аразитное
способствует дополнительному зату х а­
движение вала
диска
нию механических колебаний. Д л я д ал ь ­
проигрывателя в под­
нейшего снижения передачи механиче­
шипнике:
ских вибраций
поверхность
накладки
обычно имеет такую форму, при которой
1 — вал; 2 — подшипник; 3 —
шарик
пластинки стандартного размера опира­
ются на нее только своим краем. На ди­
сках некоторых проигрывателей фирмы «Банг энд Олуфсен» рези­
новая накладка отсутствует и пластинка покоится своим краем на
нескольких резиновых кольцах.
Конечно, диск для проигрывателя можно изготовить не только
в форме правильного круга. В некоторых изысканных проигрыва­
телях, например «Сатурн и Референс» фирмы «Транскриптор», на
плоском основании вращ аю тся пять или шесть блоков из красной
меди, создающие инерциальную массу. Еще дальш е пошли в сни­
жении отношения собственной массы к моменту инерции конструк­
торы фирмы «Сайентелек», которые обычный диск заменили тремя
массивными кольцами, укрепленными на трех лапках.
Положение пластинки на диске определяется центрирующим
шпинделем. Его стандартные размеры: 7,2j;o Q9 мм*. Так как рокот
передается на пластинку через вращающ ийся вал диска, то при
проектировании следует стремиться к тому, чтобы в проигрывателе
было как можно меньше вращающ ихся деталей. Д аж е при прямом
приводе нельзя отказаться от подшипников, которые вызывают шум
из-за имеющегося в них трения. Шум от трения тем сильнее, чем
больше неровностей на поверхности вала. В результате изменения
трения при вращении вала диск проигрывателя на короткие проме­
ж утки времени тормозится или ускоряется, а в результате отсту­
плений от кругового сечения валы совершают небольшие паразит­
ные движения, вызывающие толчки. В подшипниках, смазываемых
маслом, пленка масла из-за неравномерного движения местами з а ­
стывает, затем все более затвердевает и в конце концов проры­
вается.
* В Советском Союзе согласно ГОСТ 18631-73 шпиндель имеет
—0,015
диаметр 7,24 I.J-Q Q55
Прим. ред.
126
BY 179
Рис. 5.18.
пульсным
1N400A
Принципиальная схема
источником на лампе
(ЕМТ930)
Лампа
стробоскопа с им­
тлеющего разряда
Интересно отметить, что нижний опорный подшипник, обычно
представляющий собой один шарик, не вызывает значительного
рокота, если шарик чист и опорные поверхности обеспечивают валу
определенное положение (рис. 5.17). Если на нижней части вала
отсутствуют паразитные движения, то рокот можно несколько сни­
зить, уменьшив трение в верхней части подшипника. Измерения,
проведенные с помощью прибора для определения неровностей, по­
казали, что на специально обработанных валах ш ероховатость р а в ­
на 0,1 мкм. В настоящее время это граница для механических ме­
тодов обработки.
В качестве материала для подшипников хорошо зарекомендовавали себя сталь и бронза. В проигрывателях высшего класса в по­
следнее время стали применять подшипники из нейлона и тефлона.
Тефлон обладает наименьшим, из всех известных материалов, коэф ­
фициентом трения.
В проигрывателях с автоматической сменой пластинок опорный
подшипник с одним шариком не мож ет быть использован, так как
в отверстие, проходящее внутри шпинделя, вставляется вал м еха­
низма для смены пластинок. В них опорные подшипники покоятся
на трех или более шариках. К ак следствие этого возрастает рокот.
Следует учитывать такж е, что шпиндель автоматических проигрыва­
телей неподвижен и при вращении поверхность центрального отвер­
стия пластинки трется о шпиндель. Этот дефект в устройствах вы­
сокого класса с автоматической сменой пластинок снижается при­
менением так называемого совмещенного вала.
Стробоскоп. Наиболее просто частоту вращ ения пластинки м ож ­
но определить, поместив на край диска небольшой кусочек бумаги
и подсчитав число оборотов за минуту. Проигрывателям, оборудо­
ванным регулятором частоты вращения, как правило, придается
стробоскопический диск, при помощи которого в любой момент вре­
мени можно с достаточной точностью определить частоту вращения
диска. Этот бумажный или металлический диск следует поместить
127
на пластинку, а частоту вращение
регулировать тогда, когда звукоУ7777//Л сниматель установлен на внешнюк
канавку пластинки. По этой при­
чине стробоскопические метки, н а­
несенные на верхней стороне ди­
ска, только делаю т более привле­
кательным внешний вид проигры­
вателя. Более правильно наносить
стробоскопические метки на внеш­
ний край диска или, используя
для наблюдения зеркальное устРис. 5.19. Стробоскоп, располо- ройство, помещать их на нижнюю
женный под диском проигрываповерхность диска.
теля «Гарард Зиро 100») :
На стробоскопическом диске
имеются черно-белые метки, число
которых ВЫбранО ТаКИМ образОМ,
ЧТО при освещении лампой, д а ю ­
щей световые импульсы частоты
100 Гц, они каж утся неподвиж ны ­
ми при номинальной частоте вращения. Если частота вращения от­
личается от номинальной, стробоскопические метки перемещаются.
При быстро вращ ающемся диске
направление перемещения метки
совпадает с направлением вращения диска. При медленном вращ е­
нии метки смещ аются в противоположном направлении.
/ — диск проигрывателя; 2 — окошко
для наблюдений; 5 — диск стробоскопа;
Число стробоскопических меток можно подсчитать по формуле
2 /с е т и ‘ 60
^ди ска ’
где /сети — частота сети, Гц; Цдиска — частота вращения дис­
ка, м и н - ’. Из этой формулы следует, что при частоте вращения
ЗЗ’/з м и н - ’ диск долж ен иметь 180 меток, а при частоте вращения
45 м и н - ’ — 133 метки, и т. д.
П риведенная
выше зависимость предполагает, что диск за
10 мс смещается на ширину одной метки стробоскопа, т. е. каждую
секунду поворачивается на сто меток. Следовательно, если метки
за секунду перемещаются на одно деление, частота вращения откло­
нилась от номинального значения на 1%.
Д ля освещения меток стробоскопа мож ет быть использован
только безынерционный источник света. Хорошо оправдали себя
лампы тлеющего разряда и миниатюрные неоновые трубки (рис. 5.18
и 5.19).
При использовании стробоскопа, освещаемого источником света,
питающегося от сети, точность установки одинакова с точностью,
с которой поддерж ивается частота сети. В Западной Европе и Вен­
грии отклонение частоты сети от номинального значения не долж но
превышать ± 0 ,2 % . Следует отметить, что в проигрывателях с эле­
ктронным приводом видимые колебания меток стробоскопа, из-за
добротности привода, показывают кратковременные изменения ча­
стоты сети.
5.5. ПАНЕЛЬ, КОРПУС И ПЫЛЕЗАЩИТНАЯ КРЫШКА
Д о сих пор рассматривались части движущ его механизма: дви ­
гатель, система передачи, диск и подшипники. Чтобы проигрыватель
128
Рис. 5.20. Три пути распространения вибраций от движущ его ме­
ханизма:
/ — головка
звукоснимателя; 2 — тонарм; 3 — диск; 4 — подшипник;
тивовес; 6 — двигатель; 7 — подшипник; 8 — панель
5 — про­
МОГ работать, все эти узлы соединяются при помощи панели и кор­
пуса.
Н а рис. 5.20 показаны три пути, по которым рокот достигает
иглы звукоснимателя. По первому пути вибрации двигателя переда­
ются диску через промежуточный ролик или пассик, по второму —
через подвеску двигателя, панель и опорный подшипник и, наконец,
по третьему — через подвеску двигателя, панель, тонарм и головку
звукоснимателя. Во всех трех случаях важно, чтобы меж ду дви га­
телем и подшипником диска имелись упругие звенья. Н аиболее ч а ­
сто это достигается подвеской двигателя на амортизаторах из м яг­
кой резины или пружинных амортизаторах. Существуют конструк­
ции, в которых двигатель жестко крепят к корпусу, а диск и
тонарм располагаю т на промежуточном шасси с гибкой подвеской.
Последнее решение имеет много преимуществ, ибо в этом случае
при движении органов управления проигрывателя, например при
срабатывании микролифта, на звукосниматель передаются ослаблен­
ные толчки.
При упругом закреплении панели следует заботиться о том, что­
бы ее масса и упругость подвески не образовали систему, частота
собственных колебаний которой попадает в упоминавшийся ранее
диапазон. У проигрывателя TD125 фирмы «Торенс» частота соб­
ственных вертикальных колебаний равна 4 Гц, а горизонтальных
2,4 Гц. Поэтому внутри пружины подвески целесообразно поме­
стить какой-либо гасящий колебания материал, например губку.
При упругой подвеске крепление следует располагать над центром
тяжести панели.
П анель с большой массой особенно нечувствительна к акустиче­
ской обратной связи. Т яж елая панель может быть изготовлена из
многих материалов, например бронзы, мрамора или бетона. В д о ­
машних условиях наиболее просто набить песком деревянный ящик
с двойными стенками, имеющий соответствующие размеры. Д осто­
инством такой конструкции является то, что из-за зернистой
структуры песка попадающие извне колебания передаются очень
слабо.
Основные органы управления проигрывателя (тумблер включе­
ния — выключения, переключатель частоты вращения и микролифт)
следует, по возможности, изолировать от системы диск — тонарм с
129
помощью упругих элементов. Д л я этой цели обычно применяют гиб­
кие муфты и гибкие провода.
Собственно корпус представляет собой деревянный ящик, в ко­
тором укрепляют панель проигрывателя. В некоторых оригиналь­
ных конструкциях (консоль «Дю ал СК20») лицевая панель корпуса
откидывается вниз и в открывающемся пространстве можно содер­
ж ать различные детали, как например, центрирующую шайбу, смен­
ный вал, запасную головку звукоснимателя, кисточку для очистки
иглы и т. д. В корпусе заводских проигрывателей часто предусмат­
ривается пространство, в котором можно расположить предвари­
тельный усилитель магнитного звукоснимателя.
Во всем мире большое внимание уделяется защ ите проигрыва­
телей от пыли. Все новейшие проигрыватели покрываются прозрач­
ной или слабоокрашенной крышкой из плексиглаза. Большие
крышки относительно дороги, поэтому на более дешевых проигры­
вателях устанавливаю тся небольшого
размера
плексиглазовые
крышки, которые нельзя закры ть при проигрывании пластинки.
Крышку из плексиглаза не рекомендуется протирать сухой тряпкой,
так как при этом она получает статический заряд, к ней прилипает
пыль и при последующих протирках мягкий синтетический материал
может поцарапать крышку.
Существуют пылезащитные крышки специального исполнения,
открывающиеся не более чем на 30° и фиксирующиеся в этом по­
ложении каким-либо упругим механизмом или механизмом, рабо­
тающим на трении. Такие крышки ускоряют смену пластинок и
делаю т ее более безопасной. В современных квартирах удобно, если
провода и конструкция крышки из плексиглаза позволяют распо­
ложить проигрыватель вплотную к стене.
Если пылезащитная крышка приподнимается, вращ аясь вокруг
шарнира, при ее открывании и закрывании в проигрыватель всегда
всасывается порция воздуха, пыль из которого затем оседает на
пластинку. П оэтому в последнее время отдельные пылезащитные
крышки уж е имеют конструкцию, при которой передняя панель
мож ет открываться отдельно («Дю ал СН21»). Новейшими решения­
ми являю тся конструкции с раздвижными дверцами или дверцами
типа жалюзи.
6. П Р О И Г Р Ы В А Н И Е
ПЛАСТИНОК
Комплект оборудования для домашней студии нигде строго не
определен. Во всяком случае она долж на содерж ать источник зв у ­
ка, усилители и один или несколько акустических агрегатов. И сточ­
ником звука может быть проигрыватель, радиоприемник или м аг­
нитофон. Многие любители ограничиваются только проигрывателем
и радиоприемником, но в действительности полный комплект пред­
полагает наличие магнитофона.
Д ля домашнего звуковоспроизводящ его устройства лучше всего
приобрести проигрыватель высокого качества. Со временем усили­
тель и акустические излучатели мож но заменить устройствами луч­
шего качества. Но не так просто совместить совершенный проигры­
ватель с коллекцией пластинок, уж е испорченных проигрывателем
130
низкого качества. Следовательно, первым шагом долж ен быть вы­
бор проигрывателя.
6.1. ВЫБОР ПРОИГРЫВАТЕЛЯ
При выборе проигрывателя можно использовать различные
принципы. Н а первое место, как правило, ставятся качественные
параметры. После них следуют показатели, связанные с удобством
обслуживания.
В отношении качественных параметров в Венгрии действует
стандарт M S Z 11134-71*. Поступающие в продаж у установки, соглас­
но этому стандарту, включаются в одну из трех категорий, лучшая
из которых имеет обозначение 1. Так как эта классификация
покупателям, как правило, неизвестна, в табл. 6.1 для информации
приводятся основные параметры. Интересно сравнить их с соответ­
ствующими параметрами известного стандарта DIN45500, принимае­
мого в качестве меж дународного для систем высшего класса каче­
ства. Предписания этих стандартов могут помочь при оценке каче­
ства многочисленных типов проигрывающих устройств.
Об удобстве обслуживания уж е говорилось при рассмотрении
тонармов движущ его механизма. В США для обычных пластинок
давно выпускаются автоматические проигрыватели, первая модель
которых имела массу 40 кг. В этом отношении в настоящее время
проигрыватели мож но разбить на три группы. К первой относятся
проигрыватели с ручным управлением. У них тонармы устанавли­
ваются над вводной или переходной канавкой вручную, опускание
головки на пластинку мож ет быть осуществлено микролифтом, но
звукосниматель, дойдя до последней замкнутой канавки, будет про­
игрывать ее до тех пор, пока его не поднимут вручную (в немодулированной канавке игла изнаш ивается мало).
Ко второй группе относятся полуавтоматические устройства, в
которых тонарм автоматически устанавливается на вводные кан ав­
ки пластинки данного диаметра, а после проигрывания поднимается
вверх и возвращ ается в исходное положение. К таким устройствам
предъявляю тся все более жесткие требования, так как для их об­
служивания не нужны специальные навыки.
К третьей группе относятся полностью автоматические проигры­
ватели, которые помимо вышеуказанных операций осуществляют
такж е смену пластинок. Обычно они позволяют непрерывно про­
игрывать шесть — восемь пластинок с одинаковыми, а иногда и
разными диаметрами. В таких проигрывателях-автоматах приме­
няется, как правило, слож ная механическая передача, а в послед­
них моделях можно встретить и электронные блоки управления. Н е­
обходимо, однако, отметить, что ценную пластинку хорошего каче­
ства нельзя проигрывать на устройствах для автоматической смены
пластинок. При срабатывании механизма этого устройства хр ан я­
щиеся на упорах шпинделя пластинки сбрасываю тся на вращ аю щ ий­
ся диск или лежащ ую на нем пластинку и прилипшие частички
* В Советском Союзе электропроигрывающие устройства (ЭПУ)
выпускаются по ГОСТ 18631-73, в котором все ЭПУ по качествен­
ным показателям разделены на четыре класса. Нормы на ЭПУ выс­
шего класса по некоторым параметрам лучше норм, предусмотрен­
ных стандартом M S Z 11134-71. — Ярмж. рео.
