Elektrofonní vyzvednutí

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 26. dubna 2016; kontroly vyžadují 19 úprav .

Snímač je uzel, součást elektricky přehrávajícího zařízení (EPU).

Odběr zahrnuje:

snímací jehla ;
snímací hlava – zařízení, které převádí mechanické vibrace jehly, ke kterým dochází při přehrávání desky, na elektrické signály ;
tonearm - páka , ke které je připevněna snímací hlavice s jehlou, zajišťuje pohyb jehly po desce po zvukové stopě.

Sběrací jehla

Snímací jehla je jehla pohybující se špičatým ( kónickým ) koncem po zvukové stopě, přičemž její nepravidelnosti způsobují, že jehla vibruje na určité frekvenci, čímž vám umožní slyšet zvuk zaznamenaný na desce .

Gramofonová ( gramofonová ) jehla je špičatá ocelová tyč, ostrý konec je koule o určitém poloměru . Gramofonová jehla byla vložena do držáku spojeného s membránou, jehla v něm byla fixována šroubem. V závislosti na poloměru ostření hrotu byly rozlišeny jehly „tichý tón“, „střední“ a „hlasitý“. Ocelový stylus dlouho nevydržel, jen pár minut práce na šelakové desce, pak se opotřeboval a musel se vyměnit, jinak by začal kazit desky. Na rukávech sovětských gramofonových desek bylo vždy varování o nepřípustnosti používání hraných jehel. Používaly se i ocelové jehly s tvrdou ( korundovou ) špičkou, odolnější, ale také dražší. "Měkké" jehly, jako jsou ty vyrobené z bambusového dřeva, také získaly určitou distribuci . Používaly se například ke kontrole měděných originálů po nahrání na zobcovou flétnu nebo k přehrávání zvláště cenných desek. Měkké jehly desku téměř neopotřebovaly, ale velmi špatně reprodukovaly vysoké frekvence.

Jehla elektrofonu je malý krystal tvrdého minerálu upevněný na kovovém držáku. Levné jehly používají korundový krystal , zatímco drahé jehly používají mnohem tvrdší diamantový krystal . Kovový držák krystalu přes tlumič je upevněn v plastovém trnu.

Rozměry krystalu upevněného na držáku pro přehrávání z jakýchkoliv dlouhohrajících ( mono- , stereo- nebo quadro- ) desek jsou stejné: poloměr zakřivení kónické části je 18 ± 5 mikronů , průměr je 0,35 mm . Pro lepší zaoblení závitů drážky jehlou a úplnější soulad kmitání jehly s vibracemi frézy se při záznamu používají eliptické jehly (hlavní osa elipsy je orientována přes drážku záznam).

Jehla elektrofonu (krystal na držáku v plastovém trnu) je instalována v hlavě snímače.

Snímací hlava

Snímací hlavy jsou zpravidla snadno odnímatelné, se zástrčkovým konektorem , což usnadňuje jejich výměnu v případě poruchy.

Snímací hlavy jsou určeny pro:

mono nahrávky;
stereo nahrávky;
kvadrafonní nahrávky.

Pokud monofonní hlava reprodukuje stereofonní záznam, bude samozřejmě monofonní zvuk. Pokud kvadrafonní hlava reprodukuje stereofonní záznam, bude samozřejmě existovat pouze stereofonní zvuk.

Podle fyzikálního principu používaného k převodu mechanických vibrací na elektrické signály se kazety dělí na:

piezoelektrický ( piezoelektrický efekt );
magnetický ( zákon elektromagnetické indukce );
lze použít jiné fyzikální principy, například optické, kapacitní, takové hlavy nedostaly rozvod [2] [3] .

Piezo hlavy

Princip činnosti je založen na piezoelektrickém jevu - řada látek ( piezoelektrik ) generuje při deformaci elektrický proud , na plochách piezoelektrického krystalu se objevuje potenciálový rozdíl .

V pouzdře hlavice je elektronka z materiálu s piezoelektrickými vlastnostmi, na její konce jsou připojeny vodiče , připojené k nízkofrekvenčnímu zesilovači [4] . Trubice je naplněna viskózní kapalinou s tlumícími vlastnostmi.

