Главная Промышленная автоматика. 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. 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 [31] 32 33 34 35 36 37 38 0.0021 |