Главная Промышленная автоматика.

Далее

И, следовательно,

1 + /coci

\ -I

(4-2)

Подставляя (4-2) в (4-1) и решая относительно 2, имеем:

jconii + (1 - (DmCi)

(4-3)

При выбранном соотношении плеч вибратора 1 : 1

скорость

2 является в то же время и скоростью резца v; при отношении плеч l2/li = n колебательная скорость резца v = V2n. Текущее значение электрического напряжения, приложенного к рекордеру, U = iZ, где Z - общее электрическое сопротивление рекордера. Тогда

Z\j(x)mi + (1 - (nm-Ci)

(4-4)

Если пренебречь гибкостьювибратора Ci ввиду ее

т2=т, то формула (4-4)

величины и обозначить mi дится к виду

малой приво-

j (om

1 "Л

Модуль правой части последнего выражения характеризует собой чувствительность рекордера, под которой понимают отношение эффективного значения колебательной скэрости резца к эффективному напряжению, приложенному к рекордеру.

Частотная зависимость чувствительности рекордера, т. е. его амплитудно-частотная (частотная) характеристика, показана на рис. 4-11, а. Резонансный пик расположен на частоте

2л V тс

(4-5)

частотах ниже резонансной (левый склон кривой) система управляется гибкостью пружины с, выше резонансной частоты (правый склон кривой) ход характеристики задается массой вибратора т. Очевидно, что частотная характеристика рекордера с резко выраженным пиком внутри рабочего диапазона неприемлема. Конструкции рекордеров с использованием только правого склона резонансной кривой нереальны, так как

%

Ш--у

fir -

":U-. . ...


W У- У УУУУ

при этом резонансную частоту необходимо было бы сместить за пределы низшей записываемой частоты, т. е. ниже 30 Гц. Из формулы (4-5) следует, что для этого необходима большая гибкостьпружины с, но тогда возвращающая сила окажется недостаточной и вибратор будет залипать; кроме того, стандартной характеристике записи более соответствует вид левой ветви резонансной кривой.

В магйитных рекордерах как раз и используется только левая ветвь резонансной кривой: в ранних моделях с резонансом на 5000-6000 Гц, в более поздних моделях до 10 000 Гц; выравнивание частотной характеристики рекордера возможно с помощью активного сопротивления г=Г1+Г2 (рис. 4-10); для


->

50 то 200 100 woozonofooo Гц Рис. 4-11. Частотные характеристики рекордеров.

а - принципиальная характеристика магнитного рекордера; б - характеристика магнитного рекордера типа Р-59 с корректирующим электрическим звеном.

\

уменьшения влияния рабочего слоя носителя на характеристику записи выбирают Г\>Г2, Для сглаживания характеристики необходимо, чтобы тормозящее действие демпфера было максимальным на резонансной частоте; это достигается путем подбора величины и формы демпфера. Подходящим материалом для демпфера является висколоид. В отличие от резины свойства висколойда мало изменяются с течением времени, однако температурная зависимость довольно велика: колебания температуры от 18 до 26°С могут вызывать изменения частотной характеристики до 3 дБ. Применение в качестве демпфера силиконового масла вместо висколойда снижает зависимость характеристики записи от температуры.

Процесс корректирования характеристики с помощью пластических демпферов очень трудоемок; это недостаток магнитных рекордеров, вызывающий необходимость периодических регулировок. Частотная характеристика рекордеров ограничена частотой резонанса подвижной системы, которая обычно не превышает 10 кГц,.что также является недостатком.

Демпфирование, помимо выравнивания характеристики, в значительной степени увеличивает и механическое сопротивление подвижной системы, поэтому магнитные рекордеры, как правило, имеют малую чувствительность.



Так как демпфирование все же не позволяет скорректировать характеристику магнитного рекордера так, етобы она совпала со стандартной характеристикой канала записи,, дополнительно прибегают к включению последовательно с рекордером корректирующего звена из параллельно включенных конденсатора и резистора. Характеристика чувствительности рекордера с таким корректирующим звеном приведена на рис. 4-11,6.

