Captarea electrofonului

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 26 aprilie 2016; verificările necesită 19 modificări .

Un pickup este un nod, o parte a unui dispozitiv de redare electrică (EPU).

Preluarea include:

ac de ridicare ;
cap de preluare - un dispozitiv care convertește vibrațiile mecanice ale acului care apar la redarea unei discuri în semnale electrice ;
braț - o pârghie la care este atașat capul de preluare cu un ac, asigură mișcarea acului de-a lungul discului de-a lungul pistei sonore.

Pickup Needle

Acul de preluare este un ac care se mișcă cu un capăt ascuțit ( conic ) de-a lungul pistei sonore, în timp ce neregularitățile sale fac ca acul să vibreze la o anumită frecvență, permițându-vă astfel să auziți sunetul înregistrat pe disc .

Un ac de gramofon ( gramofon ) este o tijă de oțel ascuțită, capătul ascuțit este o sferă cu o anumită rază . Acul de gramofon a fost introdus într-un suport conectat la membrană, acul a fost fixat în el cu un șurub. În funcție de raza de ascuțire a vârfului, au fost distinse ace de „ton liniștit”, „mediu” și „tare”. Stylusul din oțel nu a durat mult, doar câteva minute de lucru la un disc shellac , apoi a fost uzat și a trebuit înlocuit, altfel începea să strice înregistrările. Pe mânecile discurilor de gramofon sovietic exista întotdeauna un avertisment cu privire la inadmisibilitatea utilizării acelor jucate. S-au folosit și ace de oțel cu vârf dur ( corindon ), mai rezistente, dar și mai scumpe. Acele „moale”, cum ar fi cele din lemn de bambus , au câștigat, de asemenea, o anumită distribuție . Au fost folosite, de exemplu, pentru a verifica originalele din cupru după ce au fost înregistrate pe un recorder sau pentru a reda înregistrări deosebit de valoroase. Acele moi aproape că nu au uzat înregistrarea, dar au reprodus foarte slab frecvențele înalte.

Acul electrofonului este un mic cristal dintr-un mineral dur fixat pe un suport metalic. Acele ieftine folosesc un cristal de corindon , în timp ce acele scumpe folosesc un cristal de diamant mult mai dur . Suportul metalic al cristalului prin amortizor este fixat într-un dorn de plastic .

Dimensiunile cristalului fixat pe suport pentru redare din orice înregistrări cu redare lungă ( mono- , stereo- sau quadro- ) sunt aceleași: raza de curbură a părții conice este de 18 ± 5 microni , diametrul este de 0,35 mm . Pentru o mai bună rotunjire a circumvoluțiilor șanțului cu un ac și o corespondență mai completă a vibrațiilor acului cu vibrațiile frezei, în timpul înregistrării se folosesc ace eliptice (axa majoră a elipsei este orientată peste șanțul inregistrarea).

Acul electrofonului (cristal pe suport într-un dorn de plastic) este instalat în capul pickup-ului.

Cap de ridicare

Capetele de preluare sunt realizate, de regulă, ușor de demontat, cu un conector ștecher , ceea ce facilitează înlocuirea lor în cazul unei defecțiuni.

Capetele de preluare sunt concepute pentru:

Dacă un cap monofonic reproduce o înregistrare stereofonică, desigur, va exista un sunet monofonic. Dacă un cap quadrafonic reproduce o înregistrare stereofonică, desigur, va exista doar sunet stereofonic.

Conform principiului fizic folosit pentru a converti vibrațiile mecanice în semnale electrice, cartușele sunt împărțite în:

piezoelectric ( efect piezoelectric );
magnetic ( legea inducției electromagnetice );
pot fi folosite și alte principii fizice, de exemplu, optice, capacitive, astfel de capete nu au primit distribuție [2] [3] .

Capete piezo

Principiul de funcționare se bazează pe efectul piezoelectric - un număr de substanțe ( piezoelectrice ) generează un curent electric în timpul deformării , pe fețele cristalului piezoelectric apare o diferență de potențial .

În carcasa capului se află un tub realizat dintr-un material cu proprietăți piezoelectrice, firele sunt conectate la capete, conectate la un amplificator de joasă frecvență [4] . Tubul este umplut cu un lichid vâscos cu proprietăți de amortizare .

