Главная Промышленная автоматика.

НИИ при проигрывании записи, выполненной без применения симулятора огибания и с симулятором. Кривые получены при проигрывании записи смеси двух сигналов 315 и 3150 Гц с отношением уровней 4:1.

Все упомянутые способы уменьшения искажений огибания рассчитаны на сферическую иглу заданного радиуса. При произвольном радиусе иглы действие симуляторов огибания будет менее эффективным или совсем незаметным.

Искажения, вносимые тонармом звукоснимателя (угловые искажения). Назначение тонарма - надежно и точно вести головку звукоснимателя при проигрывании пластинки, а именно так, чтобы игла перемещалась вдоль ее радиуса или в общем случае-с минимальным отклонением от него; при этом сам тонарм должен свободно, с минимальным трением перемещаться над пластинкой-и не вносить изменений в колебания иглы,

Рис. 6-4. Зависимость интермодуляционных искажений от радиуса проигрываемой канавки без симулятора огибания (кривая aj и с симулятором огибания

(кривая б).

1г-. I-

обусловленные модуляцией канавки, т. е. должен вести себя пассивно. Кроме того, тонарм должен обеспечивать поддержание контакта иглы с обеими стенками канавки, что особенно существенно при стереовоспроизведении.

Как известно, резец рекордера при записи перемещается по прямой линии вдоль радиуса записываемого диска; такое же перемещение иглы звукоснимателя при проигрывании пластинки применяется в редких случаях в проигрывателях высшего класса, обычно же игла перемещается по дуге, соответствующей повороту тонарма на ножке, общепринятой в конструкциях звукоснимателей. Поэтому между направлением колебаний иглы и радиусом, вдоль которого колеблется резец при поперечной записи, образуется некоторый угол, называемый горизонтальным утлом погрешности. Как видно из рис. 6-5, в случае прямого тонарма этот угол был бы равен углу ф между радиусом R и касательной к дуге, проведенными через точку контакта иглы с пластинкой. Такое несоответствие в направлении колебаний резца и иглы вносит изменения в воспроизводимый сигнал- возникают так называемые угловые искажения. Соответствующим выбором конструкции тонарма и правильной установкой его на плате проигрывателя угловые искажения можно свести к минимуму. Во-первых, вместо прямого тонарма применяют изогнутый. Как следует из рис. 6-5, а, углу Ф также ра-

ж

%у:[


ттл.

.v:v:.

I Л "

V.--

4-

Щ4... V*

вен угол между касательной к канавке в месте контакта и прямой, соединяющей точку контакта с осью .вращения тонарма. Применение тонарма с головкой, повернутой на угол коррекции р, уменьшает горизонтальный угол погрешности до величины

Ф -р.

(6-12)

Во-вторых, устанавливают тонарм на плате так, чтобы игла заходила за шпиндель диска, т. е. выбирают d<L.

Угол Ф, а следовательно, и угол а изменяются с радиусом проигрываемой канавки. Возникающие искажения, как показал Бауэр, характеризуются появлением второй гармоники, пропорциональной от-нощению угла погрешности а, к радиусу канавки R. Этот вывод поясняется на рис. 6-6. Сплошной линией представлен записанный на пластинке сигнал


-д -

- д-

-0,1 -


5160 80 W 120 тмм

= i4sinco или y~As\n2Ti


где А навки; x=Vt-

- амплитуда Я -длина • путь.

записи и

смещения ка-волны записи; пройденный носите-за время t; V=

Рис. 6-5, Угол погрешности и силы, возникающие при проигрываний пластинки звукоснимателем с изогнутым тонармом.

линейная скорость носителя записи для канавки ра-

диусом 7? при частоте вращения t/, об/мин.

Пунктиром показан сигнал, воспроизведенный звукоснимателем при угле погрешности а. Действительно, при продвижении -канавки на расстояние л: игла, отклоняясь под углом а к радиусу канавки, сместится не на г/, а на у2, что приведет к искаженному воспроизведению.