Для обеспечения необходимых отклонений резца магнитного рекордера приходится увеличивать магнитный поток, что приводит к повышению нелинейных искажений из-за магнитного насыщения материала вибратора; нелинейные искажения достигают 3%. Влучших магнитных рекордерах искажения снижены благодаря введению обратной связи. Для правильной работы обратной связи необходимо, чтобы катушка обратной связи имела жесткое соединение с резцом, колебалась в равномерном магнитном поле и не была индуктивно связана с катушкой возбуждения; к сожалению, в магнитных рекордерах эти требования полностью не выполняются и поэтому для профессиональной записи их больше не применяют.

Заманчивым представляется расположить резонанс подвижной системы рекордера где-то в середине звукового диапазона. В этом случае чувствительность рекордера будет значительно выше. Что же касается его частотной характеристики,- то она может быть исправлена введением эффективно действующей электромеханической обратной связи, т. е. электрическим демпфированием механического резонанса. При этом наибольшая глубина обратной связи приходится на резонансйую частоту и уменьшается по обе стороны от нее.

Такое демпфирование резонанса осуществлено в динамических рекордерах, используемых в современных профессиональных установках механической звукозаписи. Примененная в этих рекордерах электромеханическая отрицательная обратная связь обеспечивает очень простую регулировку частотной характеристики и ничтожные нелинейные искажения.

Динамический рекордер фирмы «Ортофон» для -поперечной записи схематично изображен на рис. 4-12. Подвижная система представляет собой воронкообразный каркас Р, изготовленный из немагнитного, сплава, отличающегося высокой скоростью распространения звуковых колебаний. Большая скорость необходима, чтобы оба участка каркаса, к которым прикреплены резец и катушка обратной связи, колебались синфазно даже на самых высоких частотах рабочего диапазона, и тем самым было бы обеспечено эффективное действие обратной связи. Наверху каркаса в магнитном Цоле, образованном постоянным магнитом 13, между полюсными наконечниками 14 и неподвижным кольцом 2 из магнитно-мягкого материала находится катушка возбуждения 3; внизу каркаса закреплен сапфировый

ГЛ1

Jill

У1

- .V

-

i:.---

Ell."

liC/ - -

I:..

Ji "

f•

- .)

St,.

Н£У

ш- --.

Ш

Шуу Муу




Рис.- 4-12. Схема устройства динамического рекордера для попе-, речной записи фирмы «Ортофон».

Рис. 4-13. Схема включения рекордера с обратной связью.

/ - предварительный усилитель; 2 - усилитель записи; 3--рекордер с обратной связью (0 - катушка возбуждения; с- катушка обратной связи); 4 - усилитель обратной ; связи; 5, S - контрольный агрегат для прослушивания; 7 - звукосниматель.

Рис. 4-14. .Частотная характеристика рекордера без обратной связи (1) и с обратной связью (2); ток в катушке возбуждения при действии обратной связи (5).

2

>

<



W 80 " 200 т 800

1-1 1

20000 Гц

J--J

1000

10000



резец 10, над которым на том же каркасе намотана катушка обратной связи 7. Магнр1тный поток, воздействующий на катушку обратной связи, замыкается через полюсные jiaK0He4-ники 15 и кольцо 8 из магнитно-мягкого материала. Для ослабления индуктивной связи между-катушками 5 и 7 предусмотрен экран -медное кольцо 5.

Осью поворота подвижной системы является плоская пружина 5, полученная путем фрезерования с двух сторон конусообразной детали 4, верхняя часть которой, заканчивающаяся стержнем с резьбой 1, закреплена неподвижно, а нижняя - жестко связана с каркасом 9.

Для стабильной работы рекордера поворотная ось подвижной системы совмещена с ее центром тяжести.

При прохождении по катушке возбуждения тока звуковой частоты возникает механическая сила, приводящая в колебание подвижную систему рекордера и резец.