Suportul cu un cristal atașat este atașat la un capăt printr-un amortizor de corpul din plastic al capului, partea de mijloc este atașată la capătul tubului piezoelectric. Dacă capul era stereo , atunci erau două elemente piezoelectrice (două tuburi), iar în partea de sus a triunghiului isoscel (sub tuburi) era un suport cu cristale.

Primul pickup piezoelectric a fost lansat comercial în Statele Unite în 1926 de către Brush Development Company (compania a trecut ulterior la dezvoltarea și producția de casetofone ). Noul pickup diferă favorabil de pickup-urile electromagnetice folosite atunci, cu un efort mult mai mic asupra acului, motiv pentru care a fost promovat drept „un stylus cu greutate penă”, adică „un pickup cu greutatea unei pene”. [5]

Capetele piezoelectrice produse în URSS au fost instalate în EPU ieftine de clasa a treia și a doua și au fost concepute pentru a reda înregistrări la 33⅓, 45 și 78 rpm. Când au fost redate înregistrări lungi (la 33⅓, 45 rpm), a fost necesar să se orienteze suportul astfel încât simbolul „triunghi” (pentru capete monofonice) sau „două inele încrucișate” (pentru capete stereofonice) să apară pe „steagul”. ". Pentru a reda discuri vechi de gramofon la 78 rpm, a fost necesar să rotiți „steagul” cu 180 de grade, astfel încât să fie citită inscripția „78”, un alt cristal s-a ridicat pe coloana sonoră. La „78” revoluții se ridica un cristal de corindon, iar la „33⅓” și „45” se putea folosi fie corindon, fie un cristal de diamant, capete de diamant erau mai scumpe. Nu a fost strict recomandat să redați înregistrări de lungă durată în poziția acului „78”, acest lucru a dus la uzura melodiei, iar înregistrările de gramofon în pozițiile „33⅓” și „45”, acest lucru ar putea duce la ruperea acului. (cristal).

Cu capete piezoelectrice, industria sovietică a produs și electrofoane de primă clasă, de exemplu, Vega-101 stereo [6]

Dezavantajele capetelor piezoelectrice

Capetele piezoelectrice aveau o rigiditate sporita, pentru reproducerea corecta a inregistrarii a fost necesara o forta aerodinamica mare. Prin urmare, capetele piezoelectrice au uzat mult recordul (cu excepția pickup-urilor Micro-Acoustics , care nu erau inferioare celor electromagnetice în toate caracteristicile).
Capetele piezo sunt de scurtă durată. Tuburile din material piezoelectric s-au fisurat probabil din cauza oboselii materialului . În capetele domestice obișnuite, un lichid de amortizare vâscos lipicios curgea pe panou, murdărindu-l, precum și pe acul în sine, murdând deja discul, în timp ce amortizarea acului a dispărut și calitatea sunetului s-a deteriorat brusc.

Capete magnetice

În echipamentele de ultimă generație, capete de tip magnetic au devenit larg răspândite. Principiul de funcționare se bazează pe fenomenul inducției electromagnetice : într-un conductor plasat într-un câmp magnetic alternativ se induce un curent electric, care se modifică după aceeași lege ca și câmpul magnetic.

Pickup-urile bazate pe acest principiu au apărut pentru prima dată cronologic - la sfârșitul anilor 1910. - și au fost utilizate pe scară largă alături de cele piezoelectrice care au apărut puțin mai târziu. Primele capturi electromagnetice, înainte de anii 1950 inclusiv, erau un design destul de greu și insensibil. Pentru funcționarea lor satisfăcătoare, a fost necesară forța de apăsare a acului de până la o sută de grame sau mai mult, ca un pickup de gramofon (mecanic). Capetele piezo au reprezentat un mare pas înainte în comparație cu ele, deoarece lucrau cu o forță aerodinamică de ordinul zecilor de grame. Pickupurile electromagnetice au fost produse, printre altele, sub forma unui ansamblu detașabil care putea fi instalat pe un gramofon sau gramofon în locul unui ac standard cu o membrană. [7]

Odată cu apariția noilor materiale, a fost posibil să se creeze pickup-uri magnetice cu o flexibilitate mult mai mare (mai puțină rigiditate) a suspensiei decât cele piezoelectrice și cu o masă mai mică a sistemului de mișcare. Capetele magnetice moderne funcționează cu o forță de strângere de 1 ... 3 g față de 5 g sau mai mult pentru capetele piezoelectrice moderne, uzează placa mai puțin și au caracteristici de frecvență mai bune.

