Главная Промышленная автоматика.

канавка не получается достаточно малошумнои, а при ширине 5 мкм и той же частоте потери доходят до 4,5 дБ на диаметре записи 12 см при 337з об/мин.

Радикальным средством получения малошумной канавки на лаковом диске явилась запись горячим резцом, которая с 1945 г. начала быстро входить в практику. Было установлено, что при нагреве резца до- 200-300°С для получения малошумной канавки достаточна ширина полирующей грани около 1-3 мкм.

Запись горячим резцом имеет много преимуществ: шум немой канавки уменьшается примерно на 6-8 дБ и не превышает -63 дБ относительно максимального уровня записи, соответствующего колебательной скорости 10 см/с при 337з об/мин, кроме того, не возникают модуляционные шумы и устраняются потери на высоких частотах, возникающие при широких полирующих гранях. При записи горячим резцом лаковый слой диска размягчается, отчего уменьшается его сопротивление резанию; это увеличивает срок службы резца и устраняет появление «рогов».

Подогрев резца производится постоянным током, который пропускают через несколько витков высокоомной проволоки сопротивлением 2-3 Ом, навитой непосредственно на резец и закрепленной на нем жароупорным цементом. Обычно применяется нихромовая проволока диаметром 0,1 мм. С помощью реостата подбирается оптимальная сила тока (в пределах 0,4-0,6 А), при которой шум немой канавки достаточно мал; при дальнейшем повышении силы тока шум еще может несколько уменьшиться, но появляется опасность перегрева лакового слоя и возникновения йз-за этого ряда дефектов записи.

Материал резцов. Срок службы. В качестве материалов для изготовления резцов применяются износостойкие сплавы металлов, корунд (сапфир) и алмаз. Резцы из твердых Ьплавов металлов для профессиональной записи непригодны из-за сравнительно высокого уровня шума нарезаемой канавки и малого срока службы -не более 2 ч. Эти резцы используются только в любительской записи. Для профессиональной записи применяются корундовые и алмазные резцы. Алмаз и корунд хорошо полируются, вследствие чего режущие ребра резцов получаются чистыми и острыми, а грани зеркально гладкими.

Корундовый резец технологичнее и дешевле алмазного, но последний более износостоек - срок его эксплуатации не менее 50 ч, в то время как продолжительность работы корундового резца не превосходит 20 ч. Кроме того, алмазный резец в области высоких частот дает более плавную частотную характеристику, что особенно существенно для записи квадрафонических пластинок.

Контроль резцов. Каждый изготовленный резец проверяют по размерам и по качеству резания. Фронтальные размеры/про-


"1

Ей.-.

1

веряют с помощью проекционного микроскопа, отбрасывающего силуэт резца на матовое стекло при увеличении в 200-500 раз. Угол раскрытия и радиус закругления острия резца измеряют с помощью шаблонов сминимальными и максимальными до-

пусками. -

Качество резца определяют путем проверки вырезаемых немых канавок на малошумность и отсутствие дефектов. Шум оценивают по напряжению на выходе контрольного усилителя, на вход которого подключена катушка обратной связи рекордера; кроме того наблюдают блик. Яркий и четкий блик без ореолов является одним из показателей малого шума. Канавку проверяют в микроскоп на гладкость, чистоту стенок и дна, на отсутствие разорванности и величину «рогов». Если шум мал и канавка вырезана без «рогов», то опробованный резец считается отличным по качеству. Для резца хорошего качества допускается наличие незначительных «рогов».

В процессе эксплуатации резец должен периодически проверяться на малошумность немой канавки по блику и по виду канавки в микроскоп. Износ резца определяется по возрастанию шума относительно измеренного при первом испытании. Рекомендуется ежедневно проверять резец перед записью.

4-5. Станок записи

Станок записи предназначен для вырезания с помощью рекордера канавки на носителе, имеющем форму диска. В соответствии с международным стандартом запись ведется по спирали от края к центру при вращении диска по часовой стрелке. В настоящее время стандартизованы две частоты вращения: 337з, 45 об/мин. Предусматривают также частоты вращения

162/з, 22V2, 78 об/мин.

Вращение планшайбы с носителем записи осуществляется обычно синхронным электродвигателем, а рекордер перемещается с помощью червячного винта. В ранних типах станков этот червячный винт вращался через передачу от синхронного дбигателя планшайбы. Таким образом молено было осуществить только какие-либо фиксированные частоты вращения винта и скорости перемещения рекордера. В современных станках, где для экономии площади носителя шаг записи автоматически изменяется в зависимости от амплитуды записываемого сиг-, нала, вращение червячного винта производится специальным двигателем постоянного тока, питаемым от электронного управляющего устройства.