Držák s na něm nasazeným krystalem je jedním koncem uchycen přes tlumič k plastovému tělu hlavice, střední část je připevněna ke konci piezoelektrické trubice. Pokud byla hlava stereo , pak tam byly dva piezoelektrické prvky (dvě trubice) a v horní části rovnoramenného trojúhelníku (pod trubicemi) byl držák s krystaly.

První piezoelektrický snímač byl komerčně uveden na trh ve Spojených státech v roce 1926 společností Brush Development Company (společnost později přešla na vývoj a výrobu magnetofonů ). Nový snímač se příznivě lišil od tehdy používaných elektromagnetických snímačů s mnohem menší námahou na jehlu, proto byl inzerován jako „perotypový stylus“, tedy „snímač o váze pírka“. [5]

Piezoelektrické hlavy vyrobené v SSSR byly instalovány v levných EPU třetí a druhé třídy a byly navrženy pro přehrávání desek při 33⅓, 45 a 78 otáčkách za minutu. Při přehrávání dlouhohrajících desek (při 33⅓, 45 ot./min.) bylo nutné držák orientovat tak, aby se na "vlajce" objevil symbol "trojúhelník" (u monofonních hlav) nebo "dva zkřížené kroužky" (u stereofonních hlav). ". Pro přehrávání starých gramofonových desek rychlostí 78 otáček za minutu bylo nutné otočit „vlajku“ o 180 stupňů, aby byl přečten nápis „78“, na zvukové stopě se postavil další krystal. Při otáčkách "78" se zvedl krystal korundu a při "33⅓" a "45" se dal použít buď korund nebo diamantový krystal, diamantové hlavy byly dražší. Přísně se nedoporučovalo přehrávat dlouhohrající desky v poloze jehly „78“, což vedlo k opotřebení zvukové stopy, a gramofonové desky v poloze „33⅓“ a „45“, mohlo by to vést ke zlomení jehly. (krystal).

S piezoelektrickými hlavami vyráběl sovětský průmysl také prvotřídní elektrofony, například stereo Vega-101 [6]

Nevýhody piezoelektrických hlav

Piezoelektrické hlavy měly zvýšenou tuhost, pro správnou reprodukci záznamu byl potřeba velký přítlak. Piezoelektrické hlavy tedy desku hodně opotřebovávaly (až na Micro-Acoustics snímače , které nebyly ve všech charakteristikách horší než ty elektromagnetické).
Piezo hlavice jsou krátkodobé. Trubky vyrobené z piezoelektrického materiálu praskly, pravděpodobně v důsledku únavy materiálu . V běžných domácích hlavách stekla na panel lepkavá viskózní tlumící kapalina , která jej zašpinila, stejně jako na jehlu samotnou, již špinila desku, přičemž tlumení jehly zmizelo a kvalita zvuku se prudce zhoršila.

Magnetické hlavy

Ve špičkových zařízeních se rozšířily hlavy magnetického typu. Princip činnosti je založen na jevu elektromagnetické indukce : ve vodiči umístěném ve střídavém magnetickém poli se indukuje elektrický proud, který se mění podle stejného zákona jako magnetické pole.

Snímače založené na tomto principu se chronologicky objevily jako první – koncem 10. let 20. století. - a byly široce používány spolu s piezoelektrickými, které se objevily o něco později. Rané elektromagnetické snímače, pre-1950 včetně, byly poměrně těžké a necitlivé konstrukce. Pro jejich uspokojivý provoz byl zapotřebí přítlak na jehlu až sto gramů nebo více, jako gramofonový (mechanický) snímač. Piezo hlavy byly oproti nim velkým krokem vpřed, neboť pracovaly s přítlakem v řádu desítek gramů. Elektromagnetické snímače se vyráběly mimo jiné ve formě odnímatelné sestavy, kterou bylo možné instalovat na gramofon nebo gramofon místo standardní jehly s membránou. [7]

S příchodem nových materiálů bylo možné vytvořit magnetické snímače s mnohem větší pružností (menší tuhostí) odpružení než piezoelektrické a s nižší hmotností pohyblivého systému. Moderní magnetické hlavy pracují s upínací silou 1 ... 3 g oproti 5 g nebo více u moderních piezoelektrických hlav, méně opotřebovávají destičku a mají lepší frekvenční charakteristiky.

