Стереофонические звукосниматели и граммофонная запись

Стереофоническая граммофонная запись представляет собой запись двух отдельных каналов (правого и левого), каждый из которых записывается на соответствующей стенке канавки.

При принятой в настоящее время системе записи 45/45 стенки канавки расположены под углом 45° к поверхности пластинки и под углом 90° друг к другу.

Принято, что правый канал записывается на стенке канавки, поверхность которой обращена к оси вращения пластинки, а левый — на стенке канавки, поверхность которой обращена к краю пластинки. Радиус закругления канавки составляет 5 мк при угле раствора 90°.

На рис. 1 показаны виды канавок стереозаписи, на рис. 1,а — положение резца в канавке и его основные движения. На рис. 1,6 изображена канавка с записью только левого канала (ось вращения пластинки предполагается слева).

Правая стенка этой канавки имеет переменную ширину, а левая — постоянную. На рис. 1,в показана канавка с записью только правого канала, на рис. 1, г— вид канавки при записи обоих каналов, когда на подвижные системы рекордера подаются два одинаковых сигнала в фазе (здесь имеет место поперечная запись).

Канавка с записью обоих каналов при одинаковых сигналах, поданных в противофазе, изображена на рис. 1,д (в этом случае имеет место глубинная запись).

Рис. 1. Виды канавок стерео записи.

Частотный диапазон стереозаписи лежит в обычных пределах от 30 до 15 000 гц, при уровне меньшем монофонической микрозаписи на 3 дб. Время записи остается тем же самым. Разделение каналов (взаимное влияние каналов друг на друга) в рекордере составляет не менее 40 дб.

Для воспроизведения стереофонической записи применяются специальные звукосниматели новой конструкции. Требования, предъявляемые к таким звукоснимателям, отличаются от требований, предъявляемых к обычным звукоснимателям.

Нагрузка на иглу стереофонического звукоснимателя, радиус закруглення конца которой составляет 12 - 18 мк должна быть снижена до 4 - 5 г . Это приводит к необходимости соответствующего увеличения податливости подвижной системы звукоснимателя, причем не только в горизонтальной, как для монофонических звукоснимателей, но и в вертикальной плоскостях, чтобы обеспечить нормальное воспроизведение вертикальной составляющей стереозаписи.

В отношении частотной характеристики и чувствительности для стереофонических звукоснимателей сохраняются те же условия, что и для обычных.

Оба канала звукоснимателя должны быть возможно более одинаковы между собой по частотной характеристике, по чувствительности, и особенно по искажениям, которые должны быть сведены к минимуму.

Разделение каналов должно быть не менее 20 дб. (на частоте 1000 гц).

Стереофонический звукосниматель должен обеспечивать воспроизведение монофонической граммофонной пластинки, что достигается соответствующей фазировкой каналов. Все существующие требования к механической прочности и климатическим условиям сохраняются в полной мере.

Так же как запись двухканальной стереопластинки производится одним резцом, воспроизведение ее осуществляется одной иглой, воздействующей на две раздельные преобразующие системы. Ниже описывается принцип работы некоторых типов стереофонических звукоснимателей.

Подвижная система стереозвукоснимателя динамического типа (рис. 2) состоит нз двух катушек, расположенных соответствующим образом в поле постоянного магнита под прямым углом Друг к другу.

Система выполнена так, что при модуляции одного канала силовые линии магнитного поля пересекают витки одной катушки и скользят вдоль витков другой. Поэтому ЭДС наводится только в первой катушке.

Рис. 2. Подвижная система стереозвукоснимателя динамического типа.

Устройство стереозвукоснимателя с переменным магнитным сопротивлением показано на рис. 3.

В этом звукоснимателе модуляция одного канала смещает иглодержатель, меняя величину соответствующего воздушного зазора и сохраняя постоянным другой зазор. В результате ЭДС наводится только в одной соответствующей катушке.

Рис. 3. Устройство стереозвукоснимателя с переменным магнитным сопротивлением.

Принцип работы пьезоэлектрического стереозвукоснимателя поясняется рис. 4. Система состоит из четырех жестких тяг, гибко связанных между собой, и может вращаться вокруг точки А.

Если точка Б сместится в направлении левой стрелки в плане системы, то нижняя правая тяга повернется вокруг точки Г, а верхняя правая тяга останется неподвижной. Левая нижняя тяга переместится по стрелке и повернет верхнюю левую тягу вокруг точки А.