Весьма ответственным узлом станка записи является подвеска рекордера на суппорте, которая должна обеспечивать постоянство глубины вырезаемой канавки даже в том случае, когда поверхность диска имеет некоторые неровности. В станках для стереофонической записи этот узел усложнен устрой-




Рис. 4-25. Узел вращения диска в станке записи.

Рис. 4-26. Узел перемещения

рекордера.

1 Z J


ством для автоматического регулирования глубины канавки в зависимости от амплитуды записываемого сигнала.

Таким образом, станок имеет следующие основные узлы: узел вращения лакового диска, узел передвил<:ения рекордера, узел крепления рекордера. .

Узел вращения лакового диска. Задачей этого узла является вращение диска с постоянной угловой скоростью. Эта простая задача осложняется высокими требованиями равномерности вращения, отсутствия вибраций и отсутствия биения диска по высоте. ж

Узел вращения, показанный на рис. 4-25, состоит из планшайбы 10, на которую помещают лаковый диск , приводного двигателя У, механических фильтров 2, подшипников 3 и соединительных штанг.

Планшайба представляет собой прецизионно выточенный диск диаметром обычно 420 мм, что позволяет вести запись на дисках диаметром 400 мм. Поверхность планшайбы, на которую кладут диск, имеет концентрические пазы /2, соединяющиеся через отверстия 9, вакуумную камеру 13 и центральную трубку 14 с вакуумным насосом. Это устройство позволяет крепко присасывать диск к планшайбе, что уменьшает его биение по высоте. Концентрические пазы на планшайбе расположены так, чтобы наплывы лака на краях дисков разного размера попадали в эти пазы.

По ободу планшайбы нанесены стробоскопические полосы/5 для частот вращения 78, 45 и 337з об/мин, с помощью которых устанавливается момент синхронизации при раскручивании

:-m

iv

tK-y ШУ

8й ;

Ml

1.. !

й# -

планшайбы. Стробоскопические полосы освещаются неоновой лампой 16.

Для большей стабильности частоты вращения планшайба приводится во вращение обычно с помощью тихоходных синхронных двигателей без применения редукторов.

Принятый в настоящее время допуск на отклонение средней частоты вращения от номинала ±0,5% не дает заметного на слух изменения тональности звука. Отсюда следует, что при частоте сети 50 Гц ее изменения не должны превышать ±0,25 Гц. Частота сети должна контролироваться во время записи.

Для уменьшения вибраций и детонации двигатель и планшайба связаны между собой через демпфирующее устройство. Оно состоит из двух цилиндрических стаканов 6 и S, вставленных один в другой с зазором 5 между ними шириной около 0,5 мм, заполненным маслом. Шариковые подшипники 5 создают возможность вращения стаканов независимо друг от друга.

Три регулировочных винта 7 внутреннего стакана служат опорой для планшайбы. Посредством этих винтов рабочая поверхность планшайбы устанавливается перпендикулярно оси вращения с допуском на биение не более 20 мкм; это обеспечивает при вырезании немой канавки постоянство ее глубины

с допуском не более 3 мкм.

Поскольку внутренний стакан связан с планшайбой, а наружный стакан через штангу соединен с двигателем, планшайба приводится во вращение только посредством связи между стаканами через масло, что значительно сглаживает неравномерность вращения планшайбы. Большой момент инерции планшайбы также способствует сглаживанию неравномерности вращения.

Дополнительная защита планшайбы от вибраций двигателя осуществляется благодаря мягкому сцеплению со штангами через резиновые шайбы механических фильтров 2.

Узел вращения через подшипники связан с корпусом

станка 4.

В общем вся система передачи вращения от двигателя к планшайбе представляет собой механический фильтр, настроенный на очень низкую частоту около 0,5 Гц, который ослабляет все вибрации от двигателя и другие помехи примерно на 55 дБ. В результате коэффициент колебания частоты вращения планшайбы составляет примерно 0,025%, что намного лучше, чем в лентопротяжных механизмах магнитофонов.

Узел перемеиения рекордера {рис. 4-26) состоит из ка-зетки Д на которой подвешен рекордер 2, ведущего червячного винта 5, вращаемого через редуктор 4 двигателем 5, питающимся от блока электронного управления 6; этот блок управляется сигналами, воспроизводимыми головками магнитофона 7 и S с магнитной фонограммы 9, перезаписываемой на лаковый диск 10.