Zařízení se dělí na:

Elektromagnetické - s pohyblivým permanentním magnetem umístěným na konci držáku krystalu a pevnými induktory upevněnými v pouzdru hlavy. Takové hlavy se označují zkratkou MM ( pohyblivý magnet) .
Magnetoelektrické - s pevnými magnety a pohyblivými (na držáku jehel) induktory. Označují se zkratkou MC ( angl. moving coil - pohyblivá cívka).
Kombinovaný.

Magnetoelektrické hlavy mají o něco lepší výkon než elektromagnetické, ale jsou výrazně dražší a vyžadují speciální koordinaci se zesilovačem, proto jsou méně časté.

Vlastnosti hlav magnetického typu

Generují nízké EMF , signál z magnetických hlav snímače má mnohem nižší amplitudu než z piezoelektrických: pro elektromagnetické hlavy - 4-5 mV, pro magnetoelektrické hlavy - asi 0,2 mV.
Frekvenční odezva hlavic magnetického typu je mnohem lineárnější, ale z tohoto důvodu je velmi vzdálená požadované .

Tyto dva faktory vyžadují, aby hlavy magnetického typu byly připojeny k nízkofrekvenčnímu zesilovači přes předzesilovač-korektor .

Rameno

Tonarm ( německy Tonarm , z Ton „zvuk“ a Arm „ruka“) je páka na gramofonu ( elektrofon ) , ke které je připevněna snímací hlavice s jehlou.

Existují dva typy tonearmů:

Tangenciální raménko (také se jim říká tonearms s lineárním sledováním) - celé raménko se pohybuje vzhledem k desce, snímací hlava se pohybuje radiálně , stejně jako řezačka při nahrávání desky. Složitá mechanická konstrukce, pohyb raménka se zpravidla děje elektrickým pohonem se servosystémem. Obdržela malá distribuce kvůli složitosti zařízení s velmi malým ziskem v kvalitě přehrávání.
Radiální raménko (také se jim říká páková raménka) - mají pevnou osu otáčení mimo desku, což umožňuje snímací hlavě umístěné na konci raménka volně se pohybovat po oblouku kruhu , sledovat zvukovou stopu rotujícího záznam. Hlavní výhodou ve srovnání s tangenciálním raménkem je jednoduchost zařízení a nízká cena.

Podle vzhledu můžeme rozlišit:

Přímé raménko.
Ramena ve tvaru J nebo S.

Pohyb raménka

Tangenciální raménko zajišťuje, že stylus při nahrávání desky přesně sleduje dráhu, kterou urazí řezačka rekordéru. Podélná osa snímací hlavy je vždy orientována tangenciálně ke zvukové stopě, nedochází ke zkreslení zvuku.

Radiální raménko je tyč, upevněná na jednom konci na svislé ose otáčení, na druhém konci je hlavice s jehlou.

Protože se řezačka během nahrávání pohybuje podél poloměru , podélná osa posuvného měřítka je orientována kolmo na poloměr podél tečny ke zvukové drážce a jehla během přehrávání podél oblouku kruhu , pak je mezi osou vytvořen úhel hlavy radiálního raménka a tangenciální zvukové drážky , což vede ke zkreslení zvuku během přehrávání (úhlové zkreslení). Axiální linie hlavy je umístěna přísně tečně ke zvukové stopě pouze ve dvou bodech na desce. Pokud je raménko nesprávně nastaveno, může být tento bod sám nebo zcela chybí.

