частотная характеристика канала воспроизведения достигается включением в схему усилителя корректирующих звеньев. Такой способ применяется и при использовании амплитудных звукоснимателей, характеристика которых предварительно приводится к горизонтальной посредством выбора соответствующей нагрузки. В дешевых аппаратах, оснащенных пьезозвуко-снимателями при установленной для них нагрузке (входном сопротивлении усилителя), обходятся без дополнительной коррекции.

В усилителях, выполненных на транзисторах, магнитные звукосниматели включаются непосредственно на стандартный вход усилителя с сопротивлением 47 кОм. Для пьезоэлектрического звукоснимателя стандартизовано входное активное сопротивление Г МОм, для чего первую ступень транзисторного усилителя следует выполнять по схеме эмиттерного повторителя.

На рис. 6-31 дана эквивалентная схема включения магнитного звукоснимателя, который представлен как генератор с э. д. с. £, внутренним активным сопротивлением /? и индуктивностью L. Нагрузкой звукоснимателя является активное сопротивление /?н, шунтированное емкостью соединительного кабеля С. Частотная характеристика выходонго напряжения С/, отнесенного к э. д. с. £, определяется согласно рис. 6-31 при /?нЛ выражением

(i)lc)

(6-78)

f (dcr

Здесь Rn и R, Ом; L емкостью кабеля С, то

Г, С, Ф; (] = 2я;/. Если пренебречь

(6-780

Упрощенная формула (6-78 позволяет определить ориентировочно индуктивность звукоснимателя L, задаваясь допустимым спадом на верхней граничной частоте воспроизводимого диапазона. Например, допуская спад 3 дБ, т. е. {U/E) -0,71 на частоте 20 кГц, получаем при стандартной нагрузке Ru = = 47 кОм, L = 370 мГ. Таким образом, при индуктивности, не превышающей этой величины, обеспечивается протяженность частотной характеристики не менее чем до 20 кГц.

Следует иметь в виду, что для получения расширенного диапазона в сторону высоких частот необходимо также уменьшать эффективную массу подвижной системы звукоснимателя, что в системах с подвижными катушками связано с уменьшением числа витков, а следовательно, и со снижением чувстви-

>Й1

"i 1 -l

- -М

li:-..

г;/г" :

тельности. Поэтому такие звукосниматели работают с повышающим трансформатором, вторичная обмотка которого рассчитана на нагрузку 47 кОм, а входное сопротивление на низшей частоте рабочего диапазона больше, чем внутреннее сопротивление звукоснимателя. Трансформатор; так же как и головка звукоснимателя, должен быть экранирован, кроме того, при его установке следует подобрать положение так, чтобы свести к минимуму наводки от электрических и магнитных полей.

Эквивалентная схема включения пьезоэлектрического звукоснимателя показана на рис. 6-32; в этом случае

(6-79)

\ (ocsrn

где С

емкость пьезоэлемента; С -емкость кабеля; i?H-ак-

тивное сопротивление нагрузки

Рис. 6-32. Эквивалентная схема включения пьезоэлектриче > ского звукоснимателя.

При допущении C=0 формула (6-79) приводится к виду

удобному для ориентировочных расчетов,

(6-790

соСэ/н

Поскольку пьезозвукосниматель развивает э. д. с, пропорциональную амплитуде смещения, его чувствительность убывает с повышением частоты по закону 6 дБ/октава. Соответствующим подбором нагрузочного сопротивления J?h можно уменьшить крутизну спада и приблизить частотную характеристику отдачи звукоснимателя к номинальной частотной характеристике воспроизведения, что часто и используется в бытовых дешевых электрофонах.

На рис6-33 приведены частотные характеристики, на основании которых можно сделать примерный расчет, при этом исходные (номинальная характеристика воспроизведения 1 и характеристика амплитудного звукоснимателя 2) совмещены на частоте 1000 Гц. Разность ординат этих характеристик на каждой частоте дает характеристику требуемой коррекции 3,

Например, при f= 125 Гц, где подъем характеристик 1 и 2 составляет 11,5 и 18 дБ соответственно, необходимая коррекция получается равной -6,5 дБ, что дает 0,48; подстав-

31,5

1000 000 16000

2000 8000 Гц

Рис. 6-33. К корректированию частотной характеристики отдачИ пьезоэлектрического звукоснимателя.