Aparatul este împărțit în:

Electromagnetic - cu un magnet permanent mobil situat la capătul suportului de cristal și inductoare fixe fixate în carcasa capului. Astfel de capete sunt abreviate ca MM ( magnet în mișcare ) .
Magnetoelectric - cu magneți fix și inductori mobile (pe suportul acului). Ele sunt desemnate prin abrevierea MC ( eng. moving coil - moving coil).
Combinate.

Capetele magnetoelectrice sunt oarecum mai bune ca performanță decât cele electromagnetice, dar sunt semnificativ mai scumpe și necesită o coordonare specială cu amplificatorul, prin urmare sunt mai puțin frecvente.

Caracteristicile capetelor de tip magnetic

Ele generează EMF scăzute , semnalul de la capetele magnetice ale pickup-ului este mult mai mic ca amplitudine decât de la cele piezoelectrice: pentru capete electromagnetice - 4-5 mV, pentru capete magnetoelectrice - aproximativ 0,2 mV.
Răspunsul în frecvență al capetelor de tip magnetic este mult mai liniar, dar din această cauză este foarte departe de cel necesar .

Acești doi factori necesită ca capetele de tip magnetic să fie conectate la un amplificator de joasă frecvență printr -un preamplificator-corector .

Braț

Tonarm ( germană: Tonarm , de la Ton „sunet” și Arm „mână”) este o pârghie a unui aparat de înregistrare ( electrofon ), la care este atașat un cap de captură cu un ac.

Există două tipuri de brațe:

Braț tangențial (se mai numesc și brațe cu urmărire liniară) - întregul braț se mișcă în raport cu înregistrarea, capul de captare se mișcă radial , la fel ca tăietorul atunci când înregistrați o înregistrare. Un design mecanic complex, mișcarea brațului, de regulă, are loc printr-o acționare electrică cu un sistem servo. A primit o distribuție redusă datorită complexității dispozitivului cu un câștig foarte mic în calitatea redării.
Braț radial (se mai numesc și brațe cu pârghie) - au o axă fixă de rotație în afara discului, permițând capului de captare situat la capătul brațului să se miște liber de-a lungul arcului de cerc , urmând melodia unui rotire. record. Principalul avantaj, în comparație cu un braț tangențial, este simplitatea dispozitivului și costul redus.

În aparență, putem distinge:

Braț direct.
Brațe în formă de J sau S.

Mișcarea brațului

Brațul de tip tangențial asigură că stiloul urmărește cu exactitate traseul parcurs de tăietorul reportofonului atunci când înregistrează o înregistrare. Axa longitudinală a capului de captare este întotdeauna orientată tangenţial la pista sonoră, nu există distorsiuni ale sunetului.

Brațul radial este o tijă, fixată la un capăt pe axa verticală de rotație, la celălalt capăt se află un cap cu ac.

Deoarece tăietorul în timpul înregistrării se mișcă de-a lungul razei , axa longitudinală a șublerului este orientată perpendicular pe rază de-a lungul tangentei la canelura sonoră, iar acul în timpul redării de-a lungul arcului de cerc , atunci se formează un unghi între axă. a capului brațului radial și a canalului de sunet tangențial , ducând la distorsiunea sunetului în timpul redării (distorsiune unghiulară). Linia axială a capului este situată strict tangențială la coloana sonoră doar în două puncte ale discului. Dacă brațul este reglat incorect, acest punct poate fi singur sau absent cu totul.