Pro snížení úhlového zkreslení se hlavice otočí doleva o korekční úhel tvořený axiální linií hlavice a linií spojující osu rotace a jehlu. $\Phi$

Lze zaznamenat následující nastavení raménka:

základna raménka - vzdálenost od svislé osy otáčení raménka ke středu otáčení desky $d$
délka raménka - vzdálenost od svislé osy ke konci jehly $L$
vzdálenost od osy otáčení desky k jehle - $R$

Vzorec popisující pohyb raménka vypadá takto:

d^{2}=L^{2}+R^{2}-2RL\times \cos {(90-\Phi )}

proto musí být sinus úhlu , do kterého má být hlava otočena $\Phi$

\sin \Phi ={\frac {L^{2}-d^{2}+R^{2}}{2RL}}

S konstantní základnou raménka můžete změnou délky raménka sestavit graf, který odráží závislost úhlu (nebo ) na poloze jehly na desce (pro různé ). $d$ $L$ $\Phi$ $\sin \Phi$ $R$

Pokud je například základna raménka mm a délka raménka mm, pak bude korekční úhel .

d=215

L=231

\Phi

{22^{\circ }}{\akutní {40}}

Při poloměrech rovných a mm bude axiální čára hlavy směřovat přesně podél tečny a v krajních polohách na zvukové stopě se úhel nebude shodovat s tečnou v , což je přijatelné pro vysoce kvalitní reprodukci zvuku (výpočet byl proveden pro gramofonovou desku o maximálním průměru 300 mm) .

R

64

119

{1^{\circ }}{\akutní {55}}

Teoreticky, pokud uděláte velmi dlouhé raménko, pak se v úzkém sektoru desky oblouk kruhu přiblíží k přímce a korekční úhel bude mít tendenci k nule , nicméně elektrické přehrávače se vyrábějí v rozumných velikostech.

Tvar raménka neovlivňuje jeho technické vlastnosti ( v matematickém vzorci není žádný faktor , který by určoval tvar raménka) , měl by zvýšit pohodlí jeho ovládání a splňovat požadavky technické estetiky .

K dispozici jsou radiální raménka s kompenzací úhlové chyby, snímací hlava je sklopná, přídavná tyč ji automaticky natočí do úhlu úměrného úhlu natočení tyče raménka. Pro svou složitost nejsou příliš využívány.

Vyvažování radiálního ramene

Pro regulaci přítlaku je raménko vyváženo , nejčastěji se používá nastavitelné protizávaží . U špičkových EPU je protizávaží připojeno k tyči přes tlumič , aby se eliminovala nízkofrekvenční rezonance . Je možné nastavit pracovní délku tyče raménka.

Rolling Force

Když je jehla (rozuměj radiální tónové rameno) na pohybující se zvukové stopě desky, působí na ni následující síly: třecí síla , jejíž vektor směřuje přísně tečně ke zvukové stopě, a tažná síla (reakce tónového ramene díky své tuhosti) . Mezi těmito dvěma vektory je nekonstantní úhel , který se mění při pohybu ramene tónu v důsledku přehrávání desky. V důsledku toho se objeví valivá síla , která posune raménko směrem ke středu disku . $F_{f}$ $F_{r}$ $\Phi$ $F_{s}$

Velikost valivé síly můžete určit: . Protože tažná síla je rovna součinu upínací síly snímače a koeficientu tření mezi dotekem a gramofonem, pak : ${F_{s}}={F_{r}}\times \mathrm {tg} \Phi$ $F_{r}$ $G$ $K$ ${F_{s}}=K\krát G\krát \mathrm {tg} \Phi$

Valivá síla je přibližně 1/10 přítlaku.

Koeficient tření jehly s kulovou špičkou na zvukové stopě je přibližně stejný , tedy ;

{0,25}

{F_{s}}={0,25}\times \mathrm {tg} \Phi

Koeficient tření jehly s eliptickou špičkou na zvukové stopě je přibližně roven , pak .

{0,35}

{F_{s}}={0,35}\times \mathrm {tg} \Phi

Předpokládejme, že úhel mezi středovou linií předloktí a středovou linií hlavy je , pak:

\Phi

{22^{\circ }}{\akutní {40}}

pro kulovou jehlu ;

F_{s}={0,25}\times G\times \mathrm {tg} {22^{\circ }}{\acute {40}}={0,1}G

pro eliptickou jehlu

F_{s}={0,35}\times G\times \mathrm {tg} {22^{\circ }}{\acute {40}}={0,15}G

Pro kompenzaci valivé síly je raménko vybaveno speciálními zařízeními, která tento efekt kompenzují (otočení raménka směrem ven). Pro kompenzaci valivé síly se nejčastěji používá pružinový mechanismus , přes blok se prohazuje závit s na něm zavěšeným závažím , vzájemně se odpuzující permanentní magnety , pákový mechanismus, nakloněná rovina . Můžete upravit velikost síly proti bruslení. V EPU nižších tříd může chybět kompenzátor smykové síly.