Искаженный сигнал у2

cos а

а так как

у1 = ав1п2л-

и x

1 = х-±уа,



COS а

sin (x)t

соЛа

sin 2(0

(6-13)

и колебательная скорость

cd Л

cos a

cos (Ot

- cos 2(0

(6-14)

Уравнения (6-13) и (6-14) показывают, что звукосниматели, независимо от того, развивают ли они э. д. с. пропорционально смещению (6-13) или колебательной скорости (6-14),при угле погрешности а воспроизводят сигнал с амплитудой, увеличенной в 1/cosa раз, содержащий, кроме того, вторую гармонику.


Рис. 6-6. Угловые искажения.

i-записанный сигнал; 2 - сигнал, воспроизведенный иглой при угле погрешности а.

Из (6-13) следует, что для «амплитудных» звукоснимателей содержание второй гармоники относительно первой составляет, %: .

соЛа

100.8,35°

" R

4л R

(6-15)

а для «скоростных» звукоснимателей из (6-14), %:

(оАа V

(оЛ 60 а

2л "

100=16,7

соЛ а

(6-16)

В градусах; R - b сантиметрах; соЛ

в формулах (6-15) и характеристика отдачи

где а - в радианах; а°--в сантиметрах в секунду.

Цифровое различие коэффициентов (6-16) обусловлено тем, что частотная

амплитудного звукоснимателя имеет спад 6 дБ/октава, а скоростной Звукосниматель имеет горизонтальную характеристику. При приведении к одной и той же характеристике воспроизведения искажения, естественно, оцениваются одной и той же величиной, так как в этом случае каждая из формул дополняется своим корректирующим множителем, определяемым характеристикой усилителя воспроизведения в рассматриваемом диапазоне частот. Эта коррекция увеличивает К2А и уменьшает K2V настолько, что обе вычисленные величины уравниваются.

IS

\

st.,-*- . Vb- . .

..(y-:.v-:,4 , -,

М-р "

<4

щ

US

- -3

Ше:--

Ж



ту •

fcSi*;„.чl.

sv,;i""--.."


ту:..

у is?-:i-\

; - -к

";i Vi":/-,-"

Формулы (6-15) и (6-16) показывают, что нелинейные искажения от второй гармоники при заданных колебательной скорости Vo==(x)A и частотеVвращения г. определяются отношением a/R] таким образом, чтобы снизить нелинейные искажения, следует найти условия, при которых a/R будет наименьшим при всех возможных значениях радиуса канавки. Анализ показывает, что величина отношения a/R обусловлена конструктивными размерами тонарма -его длиной L (от вертикальной оси поворотной ножки О до острия иглы) и углом коррекции головки р, к установочным размером (базой) d, равным расстоянию от вертикальной оси поворота тонарма Одо центра шпинделя диска О (рис. 6-5, а). Из треугольника 00А (рис. 6-5, а) следует

откуда

d2 2RL cos (90°-Ф"),

81пФ

L - d + R

(6-17)

На рис. 6-5, б изображено семейство характеристик, показывающих тенденцию изменения функции sin0=i9(/?) на примере тонарма заданной длины L = 20 см при разных установочных базах d. Очевидно, что соответствующим выбором расстояния d можно значительно сузить пределы изменения sin Ф, а следовательно, и угла Ф, благодаря чему последний сможет быть наиболее эффективно скомпенсирован углом коррекции Р, выбираемым при конструировании тонарма; в итоге горизонтальный угол погрешности будет сведен к минимуму.

Для каждой из характеристик, показанных на рис. 6-S, б, наименьшее значение a/R отыскивается построением наименьшего возможного угла, который заключает в себе данную характеристику и вершина которого находится на оси ординат, а биссектриса проводит параллельно оси абсцисс; при этом для упрощения расчета нижняя наклонная проводится через низшую точку кривой. Пересечение биссектрисы с осью ординат позволит найти угол р и, следовательно, по (6-12) определить угол а для каждого данного радиуса R.

На рис. 6-5,6 показан пример такого построения для оптимальной характеристики семейства, т. е. для той, которая вписывается в минимальный угол и, следовательно, приводит к наименьшему горизонтальному углу погрешности а. Кривая имеет минимум я опирается концами, соответствующими начальному R2 и конечному Ri радиусам канавки на одну сторону угла, а промежуточной точкой при радиусе Rn - на другую его сторону, поэтому

sin Фз - sin Р

sin Ф1 - sin Р

sin Фп - sin p

(6-18)



Так как sinOn соответствует минимуму функции (6-17), то

dsinO

из условия

о находим,что

(6-19)

Вводя в (6-17) и используя (6-18), определяем Rn через начальный и конечный радиусы канавки



Ri + R2

(6-20)

"to 60 80 100 IZD m MM

Рис. 6-7. Коэффициент второй гармоники при оптимальном тонарме (L= 193,5 мм, (3 = 26° 400 для с? =175 мм при частоте вращения 337з об/мин.