Перемещение рекордера осуществляется в результате сцепления полугайки, находящейся на каретке, с ведущим винтом. Это сцепление происходит автоматически при опускании рекордера на поверхность диска.

Частота вращения ведущего винта при записи регулируется в пределах, которые обеспечивают изменение расстояния между канавками от 60 до 250 мкм. Такие малые расстояния требуют большой точности изготовления ведущего винта и каретки. Автоматическое регулирование шага записи принципиально может быть осуществлено по-разному. Наиболее экономичной с точки зрения использования поверхности носителя представляется такая система регулирования, которая непрерывно устанавливает заданное минимальное расстояние между соседними канавками. В этом случае ход канавок, обусловленный перемещением рекордера, может значительно отличаться от спирали, что создает трудности при воспроизведении. Выполнение такой системы регулирования встречает, кроме того, и большие технические трудности: движение рекордера совместно с кареткой должно периодически реверсироваться с частотой примерно 5-10 Гц, при этом для сообщения больших ускорений массивной каретке нужны мощные безынерционные двигатели с параметрами, неосуществимыми на практике; следящая система,

управляющая шагом записи, должна непрерывно учитывать как записываемые, так и уже записанные на соседней канавке сигналы, что делает ее чрезвычайно сложной.

Поэтому на практике применяются другие, несколько менее экономичные, но технически более рациональные и надежные системы. Во-первых, отказались от реверсивного смещения рекордера; с той или иной скоростью он смещается только в сторону центра диска, что значительно упрощает конструкцию. Во-вторых, чтобы избежать больших ускорений каретки с рекордером, раздвижение канавок для записи сигналов с большими амплитудами начинается заблаговременно, обычно за пол-оборота планшайбы до прихода этих сигналов в рекордер. После ослабления сигнала движение рекордера к центру диска продолжается также в течение пол-оборота с той же скоростью, чтобы избежать перерезания нанесенной соседней канавки. Такая система регулирования уже рассматривалась в гл. 1 (рис. 1-9, б).

При перезаписи с магнитной фонограммы упреждающий сигнал с головки 7г(рис. 4-26) подается в электронный блок б, где он проходит цепь задержки, выпрямляется и в течение полоборота планшайбы станка сохраняется в виде напряжения на конденсаторе, пропорционального амплитудному значению сигнала. По истечении этого времени конденсатор посредством специальной схемы мгновенно перезаряжается до нового напряжения, пропорционального амплитуде сигнала, воспроизводимого В" данный момент головкой. Одновременно сигнал с вос-

108 , >

-Ц\ "г

Bil.-.

л Щ

l;,V "



производящей головки 8 поступает в другую аналогичную цепь задержки и выпрямления, также находящуюся в блоке ь. Выходные напряжения обоих конденсаторов складываются и управляют частотой вращения двигателя 5, передвигающего рекордер В результате шаг записи изменяется в соответствии с амплитудными значениями как записываемого сигнала, так и сигнала, который поступит в рекордер через пол-оборота

""Пм "стереофонической записи расстояние между канавками устанавливается как суммой сигналов левого и правого кана лов, образующей поперечную модуляцию, так и их разностью, образующей глубинную модуляцию (см. рис. 4-2).

Узел крепления рекордера. Поверхность диска, на котором производится запись, может отличаться от плоскости из-за местных неровностей и коробления. При укладке на планшайбу диск, кроме того, может занять слегка наклонное положение. По этим причинам рекордер, жестко закрепленный иа каретке, будет вырезать немую канавку неравномерной глубины и ширины. Чтобы по возможности избежать этого, рекордер укрепляют на коромысле, вращающемся на оси, как это схематически изображено на рис. 4-27. При такой системе крепления рекордера глубина погружения резца в носитель и, спрдовательно, сечение выре-

земой стружки зависят только от сопротивления-лакового слоя диска резанию, конструкции резца и давления рекордера на диск Это давление, определяемое прижимной силой рекордера, т е его весом, приведенным к резцу,-регулируется противовесом

или пружиной. Изменяя прижимную силу рекордера, подбирают требуемую ширину канавки; при записи на лаковый диск эта сила достигает 0,05 Н при узкой канавке и 0,1 Н -при ши-

"""креплениерекордера на коромысле позволяет стабилизировать сечение канавки, но одновременно может явиться причиной таких нежелательных явлений, как неравномерность скорости резания канавки и глубинная вибрация. Для установле-




Рис. 4-27. Схема устройства

крепления рекордера.

; резец; 2 - рекордер; 3 - коромысло; 4 регулировочная пружина; 5 -демпфер; 5 -диск.





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

0.0041