131
Таблица
6.1
Параметры стереофонических проигрывателей
по стандартам DIN45000 и M S Z 11134-71
Название парметров,
единицы измерений
М аксимальное
отклонение
от номинальной частоты
вращения, %
Коэфициент
детонации,
%, не более
Невзвешенное
отношение
сигнал/рокот, дБ, не ме­
нее
Взвешенное отношение сиг­
нал/рокот, дБ, не менее
Рабочий диапазон частот,
Гц
Допустимые отклонения, дБ
Р азб алас каналов, дБ, не
более
Разделение, дБ, не менее
М аксимальные нелинейные
искажения, %
П риж имная сила, мН, не
более
Гибкость, м/Н, не менее
Радиус закругления иглы,
мкм
Эффективная масса, приве­
денная к игле, мг, не бо­
лее
Выходное напряжение, и з­
меренное при колебатель­
ной скорости 10 см/с, мВ
MSZ 11 134 =.71
DIN 45000
I
II
III
± 1 ,2
± 2,2
± 2,2
± 0 ,1 5
± 0 ,1 5
± 0,2
± 0 ,3
35
39
34
31
55
40—
— 12 500
±3
3 1 ,5 — 16,000
±5
50—
- 1 2 500
±5
50— 10 000
±5
2
—
2
20
3
15
4
12
1
2
5
10
50
4*10-3
30
50
70
15±3
15± 2,5
15± 2,5
15± 2,5
+ 1,5;— 1
—
—
—
2
8 -2 0
пыли неминуемо втираются в канавки. Н евозможность применения
очистителя в проигрывателях с автоматической сменой пластинок
(его можно укрепить только на головке звукоснимателя) неизбеж ­
но приводит к постепенному увеличению уровня шума.
Следует такж е отметить, что внешний вид проигрывателя до л ­
жен, по возможности, гармонировать с другим электроакустическим
оборудованием. Эта проблема не возникает, если проигрыватель с
усилителем и, мож ет быть, с акустическими системами составляет
единый блок или эти устройства изготовлены на одном заводе.
В Венгрии из трех крупнейших предприятий, выпускающих элек­
троакустическое оборудование в настоящ ее время только на одном
изготовляю тся проигрыватели и их форма не согласуется даж е с
формой усилителей, выпускаемых на этом ж е заводе.
Помимо подбора по внешнему виду устройств отечественного
и зарубеж ного производства, трудности могут возникнуть и при
соединении проводами с разъемами, изготовленными по различным
132
Т а б л и ц а 6.2
проигрыватели с пьезоэлектрическими звукоснимателями
Фирма-изго­
тови тель
«Супрафон»
«RFT»
«Гарард»
со
со
Тип
GC070
НС12
НС13
НС 140
при­
Тип гол ов­
Частотная
жимная
ки зв у к о ­ характеристи­ сила,
снимателя ка, Гц ( ± 6 дБ)
мН
2 0 -2 0 -1 0 3
VK4302
VK4302
J «Perfekt 006»
«Мапасог»
50
45—60
35— 13,5-10326— 15-103
2 5 -1 6 -1 0 3
10 25S
«Ленко»
L725
«Филипс»
GC004
GC035
GP300
GP300
GA205
GA247
G P200
GP200
Частота
вращения,
мин—‘
Отклоне­
ние часто­ К оэф ф ици­
ты вращ е­ ент д е т о ­
нации, о/о
ния, о/о
33; 45
ib; 33; 45
16; 33; 45
1,5
1 ,6 -3 ,4
2
0,28
25
25—29
16; 33; 45; 78 0,13— 1,2
0,15
24—36
0,2
36
40
33; 45; 78
Смена
пласти­
нок
Р ем ен ­
ный при­
вод
Смена
пласти­
нок
16; 33; 45; 78
2 0 -1 5 - 1 0 3
П рим еча­
ние
27
33
30
16; 33; 45; 78 1 ,1 — 2
0,3— 0,4
16; 33; 45 0,23—0,9 0,12—0,18
35—50 33; 45; 78
«Ронет»
107
0,26
0 ,1 1
О тнош ение
си гн ал/ро­
кот, д В .б е з
взвеш ива­
ния
1 ,7 - 3
0,08—
— 0,09
35
Смена
пласти­
нок
Т а б л и ц а 6 .[
Проигрыватели с головками звукоснимателя высшего класса
нф
®
SSм
«
Ф ирма-изгото­
витель
Тип
Частота вра­
щения, мин — 1
S о ю
Пр им еч ан ие
В
о cj <=t Э
«BEAG»
СВО-21
33; 45
0,1
«Банг энд
Олуфсен»
1000
1200
1800
1900
4000
6000
А 33; 45; 78
А 33; 45
А 33; 45
33; 45
В 33; 45
В 33; 45
0,15
0,15
0,15
0,07
0,05
0,05
ВА 1б; 33; 45; 78
0,12
«Браун»
PS430
38
Асинхронный
двигатель с
электронным ре­
гулированием
35
42
45
45
42
Регулировка
частоты в р а щ е ­
PS500
PS600
«BSR»
«Дюал»
«ЕМТ»
«Гарард»
134
ВА 16; 33; 45; 78
33; 45; 78
PS1000
С139
М Р60
МР128
Р144
16; 33;
16; 33;
16; 33;
16; 33;
16; 33;
1214
1216
1219
1225
1226
1228
1229
601
701
927
928
930
950
401
SP25
М кШ
Zero 100
33;
33;
33;
33;
33;
33;
33;
45;
45;
45;
45
45
45
45;
33;
33;
33;
с)3;
33;
33;
*53;
45
45;
45;
45;
45;
45;
45;
с)3; 45
45
45
45
45
45
78
78
78
0,1
45
0,07
45
0,15
0,2
0,2
0,09
0,06
0,03
0,05
0,08
0,075
50
42
50
40
0,12
0,06
0,15
0,12
78
78
78
78
78
78
78
35
35
35
35
38
42
37
38
39
42
0,15
ния ± 3 %
Регулировка
частоты вращ е­
ния ± 2,5 %
Регулировка
частоты вращ е­
ния ± 3 ,5 %
Привод с двумя
пассиками
0,08
0,14
Без тонарма
0 ,0 3
Квазитангенци­
альный тонарм
Продолжение табл. 6.3
Ф ирма-изгото­
вител ь
Тип
Н
Яоо
о>
нi
§сSо3
—ж
I!
II
hzs
sg -si
В 33; 45
0,09
58
А
В
А
В
В
В
1 6 -7 8
33; 45
1 6 -7 8
33; 45
33; 45
33; 45
0,12
0,12
0,06
0,08
0,08
0,08
40
38
43
в
33;
16;
1б;
33;
33;
33;
33;
33;
33;
33;
33;
33;
33;
33;
0,08
0,2
0,17
0,17
0,15
0,15
0,1
0,08
0,2
0,2
0,2
0,2
0,13
0,1
45
37
37
38
38
38
43
43
35
38
38
§Q
C
о,
с
Ч а с т о т а вра­
щения, м ин — ^
s
«ХарманКардон»
«Ленко»
«ПерпетуумЗбнер»
«Филипс»
В55
L65
L75
L82
L84
L85
L90
2001
2010
2014
2016
2018
2020
3060
317
308
408
427
202
212
209
«RFT»
«Телефункеи»
« 1оренс»
G ran at
216
Opal
216
W248
W268
S500
S600
TD124
TD150
TD125
А
А
А
А
А
А
А
А
В
В
В
в
в
45
33; 45; 78
33; 45; 78
45; 78
45; 78
45; 78
45; 78
45; 78
45
45
45
45
45; 78
45
gч
45
40
42
в
в
33; 45
0,08
43
33; 45
0,15
38
в
33
0,15
38
А
А
В
В
33;
ьЗ;
33;
33;
0,15
0,12
0,08
0,08
37
40
45
45
45
45
45
АВ 16; 33; 45; 7
В 33, 49В 16; 33; 45; 78
0,1
0,09
0,06
45
43
48
ж
П р и м еч а н и е
С тангенциаль­
ным тонармом
«Rabco ST7»
Бесступенчатый
регулятор часто­
ты вращения
Синхронный
двигатель с
электронным
приводом
Д вигатель по­
стоянного тока
с электронным
приводом
С тремя двига­
телями
Д вигатель по­
стоянного тока
с электронным
приводом
Сдвоенный син­
хронный дви­
гатель с элек­
тронны м при­
водом
135
Окончание табл. 6.
Но
О)
Ф ирма-изгото­
в ите ль
Ч а ст о т а в р а ­
Тип
о
со
S
.
11
щения, м и н ~ ‘
Си
а Ч <u 5
Пр им еч ан ие
s tQ §
о о ч Э
с
«Тесла»
i S5
в'
S о £
TD145
в
33; 45
0,06
45
TD160
TD 165
NC410
в
в
33; 45
33; 45
33; 45
43
43
40
NC440
в
33; 45
0,06
0,06
0 ,0 9 - 0,1
0,11
Электронный
автостоп
40
П р и м е ч а н и я : 1. А — фрикционная передача; АВ — улуч­
шенная фрикционная передача, В — ременная передача; ВА — не­
прямая ременная передача; Д — прямой привод.
2.
У проигрывателей фирмы «Биг» отклонение частоты вра­
щения составляет 0,8%, а у проигрывателей типа NC410 и NC440
(фирма «Тесла») 0,2—0,5 и 0,5% соответственно.
стандартам. Но эта проблема, при наличии некоторого навыка, ре­
ш ается довольно просто.
При проектировании домашней студии всегда следует помнить
старую пословицу, согласно которой прочность всякой цепочки
определяется прочностью ее самого слабого звена. Нет смысла к
усилителю высшего класса подключать акустические системы сред­
него качества или в высококачественный проигрыватель ставить д е ­
шевую головку звукоснимателя. Следовательно, целесообразно при­
держ иваться принципа равновесия качественных параметров.
В табл. 6.2 представлены основные показатели проигрывателей,
поступивших в различные годы в торговую сеть Венгрии. Некоторые
технические данные зарубежных головок звукоснимателей, получив­
ших распространение в последнее время, представлены в табл. 6.3.
Эти головки могут работать с различными усилителями. Об устрой­
ствах со встроенными усилителями и громкоговорителями в по­
следнее время в специальных ж урналах появилось несколько под­
робных сообщений.
6.2. ПОКУПКА ПРОИГРЫВАТЕЛЯ
И ВВОД ЕГО В ЭКСПЛУАТАЦИЮ
Читатель, по всей вероятности, ож идает советов о том, на что
следует в первую очередь обратить внимание при покупке проигры­
вателя. Возможно, мы разочаруем егО, посоветовав проверить толь­
ко внешний вид устройства и убедиться, что на нем нет повреж де­
ний. Объяснить это можно очень просто. В большинстве венгерских
специализированных магазинов сегодня еще нет условий для осно­
вательной проверки проигрывателя при его покупке. Какой смысл
в проверке, при которой рядом с проигрывателем на полной громко­
сти опробуются переносной радиоприсмиик или даж е пылесос.
С другой стороны, может случиться, что признанный хорошим
при опробовании образец непрофессионально упакован после осмот­
ра, например не закреплены двигатель и тонарм или не снят диск
136
Piic. 6.1. И ндикатор уровня для диска проигрывателя:
1 — резиновая
прокладка; 2 — измеритель уровня; 5 — диск из
4 — юстировочный винт; 5 — основа из оргстекла
оргстекла;
С подшипника. Качество устройства не улучшится от того, что при
доставке домой игла звукоснимателя несколько раз стукнется о
шасси проигрывателя или вал двигателя согнет какую-нибудь д е­
таль. А все это уж е происходило не один раз.
П оэтому лучше купить проигрыватель в неповрежденной з а ­
водской упаковке, а после доставки домой осторожно вскрыть ее
и в спокойных условиях проверить основные параметры устройст­
ва. При наладке лучше всего воспользоваться советами, инструмен­
том и приборами знакомого специалиста или владельца проигры­
вателя, обладающ его опытом и специальными знаниями.
Сначала определяют постоянное место для проигрывателя.
По возможности оно не долж но находиться в углу комнаты, пото­
му что при этом возникает наибольш ая опасность акустического
возбуж дения. Проигрыватель помещается на полку на такой высо­
те, чтобы его не мог достать ребенок, но при этом было бы удобно
обслуживать. Самое лучшее, когда плоскость пластинки распола­
гается ниже уровня глаз на достаточном расстоянии
(примерно
30 см). Следует проверить по описанию устройства, имеются ли
винты, которые на время транспортировки закрепляю т двигатель,
диск или тонарм. П еред вводом в эксплуатацию их следует отвер­
нуть. Необходимо проверить, действует ли привод без диска и н а­
сколько тихо он работает. Проверяют, не препятствуют ли какиелибо детали свободному вращению диска и движению тонарма, н а­
пример, устройство автостопа. Н а тонарм устанавливаю т противо­
вес и головку звукоснимателя, приблизительно выставляю т прижим­
ную силу. Н а неподвижный диск помещают пластинку, опускают
звукосниматель и закрываю т прозрачной пылезащитной крышкой.
В таком положении устройство выставляю т горизонтально так, что­
бы при медленном повороте диска на 60—90° индикатор уровня не
показывал большого отклонения.
Индикатор уровня, изготовленный в домашних условиях, пред­
ставлен на рис. 6.1. Установить проигрыватель горизонтально м о ж ­
но и при помощи плоской пластинки и небольшого шарика. В спе­
циализированных магазинах многих стран
можно приобрести
специально сконструированный для этой цели индикатор горизон­
тального уровня.
137
После^ выравнивания по горизонтали повторяют регулировк
прижимной силы. Н а этот раз устанавливаю т точно предписанно
значение, которое проверяют измерителем прижимной силы. Таки'
измерители бывают или пружинной системы
(«Коррекс», «Хаг
Стрейот», Берн), или работаю т по принципу весов (SFG -2, фирм!
«Шур», «Транскриптор»). К недостаткам пружинной системы от
носится измерение прижимной силы в нерабочем положении иглы
а такж е снижение точности измерений при старении материала пру
жины. И змеритель силы производства «Шур» поится на подшипнию
на лезвиях, обладающ ем малым трением. Определение положени
равновесия стрелки облегчается зеркальной подставкой. Весы имею'
два диапазона измерений: 5— 15 и 10—30 мН, точность ± 1 мН.
Измеритель прижимной силы фирмы «Транскриптор» представ
ляет собой настоящие миниатюрные весы с жидкостным индикато
ром уровня и крохотными гирьками. В крошечную чашечку весо!
кладут гирьки, соответствующие прижимной силе, которую желаю'
установить. Точной установкой противовеса, имеющегося на лругоь
плече весов, уровень выравнивается. Затем, ставя на резиново(
покрытие чашки иглу звукоснимателя,
имеющимися на тонарм^
средствами регулировки прижимной силы вновь следует выставит]
уровень горизонтально. Согласно данным завода-изготовителя изме
ритель работает в интервале 0,5—50 мН, с точностью 0,2 мН.