/ - номинальная характеристика канала воспроизведения; 2 - характеристика амплитудного звукоснимателя; 3 - характеристика компенсации.

ляя ЭТО значение в (6-790, получаем при емкости пьезоэлектрического элемента Сэ=500 пФ и выбранной частоте jf=125 Гц нагрузочное сопротивление /?н=1,4 МОм. В области ниже 125 Гц при этом получается некоторый спад (около 4 дБ на частоте 63 Гц), а в области от 125 до 1000 Гц небольшой подъем (2,5 дБ при 250 Гц) относительно номинальной характеристики воспроизведения. На высоких частотах характеристика звукоснимателя не управляется нагрузкой и требуемую коррекцию следует вводить в усилитель.

В усилителе электрофона обычно предусматривают раздельные коррекции характеристики по высоким и низким частотам, регулируемые в пределах ±10 дБ. Это позволяет слушателю изменять характер звучания по своему вкусу.

6-4. Тонармы звукоснимателей

Назначение тонарма - перемепхать иглу звукоснимателя по проигрываемой пластинке вдоль ее радиуса или с минимальным отклонением от него. При этом тонарм не должен влиять на полезные колебания иглы, обеспечивая в то же время нечувствительность подвижной системы к паразитным внешним силам. Одним из существенных требований является также поддержание надежного и симметричного контакта иглы с обеими стенками канавки.

г,1Л- Т

- -У

..,.,<5

W

.ia

-<<

-V.

тГ:- ~

ЯШ.:-:.

m-- -

vr--

Я1-.:; 1.

fit

f,

Bo избежание угловых ошибок при проигрывании, как уже упоминалось, применяются прямые тонармы, перемещаемые подобно рекордеру, и сочлененные тонармы с ведением иглы также по радиусу пластинки. Такие тонармы сложны и дороги, поэтому немногие фирмы оснащают ими выпускаемую для потребителя аппаратуру. Широкое применение имеют тонармы с поворотной ножкой, перемещающие иглу по дуге; минимальное отклонение от радиуса достигается конструктивными и установочными размерами тонарма (см. рис. 6-5).

Чтобы тонарм не воздействовал на колебания иглы при воспроизведении записи, т. е. вел себя пассивно, его эффективная масса должна быть велика по сравнению с массой подвижной системы звукоснимателя.

Что касается нечувствительности подвижной системы к внешним паразитным силам, то это возможно только при ограниченной массе тонарма. Тогда при тряске, толчках и под действием сил, вызванных эксцентриситетом или короблением пластинки, тонарм будет успевать следовать в такт за колебаниями подвижной системы и тем самым обеспечит сохранение надёжного контакта иглы со стенками канавки и уменьшит восприятие иглой паразитных колебаний.

Прежде, при звукоснимателях с малой гибкостью подвижной системы с ограничивать массу тонарма М было невыгодно, потому что нижняя граничная частота воспроизведения fH=

= 1/2л:]/"Мс могла оказаться выше нижней граничной частоты

записи, т. е. выше 20 Гц. Это привело бы к отсутствию отдачи на частотах ниже /н, при которых модулированная канавка раскачивает тонарм вместе с иглой как одно целое. Низкочастотный резонанс приводит к частотным искажениям вблизи резонансной частоты fn, к нелинейным искажениям из-за возможных деформаций канавки, а также к усилению помех от механических вибраций с частотой, близкой к fn-

Появление звукоснимателей с гибкими подвижными системами позволило перейти к легким тонармам и переместить низкочастотный резонанс за пределы рабочего диапазона, примерно в область частот 7-12 Гц. Для устранения влияния НЧ резонанса на работу звукоснимателя противовес на хвостовике тонарма иногда укрепляют через эластичную втулку.

Чтобы избежать резонансов кручения и изгиба тонарма, обусловленных его формой и материалом, современные тонармы выполняют для придания жесткости конструкции из металлической трубки, которую иногда заполняют демпфирующим материалом для полного подавления резонансных явлений.

Поворот тонарма в горизонтальной и вертикальной плоскостях должен происходить- свободно с минимальным трением. Поэтому в поворотной ножке предусматривают обычно для

вертикальной оси шариковые подшипники, а для движения тонарма вверх и вниз относительно горизонтальной оси используют подшипники на конусах или на лезвиях. В звукоснимателях высокого класса также применяются карданные подшипники. Силы трения в таких подшипниках могут быть весьма незначительны - всего 1 % прижимной силы звукоснимателя.