Další zařízení

Pro snížení třecích sil, zvýšení plynulosti a přesnosti práce se osy vysoce kvalitních ramen otáčejí ve valivých ložiskách ( kuličková a jehlová ložiska).

Pro plynulé spouštění jehly na zvukové stopě je navržen mikrolift . Pokud snímač na desku nasadíte ručně, můžete poškodit jehlu (zlomit krystal). V mikrovlecích se používají tlumiče (retardéry) různého provedení: elektromagnetické, pákové, pružinové. V EPU polské společnosti Unitra byla tyč spuštěna do válce naplněného kapalinou s velmi vysokou viskozitou .

Jakmile ručička dosáhne poslední spirály zvukové stopy, spustí se autostop zabudovaný v EPU . Jehla se zvedne nad desku, vypne se elektromotor, který otáčí kotoučem. U některých EPU se raménko vrací do stojanu. Autostop lze deaktivovat např. při přehrávání nestandardních desek (suvenýr, velmi malý průměr). V EPU třetí a druhé třídy, autostop s mechanickým ovládáním, v panelech první a vyšších tříd jsou použity optické a magnetické ( jazýčkový spínač ) senzory. Optické snímače reagují na zvýšení rychlosti pohybu raménka při průchodu jehly výstupní částí zvukové stopy desky.

Literatura

Cherkunov VK Konstrukce amatérských hráčů. - Moskva: Energetika, 1980. - 112 s.
Apollonova L.P., Shumova N.D. Nahrávka a její reprodukce. - Moskva: Energetika, 1973. - 72 s.
Brodkin V. M. Elektrická hrací zařízení. - Moskva: Energetika, 1972. - 104 s.
Čerkunov VK Elektromagnetický mikrovýtah. - " Rozhlas ", 1975, č. 2. - S. 36-38.
Brodkin V. M. Elektrická hrací zařízení. 2. vyd. Hromadná rozhlasová knihovna , číslo 1013. - M.: Energie, 1980
Degrell L. Hráči a rekordy. Překlad z maďarštiny V. K. Piskareva, upravil Yu. A. Voznesensky. - M .: "Rádio a komunikace", 1982

Poznámky

↑ Radiola "Ural" série 57. Návod k obsluze Archivní kopie ze dne 8. března 2013 na Wayback Machine
↑ Laserový gramofon pro vinylové desky. Archivováno 14. února 2015 v časopise Wayback Machine Science and Life Magazine , č. 2 (únor) 2015
↑ Laserový gramofon pro vinylové desky byl vydán v Japonsku v roce 1988. . Získáno 14. února 2015. Archivováno z originálu 14. února 2015. (neurčitý)
↑ Piezoelektrická hlava nevyžaduje phono stolek . Jediným požadavkem pro ULF pracující s piezoelektrickou hlavou je co nejvyšší vstupní impedance. To je způsobeno skutečností, že ekvivalentní obvod piezoelektrické hlavy je sériově zapojený zdroj napětí a poměrně malý kondenzátor . Proto vstupní impedance zesilovače tvoří parazitní HPF s touto kapacitou , která může vytvořit blokádu nízkých zvukových frekvencí.
↑ Historie výrobce. Brush Development Co.; Cleveland, Ohio . Datum přístupu: 20. října 2015. Archivováno z originálu 3. března 2016. (neurčitý)
↑ "Vega-101 stereo" Archivní kopie z 30. března 2014 na Wayback Machine
↑ Bektabegov A.K., Zhuk M.S. Gramofonové snímače. — M.-L.: Gosenergoizdat, 1950

Odkazy

Laura Dearborn ("The Absolute Sound") Nastavení gramofonu. Archivováno 7. září 2011 na Wayback Machine // inthouse.ru