После этого регулируется противоскатывающее устройство спо
собом, данным в описании проигрывателя. Следует иметь в виду
что при влажном проигрывании скатываю щ ая сила уменьшается
П роверяется перпендикулярность иглы к пластинке при рассматри
вании спереди, а если смотреть на головку сбоку, то иглодержател)
долж ен образовы вать с плоскостью пластинки угол около 15°.
После этого проигрыватель включают. По меткам стробоскопа
проверяют соответствие частоты вращения установленному значе
нию и влияние устройства протирки пластинки на затормаж иванш
диска. П роигрыватель подключают к усилителю и при помощи уста
ПОБОЧНОЙ стереофонической пластинки проверяют правильность ка
налов и разделение меж ду ними.
Детонацию проигрывателя проверяют по колебаниям высоть
тона рояля. Д ля этой цели можно предложить, например, концерн
для фортепьяно М и-бемоль-мажор Бетховена, который можно най
ти на пластинках многих выпусков. Из них следует выбрать экзем
пляр с возможно меньшим эксцентриситетом центрового отверстия
Если при освобождении от упаковки на поверхности движущег(
механизма были оставлены отпечатки пальцев, их удаляю т ваткой
смоченной спиртом; такие отпечатки могут послужить причиной не
приятных колебаний высоты звука.
Затем проверяют частотную характеристику проигрывателя
Первое впечатление можно получить при прослушивании пластинкг
с записью различных частот (или провести с ее помощью измере
ния). Д л я проверки звучания на низких тонах выбирают пластинку
с записью органной музыки (например, Пахельбель, «Прелюди?
Ре-бемоль»), трубы или контрабаса. Звучание на средних частота>
проверяют по женскому голосу, а на самых высоких частотах —
при воспроизведении скрипки, «треугольника» и рояля (например
Чайковский «И тальянское каприччио»). Д л я любителей легкой му
зыки предлагаются записи, свободные от электронных искажений
И скаж ения головки звукоснимателя проверяют при проигрыва
НИИ записи оркестра с большим динамическим диапазоном. Особен­
но хороши для этой цели произведения Берлиоза и Вагнера, н а­
138
пример IV и V части «Фантастической симфонии», «Реквием» и др.
Д л я проверки переходной характеристики прослушивают сонату
для двух фортепьяно и ударных инструментов.
П осле воспроизведейия музыкального отрывка для проверки
искажений следует проверить, не прослушиваются ли через громко­
говорители щелчки при включении или выключении двигателя, а
такж е фон при приближении головки звукоснимателя к двигателю.
Следует проверить, не снизится ли фон, если сетевую вилку
проигрывателя (или усилителя) вставить в гнездо розетки, повер­
нув на 180°. Точно так ж е проверяют, не вызывают ли сигнальные
провода проигрывателя паразитного высокочастотного приема или
возбуж дения усилителя. Это явление особенно проявляется в вечер­
ние часы, когда без пластинки при выведении ручки громкости уси­
лителя могут прослуш иваться одна или несколько радиостанций.
Устранение такого дефекта, как правило, вызывает большие тр у д ­
ности. Н адеж ная защ ита может быть осуществлена многократным
заземлением или соответствующими конденсаторами и ферритовыми
сердечниками. Наконец, с большой осторожностью производят экс­
перимент, относящийся к динамическим свойствам тонарма (см.
§ 4.1). С помощью измерительной пластинки проверяют способность
следования звукоснимателя по канавке.
6.3. У С И Л И ТЕ Л И
Согласование пьезоэлектрических звукоснимателей. Ч астотная
характеристика пьезоэлектрических звукоснимателей задается с д о ­
пуском ± 6 дБ. Этот качественный параметр, а такж е гибкость
подвижной системы и связанная с ней чувствительность кристалли­
ческого звукоснимателя, как правило, сохраняю тся приблизительно
в течение года. П оэтому запасную головку в заводской упаковке с
пьезоэлементом из сегнетовой соли, входящую иногда в комплект
аппаратуры, следует вскрывать непосредственно перед установкой
в держ атель тонарма.
Работу кристаллического звукоснимателя можно объяснить, р ас­
сматривая его как чувствительный к амплитуде генератор тока зв у ­
ковых частот. Ток, возникающий в кристалле благодаря движению
иглы, чразвычайно мал (0,2—0,5 мкА). П оэтому при подключении
головки звукоснимателя с большим собственным внутренним сопро­
тивлением, например к усилителю с входным сопротивлением
0,5— 1 МОм, можно получить напряжение 0,1—0,5 В. Подъем высо­
ких частот, обусловленный характеристикой записи на лаковый
диск, компенсируется собственным внутренним сопротивлением кри­
сталла, имеющим емкостной характер. О днако результаты компен­
сации получаются различными из-за сильной зависимости собствен­
ного сопротивления кристалла от температуры, влаж ности и часто­
ты (рис. 6.2).
Н а основе представлений о генераторах тока кристаллические
звукосниматели целесообразно подключать к нагрузке со значитель­
но меньшим сопротивлением, чем их собственное внутреннее сопро­
тивление (предполагая внутреннее сопротивление 160 кОм и собст­
венную емкость 100 пФ на частоте 1 кГц). При сопротивлении н а­
грузки в 5 кОм звукосниматель уверенно воспроизводит сигналы
до наивысшей частоты 13 кГц. П равда, теперь его выходное напря­
жение составляет только 2,5 мВ, но зато оно не зависит от изме­
нения перечисленных выше факторов. Естественно, при такой на-
139
дБ
^10
i
Рис. 6. 2. Теоретическа!
частотная
характери
стика предварительной
усилителя для
звуко
снимателей,
чувстви
тельных к скорости V \
амплитуде А
^10
О
-10
W
-А
го
50
100 гоО
sooiooo
оооо г и,
грузке внутреннее сопротивление кристалла не мож ет скомпенсиро
вать характеристику записи с постоянными времени в точках пере
гиба 75, 318 и 3180 мкс. П оэтому в этом случае, так ж е как и прр
магнитных звукоснимателях, следует использовать специальные
частотозависимые звенья. Их можно применить в предварительно\
усилителе, который долж ен примерно в 100 раз усиливать напряж е
ние, сниженное до 2,5 мВ
Н апряжение с керамических звукоснимателей, как правило
меньше напряжения, получаемого с кристаллических, но оно практи­
чески не зависит от температуры и влажности. Однако и в этом
случае на выходе звукоснимателя целесообразно поставить коррек­
тор и предварительный усилитель, так как при последующем пере­
оборудовании проигрывателя и установке в него магнитного звуко­
снимателя вся переделка сведется к выпаиванию двух нагрузочны:<
сопротивлений.
Предварительный усилитель для магнитного звукоснимателя.
П редварительный усилитель для головки звукоснимателя с подвиж ­
ным магнитом должен иметь малый уровень шумов, большую чув­
ствительность и большой запас по модуляции при малых искаж е­
ниях. Оптимальное значение входного сопротивления обычно указы ­
вается в паспорте, прилагаемом к головке звукоснимателя. Н апри­
мер, для головки GP400 фирмы «Филипс», поступающей в продажу
и в виде отдельного блока, предписывается сопротивление нагрузки
на каж ды й канал по 47 кОм при максимальной емкости кабеля
250 пФ. Входное сопротивление усилителя не долж но отличаться от
заданного больше чем на 10%. Д л я увеличения отношения сиг­
нал/шум предварительный усилитель помещается в экранирующий
от магнитных полей металлический корпус (алюминий и медь для
этой цели не годятся). Усилитель, для снижения емкости кабеля,
монтируют в корпусе проигрывателя как можно ближе к звукосни­
мателю. Следует обратить внимание на то, чтобы после подпайки
соединительных проводников не образовалась замкнутая зазем л я­
ющая петля. Уровень сетевых помех можно снизить, выбрав под­
ходящ ее место для усилителя внутри корпуса проигрывателя.
Д л я питания усилителя целесообразно использовать батарею
плоских элементов. И з-за малого потребления тока срок службы
одной батареи составляет в среднем 2—3 месяца. М ожно такж е
применить дистанционное питание предварительного усилителя.
’ В Советском Союзе в настоящее время не выпускаются кри­
сталлические головки звукоснимателей. — Ярпж. ред.
встроенного в проигрыватель, использовать для этой цели экраны
сигнальных проводов правого и левого каналов, соединяющих про­
игрыватель и усилитель.
Неприятностей, возникающих из-за ошибочной перестановки
разъемов, можно избеж ать, если напряжение от стабилизированно­
го блока питания подавать на экран через последовательно под­
ключенное сопротивление, а в усилителе требуемое напряжение
устанавливать стабилитроном (диодом Зен ера). Если при сетевом
блоке питания с большим внутренним сопротивлением из-за значи­
тельного подъема на низких частотах в предварительном усилителе
при выведенном потенциометре регулятора громкости возникают
биения, целесообразно предварительный усилитель запитать от соб­
ственного сетевого блока питания. Рационально подавать перемен­
ное напряжение на сетевой трансформатор предварительного усили­
теля одновременно с включением двигателя проигрывателя. Р а з ­
меры этого трансформ атора долж ны быть такими, чтобы при н а­
пряжении в сети 220 В ± 1 0 % не было перенасыщения. Фон с часто­
той 50 Гц из-за неизбежного рассеяния можно ослабить, применив
замкнутый медный виток (медную ф ольгу), окружаю щий транс­
форматор снаружи.
Схемы предварительных усилителей на транзисторах и на ин­
тегральных микросхемах представлены на рис. 6.3. Транзистор Т1
(ВС109С) работает в режиме с наименьшим шумом, соответствую ­
щим сопротивлению генератора 1 кОм.
Цепь R C обратной связи вместе с сопротивлением в цепи эмит­
тера транзистора Т1 формирует характеристику, обратную х а р а к ­
теристике записи. Если значения этих пяти элементов подобрать
с допуском 1%, частотная характеристика предварительного усили­
теля будет удовлетворять требованиям, предъявляемым к усили­
телю. Если на выход транзистора Т2 подключить эмиттерные повто­
рители, которые в одном из каналов нагруж аю тся делителем на
сопротивлениях, снижающим напряжение на 2 дБ, а в другом к а ­
нале установочным потенциометром с пределами регулирования
± 2 дБ, то можно выровнять каналы звукоснимателя на одной ча­
стоте. Эта регулировка осуществляется при воспроизведении сигна­
ла 1000 Гц с амплитудой колебательной скорости 10 см/с и точно
установленной противоскатывающей силой.
Оконечные усилители. С выхода предварительного усилителя
снимается сигнал с относительно высоким уровнем и линейной ча­
стотной характеристикой. Этот сигнал мож ет быть использован для
записи на магнитофон. Д алее он усиливается по мощности оконеч­
ным усилителем до уровня, необходимого для работы акустических
систем. Однако идеальные акустические системы и безупречные
по акустике жилые помещения на практике не встречаются, поэто­
му до оконечного усилителя устанавливаю тся разнообразные схемы
регулирования уровня звука и его тембра (рис. 6.4). Регуляторами
тембра можно снизить или увеличить усиление на низких или высо­
ких частотах по сравнению со средними (800— 1000 Гц). В отдель­
ных усилителях имеются так называемые фильтры рокота и шума
пластинки. Но они ни рокот, ни шум пластинки не устраняют, а
лишь ослабляют усиление на нижнем и верхнем участках полосы
звуковых частот. При этом такж е ослабляются и полезные сигналы,
несущие информацию о программе, записанной на пластинке. П о­
этому лучше устранить первопричину, например рокот, чем исполь­
зовать эти фильтры. И ногда можно встретить и регулятор со зна141
ТБ
ВСЮ!
тв
Рис. 6.3. Принципиальные схемы предварительных усилителей на
транзисторах (а) и интегральных микросхемах (б). Цифры в скоб­
ках означают выводы правого канала
ком «presence» (эффект присутствия), при помощи которого можно
вызвать подъем на несколько децибел на частотах 1,5; 2,2; 3 или
4 кГц. Б лагодаря этому голос певца или некоторые солирующие
инструменты будут звучать чище и ближе, что вызывает впечатле­
ние присутствия.
П равильная слуховая (так назы ваемая физиологическая) регу­
лировка громкости, как правило, мож ет включаться и выключаться
по усмотрению слуш ателя. При ее выключении сигналы на всех
частотах усиливаются одинаково при всех значениях громкости.
Но наш слух при меньшей громкости сильнее ощущает снижение
низких звуков, поэтому при регулировке усилителя по правильному
слуховому восприятию эта особенность слуха компенсируется авто­
матическим подъемом низких частот в размерах, зависящих от
уровня громкости. Громкость двух каналов стереофонического уси­
лителя можно сделать одинаковой при помощи балансного регуля­
тора. Если на усилителе имеется переключатель стерео-моно, при
прослушивании пластинок его всегда следует устанавливать в со­
ответствующее положение.
Современные транзисторные усилители не выходят из строя при
отсутствии нагрузки на входе, но быстро повреждаю тся, если вы­
ходные заж имы закорачиваю тся или к усилителю подключаются
громкоговорители с сопротивлением много меньше номинального.
П олупроводниковые усилители необходимо защ ищ ать и от случай­
ного перегрева.
При размещении усилителя следует обратить внимание на то,
чтобы его выходной трансформатор не оказался слишком близко от
магнитного звукоснимателя.
При выборе усилителя основным параметром всегда является
его выходная мощность. Однако этот параметр сам по себе еще ни
о чем не говорит. Ибо мощность усилителя зависит от сопротивле-
142
llH
juA 759
(TBA 151)
НИЯ громкоговорителя, и эта зависимость нелинейна, например уси­
литель с мощностью 22 Вт при нагрузке 4 Ом обеспечивает мощ ­
ность 16 Вт при нагрузке 8 Ом и 19 Вт при нагрузке 16 Ом. Если
используются громкоговорители с полным сопротивлением меньше
номинального, то выброс по току, возникающий при включении уси­
лителя, и его рабочий ток перегружают выходной каскад; в то же
время такие громкоговорители меньше демпфируются внутренним
сопротивлением усилителя и поэтому нагрузка на них будет
большей.
Мощность при синусоидальном сигнале измеряется на частоте
1 кГц. П ри этой мощности измеряются такж е нелинейные искаж е­
ния сигнала. Помимо синусоидальной мощности, задается и так н а­
зы ваемая музы кальная мощность усилителя. Так как музыкальный
сигнал состоит из составляющих с различными амплитудами, то его
спектральная мощность в данной полосе больше, чем мощность, из­
меренная на одной частоте, таким образом ее значение в цифровом
выражении получается больше, чем синусоидальная мощность, и
поэтому лучше соответствует целям рекламы. При сравнении к а ­
честв усилителей более характерна синусоидальная мощность. П оня­
тие музыкальной мощности сформулировать трудно. Однако есть
определенный смысл и в этих данных, ибо они даю т значение пи­
ковой мощности, которую усилитель способен обеспечить только
кратковременно. Но для каж дой мощности всегда необходимо за д а ­
вать нагрузочное сопротивление.