Встречаются модели звукоснимателей, в которых горизонтальная поворотная ось тонарма не перпендикулярна его продольной оси и составляет угол 90° с осью симметрии головки. При таком расположении горизонтальной оси сохраняется симметричность контакта игла-канавка при движении тонарма вверх и вниз и обаподшипника оказываются одинаково нагруженными.

Баланс тонарма. Для правильного поведения тонарма, характеризующегося его устойчивостью против воздействия внешних сил, оптимальной прижимной силой и симметричностью контактов иглы со стенками немодулированной канавки должна быть выполнена статическая и динамическая балансировки тонарма.

Тонарм окажется статически сбалансированным во всех направлениях, если его вертикальная и горизонтальная поворотные оси пересекаются и, кроме того, общий центр тяжести тонарма проходит через точку пересечения этих осей. Благодаря такому расположению осей не возникают вращающие моменты от внешних сил и не требуется устанавливать проигрыватель точно в горизонтальное положение.

Для установления требуемой прижимной силы звукоснимателя тонарм с насаженной головкой предварительно уравновешивают относительно горизонтальной оси хх с помощью противовеса, находящегося на его хвостовике, как это показано на рис. 6-34. Условие равновесия выражается равенством вращающих моментов: ,

где W

(6-80)

1 - вес части тонарма с противовесом, сосредоточенный в их центре тяжести, удаленном на расстояние ух от горизонтальной оси хх[, а w2 - вес части тонарма с головкой, сосредоточенный в их центре тяжести, удаленном на расстояние t/2 от той же оси хх\

Задаваемая прижимная сила g достигается последующим незначительным разбалансом, для чего груз wi сдвигают к оси хх на расстояние ау; при этом момент прижимной силы

Gy=W,y,-W,{y,-Ayy, учитывая выражение (6-80), получаем:

G-lTi

......

I . т

5; it

1> у

-"•"5

Я

if; ,

L*i.

t-v I -

в некоторых конструкциях необходимый разбаланс вносится поужиной с регулируемым натяжением.

Симметричное положение иглы в немой канавке достигается поперечной балансировкой тонарма относительно продольной оси ТУ; поскольку в изогнутом тонарме центр тяжести для W2 находится вне этой оси, то создается вращающий момент W2X2 (действующий по часовой стрелке на рис. 6-34, а и против часовой стрелки на рис. 6-34, б, если наблюдать со стороны головки), который необходимо скомпенсировать. Для этого в тонарме рис. 6-34, а -по другую сторону от оси УГ помещают груз 13 на расстоянии Хз, создающий . к

противонаправленный момент; при этом должно соблюдаться условие

Рис. 6-34. Тонармы: сбалансированный (а) и несбалансированный (б).

Введение груза Wz вносит некоторое изменение прижимной силы, которую необходимо поэтому дополнительно отрегулировать. Это достигается передвижением груза Ws относительно оси XX по градуированной шкале.

После установления прижимной силы G в статически сбалансированном тонарме рис. 6-34, б w2x2 - = iriA:i, где ось YY не проходит через острие иглы, при проигрывании возникает вращающий момент, ко- ..otontmu

торый нарушает симметричность контакта иглы с канавкой. В тонарме рис. 6-34, а этот недостаток отсутствует. .

Дешевые массовые аппараты обычно оснащаются звукоснимателями, в которых поперечный баланс тонарма не предусматривается. ;

Кроме балансировки относительно горизонтальной поворотной оси и поперечной балансировки в изогнутых тонармах звукоснимателей на поворотной ножке предусматривают устройство для компенсации скатывающей силы. Как показывает ранее приведенный рис. 6-5, эта сила возникает в процессе про-

"ПрГ следовании иглы по канавке из-за трения между ними на иглу действует сила к=»хО, где jx - коэффициент трения, обусловленный материалами иглы и пластинки, Сх -прижимная сила звукоснимателя. Сила Fk вызывает вращающий момент

fl sin Ф,

(6-81)

который поворачивает тонарм на оси О к центру пластинки. Составляющая уравновешивается жесткой связью тонарма.