Собственный резонанс подвижной системы выбран на частоте около 1500 Гц, т. е. внутри рабочего диапазона частот. Это, однако, не портит частотную характеристику рекордера благодаря использованию в нем обратной связи; на частоте резонанса она сильнее всего и достигает 40 дБ. Схема включения рекордера изображена на рис. 4-13. Действие обратной связи иллюстрируется кривыми на рис. 4-14. Кривая 1, представляющая собой частотную характеристику колебательной скорости резца рекордера v при неизменном напряжении на нем и отсутствии обратной связи, выявляет механический резонанс рекордера. Аналогична по виду частотная характеристика индуктируемой в катушке обратной связи э. д. с. в = /гу, где k - постоянная, зависящая от электрических и магнитных параметров рекордера. Кривая 2 изображает частотную характеристику колебательной скорости резца при действии обратной связи рекордера и постоянном коэффициенте усиления в усилителе обратной связи. Электрическое демпфирование резонансного пика происходит оттого, что результирующий ток в катушке возбуждения на частоте резонанса имеет минимальное значение, как это показывает кривая 3, Представленный этой кривой ток является суммой собственно тока возбуждения и противофазного ему тока обратной связи. Условием эффективного действия обратной связи является отсутствие заметных фазовых искажений в усилителях во всем частотном диапазоне.

Характеристика, изображенная кривой 2, легко корректируется до стандартной частотной характеристики канала записи с помощью электрических четырехполюсников в предварительном усилителе записи. Неравномерность характеристики на частотах выше 15 кГц обусловлена тем, что на этих частотах жесткость деталей подвижной системы и их сопряжений становится недостаточной, вследствие чего возможны несинфазные колебания катушек и резца.

tit;-?

т-У-г


Cr j. "


Ниже приводятся технические данные рекордера фирмы «Ортофон» для поперечной записи.

Рабочий диапазон частот......... . . ......

Нелинейные искажения напряжения на катушке обратной связи:

при частоте 1000 Гц и колебательной скорости резца 20 см/с • * • • • • • ♦ • • • • • • • • • •

при колебательной скорости резца 40 см/с ......

Максимальйая амплитуда смещения резца.........

» » колебательной скорости резца:

на средних частотах.................

на высших частотах..................

Максимальный ток ц катушке возбуждения .... . . . .

Сопротивление катушки возбуждения.....* . . • • •

» , » обратной связи .........

Максимальная потребляемая мош.ность (выходная мош.ность усилителя записи 18 Вт)................

Ток подогрева резца (напряжение питания 6,3 В) • • • . . Габариты рекордера................. . . .

Прижимная сила рекордера.................

30-15 000 Гц

Около Около ±150

1% 1,5%

57 см/с 10 см/с

0,2 А

8 Ом 65 Ом

0,35 В.А Около 0,5 А 30x40x55 мм 0.05 Н

Ценными качествами описанного рекордера являются легкость ц точность контроля частотной характеристики записи и нелинейных искажений путем измерения напряжения на катушке обратной связи; небольшие отклонения в частотной ха-рактеристике, например из-за смены резца, легко устраняются регулировкой обратной связи.

Динамические стереорекордеры с электромеханической обратной связью отличаются от монофонических рекордеров наличием двух раздельных подвижных систем, механически связанных с резцом, производящим запись.

В стереорекордер ах моделей DSS731 и DSS732, разработанных фирмой «Ортофон», подвижная система состоит из двух динамических систем 3 (рис. 4-15), способных перемещаться вверх и вниз независимо одна от другой, увлекая за собой поперечную балку 2 с закрепленным посередине резцом 1. Расстояние между точками приложения сил к балке является основанием равнобедренного треугольника ЛВС; в точках А я В обе системы гибко скреплены с балкой, а в вершине С находится острие резца. Балка с резцом динамически сбалансирована так, что при силе, приложенной только в точке Л, поворот балки происходит относительно остающейся в покое точки В, и наоборот, точка Л -является центром поворота балки, когда сила приложена в точке В. Благодаря такой балансировке при выбранных соотношениях треугольника ЛВС (высота L/2) вертикальные перемещения систем 3 преобразуются в колебания резца 45/45 и при этом достигается большое переходное затухание между обоими каналами, не менее 40 дБ в диапазоне частот 10-10 000 Гц.

Динамическая система 3 каждого канала стереорекордера содержит катушку возбуждения 5 и катушку обратной связи 4,





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

0.0037