Следующим после мощности важным параметром усилителя
является его амплитудно-частотная характеристика. Она указы вает
наивысшую и наинизшую частоты при выходной мощности 1 Вт и
отклонения на границах полосы по отношению к ее центру. П о каза­
тель мощность — ширина полосы измеряется тогда, когда усилитель
выдает по крайней мере половину номинальной мощности.
Важными качественными параметрами являются гармонические
и интермодуляционные искажения. Первые из них оценивают коли­
чество высших гармоник отдельных тонов, а вторые — количество
составляющих, образовавш ихся от двух тонов различных частот.
Гармонические и интермодуляционные искажения усилителя д о л ж ­
ны быть меньше, чем у звукоснимателя. Д ля современных усилите143
WOB
10
J/
Рис. 6.4. Структурная схема и диаграмма уровней звукопроизводя­
щих устройств после проигрывателя:
/ — головка звукоснимателя; 2 — предварительный усилитель для звукосни­
мателей, чувствительных к колебательной скорости; <? — линейный согласую ­
щий каскад; 4 — усилитель и балансный регулятор (линейный или учиты­
вающий особенности сл уха); 5 — регулятор тембра по низким и высоким ча­
стотам, фильтры присутствия, шума пластинки и рокота; 5 — линейный со­
гласующий каскад; 7 — линейный оконечный усилитель; 8 — громкоговоритель
лей ЭТО требование вполне выполнимо. Логично распространить это
положение и на отношение сигнал/шум усилителя и звукоснимателя.
В последнее время все больше внимания обращ ается на второй
основной электроакустический параметр усилителей — их фазовую
характеристику. При линейной фазовой характеристике сигналы
различных частот проходят через усилитель за одинаковое время.
Если при прямолинейной амплитудно-частотной характеристике вы ­
полняется и это условие, то поданный на усилитель прямоугольный
сигнал звуковой частоты с крутыми фронтами не будет иметь вы ­
бросов и искажений горизонтальной части, а такж е не вызовет
самовозбуж дения усилителя.
Суммируя перечисленное, можно сказать, что усилитель являет­
ся наименее уязвимой частью всей стереосистемы.
6.4. АКУ СТИ ЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ
Акустическая система является последним звеном в цепи пере­
дачи звука. Если в качестве излучателя применяются головные
телефоны, то они практически являются окончанием звуковоспроиз­
водящей цепочки. Если излучателем служит громкоговоритель,
встроенный в корпус, то цепь передачи звука дополняется еще од­
ним звеном — акустикой помещения, где происходит прослуш ива­
ние. В действительности мы всегда слышим звуки не только из
громкоговорителя, но и звуки, которые получаются в результате
взаимодействия излучателя и помещения.
Часто упоминаемый стандарт DIN45500 предписывает для каче­
ственного стереофонического воспроизводящего оборудования нали­
чие усилителя с выходной мощностью не менее 2 x 6 Вт. Н о в по­
следнее время на несколько децибел возрос не только динамически?
144
диапазон на пластинках, но и шум в помещении прослушивания.
Таким образом, предполагая К П Д громкоговорителя неизменным,
законно возникает требование увеличения мощности. Но какой она
долж на быть?
К ак правило, считается, что мощность устройства, выраж енная
в ваттах, долж на в 2 раза превышать площ адь помещения в к вад ­
ратных метрах. Согласно этому правилу для комнаты площадью
4 x 5 м требуется усилитель с мощностью 2X 20 Вт. При этом два
громкоговорителя с К П Д , равным 1%, разовью т акустическую мощ ­
ность
2 x 0 ,2 Вт. Если объем помещения К = 6 0 м^ и время ре­
верберации 1 с, то получаемая интенсивность звука:
0 ,1 6 К
0 ,4 .1
0 .1 6 6 0
: 4 .1 0 - 2 Вт/м7
По отношению к уровню Ю-*^ Вт/м7 принимаемого за ноль, это
значение означает интенсивность звука 106 дБ . При этом громкого­
ворители долж ны обеспечивать длительное время мощность 20 Вт
и не повреж даться при перегрузках. Соединительные провода гром­
коговорителя долж ны иметь сечение не менее 2X 0,75 мм7 в против­
ном случае малое внутреннее сопротивление усилителя не будет
достаточно демпфировать колебания диф фузора громкоговорителя.
Место для акустических систем долж но выбираться так ж е тщ а­
тельно, как и для проигрывателя. Д л я стереофонического звуковос­
произведения две акустические системы, по возможности, устан ав­
ливаю т на расстоянии 3 — 4 м одна от другой (рис. 6.5). Стереофо­
нический эффект лучше всего воспринимается на расстоянии 3—4 м
от акустических систем. Н еобходимо так ж е иметь в виду, что при
расположении акустических систем у стены излучение на низких
частотах увеличится на 6 дБ , а вблизи угла — на 9 дБ по сравне­
нию с акустическими системами, расположенными вдали от 1стен.
Второе правило — не располагать акустические системы высоко,
так как из-за отражения звука от пола мож ет возникнуть непри­
ятное ослабление отдельных низких тонов при взаимодействии пря­
мых и отраженных звуковых волн. Например, при расположении
акустической системы на высоте 1,5 м и прослушивании с расстоя­
ния в 4 м отраж енная от пола
звуковая волна проходит путь в
5 м. И з-за разницы в 1 м звуко­
вые волны частотой 170 Гц в за ­
имно компенсируют одна другую.
Следует сказать и о труд­
ности
получения
равномерного
звукового 'ПОЛЯ на высоких час­
тотах. Эта проблема мож ет быть
решена применением
нескольких
головок громкоговорителей
или
одной головки с выпуклой мем­
браной специальной формы. И злу­
чение высокочастотных звуков в
сторону стены мож ет быть реко­
Рис. 6.5. Ц елесообразное р а з­
мендовано в меньшей степени измещение акустических систем
за частотозависимого коэффици­
в помещении:
ента поглощения стен и ухудш аю ­
/ — левая
акустическая система;
щих амплитудно-частотную х ар ак ­
2 — правая акустическая система;
теристику отражений.
Выгодно,
3 — проигрыватель, усилитель
б
Проигрыватели и грампластинки
145
Uh
Ul
t K
T
k
n
U.
ч
k F
ж X;
f -
k P
-
При сложении
сигналоР "ф азе:
U h -U .^ U h
При сложении сигналов
д лротавбфазе
0,1 0,7.50,5 1 7
9 (o/(Oq
В протидофазе
0,1 0,25 0,5
146
1
Рис. 6.6 . Принципиальные схе­
мы, частотные характеристики
и форма импульсных сигналов
разделительных
фильтров
с
крутизной 6 дБ /о ктава (а) и
12 дБ /октава
(б). Ф азовая
характеристика фильтра с кру­
тизной 6 дБ /октава горизон­
тальная
6)
если средне- и высокочастотные головки громкоговорителей нахо­
дятся на высоте головы слуш ателя.
Конструкции головок громкоговорителей могут быть различны­
ми. Полную полосу звуковых частот может излучать одна ш ироко­
полосная головка высокого качества. Чащ е полосу звуковых частот
разделяю т электрическими фильтрами на две-три (иногда и боль­
ше) полосы, и сигналы каж дой полосы излучаются отдельными го­
ловками громкоговорителей (или их группами). В последнем случае
будет меньше модуляционных искажений, обусловленных движением
диффузора, но трудно обеспечить равномерную амплитудно-частот­
ную характеристику. Трудность состоит в том, что различные низко­
частотные и высокочастотные головки обладаю т различными К П Д .
Если принимать во внимание еще и акустику комнаты, то в много­
полосных акустических системах необходимо, чтобы уровень громко­
сти в каж дой полосе регулировался отдельно. Существуют предва­
рительные усилители, разбивающ ие диапазон звуковых частот на
16—24 полосы (например, «Саунд-Крафтсмэн»). С такими устройст­
вами, без сомнения, можно осуществить воспроизведение звука с
оптимальной амплитудно-частотной характеристикой.
Однако амплитудно-частотная характеристика
не является
единственным параметром, который следует учитывать для получе­
ния высококачественного воспроизведения звука. Разделение звуко­
вого сигнала на несколько полос связано с определенными трудно­
стями. Главная из них — наличие индуктивных и емкостных эле­
ментов в делителях частоты, обладающ их большой селективностью
(12 д Б /о к тав а). Эти элементы ухудш ают фазовую и переходную
характеристики акустической системы. И деальным решением пред­
ставляется делитель с крутизной 6 д Б /о ктава (рис. 6.6). Д л я со­
хранения равномерной фазовой характеристики необходимо, чтобы
диффузоры головок громкоговорителей, относящихся к различным
полосам, находились в одной плоскости (рис. 6.7).
Вернемся к амплитудно-частотной характеристике акустической
системы. Ее мож но проконтролировать с помощью измерительного
микрофона, но на громкоговорители нельзя подавать синусоидаль­
ные сигналы, потому что сформировавшиеся в помещении стоячие
волны исказят результаты измерения. Очень просто можно прове­
сти объективное измерение полного электроакустического комплек­
са с помощью измерительной пластинки «Брюэль и Къер QR2011».
Н а этой пластинке в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц записан розо­
вый шум шириной в одну треть октавы. Амплитуда его равномерно
сниж ается с повышением частоты, поэтому содерж ание энергии на
полосе треть октавы одинаково. Экспериментально подтверждено,
что при наиболее благоприятном распределении звуковой энергии
уровень розового шума постепенно спадает к высоким частотам.
Падение начинается примерно от частоты 200 Гц и равно около
3 дБ на декаду, т. е. на частоте 2 кГц оно составляет 3 дБ , на
частоте 20 кГц — 6 дБ.
Помимо рассмотренных до сих пор требований акустическим
системам присущи такж е свойства, определяющие качество звуча­
ния, но их нельзя оценить путем инструментальных измерений
К ним относятся полнота звучания, четкость ^звука, ощущение при
сутствия и, мож ет быть, самое важ ное свойство — окраска звука
Несомненно, лучшими акустическими системами являю тся те, кото­
рые не окрашивают звук, поэтому их звучание трудно отличить от
звучания естественной музыки.
6*
147
□ к
O rC ]
q>
2 С)
■ч
ЛО
Аи
Рис. 6.7. Равномерность акустической фазовой характеристики в з а ­
висимости от расположения головок громкоговорителей
Акустическим системам посвящено уж е очень много специаль­
ных исследований, но еще пока не найдена система, совершенная
со всех точек зрения, простая и деш евая в производстве, надеж ная
и обладаю щ ая большим сроком службы.
Н аибольш ее распространение получили закрытые акустические
корпусы, основным достоинством которых являю тся малые размеры
и отсутствие необходимости подстройки при изготовлении, но их
К П Д очень мал, всего 1%. П равда, преувеличением было бы ож и­
дать от этого угловатого корпуса с объемом в несколько кубиче­
ских дециметров одинаково красивого воспроизведения звучания
органа, рояля, скрипки или трубы, так как у этих инструментов в
процессе их совершенствования сформировалось единство материа­
ла и формы и выработался характерный тембр.
В области закрытых акустических систем каждый год появ­
ляю тся новинки, как, например, система с симметричным приводом
(«Скандина»), в которой не образую тся четные гармоники, или
акустические системы с подвижной обратной связью
(«Филипс
М ЕВ »), которая корректирует движение диффузора на низких
частотах. При помощи специальных делителей можно получить аку­
стические системы с линейной фазовой характеристикой («Банг энд
О луф сен»).
148
и в будущем останутся сторонники компрессированных акусти­
ческих систем с хорошим К П Д , размеры которых при незначитель­
ных изменениях в электронной части могут быть значительно сни­
жены (фильтры Б аттерф орта шестой степени). Хороших результа­
тов можно ож идать и от систем, демпфированных акустической
трубой, создающей на обратной стороне излучающей головки чисто
омическое сопротивление.
Основная трудность электроакустического излучения звука со­
стоит в изготовлении излучателя на большое акустическое сопро­
тивление, т. е. малый сдвиг большой поверхности лучше сочетается
со свойствами воздуха, чем движение маленькой мембраны с боль­
шим ходом. Э та трудность в настоящ ее время лучше всего решена
в двухтактных конденсаторных громкоговорителях. О днако для
большой площади это обходится очень дорого.
Эта трудность мож ет быть решена и при помощи акустического
трансформатора. В этом случае перед обычной головкой, закрытой
с обратной стороны, помещается рупор, расширяющийся по экспо­
ненциальному закону. Коэффициент полезного действия преобразо­
вания получается достаточно высоким и достигает 30%. Это озна­
чает, что при электрической мощности в 1—2 Вт можно получить
силу звука, приближающуюся к порогу болевого ощущения слуха.
И з этого следует, что средней громкости соответствуют очень м а­
лое значение усиления мощности и малые смещения мембраны. По
этой причине малы и искажения. Единственный недостаток состоит
в том, что для излучения звуков частотой 30 Гц необходим рупор
длиной около 5 м, а его большой диаметр превышает 3,5 м.
Н о существует и другая возможность для получения хорошего
качества звучания. И спользуя современные головные телефоны,
можно получить во многих отношениях лучшее воспроизведение
звука, чем через громкоговорители, имеющие ту ж е цену. В н а­
стоящее время головные телефоны еще привязывают слуш ателя к
одному месту, но уж е недалеко время, когда работающие на ин­
ф развуке или инфракрасном излучении приборы смогут с отлич­
ным качеством и без проводов осуществлять стереопередачу между
усилителями и головными телефонами.
П осле многочасового использования легких современных откры­
тых до половины головных телефонов (например, «Сенхейзер 414»
или «Сенхейзер 424») или открытых полностью (например, «Ж еклин-Флоат») усталость не ощ ущается. Известен дефект, возникаю ­
щий при использовании головных телефонов, когда расположенный
посередине источник звука ощущается как бы внутри головы. При
помощи современных электронных устройств («Ревокс А720») этот
недостаток мож ет быть устранен и источник звука, как и при про­
слушивании с громкоговорителями, каж ется расположенным перед
слушателем.
6.5. ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННОЕ ПРОСЛУШИВАНИЕ
ПЛАСТИНОК
Еще во вступлении было сказано, что значение понятий стерео­
фония и высокая верность, характеризующих качество воспроизве­
дения звука, не совпадаю т одно с другим. Технический прогресс
развивался таким образом, что более или менее одновременно с
разработкой устройств, обеспечивающих высокое качество звуко­
149
воспроизведения, происходили и первые шаги в области пространст­
венной передачи звука.
В настоящ ее время многие любители грамзаписи имеют элек­
троакустические устройства высшего класса качества. В зависимости
от размера помещения такие устройства устанавливаю т на легко­
доступное, хорошо обозримое место или, по возможности, распола­
гают внутри мебели (скрыты). Блочный принцип комплектования
высококачественной аппаратуры позволяет не только проявить тех­
нические возможности, а и наиболее просто подобрать оборудова­
ние для помещений с различной площадью и различной мебли­
ровкой.