Pentru a reduce distorsiunea unghiulară, capul este rotit spre stânga de unghiul de corecție format din linia axială a capului și linia care leagă axa de rotație și acul. $\Phi$

Pot fi remarcate următoarele setări de braț:

baza brațului - distanța de la axa verticală de rotație a brațului până la centrul de rotație al înregistrării $d$
lungimea brațului - distanța de la axa verticală până la capătul acului $L$
distanța de la axa de rotație a discului până la ac - $R$

Formula care descrie mișcarea brațului arată astfel:

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

prin urmare, sinusul unghiului la care ar trebui să fie întors capul trebuie să fie $\Phi$

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

Cu o bază constantă a brațului , prin schimbarea lungimii brațului , puteți construi un grafic care reflectă dependența unghiului (sau ) de poziția acului pe placă (pentru diferite ). $d$ $L$ $\Phi$ $\sin \Phi$ $R$

De exemplu, dacă baza brațului este mm și lungimea brațului este mm, atunci unghiul de corecție va fi .

d=215

L=231

\Phi

{22^{\circ }}{\acute {40}}

Cu raze egale cu și mm, linia axială a capului va fi îndreptată strict de-a lungul tangentei, iar în pozițiile extreme pe coloana sonoră, unghiul nu va coincide cu tangenta de la , ceea ce este acceptabil pentru reproducerea sunetului de înaltă calitate. (calculul s-a făcut pentru un disc de gramofon cu diametrul maxim de 300 mm) .

R

64

119

{1^{\circ }}{\acute {55}}

Teoretic, dacă faceți un braț foarte lung, atunci într-un sector îngust al discului, arcul de cerc se va apropia de o linie dreaptă , iar unghiul de corecție va tinde spre zero , totuși, playerele electrice sunt produse în dimensiuni rezonabile.

Forma brațului nu afectează caracteristicile sale tehnice (nu există niciun factor în formula matematică care determină forma brațului) , ar trebui să sporească confortul funcționării sale și să îndeplinească cerințele esteticei tehnice .

Există brațe radiale cu compensare a erorii unghiulare, capul de preluare este articulat, o tijă suplimentară îl întoarce automat la un unghi proporțional cu unghiul de rotație al barei brațului. Datorită complexității lor, acestea nu sunt utilizate pe scară largă.

Echilibrare radială braț

Pentru a regla forța de deplasare, brațul este echilibrat , cel mai frecvent se utilizează o contragreutate reglabilă . În EPU-urile de ultimă generație, contragreutatea este atașată la tijă printr-un amortizor pentru a elimina rezonanța de joasă frecvență . Este posibilă reglarea lungimii de lucru a tijei brațului.

Forța de rulare

Atunci când acul (adică brațul radial) se află pe coloana sonoră în mișcare a discului, asupra acestuia acționează următoarele forțe: forța de frecare , al cărei vector este direcționat strict tangențial la coloana sonoră și forța de tracțiune (reacția brațului tonului). datorita rigiditatii sale) . Există un unghi non-constant între acești doi vectori , care se schimbă atunci când brațul de ton este mișcat ca urmare a redării înregistrării. În consecință, apare o forță de rulare , deplasând brațul spre centrul discului . $F_{f}$ $F_{r}$ $\Phi$ $F_{s}$

Puteti determina magnitudinea fortei de rulare: . Deoarece forța de tracțiune este egală cu produsul dintre forța de strângere a pickup-ului și coeficientul de frecare dintre stylus și disc, atunci : ${F_{s}}={F_{r}}\times \mathrm {tg} \Phi$ $F_{r}$ $G$ $K$ ${F_{s}}=K\ ori G\ ori \mathrm {tg} \Phi$

Forța de rulare este de aproximativ 1/10 din forța de deplasare.

Coeficientul de frecare al acului cu vârf sferic pe coloana sonoră este aproximativ egal , atunci ;

{0,25}

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

Coeficientul de frecare al acului cu vârf eliptic pe coloana sonoră este aproximativ egal cu , atunci .

{0,35}

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

Să presupunem că unghiul dintre linia centrală a brațului și linia centrală a capului este , atunci:

\Phi

{22^{\circ }}{\acute {40}}

pentru ac sferic ;

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

pentru ac eliptic

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

Pentru a compensa forța de rulare, brațul este echipat cu dispozitive speciale care compensează acest efect (întoarcerea brațului spre exterior). Pentru a compensa forța de rulare, se folosește cel mai adesea un mecanism cu arc , un fir cu o greutate suspendată pe el este aruncat prin bloc , magneți permanenți care se resping reciproc , un mecanism de pârghie , un plan înclinat . Puteți regla cantitatea de forță antipatinaj. În EPU din clasele inferioare, compensatorul forței tăietoare poate fi absent.