Рис. 4. Принцип работы пьезоэлектрического стереозвукоснимателя.

Таким образом, модуляция правого канала будет смещать верхнюю левую тягу, сохраняя неподвижной правую, а модуляция левого канала вызовет смещение верхней правой тяги, оставив неподвижной левую.

Если расположить в Соответствующих участках системы (а и б) два пьезоэлемента, то получатся две механоэлектрические преобразующие системы с механическим разделением каналов.

Интересно применение для стереофонического звукоснимателя керамического пьезоэлемента в форме трубки. Трубка представляет собой два параллельно соединенных биморфных пьезоэлемента.

Рис. 5. Вид пьезоэлемента с торца.

Вид такого пьезоэлемента с торца показан на рис. 5. Элемент имеет пять электродов: один внутренний и четыре наружных, расположенных вдоль трубки.

При модуляции правого канала (стрелка Б) пьезоэлемент изгибается в плоскости А—А. При этом вследствие деформаций участков трубки под электродами Э3, и Э2 возникает разность потенциалов на зажимах 2—3.

Что же касается участков трубки под электродами Э3 и Э4, то их половинки под каждым из электродов деформируются в противоположные стороны и, таким образом, электрически компенсируют друг друга, а поэтому разность потенциалов на зажимах 1— 2 не возникает.

На рис. 6 показан экспериментальный пьезоэлектрический звукосниматель, разработанный в одном из научно исследовательских институтов. В нем применены:

• преобразование — пьезоэлектрическое, способное обеспечить высокие качественные показатели прибора, и наиболее простое и надежное его выполнение;
• элемент — из пьезоэлектрической керамики, перспективного материала прочного и стабильного, позволяющего получить необходимую чувствительность звукоснимателя при относительно низком полном электрическом сопротивлении.

Сохранение внешней формы и установочных размеров головки типа ЗПК— 55М позволяет использовать существующие тонармы. Вновь разработанная контактная система тонарма обеспечивает при замене стереофонической головки на обычную одновременную работу обоих каналов без дополнительного переключения.

Головка стереозвукоснимателя (рис. 6) представляет собой корпус головки ЗПК—55М с встроенным в него вкладышем из пластмассы, несущим два керамических пьезоэлемента размером 0,6х X 1 X 15 мм.

Пьезоэлементы фиксированы под углом 90° друг к другу и под углом 45° к горизонтали при помощи резиновых карманов с направляющими выступами, входящими в пазы вкладыша.

Пластмассовые наконечники соединяют пьезоэлементы с эластичным поводком специальной формы, передающим колебания, снимаемые иглой с правого и левого каналов записи, соответственно на левый и правый пьезоэлементы. Каждый пьезоэлемент демпфируется блоком из оксилена, установленным в средней части вкладыша.

Головка имеет три выводных контакта, из которых один общий от обоих каналов, соединяется с экраном выводного шнура звукоснимателя. Крайние контакты расположены так же, как и в головке ЗПК— 55М, а средний установлен вертикально.

Контактная система тонарма имеет три пружинящих ламели, две из которых (токовые) замкнуты между собой. Когда в тонарм устанавливается обычная головка, эти ламели остаются замкнутыми, так что входы обоих каналов оказываются включенными параллельно.

Рис. 6. Экспериментальный пьезоэлектрический звукосниматель, разработанный в одном из научно исследовательских институтов.

При установке стереоголовки ее выступающий контакт отжимает среднюю ламель, в результате чего каждый пьезоэлемент оказывается соединенным только с одним каналом.

Рис. 7. Частотные характеристики головки.

Стереоголовка имеет одну иглу с радиусом закругления 17 мк, что позволяет кроме стереозаписи воспроизводить и обычную микрозапись. Игла запрессована в пластмассовый держатель, установленный в резиновом манжете.

Держатель легко заменяется в случае износа иглы. Вместо переключателя игл в корпус вделан цветной индикатор, показывающий наличие в тонарме стереофонической головки.

Частотные характеристики головки приведены на рис. 7. Рабочий частотный диапазон звукоснимателя лежит в пределах от 30 до 12 000 гц. Чувствительность головки составляет около 40 мв/см/сек при различии уровней каналов не более 2 дб.

Коэффициент нелинейных искажений около 3%. Нагрузка на иглу 4— 5 г.

А. Бектабегов.