Эхо в комнате долж но отсутствовать. Д л я этого лучше всего
покрыть большую часть пола ковром и по крайней мере на двух
противоположных стенах повесить настенные коврики или гардины,
обладающие звукопоглощающ ими свойствами. Если затухание звука
в помещении недостаточное, то акустические системы наклоняют
или поворачивают в сторону элементов, обладающих большим ко­
эффициентом поглощения. Н ет смысла сниж ать уровень шума и
искажения звуковоспроизводящ ей аппаратуры до самых малых
значений, если в помещении декоративно-художественные изделия
или оконные стекла создаю т дребезж ание, сопровождаю щ ее звуча­
ние. Такие предметы на время прослушивания необходимо удалять
из комнаты.
Н есколько слов о громкости. Бесспорно, что на установке выс­
шего качества доставляет удовольствие прослушивание хорошего
музыкального произведения с большой громкостью. Не опасно ли
это? Прослуш ивание музыки в течение нескольких часов в неделю
или месяц способствует движению рецепторов уха и благодаря это­
му замедляется процесс окостенения, т. е. в этом никакого вреда
нет. М еньшая громкость более неприятна, если звуковоспроизведение
искажено. Но соседи, по всей вероятности, не оценят того, что ме­
шающий им спать звук почти полностью лишен искажений. И если
после 10 час. вечера в будний день у Вас возникает сильное ж ела­
ние прослуш ать при уровне в 95 дБ «Песню о земле» Густава
М алера, используйте полноправную часть Вашего оборудования —
высококачественные головные телефоны.
После небольшой практики в области звукотехники мож ет воз­
никнуть вопрос: есть ли вообще смысл в борьбе за идеальное зв у ­
ковоспроизведение? Несомненно, на оборудовании более высокого
качества можно услыш ать не только звук трубы, но и срабаты ва­
ние клапанов на ней, хотя нельзя сказать, что эти призвуки отно­
сятся к музыке. Н о что мы скажем, если из наших акустических
систем будет, как живой, слышен скрип стула пианиста или шум
мотоциклов, проносящихся перед зданием студии. Тренированный
слух мож ет заметить отдельные менее качественно сделанные
склейки фонограммы или гул лампового усилителя станка записи
на лаковый диск, шум устройства для удаления стружки, дефекты
гальванизации и прессования, опережаю щее и отстающее эхо.
Естественно, во всем мире разрабаты вается звуковоспроизводящ ее
оборудование отличного качества. Студийное оборудование и сред­
ства проверки и контроля всегда долж ны быть на шаг впереди.
Но главная зад ача — чтобы в звуковоспроизведении с пластинок
мы видели не только технический интерес, а в первую очередь слу­
шали и наслаж дались звучащей музыкой.
150
7. К О Л Л Е К Ц И О Н И Р О В А Н И Е П Л А С Т И Н О К
И УХОД ЗА НИМИ
7.1. ВЫБОР, ПОКУПКА И ДОСТАВКА ПЛАСТИНОК ДОМОЙ
Н ачиная собирать коллекцию, каж ды й владелец проигрывателя
бывает счастлив, достав какую-либо хорошую пластинку с записью
классической или эстрадной музыки. Если хранить рядом множест­
во собранных таким образом пластинок, то назвать это коллекци­
ей еще нельзя. Но попытайтесь однаж ды расставить пластинки по
ж анрам, исполнителям, композиторам, инструментам или по лю бо­
му другому признаку. Если они выбирались соответствующим об)азом, определенно одна из групп будет больше любой другой.
Л е трудно понять, что именно эти пластинки могут стать основой
для систематически подбираемой коллекции. Попытайтесь сделать
свою коллекцию полной.
Собирая коллекцию пластинок с серьезной музыкой, ценные
советы можно почерпнуть из рекомендаций, встречающихся в от­
дельных
научно-популярных
книгах. В них перечисляются 50,
100 и д аж е больше грамзаписей, относящихся к основам музы каль­
ной культуры. Такой сборник несколько лет тому н азад был вы ­
пущен Венгерским предприятием по производству пластинок под н а­
званием «Основы коллекции грампластинок». В руках более опыт­
ного коллекционера полезным вспомогательным средством может
явиться каталог Бильфельдена или Ш ванна, который мож но най­
ти у товаришей-коллекционеров или в крупных магазинах п ла­
стинок, а такж е купить в специализированных магазинах за гр а­
ницей.
Коллекционировать пластинки с записями легкой музыки или
д ж аза сложнее. Общий каталог таких записей едва ли издавался.
Отдельные фирмы грампластинок время от времени издают списки
новинок. Собирая все такие выпуски, можно следить за расш ире­
нием предложения, но для приобретения выпущенных ранее зап и ­
сей случай представляется крайне редко. Тема коллекционирования
долж на быть как можно уже. Чем более специализированна кол­
лекция, тем она ценнее и тем больше шансов сделать ее полной
Лучше заниматься двумя узкими областями, чем собирать все без
разбора. Когда Вы решите, записи каких музыкальных произведени '1
будут пополнять Вашу коллекцию, приступайте к покупке пласти­
нок. Часто искомое произведение можно получить только на одной
пластинке, но бывают случаи, когда трудно сделать выбор из мно­
ж ества записей.
Критические заметки о новых грамзаписях систематически пе­
чатаю тся в венгерских ж урналах «Ханглемез» и «Уй Тюкор», немец­
ких «Хай-фи Стереофони» и «Фоно-форум», английских
«Хай-фи
Ньюс», «Рекорд энд рекординг», а такж е «Граммофон». И з них
можно узнать о присуждении меж дународных премий отдельным
выдающимся записям
’ В Советском Союзе Всесоюзная фирма грамзаписи «Мелодия»
выпускает каталог-бюллетень «Мелодия» (М осква, изд-во «М узы­
ка»), в котором публикуется полный каталог выпускаемых пласти­
нок, а такж е очерки на актуальные музыкальные темы. — Прим.
ред.
151
При покупке пластинок необходимо следить за тем, чтобы она
не была покоробленной и звукосниматель не имел бы большого по­
перечного смещения, обусловленного эксцентриситетом канавок.
Ш пиндель диска проигрывателя, как правило, оставляет след на
бумажной этикетке, поэтому, осмотрев ее, можно определить, много
ли раз уж е проигрывалась данная пластинка. Опытные продавцы
всегда предлагают для прослушивания пластинку, стоящую на ле­
вом краю полки, а при покупке упаковываю т нетронутую пластинку
с правого края. П окупатель всегда получает самую лучшую.
После этого покупку нужно доставить домой. Купив одну пла­
стинку, это не сложно сделать, если она упакована в бумажный
или полиэтиленовый пакет с рекламной надписью. О днако после
успешной заграничной поездки случается, что гордый турист воз­
вращ ается домой с «добычей» в двадцать штук — максимумом, д о ­
пускаемым таможенными правилами. Н о при доставке такого
богатства помимо гордости, безусловно, необходимо и внимание.
Конечно, сумка для переноски пластинок мож ет быть полезной не
только в дальних поездках, но и при покупке пластинок в родном
городе или во время встреч с другими коллекционерами. Готовую
сумку подходящих размеров купить трудно, лучше изготовить ее
самому. М атериалом может послужить клееная фанера, покрытая
снаруж и черной искусственной кожей, а изнутри зеленым сукном.
В ней пластинки будут доставлены домой в целости и сохранности.
7.2. Х РА Н ЕН И Е ПЛА СТИ НО К
При хранении пластинок следует остерегаться воздействия трех
факторов: колебаний температуры, пыли и влияния нагрузок. Так
как пластинки изготовляю т из синтетического материала, разм яг­
чающегося при нагревании, они особенно чувствительны к тепло­
вому воздействию. П оэтому их д аж е на короткое время не реко­
мендуется оставлять в багаж нике автомобиля, а место полки для
пластинок следует выбирать вдали от окна, печки или батареи.
П ластинки необходимо хранить так, чтобы при изменении темпе­
ратуры в помещении они не покоробились. Д л я этого они не д о л ж ­
ны подвергаться воздействию нагрузок, т. е. располагаться точно
вертикально или горизонтально. В принципе оба способа выглядят
равнозначными, но для доказательства этого положения в Венгрии
были проведены исследования, которые дали отрицательные резуль­
таты. Несколько сотен совершенно плоских пластинок, изготовлен­
ных при одинаковых условиях, были помещены на хранение в тече­
ние нескольких месяцев в вертикальном положении и такое же
количество — в горизонтальном. И з 100 пластинок, хранившихся
вертикально, 15 были признаны покоробившимися, в то время как
из 100 пластинок, хранившихся горизонтально, только 15 остались
плоскими. Это можно объяснить тем, что стандартные пластинки в
центре несколько толще, поверхность пакета не плоская из за
ск л ей к щ и эти дефекты при помещении пластинок одна на друг>ю
суммируются, т. е. при горизонтальном хранении нет положения,
когда на них не действовали бы нагрузки.
В настоящем архиве пластинки стоят вертикально рядом одна
с другой, как книги. Ц елесообразно на стеллаж е для пластинок на
расстоянии 15—20 см ставить разделительные стенки, чтобы в з а ­
полненных возмож но только до половины отсеках пластинки не
стояли слишком наклонно. Н а дно полки можно положить доску
152
Рис. 7.1. Располож ение металлических распорок
соответствующих размеров, в отверстия которой вставлены металли­
ческие распорки, обеспечивающие хранение пластинок в строго
вертикальном положении (рис. 7.1). Если ячейки полки заполнены
только до половины, то пластинки можно подпереть одной-двумя
книгами соответствующей толщины. Любую пластинку, хранящую ся
в вертикальном положении, легко достать с полки. Согласно дейст­
вующему в Венгрии стандарту специализированным магазинам
предписывается хранить пластинки в вертикальном положении,
При хранении плас гинок в горизонтальном положении дно пол­
ки долж но иметь плоскую поверхность. Хорошим материалом для
этой цели является стеклянный лист толщиной в три или более
миллиметра. Ц елесообразно придерживаться правила не класть одну
на другую более деслт|и пластинок. При большем их количестве в
стопке нижнюю пластийку трудно достать.
Во многих странах Ь специализированных магазинах продаются
ящики для хранения цластинок
(дискобоксы), изготовленные из
прозрачного или окрашЬнного в оранжевый, красный или синий
цвет ударостойкого полистирола или другого синтетического м ате­
риала. В них, как правило, помещается 15— 18 больших пластинок.
В последнее время ящики выпускаются в таком исполнении, что их
можно составлять по нЬмерам или комплектовать в любом другом
порядке. Ящик для храйения пластинок, который можно изготовить
в домашних условиях, прказан на рис. 7.2.
Постоянным источником опасности является пыть. И з-за нее
пластинки, по возможности, следует хранить в закрываю щ ихся ш ка­
!
153
фах. М ож ет быть излишне нап(
минать об этом, но
пластинк
всегда долж ны находиться в св(
их наружных и внутренних koi
вертах и вынимать их следуе
только на время
проигрывани;
Д л я хранения пластинок хорош
использовать шкафчики со сдв1
гающимися дверцами или дверц;
ми в виде жалю зи. Обыкнове!
ные дверцы при закрывании все
да «вталкивают» внутрь нову
Псм 50см
массу воздуха, пыль из которог
А 100 530 . в конце концов оседает на соде]
В 195 515
жимое шкафчика. Пыль являете
С 75 110
фактором, препятствующим xpj
нению пластинок в горизонтал)
60 100
В
ном положении, так как дополш
60 60
Е
тельная масса,
действующ ая н
10шт. 15шт
нижние
пластинки, вдавливас
острые пылинки в звуковые к;
навки и повреж дает их. При пр<
Рис. 7.2. Размеры ящ ика для
ектировании полки
необходим
хранения пластинок
предусмотреть не только правил!
ные размеры, но и учесть масс
пластинок. М асса сотни пластинок равна примерно 30 кг.
«П ож алуйста слушайте, но руками не трогайте» — девиз кол
лекционеров, которые не лю бят когда гости, в поисках отдельны
записей, перебирают всю коллекцию от начала до конца. Купи
первую пластинку, следует завести тетрадь, в которую записыват
все последующие приобретения. Ценность коллекции намного увелг
чится, если помимо перечисления пластинок составить алфавитны
указатель по именам авторов и исполнителей или по заглавия
произведений. Д л я этой цели лучше всего подходят картотеки, хс
рошо зарекомендовавш ие себя в библиотеках.
ч
7.3. УХОД ЗА ПЛАСТИНКАМ И
Механические повреждения и статический заряд. Если пластиг
ки хранятся правильно, можно начать борьбу с тресками. Они во:
никают по нескольким причинам.
Во-первых, поливинилхлорид, обладающий отличными свойствг
ми прессования, не имеет высокой стойкости против механически
воздействий, как некоторые другие синтетические материалы. П(
верхность пластинки очень чувствительна к повреждениям. Д аж
при слабом касании ногтем возникает царапина, которая просл^
шивается в виде одного щ елчка за один оборот. Исправить такс
повреждение уж е невозможно. Чтобы избеж ать подобных поврел
дений пылезащитный пакет осторожно приоткрывают левой руко)
Пластинку следует брать правой рукой, касаясь ее поверхност
только двумя пальцами: средним пальцем придерживая в зон
этикетки, а большим обхватывая край пластинки. При этом нужн
быть предельно осторожным.
Другой причиной, вызывающей трески, является пыль. Он
представляет опасность и при правильном хранении, так как мат(
154
риал пластинки получает электростатический зар яд даж е если ее
слегка потереть. Этот зар яд мож ет возникнуть и при быстром вы­
нимании пластинки из конверта, изготовленного из синтетического
материала. П оэтому из внутреннего конверта пластинку всегда сле­
дует вынимать медленно или, если возможно, использовать пылеза­
щитный конверт из бумаги. Однако и это не устраняет опасности
возникновения электростатического заряда, так как поверхность
вращающ ейся в сухом воздухе пластинки все равно зар яж ается от
трения о воздух. И з-за этого нельзя даж е просто сдувать пыль с
пластинки.
Н акопление на поверхности пластинки зарядов влечет за собой
два явления. Во-первых, меж ду поверхностью пластинки и металли­
ческим иглодержателем проскакивают крохотные искорки, различи­
мые в темноте невооруженным глазом. Они прослушиваются через
громкоговоритель в виде потрескивания, но, к счастью, при повтор­
ном прослушивании пластинки разряды на тех ж е местах, как п ра­
вило, не возникают. Во-вторых, вследствие зар яд а поверхность п ла­
стинки притягивает к себе пыль. Анализ этой пыли под микроско­
пом показывает, что основную ее часть составляю т тонкие волоски
от текстильных материалов и большое число твердых частиц р а з­
нообразной формы из разного материала. Среди последних име­
ются и песчинки, т. е. кусочки кристаллов кварца.
Отдельные волоски, попадая под иглу, на короткое время н ар у ­
шают ее контакт со стенкой канавки. При проигрывании это про­
является в искажении звука. Д ругие волоски как «борода» прили­
пают к кончику иглы и это рано или поздно делает невозможным
следование иглы по канавке. И скаж ения такого рода в первую оче­
редь проявляю тся при звучании солирующих инструментов. Н аибо­
лее сильно этот дефект проявляется при прослушивании записи
рояля.