Dispozitive suplimentare

Pentru a reduce forțele de frecare, pentru a crește netezimea și precizia muncii, axele brațelor de înaltă calitate se rotesc în rulmenți ( rulmenți cu bile și cu ace).

Pentru coborârea lină a acului pe coloana sonoră, este proiectat un microlift . Dacă puneți pickup-ul pe disc cu mâna, puteți deteriora acul (spărgeți cristalul). În microlifturi se folosesc amortizoare (retardetoare) de diferite modele: electromagnetice, pârghii, arc. În EPU al companiei poloneze Unitra, tija a fost coborâtă într-un cilindru umplut cu un lichid cu o vâscozitate foarte mare .

De îndată ce acul ajunge la ultima spirală a pistei sonore, se declanșează oprirea automată încorporată în EPU . Acul se ridică deasupra plăcii, motorul electric care rotește discul este oprit. În unele EPU, brațul revine pe suport. Autostop poate fi dezactivat, de exemplu, la redarea înregistrărilor non-standard (suvenir, diametru foarte mic). În EPU-urile de clasa a treia și a doua, autostopul cu acționare mecanică, în panourile din clasa I și superioară, se folosesc senzori optici și magnetici ( comutator lamelă ). Senzorii optici răspund la o creștere a vitezei de mișcare a brațului atunci când acul trece prin partea de ieșire a pistei sonore a plăcii.

Literatură

Cherkunov VK Construcția jucătorilor amatori. - Moscova: Energie, 1980. - 112 p.
Apollonova L.P., Shumova N.D. Înregistrarea și reproducerea acesteia. - Moscova: Energie, 1973. - 72 p.
Brodkin V. M. Dispozitive de joc electrice. - Moscova: Energie, 1972. - 104 p.
Cherkunov VK Microlift electromagnetic. - " Radio ", 1975, Nr. 2. - S. 36-38.
Brodkin V. M. Dispozitive de joc electrice. a 2-a ed. Biblioteca de radio de masă , numărul 1013. - M.: Energie, 1980
Degrell L. Jucători și recorduri. Traducere din maghiară de V. K. Piskarev, editată de Yu. A. Voznesensky. - M .: „Radio și comunicare”, 1982

Note

↑ Radiola „Ural” seria 57. Instrucțiuni de operare Copie de arhivă din 8 martie 2013 pe Wayback Machine
↑ Placă turnantă laser pentru discuri de vinil. Arhivat 14 februarie 2015 la Wayback Machine Science and Life Magazine , nr. 2 (februarie) 2015
↑ O placă turnantă laser pentru discuri de vinil a fost lansată în Japonia în 1988. . Consultat la 14 februarie 2015. Arhivat din original pe 14 februarie 2015. (nedefinit)
↑ Capul piezoelectric nu necesită o treaptă fono . Singura cerință pentru un ULF care funcționează cu un cap piezoelectric este cea mai mare impedanță de intrare posibilă. Acest lucru se datorează faptului că circuitul echivalent al capului piezoelectric este o sursă de tensiune conectată în serie și un condensator destul de mic . Prin urmare, impedanța de intrare a amplificatorului formează un HPF parazit cu această capacitate , care poate crea un blocaj al frecvențelor audio joase.
↑ Istoricul producătorului. Brush Development Co.; Cleveland, Ohio . Data accesului: 20 octombrie 2015. Arhivat din original pe 3 martie 2016. (nedefinit)
↑ „Vega-101 stereo” Copie de arhivă din 30 martie 2014 pe Wayback Machine
↑ Bektabegov A.K., Zhuk M.S. Gramophone pickups. — M.-L.: Gosenergoizdat, 1950

Link -uri

Laura Dearborn („The Absolute Sound”) Configurare platou turnanți. Arhivat pe 7 septembrie 2011 pe Wayback Machine // inthouse.ru