Рис. 6-8. Сочлененный тонарм, исключающий горизонтальный / -угол погрешности.


я .Г

Это значение используем для определения оптимальных конструктивных размеров тонарма. Длина тонарма согласно (6-19)

(6-21)

2 г)2

Угол (6-21):

L = ]/d

коррекции головки определяется из (6-17), (6-18) и

sin Р

Rn l\ Ri

(6-22)

Таким образом, при расчете оптимального тонарма следует задаться установочным размером d от вертикальной оси поворотной ножки звукоснимателя до центра шпинделя диска и начальным и конечным радиусами канавки i?2 и Ru затем, используя формулы (6-20), (6-21), (6-22), определить длину звукоснимателя L и угол коррекции головки р.

В качестве примера на рис. 6-7 приведены результаты расчета искажений от второй гармоники, вызванных углом погрешности и подсчитанных по формуле (6-16) для оптимального тонарма и частоты- вращения пластинки 337з об/мин. Расчет

Л

Щг

у: . . . -

.

If:-- -

V.-..:

;vv •.,;;

> - . \ - ♦ .-.V и-:


9s /

тонарма произведен для принятого в массовых проигрывателях установочного размера d=l75 мм и крайних значений радиусов канавки /?2= 145 и Ri=53 мм. Нелинейные искажения по всей зоне записи, выполненной с колебательной скоростью 10 см/с, практически не превосхрдят 17о- Наибольший горизонтальный угол погрешности приходится на начальный радиус 145 мм и составляет 3°.

В некоторых высококачественных проигрывателях горизонтальный угол погрешности отсутствует благодаря тому, что головка звукоснимателя при перемещении иглы по пластинке в любом месте зоны записи оказывается касательной к проигрываемой канавке. Это достигается либо с помощью привода, аналогичного применяемому для перемещения рекордера, либо с помощью специального сочлененного тонарма, один из вариантов которого, разработанный английской фирмой «Гаррард» для проигрывателя модели Zero-100, показан на рис. 6-8.

Сочлененный тонарм состоит из основного тонарма OiA п вспомогательного тонарма О2В, связанных между собой звеном АВ посредством шарниров в точках Л и В. Вертикальные поворотные оси Oi и О2 фиксированы. Головка звукоснимателя закреплена с угловым сдвигом р на подвижном звене АВ, причем ось шарнира А совпадает с осью иглы звукоснимателя. На рисунке показано два положения тонарма: при проигрывании канавки наибольшего радиуса R2 и наименьшего радиуса R\. В пределах этой зоны записи основной тонарм перемещается по дуге а, увлекая за собой вспомогательный тонарм по дуге b через связующее звено АВ, Происходящее при этом непрерывное изменение угяа Oi АВ изменяет положение головки звукоснимателя таким образом, что поперечные колебания иглы всегда происходят вдоль радиуса канавки. В данном примере длина основного тонарма OiA и базы OOi одинаковы, что обычно выполняется в проигрывателях-автоматах.

Недостатком сочлененного тонарма является повышенное трение из-за дополнительных поворотных осей.

Влияние сдвига, поворота и наклона осей чувствительности подвижной системы стереозвукоснимателя на переходное затухание, И" несовпадении направлений осей модуляции канавки с осями чувствительности звукоснимателя возникают искажения, обусловленные прониканием сигнала одного канала в другой.

Рассмотрим проникание, когда подвижные системы рекордера и звукоснимателя неортогональны, резец несимметричен и имеется сдвиг осей чувствительности относительно осей модуляции в одной плоскости.

На рис. 6-9, а линиями LiL\ и R\R\ представлено взаимное расположение осей модуляции (запись), а линиями L2L2 и i?22 -осей чувствительности (воспроизведение). Прямая OOi является нормалью к плоскости диска (пластинки). Все оси





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

0.0035