Очистка иглы. Д л я очистки иглы используется кисть из очень
тонких волосков (например, кисть из меха куницы). Кисть всегда
следует двигать от задней части иглы к передней, как это проис­
ходит при проигрывании пластинки. При движении в противопо­
ложном или поперечном направлениях легко повредить прецизион­
ный заж им иглы. Существуют и полуавтоматические иглоочистители, удаляющ ие пыль с иглы в положении покоя звукоснимателя, но
в Венгрии таких устройств пока еще нет в продаж е (рис. 7.3).
Категорически запрещ ается очищать иглу пальцами, так кач
при этом на ее кончике остается слой ж ира, к которому легко при­
липает пыль. Если иглу трогали пальцами, ее следует очистить ки­
сточкой, смоченной в спирте.
Вернемся к кусочкам кварца. Н аиболее опасные последствия
может повлечь за собой их электростатический заряд. Более круп­
ные песчинки являю тся причиной тресков, в то время как более
мелкие увеличивают шум. Возникшие потрескивания остаются на
все время, потому что кончик иглы легко вдавливает в мягкие
стенки канавки частички, как правило, имеющие острые грани.
Вследствие этого не только увеличивается шум пластинки, но и по­
вреж дается игла, так как крошечные песчинки стачивают ее как
точильным камнем. Таким образом, в основе всех методов борьбы
с тресками лежит недопущение появления на пластинке статическо­
го заряда. Д л я проигрывателей, встроенных в шкаф или оборудо­
ванных закрываю щ имися при проигрывании крышками, большую
ломощ ь против накопления зарядов мож ет оказать помещенная
155
Рис. 7.3. П олуавтоматическое устройство для очистки иглы звуко­
снимателя
вблизи пластинки увлаж ненная губка, увлаж няю щ ая воздух в о к р у г'
проигрывателя.
Ручные средства для очистки пластинок. Очевидным представ­
ляется нанесение на поверхность пластинки веществ, обладающих
гигроскопическими свойствами (например, глицерина или этнленгликоля). Эти вещества поглощают влагу из воздуха и благодаря это­
му снижается склонность к накоплению зарядов.
Этими веществами пропитываются салфетки для очистки п ла­
стинок, изготовленные из тканей с как можно менее выраженной
волокнистостью. Салфетки всегда следует держ ать в хорошо з а ­
крывающемся нейлоновом пакете и после протирки сотни пластинок
заменять (стирать их нельзя, так как при этом утрачивается хими­
ческая пропитка). В специализированных магазинах за границей
можно найти аэрозольный препарат для антистатической пропитки
салфеток, но его нельзя наносить на поверхность пластинок! С ал ­
фетками без антистатической пропитки (например, чистым посовым
платком) протирать пластинку нельзя, потому что после электролизации трением на пластинку притянется больше пыли, чем ее было
перед протиркой. Салфетки для протирки пластинок в первую оче­
редь целесообразно использовать при прижимной силе выше 30 мН.
В Венгрии наиболее часто можно приобрести антистатические
салфетки производства предприятий Чехословакии, Г Д Р и Голлан­
дии. При пользовании салфеткой следует следить за тем, чтобы она
касалась пластинки вдоль кромки и двигалась только по направле­
нию вращения. Если салфетку двигать вдоль радиуса пластинки,
химические вещ ества могут намазаться на стенку канавки, на них
налипнет пыль и из-за этого увеличивается шум с пластинки. И з­
вестен очиститель для пластинок («Принер»), который надевается
на рычаг и протирает пластинку в направлении вдоль канавки.
156
Рис. 7.4. Устройство
фирмы
«Пикеринг»
для очистки пластинок
В аж но запомнить, что сложные движущ ие механизмы с элек­
тронной стабилизацией не выдерживаю т торможения от очистителя,
леж ащ его на вращающ ейся пластинке.
Автоматические очистители пластинок. П редставляю тся два ре­
шения: закрепить очиститель на том ж е тонарме, что и головка
звукоснимателя, или на отдельном рычаге, расположенном на п а­
нели. Примером первого решения могут послужить несколько вари ­
антов головок звукоснимателей фирмы «Пикеринг». Здесь на го­
ловке звукоснимателя закрепляю т небольшую щеточку, легко сдви­
гаемую в вертикальном направлении, но при подъеме тонарма она
не проваливается под иглу (рис. 7.4). Щ еточка предназначена для
удаления пыли с поверхности пластинки. Она применяется, глав­
ным образом, в устройствах с автоматической сменой пластинок,
работающих при относительно большой прижимной силе (20—4 0 м Н ).
Щ еточка находится на головке звукоснимателя и при уравновеш и­
вании тонарма она существенно не влияет на значение прижимной
силы, хотя при проигрывании часть массы щетки распределяется
м еж ду точками ее закрепления и иглой. Подобно действующей на
иглу скатывающей силе, на щ етку такж е действует сила, н аправ­
ленная к центру пластинки. Эта сила нагруж ает тонарм, если он
не уравновеш ивается противоскатывающим устройством. Подобные
очистители передаю т колебания канавки непосредственно на головку
звукоснимателя, поэтому они прослушиваются в виде неприятного
призвука типа отраженного звука. Основное преимущество такого
очистителя заклю чается в том, что его очень просто можно снять
с головки звукоснимателя.
Очиститель «Д аст Баг» создает меньше трудностей и поэтому
более популярен среди любителей. Его можно применять при при­
жимной силе 15—30 мН. Сесиль Е. Ватте создал этот очиститель
еще в 1958 г., после чего он был изготовлен в миллионах экзем пля­
рах и оправдал себя на практике. В сущности, он представляет
157
Рис. 7.5. Чертежи деталей устройства для очистки пластинок:
/ — рычаг из оргстекла; 2 — ведущ ая щетка; 3 — вал из красной меди; 4 —
проволочки из красной меди; 0 1; 5 — винт М3; 5 — цилиндр из оргстекла;
7 — щетка или войлочный валик 0 12X20; 8 — магнитная ш айба
собой коромысло ИЗ оргстекла, на котором закреплены щ етка с от­
носительно жесткими волосками и валик, обтянутый материалом с
тонкими нитями (диаметр примерно 10 мкм), похожим на бархат.
Валик при очистке не вращ ается, но после нескольких проигрыва­
ний его следует немного повернуть. Валик устанавливается на пла­
стинку так, чтобы одна из составляющ их его оси совпадала с р а ­
диусом пластинки (рис. 7.5 и 7.6). Н а другом конце коромысла
выполнены отверстия, с помощью которых очиститель можно поса­
дить на вал, укрепленный на панели проигрывателя. Место очисти­
теля на панели предварительно определяется экспериментальным
путем так, чтобы установленный на начало пластинки стирающий
валик к концу проигрывания дошел до концентрической замкнутой
канавки или несколько заш ел на этикетку. Таким образом очисти­
тель при его подъеме не оставляет в последней канавке пыль, со­
бранную с поверхности пластинки.
Одним из недостатков очистителя «Д аст Баг» является то, что
рычаг своей массой нагруж ает ведущую щетку и через нее диск
проигрывателя. В новейших конструкциях, по примеру тонарма,
применяется противовес, который уменьшает торможение диска.
С другой стороны, установив ось стирающего валика под опреде­
ленным углом, подобно головке звукоснимателя, можно добиться
равномерного продвижения очистителя к центру пластинки. Обе
вышеназванные модификации уж е устанавливаю тся на устройствах
типа «Аудиотехника 6001» и «Эксель-клинэ ES500S».
158
Рис. 7.6. Устройство для очистки пластинок, изготовленное в дом аш ­
них условиях по чертежам рис. 7.5
В Венгрии предприятие «Равиль» выпустило в продаж у очисти­
тели типа «Акос Д аст Ж окей», работающие на таком ж е принципе.
Решен и вопрос его хранения. Наиболее целесообразно хранить
очиститель на диске проигрывателя в перевернутом положении.
Хотя очиститель «Д аст Баг» первоначально был изготовлен
для сухой очистки пластинки, его валик следует немного смазать
антистатической жидкостью. Обычно на вращающ уюся пластинку
капают десять — двадцать капель жидкости, которую валик расти­
рает широкими полосами по всей поверхности.
Заземленное устройство для протирки пластинок. Радикально
нейтрализует накопленные на пластинке статические заряды за п а ­
тентованное устройство, получившее название «Дискостат». Принцип
его действия заклю чается в непрерывном удалении во время про­
игрывания зарядов, возникших на поверхности пластинки. Внешне
устройство очень напоминает описанный выше очиститель, но щ ет­
ка, скользящ ая по поверхности пластинки, изготовлена из очень
тонких медных проволочек. Неподвижной пластинки касается толь­
ко плюшевый валик обычного очистителя. Во время движения диска
медные проволочки приходят в соприкосновение с пластинкой под
тупым углом, поэтому они не давят сверху на канавку. К медным
проволочкам щетки припаян гибкий провод, который через разъем,
находящийся около ножки очистителя, соединен с земляным прово­
дом сети или земляным заж имом усилителя. Таким способом можно
непрерывно отводить статические заряды с поверхности пластинки.
При правильной балансировке металлические нити прижимаются к
пластинке с очень малой силой. Фотографии канавок под микроско­
пом подтвердили, что они при работе очистителя не повреждаю тся.
Специальной принадлежностью этого очистителя является не­
большая салфетка, на поверхность которой тонким слоем напылен
металл. При извлечении пластинки из конверта с помощью такой
159
салфетки заряды на ее сторонах
распределяются равномерно, что
такж е благоприятно сказывается
на работе очистителя.
В акуумная очистка пластинок.
Английская фирма «R. I. Audio»
разработала устройство для очи­
стки пластинок под
названием
«Грувак», работаю щее с в аку ­
умом. Принцип работы
устрой­
ства немногим отличается от р а­
боты обычного пылесоса. Всасы­
ваю щ ая трубка находится в тон­
кой щетке, которая
с потоком
воздуха удаляет пыль из самых
глубоких мест звуковой канавки.
Рис. 7.7 Разрез вакуумной го­
Во время проигрывания правиль­
ловки для очистки пластинок:
но отрегулированная очищающая
/ — поток
воздуха;
2 — фильтрвкладыш; 3 — всасывающая тр уб­
головка давит на пластинку с си­
ка; 4 — гибкая «ю бка»; 5 — нейло­
лой около 6 мН. Работаю щ ий на
новая щетка; 5 — пластинка
таком принципе очиститель еще
раньше был
изготовлен
Перси
Вильсоном, главным конструктором фирмы «Граммофон». Разрез
использованной им очищающей головки представлен на рис. 7.7.
В лаж ная очистка пластинок. Процесс влаж ной очистки, помимо
снижения способности к накоплению статических зарядов, оправды ­
вается еще и тем, что в значительной степени уменьшает разогрев
иглы, вызываемый ее трением о стенки канавки вращающ ейся п ла­
стинки. Н агретая игла вызывает остаточную деформацию в стенках
канавки, чувствительных к повышению температуры. В результате
деформации стираются мелкие отклонения канавки, которые люби­
тели высококачественного воспроизведения звука стремятся сохра­
нить как можно дольше. Мысль охлаж дать трущиеся поверхности
и сниж ать трение при помощи смазки не нова. Действительно, м ож ­
но только удивляться тому, что механическая запись звука получи­
ла повсеместное распространение без применения смазки. И не
удивительна та качественная разница, ощ ущ аемая при прослуши­
вании увлаж ненной пластинки. Процесс увлаж нения пластинки не
сложен. С новым очистителем «Ленкоклин» он осуществляется лег­
ко и надеж но (рис. 7.8).
Сам очиститель состоит из щетки с короткими волосками, при­
крепленной к трубочке из прозрачного синтетического материала.
Эта трубочка заполнена химически нейтральной очищающей ж идко­
стью. Одного заряд а очистителя хватает примерно на 6—8, у новой
модели на 15—20 сторон пластинок. Своим вторым концом тр у ­
бочка вращ ается на игольчатом подшипнике, находящ емся на рас­
стоянии 170— 185 мм от оси диска. Высота подвески устанавли­
вается таким образом, чтобы трубочка располагалась почти гори­
зонтально. Очищающ ая жидкость через щ етку попадает на п ла­
стинку и при правильной дозировке оставляет за собой влаж ную
полоску шириной около 1 см. Интенсивность истечения жидкости
мож ет устанавливаться с помощью простого вентиля, имеющегося
на трубке. Во время движения иглы по смоченной канавке сущ ест­
венно сниж ается ее трение, поэтому противоскатывающую силу со­
ответственно следует снизить до 70—80% первоначального значения.
160
Рис. 7.8. Устройство
для
жидкостной
коклин»
очистки
пластинок
«Лен-
Поверхность контакта иглы и пластинки эффективно о х л аж ­
дается жидкостью и одновременно сниж ается возможность накоп­
ления статических зарядов. При проигрывании увлажненной пла­
стинки искажения становятся пренебрежимо малыми и мож ет быть
достигнут наименьший уровень поверхностного шума, т. е. во зр а­
стает динамический диапазон. Эти преимущества особенно заметны
на записях, содерж ащ их много высоких звуков (например, при вос­
произведении дж азовой музыки).
Увеличение динамического диапазона проявляется не только
при первых проигрываниях с использованием увлаж нения, оно со­
храняется и после многократных проигрываний пластинки. Самое
ценное преимущество влаж ного проигрывания заклю чается в том,
что срок службы дорогой алмазной иглы вследствие меньшего тр е­
ния и лучшего охлаж дения как минимум удваивается. Эти благо­
приятные свойства, проявляющиеся при прижимной силе 5—20 мН,
безусловно, стоят дополнительных затрат труда, связанных с про­
цессом увлаж ненного проигрывания. Они выраж аю тся в том, что
оставшуюся на поверхности пластинки ж идкость необходимо стереть
бумажной салфеткой, не имеющей волокон, и после кратковремен­
ной выдержки полностью сухую пластинку следует поместить в пы­
лезащитный конверт, по возможности, бумажный. Так как остатки
высохших капель жидкости при проигрывании сухой пластинки м о­
гут вызвать повышение поверхностного шума, целесообразно протер­
тые один раз жидкостью пластинки и в дальнейшем всегда очищать
только этим способом.
О днако придаваем ая к очистительному устройству жидкость
рано или поздно кончается. Ее можно приготовить по следующему
рецепту: к одной части чистого (96% ) этилового С Н 3 С Н 2 О Н или
изопропилового (С Н з)2СНОН спирта прибавляется семь частей
дваж ды дистиллированной воды. Дистиллированная один раз вода
оставляет след на пластинке, а использовать воду из-под крана к а ­
тегорически запрещ ается! После проигрывания одной стороны п ла­
стинки щеточку следует тщательно очистить, иначе собранная пыль
попадет на следующую пластинку. Если щеточку вытирать бу м аж ­
ной салфеткой, можно заметить, сколько грязи она собирает во
161
время двух-трех первых прослушиваний новых, только что выпущен­
ных с завода пластинок. После использования очиститель должек
храниться в положении, не позволяющем жидкости вытекать из со­
суда через щетку.
Д в а проигрывателя высшего класса качества, которые можно
приобрести в венгерских специализированных магазинах, выпуска­
ются уж е пригодными для установки жидкостных очистителей. Это
проигрыватель «Ленко L75», на который можно устанавливать очи­
ститель «Ленкоклин», и проигрыватель «Ленко L85», предназначен­
ный для установки очистителя «Ленкоклин L».
В аж но помнить, что старые шеллачные пластинки, рассчитан­
ные на частоту вращения 78 мин-*, очищаются только чистой ди ­
стиллированной водой. Очищающ ая ж идкость мож ет их повредить.
Следует сказать еще о двух особенностях, присущих полуавто­
матическому способу очистки пластинок. Во-первых, применение
этих очистителей логически препятствует использованию устройств
автоматической смены пластинок. Во-вторых, практический опыт
показал, что если диаметр диска проигрывателя меньше диаметра
вращающ ейся на нем пластинки, то очиститель, установленный над
неподдерживаемой частью пластинки, может легко получить вибра­
ции, которые прослушиваются в виде очень неприятного грохота.
Промывка грампластинок. Тем, кто до сих пор свою коллекцию
пластинок еще не подвергал чистке и ж елает перейти к использова­
нию одного из перечисленных методов очистки, предлагаем прежде
всего тщательно промыть пластинки. Сильно запачканные пластин­
ки, если они не повреждены, заслуж иваю т чудесного возрождения
при помощи относительно несложного процесса мойки.
М ойка производится в сосуде высотой примерно в половину
диаметра пластинки. Н а три четверти сосуд заполняют чистой теп­
лой водой с небольшой добавкой ж идкого моющего средства. П л а­
стинку помещают в моющий раствор и сначала одну, а затем и
другую стороны промывают ватным тампоном без сильного н адав­
ливания, ведя его по концентрическим окружностям от центра к
краю. По возможности проводится споласкивание в дистиллирован­
ной воде. После этого пластинки по одной просушивают меж ду
двух кухонных полотенец из материала, не дающего нитей. П оло­
тенца осторожно сжимаю тся, но поверхность пластинки ни в коем
случае не протирается. Затем проводится окончательная сушка в те­
чение примерто четверти часа в помещении, где нет пыли, напри­
мер в ванной. Безусловно, необходимо внимательно следить за тем,
чтобы в течение всего процесса не коснуться пальцами частей п ла­
стинки, содерж ащ их канавки.
В специализированных магазинах грампластинок с большим
оборотом (или на радиостанциях) мож ет быть рентабельной уста­
новка автоматов для промывки пластинок. С начала на пластинку
наносится специальная моющая жидкость, растворяю щ ая все з а ­
грязнения, затем во втором рабочем цикле ж идкость вместе с р а ­
створенными загрязнениями удаляется вакуумным
отсосом. Весь
процесс занимает около полутора минут, после чего пластинку уп а­
ковываю т в новый чистый антистатический внутренний пылезащ ит­
ный конверт.
Другие виды ухода за пластинками. Д аж е сам ая заботливая
очистка пластинок не даст результатов, если конверт и диск про­
игрывателя не являю тся стерильно чистыми.
Еще при рассмотрении образования статического зар яда упоми­
налась опасность быстрого извлечения пластинки из конверта. О д­
162
нако в этом случае зар яж ается не только пластинка, но и сам кон­
верт, и при вложении пластинки часть пыли притягивается на его
поверхность. Собственно говоря, конверт наполняется пылью, что
подтверж дается множеством параллельных царапин, возникающих
при вынимании и вложении пластинок. Отрицательные последствия
этого могут быть уменьшены, если конверт надрезать по одной из
сторон рядом с отверстием, сделанным при изготовлении. Этот н ад­
рез облегчит извлечение пластинки, а такж е позволит протереть
конверт увлажненной салфеткой.
Очень важ но всегда закры вать проигрыватель после окончания
прослушивания, чтобы пыль не оседала на диск и не могла с него
попасть на пластинку. Если по какой-либо причине проигрыватель
нежелательно держ ать закрытым, необходимо
периодически, по
крайней мере раз в две недели, протирать диск влаж ной тряпкой.
М ожно сделать вывод: всякий любитель, который после получасово­
го прослушивания потратит на уход хотя бы полминуты, может
быть уверен, что качество пластинок его коллекции не ухудшится
спустя десятилетия и прослушивание магического черного диска бу­
дет приносить всем не раздраж ение, а истинное эстетическое н а ­
слаждение.
7.4. СРОК СЛУЖБЫ ИГЛЫ И ЗВУКОВОЙ КАНАВКИ
Ценные данные о сроках службы пластинок собраны на неко­
торых заводах, выпускающих звукосниматели. Ибо здесь для кон­
троля качества серийных звукоснимателей отдельные измеритель­
ные пластинки проигрываются многократно. Согласно этим данным
при прижимной силе выше 30 мН снижение полезного сигнала при
повторных проигрываниях не наблюдается, а наоборот, его уровень
возрастает. Это утверждение было подтверждено серией измерений,
проведенных на полусотне головок звукоснимателей. Измерения
показали, что при прижимной силе 50 мН уровень сигналов на ча­
стотах 10 и 12,5 кГц увеличился от + 1 до + 1 ,5 дБ , а на частоте
14 кГц — до + 4 дБ. Эта ж е головка при прижимной силе 20 мН
вы звала на частоте 14 кГц повышение уровня только на + 1 дБ.
Увеличение уровня наблю дается на частоте резонанса меж ду зв у ­
коснимателем и материалом пластинки. Этот резонанс при н агруз­
ке звукоснимателя на оптимальное сопротивление проявляется очень
слабо, но на холостом ходу он заметен более остро.
При появлении стереофонических пластинок были проведены си­
стематические исследования на износ канавки для определения воз­
можности проигрывания стереофонических пластинок монофониче­
скими звукоснимателями. Согласно данным полутора тысяч измере­
ний уровень нелинейных искажений сигналов с измерительных п ла­
стинок после шестидесяти проигрываний увеличивался независимо
от типа головки звукоснимателя. Уровни второй и третьей гармоник
возрастали в среднем на 2—3 дБ. Интересным оказалось то, что в
некоторых случаях третья гармоника после первых двадцати про­
игрываний становилась меньше, чем перед испытаниями. П редполо­
жительно это можно объяснить тем, что ф аза третьей гармоники
сигнала, возникающей из-за изнашивания канавки, противоположна
ф азе третьей гармоники сигнала, записанного на лаковом диске.
Согласно этим исследованиям проникание сигналов при многократ­
ном проигрывании только увеличивается.
163
Все эти иссЛедобайил проводились при сухом проигрывании.
Цля сравнения изнашивания иглы звукоснимателя и пластинки при
сухом и влаж ном проигрываниях такж е была проведена серия экс­
периментов. Измерения
проводились при прижимной силе 10—
15 мН и 2500-кратном проигрывании одной стороны пластинки. Н а
проигранной всухую пластинке можно было обнаруж ить увеличение
искажений, ухудшение отношения сигнал/шум и ощутимое снижение
уровня высоких звуков, Б то время как звучание увлажненных пла­
стинок при проигрывании после испытания новой иглой было чи­
стым. Состояние звуковых канавок контролировалось и фотограф и­
рованием под электронным микроскопом.
Точно так ж е при помощи фотографирования под электронным
микроскопом проверялось и состояние иглы звукоснимателя. И з­
мерения проводились со звукоснимателем типа М91 фирмы «Шур»,
со сферической и эллиптической иглами, при прижимной силе
25 мН вместо номинальной силы 7,5— 15 мН. Под действием такой
нагрузки после сухого проигрывания в течение 1500 ч на игле м о ж ­
но было наблю дать сильный износ, в то время как влаж ное про­
игрывание вызвало едва заметное истирание кончика иглы.
Н а фотографиях, сделанных под электронным микроскопом, на
эллиптической алмазной игле головки звукоснимателя V15-11, рабо­
тающей при номинальной прижимной силе 15 нМ, после шести лет
использования с применением влаж ного проигрывания не было з а ­
метно никакого износа. П оэтому д-р Франк X. Хирш в одной из
своих статей в ж урнале «Функшау» сделал вывод, что при при­
жимной силе 15 мН, применяемой в современных проигрывателях,
алмазные иглы при влаж ном проигрывании практически не изна­
шиваются, а скорее полируются и смена их необходима исключи­
тельно из-за механических повреждений, вызванных невниматель­
ностью.
7.5. П РО В ЕРК А ГОЛОВКИ ЗВУКОСН ИМ АТЕЛЯ
Качество каж дой головки звукоснимателя необходимо система­
тически проверять. Осмотр алмазной иглы следует проводить через
каж дую тысячу часов. Открытым остается вопрос, когда приходит
это время? Н а новейших проигрывателях уж е можно встретить
счетчик
часов
работы
(например, на проигрывателе «Миракорд 7704» фирмы «Элак»). Он работает как бесшумный электрон­
ный кулонметр. В тонкой стеклянной трубочке меж ду разорванной
пополам нитью ртути имеется узкая токопроводящ ая зона. Ее по­
ложение пропорционально количеству зарядов, прошедшему через
трубочку, т. е. произведению силы тока на время. При пропускании
через стеклянную трубочку с заданным сечением постоянного тока
в несколько микроампер сдвиг щели будет зависеть уж е только
от времени. Габаритные размеры электронного счетчика часов рабо­
ты производства фирмы «Куртис» 4 8 х 1 0 х Ю мм, длина шкалы —
25 мм, что делает возможным измерение временного промежутка в
1000 ч с точностью 1%. Перевернув после тысячи часов трубочку
на 180°, счетчик вновь можно установить на ноль.
Однако для контроля качественных параметров необходимы из­
мерительные приборы, которыми располагаю т только крупные л або ­
ратории. П оэтому большое значение имеют все начинания, откры­
вающие наиболее взыскательным коллекционерам возможность для
быстрой проверки звукоснимателя и проигрывателя. Основные тре-
164
бования к такому оборудованию: для
объективных измерений
долж но использоваться как можно меньше приборов. Вторым огра­
ничением является то, что контролю долж ны подвергаться про­
игрыватели, работающие при прижимной силе меньше 30 мН, так
как при большем ее значении измерительные пластинки преж девре­
менно приходят в негодность.
Д л я процесса проверки звукоснимателей, разработанного ф ир­
мой «Шур», помимо проигрывателя, необходимы: линейный усили­
тель, простой (с чувствительностью 100 мВ/см) переносной осцил­
лограф, микроскоп со 100- или 300-кратным увеличением и три и з­
мерительные пластинки (TTR102, TTR103, TTR107). Д л я акустиче­
ского контроля необходимо добавить еще стереофонический усили­
тель и две акустические системы.
Проверяемую иглу звукоснимателя очищают кисточкой, смочен­
ной в спирте, затем исследуют под микроскопом. Если игла оказы ­
вается очень изношенной, ее следует исключить из дальнейших ис­
пытаний, иначе неминуемо повреждение измерительных пластинок.
Н а следующем этапе с помощью стробоскопа проверяется частота
вращения проигрывателя, взятого для исследований, и устанавли­
вается рекомендованная для звукоснимателя прижимная сила. П ос­
ле этого по осциллографу проверяется правильность фазирования
звукоснимателя: сигнал с левого канала подается на вертикально
отклоняющие пластины, с правого-— на горизонтально отклоняю ­
щие. Значения двух сигналов показывают разность чув^вительн остей каналов звукоснимателя. При проигрывании стереофонической
канавки при сфазированном звукоснимателе на экране осциллогра­
фа можно видеть наклоненную вправо на 45° прямую (фигура
Л иссаж у). В случае несфазированного звукоснимателя прямая ли ­
ния наклонена влево. М ожно проконтролировать и разделение сиг­
налов на частоте 1000 Гц.
По осциллографу просто можно проверить точность компенса­
ции скатывающей силы. Стереофонический сигнал частотой 100 Гц
с уровнем О дБ долж ен образовать на экране осциллографа прямую
линию с наклоном в 45° или симметричное отклонение от осей. Н а ­
конец, проверяется способность следования звукоснимателя в трех'
диапазонах. В низком диапазоне на частотах 400 и 4000 Гц, в
среднем на частотах 1000 и 1500 Гц, а на высоких частотах способ­
ность следования проверяется по пакету звуковых импульсов с ч а­
стотой 10,8 кГц.
Весь описанный выше цикл измерений требует времени не более
десяти минут. В 1973 г. на выставке радиоаппаратуры в Амстер­
даме измерительная лаборатория ежедневно обслуж ивала по две
сотни любителей. Н а каж дую головку звукоснимателя выдавалось
свидетельство.
ПРИЛОЖЕНИЯ
1.
ВАЖНЕЙШ ИЕ СТАНДАРТЫ, ВСТРЕЧАЮЩИЕСЯ В ТЕКСТЕ
MSZ21381-71 — Грампластинки
(технические требования, испыта­
ния). H anglem ez (M uszaki K ovetelm enyek, V izsg alat).
M SZ l 1134-71 — Проигрыватели. Lem ezjatszo.
ICE publ 98/1963.— Processed Disc R ecords and R eproducing E quip­
m ent (М еждународные рекомендации).
DIN45500, B latt 3 — M indestanforderungen an S ch allp latten — Abspielgerate.
2.
ВСТРЕЧАЮЩИЕСЯ HA ПРАКТИКЕ ЕДИНИЦЫ,
HE ОТНОСЯЩИЕСЯ К СИСТЕМЕ СИ
Единицы длины:
1" (дюйм) =25,40005 мм
1 ф у т = 1 2 "= 3 0 4 ,8 мм
1 м и л = 1 /1 0 0 0 "= 2 5 ,4 мкм
Единицы силы:
КГ •м
1 ДИН= 10“ 5 —^2— = 1 0 “ ^ Н
1 г= 9,81 мН
Единицы массы:
1 кар = 0,2 г
Единицы давления:
1 а т = 1 кг/см2=9,81 Н/см2=98,1 кН/м2
Магнитные единицы:
1 м М к с = 1 0 -” B * c= 1 0 пВб
1 Гс=10-4 В-с/м2=10-^Т
1 Э = 1 0 з/4 я А/м = 79,577 А/м
Единицы температуры:
гс =
Ф— 32)
3.
ОСНОВНЫЕ
ДАННЫЕ
НЕКОТОРЫХ
ЗВУКОСНИМАТЕЛЕЙ
Прижимная си ла, мН
Фирма (страна)
«Аудио Д айнемик
Корпорейшн» (США)
3
Т ип
М етод
п р ео б ­
р а зо в а ­
ния
Радиус иглы
мкм
Гибкость,
м/Н
л
ч
СЗ
ь
. «к
SSч
СЗ СЗ
SS
5
5
5
10
15
15
5
5
5
5
15
15
15
2
10Е
10Е МкП
10Е M kIV
22ХЕ
25
26
27
220
ш
IM
ш
ш
IM
IM
IM
IM
5X 20
7X 17
7X 18
15
7X 18
7X 18
7X18.
17
35-10-3
40-10-3
35-10-3 ;
25-10-3
50-10-3
50-10-3
40-10-3
20-10-3
220Х
220ХЕ
550ХЕ
990ХЕ
Q30
Q32
Q36
VLM
XLM
XLM Super
т
т
1М
т
т
т
IM
ш
IM
IM
17
7X 18
7X 1 8
7X 18
20-10-3
20-10-3
35-10-3
25-10-3
25-10-3
25-10-3
30-10-3
35-10-3
50-10-3
20
15
7,6
15
10
10
10
7,5
40
50
25
15
30
20
20
15
15
10
660Е
660
IM
IM
20-10-3
20-10-3
15
15
30
40
7X 18
7X 18
5X50
«Сибата»
5X 20
12
i as
S
к
о л
ю
<и о
прим ечание
7
6
Д ля
смены
стинок
10
6
пла.
Фирма (страна)
Т ип
«Акустише унд кино
герете» (Австрия)
PU2R
PU3E
PU4E
«Банг энд Олуфсен»
(Д ания)
SP9
SP10
SP12
SP14
SP15
STS244-17
STS344-17
STS444-12
STS444-E
STS555-12
STS555-E
STS655-D4
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
ММС6000
«Элак»
(США)
15
8 X 18
8X 18
4RC
ммсзооо
(Англия)
Радиус иглы,
мкм
5X 17
ММС
ММС 15
ММС 5X 17
ММС 15
ММС 5X 17
ММС 15
ММС 5X 17
ММС 7X 70
«Сибата»
нмс 7X 50
«Праманик»
12X17
ММС4000
ММС5000
«Декка»
М етод
преоброзования
17
17
12
5X 22,5
12
6X 18
«Сибата»
Прижимная сила, мН
Гибкость,
М/Н
.а
4
СЗ
5
S я
S =
«
• я
у S
« ч
S S
1 2 -10-3
15
30
18 -10-3
12,5
25
2 6 -10-3
7,2
20
15 -10-3
2 5 -10-3
25-10-3
3 0 -1 0 -3
15
10
10
20
15
25
7
15
s i
=
я
S
Лч
п рим ечание
S
о
Д л я устройства со
сменой пластинок;
вертикальный
угол 22°
15
15
2 5 -10-3
10
12
30 -1 0 -3
10
i!5 -1 0 -3
15
CD-4
10
CD-4
30 -10-3
30
35
15
30
20
10
7,5
15
15
45 -1 0 -3
7,5
5
5
4 0 -1 0 -3
7 ,5
15
45 -1 0 -3
10
10
Двойной перемен­
ный шунт
Вертикальный
угол 20°
Фирма (страна)
Т ип
Метод?
п р еоб­ Радиус иглы,7
мкм
разова­
ния
«Эмпайр»
(США)
«Электроместехник»
(Ф РГ)
«Эуфоникс»
(Япония)
«Джи-Ви-Си»
(Япония)
«Нейшнл»
(Япония)
«Ортофон»
(Дания)
7X 17
7X 17
5X 17
0X 17
5X 17
999РЕ/Х
999SE/X
999ТЕ/Х
999VE/X
1000ZE/X
4000D
OFD25
OFD65
TSD15
TMD25
TND65
СК15Р
CK15LS
4MD-20X
ММ
мм
25
65*
15
25
65*
12
5X 23
«Сибата»
ЕРС450С
SC
«Сибата»
F15E
F15
FF15E
FF15
FF 15/ВС
F F 15/78
М15Е
VMS
VMS
VMS
VMS
VMS
VMS
VMS
мм
мм
мм
мм
мм
мс
мс
мс
мс
мс
SC
SC
8X 18
i5
8X 18
15
15
65
8±1X 18±S'
Прижимная сила, мН
Гибкость,
М /Н
5 -1 0 -3
5 -1 0 -3
12 • 10-3
1 2 -1 0 -3
12 -10-3
15-10-3
25-10-3
35-10-3
2 5 -10-3
25-10-3
2 0 -10-3
2 0 -10-3
8 -1 0 -3
2 0 -10-3
25-10-3
Л
я4
5S
S СЗ
S X
. яX
S
иX
)
Ьй ч
• ч
о2
S я
о я
ЬЙ о
й
л ч
7.5
5
5
5
2.5
20
15
15
15
12,5
S
50
50
20
20
20
15
12
15
30
30
30
20
15
20
13
25
10
10
10
10
60
10
7,5
20
20
30
30
80
30
20
п рим ечание
|с а п ф и р
Вертикальный
угол 15°± 2°
CD-4
CD-4
15
15
20
20
60
20
Д л я 78 м ин-*
Фирма (страна)
«Филипс»
(Голландия)
Тип
М етод
п реоб­ Радиус иглы,
мкм
разова­
ния ,
М15
M 1 5 E S u p e r4
М15 Super
MF15E
VMS
VMS
VMS
VMS
M F15
М20Е
SL15E
SL15
SL15E МкП
S L 1 5 M kII
SL15Q
VMS
VMS
MC
MG
MC
MC
MC
VMS20E
VM S20S
GP410
GP411
GP400
GP401
G P412
GP412VE
GP422
VMS
MM
MM
MM
MM
MM
MM
MM
MM
15±2
8X 18
15
8 1?-18 1^
6X18
8X18
15±2
8X 18
15
Биэллиптическая
8X 1 8
15
15
15
15
7 x 18
/Х 1 8
7X 18
7X 18
Приж>1 мная си.на, мН
Гибкость,
м/Н
м
4
«
5
S
=W
S
СЗ
S я
iS
5S
Ьй ч
я я
S S
25-10-3
50 -10-3
5 0 -10-3
2 5 -10-3
7,5
7,5
7,5
10
20
15
15
30
25-10-3
40-10-3
25-10-3
2 5 -10-3
25-10-3
2 5 -10-3
25-10-3
10
5
7,5
7,5
15
15
15
30
12
15
15
20
20
20
40-10-3
40-10-3
10-10-3
10-10-3
20-10-3
20-10-3
25-10-3
7,5
7,5
20
20
15
15
7,5
15
15
40
40
30
30
15
40-10-3
7,5
12
при м ечан ие
s i
о я
:^й 0Q
Ф о
0 .4
10
10
10
CD-4
10
10
20
15
12
CD-4
Фирма (страна)
«Пикеринг»
(США)
«Шур»
(США)
Тип
М етод
п р еоб­ Радиус иглы,
мкм
ра зо в а ­
ния
XV— 15/350
XV— 15/400Е
мм
мм
XV— 15/750Е
мм
V -1 5 A M I I I
V -1 5 A M IVE
М31Е
М32Е
М44,5
М44,6
М44,7
М44-С
М44Е
М55Е
M75D
M75G
М75Е
M 75EJ
М75В
М75-6
M91MG
М91Е
М93Е
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
мм
лш
млг
мм.
мм
18
Эллиптиче­
ская
Эллиптиче­
ская
17
/Х 2 2
5X 17,8
10X17,8
12,5
15
17,8
17,8
10X17,8
5X 17,8
15
15
5X 17,8
10X17,8
15
15
15
5X 17
Эллиптиче­
ская
Прижимная сила, мН
Гибкость,
М /Н
15*10-3
10*10-3
15-10-3
20 -10-3
20-10-3
35-10-3
35-10-3
.а
4
я
5
S
к
. я
S ас
и л
SS
S X
S S
20
15
30
20
15
20
20
15
30
20
20
50
15
15
30
50
40
20
30
15
15
30
30
30
15
15
30
10
25
7,5
7,5
15
30
17,5
7,5
20
7,5
7,5
15
15
15
7,5
7,5
15
1о 1я
Ь
йч
я я
прим ечание
ЫS
Ф о
о. ч
D U SM A TIC
_
10
10
20
20
20
10
10
s
Прижимная сила, мН
Фирма (страна)
Тип
M95V15
МкПС
V ISM kIIE
V15M kI1 i G
V15M kI1I
SC35C
SC78E
«Стэнтон»
(США)
«Тосиба»
(Япония)
«RFT»
(Г Д Р )
«Тесла»
(Чехословакия)
Метод
п реоб­ Радиус иглы,
мкм
разова­
ния
ММ
17
ММ
ММ
5X 17
15
5X 18
мм
мм
мм
500А
500АА
500Е
681А
681 ЕЕ
681SE
CIOOP
C401S
MS15SD
MS16SD
VN2101
VN2102
PH
ЕС
VMS
VMS
Эллиптиче­
ская
18
13
10X20
18
4X 20
Эллиптиче­
ская
7,8X 20,3
7X 20
1 5 ...3
Гибкость,
М /Н
Я
4
я
5
аз
iS sЯ
7,5
7,5
2,5
2,5
40
ч
4Ьй ч
я я
5
S
Iо Sя
Примечание
ай ш
Ф о
0 .4
15
15
12,5
12,5
50
Д л я 78 М И Н -’
эллиптическая
10
30-10-3
30
25
20
30
15
10
10
15
7,5
20
40
10
20** 1 2 -1 7
10
30
20
25
50
30
мм
20
30
20 , 25
примечание.
Обозначения
головок звукоснимателей:
МС — с подвижной катуш кой; ММ — с
подвижным магнитом; ММС — с подвижным микрокрестом; VMS — переменное магнитное сопротивление; ГМ —
с индупированным магнитом; ЕС — емкостная; SC — полупроводниковая; P H — фотоэлектрическая.
4 -1 0 -3
(6— 10)-10-3
5 -10-3
8 -1 0 -3
ОГЛАВЛЕНИЕ
Стр.
Предисловие к русскому и з д а н и ю ....................................................
Предисловие к венгерскому и з д а н и ю ............................................
3
4
1. Краткая история развития г р а м з а п и с и .....................................
5
1. 1.
1.2.
1.3.
1.4.
1.5.
1.6.
Путь к записи з в у к а ....................................................
Ш арль Кро и Том Э д и с о н .....................................
Ф о н о г р а ф ..........................................................................
Гфаммофон Эмиля Б е р л и н е р а ..............................
Переход к электрической записи звука . . . .
Долгоиграющ ие п л а с т и н к и .......................................... 13
5
6
7
8
Ю
2. Современная техника производства пластинок
. . .
15
2.1. Запись з в у к а ........................................................................15
2.2. П ерезапись на лаковый д и с к ...................................15
2.3. Гальванический п р о ц е с с ................................................. 22
2.4. Тираж ирование пластинок
......................................................24
2.5. П ластинка как средство хранения информации
.
.
26
.............................................. 32
2.6. Четырехканальные пластинки
3. Головки звукоснимателей и и г л ы ......................................................35
3.1. Классификация головок звукоснимателей
. . .
35
3.2. П араметры головок звукоснимателей
. . . .
36
3.3. К онтакт иглы со звуковой канавкой
. . . .
41
3.4. Пьезоэлектрические головки звукоснимателей
.
.
56
3.5. Магнитные головки звукоснимателей
. . . .
59
3.6. Электронные головки звукоснимателей
. . . .
66
4. Т о н а р м ы ......................................................................................................... 73
4.1. Требования к т о н а р м а м ............................................................. 73
4.2. Тонармы обычной системы (тонармы, вращающ иеся
вокруг одной точки)
..................................................................
91
4.3. Тонармы новых с и с т е м .......................................................97
4.4. Электронные устройства т о н а р м о в .......................... 100
5. Движущий механизм
.......................................................................... 105
5.1. Требования и качественные параметры . . . .
105
5.2. Системы
привода
...................................................................108
5.3. Электронные устройства д в и г а т е л я .......................... 114
5.4. Диск п р о и г р ы в а т е л я ........................................................124
5.5. П анель, корпус и пылезащ итная крышка
.
.
.
128
6. Проигрывание п л а с т и н о к ........................................................................ 130
6.1.
6.2.
6.3.
6.4.
6.5.
Выбор
п р о и г р ы в а т е л я .................................................131
П окупка проигрывателя и ввод его вэксплуатацию
136
У с и л и т е л и ..............................................................................139
Акустические системы
........................................................... 144
Высококачественное прослушивание пластинок
.
.
149
173
7.
Коллекционирование пластинок и уход за ними
151
7.1.
7.2.
7.3.
7.4.
7.5.
151
152
154
163
164
Выбор, покупка и доставка пластинок домой
Хранение п л а с т и н о к ............................................
Уход за п л а с т и н к а м и ............................................
Срок службы иглы и звуковой канавки
П роверка головки звукоснимателя
П р и л о ж е н и я ..........................................................................................
1.
2.
к
3.
Важнейшие стандарты, встречающиеся в тексте . .
Встречающиеся на практике единицы, не относящиеся
системе С И .................................................................................
Основные данные некоторых звукоснимателей
166
166
166
167
Л а сл о Д егр ел л
Проигрыватели и грампластинки
Редактор Я. В. Е ф им ова
Художественный редактор Я. С. Шейн
Технический редактор Т. Я. Зы ки на
Корректор Л. А. Б уд а н ц ева
ИБ № 93
Сдано в набор 09.02.1982 г.
П одписано в печать 04.06.1982 г.
Формат 8 4 Х 1 0 8 '/ з2 Бумага кн.-журн.
Гарнитура литер.
Печать высокая
Уел. печ. л. 9,24
Уел. кр.-отт. 9,66
Уч.-изд. л. 12,77
Тираж 50 000 экз.
И зд. No 19251
Зак. № 1123
Цена 60 к.
И здательство «Радио и связь», 101000 Москва, Главпочтамт, а/я 693
Н абрано в типографии издательства «Радио и связь» Госкомиздата СССР
101000 Москва, Главпочтамт, а/я 693
Отпечатано Подольским филиалом производственного объединения «Периодика»
С оюзполиграфпрома при Государственном комитете СССР
по делам издательств, полиграфии и книжной торговли,
г. Подольск, ул. Кирова, д 25
уваж аем ы й
ЧИТАТЕЛЬ!
В 1982 г. в издательства «Радио и связь» в серии « К и б е р ­
нетика» вы йдет в свет кн ига
Ч а к а н ь А. Что умеет карманная ЭВМ !: П ер. с в е н гер . —
10 л.
Д а н о б з о р развития и с о в р е м е н н о го состояния ка р м а нн ы х
э л е ктр о нн о -в ы числ ите л ьны х м аш ин. В п о п ул я р н о й ф о р м е и з­
л о ж е н ы п р и нц и п действия и устр о йств о п р о гр а м м и р у е м ы х и
н е п р о гр а м м и р у е м ы х ка р м а нн ы х ЭВМ, р а ссм о тр е ны осно вн ы е
их х а р а кте р и с ти ки и те хни че ские в о зм о ж н о с ти . П ока за на в о з­
м о ж н о с ть испол ьзования ка р м а нн ы х Э ВМ в качестве и гр о вы х
средств. П ри ве д ен ы по ле зн ы е р е ко м е н д а ц и и и советы , н е о б ­
х о д им ы е для вы бора, п о к у п к и и экспл уатации ка р м а н н ы х ЭВМ .
Д л я ш и р о к о го к р у га читателей. М о ж е т быть п олезна уча ­
щ им ся, и н ж е н е р н о -те х н и ч е с ки м
р а б о тника м ,
эко н о м и ста м ,
б ухга л те р а м и всем лицам, кто в п р о ц е ссе учебы , работы или
в бы ту исп о л ьзуе т ка р м а нн ы е ЭВМ.
Приобрести эту книгу Вы м ож ете в книжных магазинах,
распространяющих литературу по данной тематике.
60 к.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
9 024 Кб
Теги
gramplastinki, 1degrell, proigryvateli
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа