Главная Промышленная автоматика.

распространены и применяются только в единичных высококачественных аппаратах. Предполагается, что использование в них люминесцентных диодов может оказаться перспективным.

В емкостных звукоснимателях подвижная система состоит лишь из иглодержателя с иглой, в связи с чем они характеризуются большой гибкостью, малой динамической массой и широким частотным диапазоном.

В монофонической головке такого звукоснимателя иглодержатель является подвижной пластиной конденсатора, другая пластина которого неподвижна, В стереофонической головке имеются два конденсатора, неподвижные пластины которых, противопоставленные общему подвижному электроду- иглодержателю, расположены перпендикулярно друг к другу и под углом 45° к проигрываемой пластинке.

Поскольку изменения емкости каждого конденсатора при Колебаниях иглы слишком малы, то для повышения отдачи используют способ частотной модуляции. Для этого конденсатор подключают к контуру ВЧ генератора, а контур мoнтиJ)yют непосредственно в звукоснимателе. Обычно несущая частота выбирается около 20 МГц. При щэлебаниях иглы частота генерируемых колебаний изменяется. После преобразования ЧМ колебаний в AM, демодуляции и отфильтровывания несущей частоты получают НЧ сигналы, соответствующие записанным на пластинке. Стереозвукосниматель содержит две такие системы преобразования сигналов.

Примерные технические данные емкостных звукоснимателей: рабочий диапазон частот 20-20 000 Гц, прижимная сила 0,012 Н, гибкость 25- IO-m/H, чувствительность на выходе системы преобразования сигналов 200 мВ/(см/с), переходное затухание между каналами не менее 20 дБ.

Из-за необходимости довольно сложной электрической системы цреобра-зования, которая к тому, же должна работать очень стабильно, емкостные звукосниматели такого типа применяются сравнительно редко. Больший практический интерес представляет емкостный звукосниматель с электретной конденсаторной головкой. Такие головки в нескольких вариантах разработаны и выпускаются фирмой «Тосиба». Они представляют собой прямой преобразователь механических колебаний иглы в соответствующие электрические сигналы. В головке типа С-404Х, используемой для пластинок GD-4, взаимное расположение подвижного электрода - иглодержателя и двух неподвижных электретных электродов аналогично указанному для емкостной стереоголовки.

Применяемые электреты, разработанные для головок звукоснимателя, отличаются от общеизвестных электретов малыми размерами, значительно повышенным высоковольтным зарядом, стабильным во времени, нечувствительностью к высоким температурам. Электреты представляют собой миниатюрные пластины размером 2,7x2,9 мм с электретным напряжением 500 В. Элек-третное напряжение является результатом поляризации высоким напряжением упомянутой пластины, состоящей из особой полимерной пленки диэлектрика с подложкой из алюминиевой фольги. Выходной электрический сигнал подается с каждого электретного электрода на ,интегральную схему предварительного усилителя, вмонтированного в головку, а оттуда через тонарм, на корректирующий усилитель.

Технические данные головки С-404Х: частотный диапазон чувствительность 6 мВ/(см/с), переходное затухание 25 дБ при при 30 кГц, прижимная сила 0,015±0,005 Н, гибкость 15

20-50 000 Гц, 1 кГц и 15 дБ 10-3 м/Н при

100 Гц. Алмазная игла рассчитана на проигрывание пластинок CD-4.

Основные показатели звукоснимателя. Силы взаимодействия иглы и канавки. Основными показателями звукоснимателя, уже частично упомянутыми выше, являются м е х а н и ч е с к и е показатели: прижимная сила и механическое сопротивление, приведенное к игле; электрические показатели: чувствительность, частотная характеристика отдачи, нелиней-

ft*- . .

1 ,4

Ч

m. -

tec--

УТ-.-

ШУ.


ШУ- у--

ШУЛ: \

ЩУу::

..-Sr--,.-

ИапраВмте движения носитвля записи с линейной шростьн} V

ные искажения и дополнительно для стереозвукоснимателя разбаланс каналов и переходное затухание между каналами.

Прижимная сила и механическое сопротивление, приведенное к игле звукоснимателя- два взаимосвязанных механических показателя, от которых зависят изнрс пластинки и иглы и надежность контакта иглы со стенками канавки при проигрывании. Чем больше механическое сопротивление подвижной системы звукоснимателя, тем больше сила, необходимая для того, чтобы отклонить иглу из положения покоя, т. е. преодолеть силу реакции подвижной системы звукоснимателя. Прижимная сила - это та вертикальная сила, которая действует через иглу на канавку. Прижимная сила выбирается так, чтобы создать достаточный прижим иглы к обеим стенкам канавки, особенно необходимый для воспроизведения стереозаписи, при которой каждая стенка канавки несет свою информацию. Если прижимная сила недостаточна, игла будет стремиться под действием силы, действующей на нее со стороны канавки, выйти из канавки, поднимаясь по той или другой стенке. Правильно сконструированный звукосниматель не должен, однако, для нормальной работы требовать большой прижимной, силы, так как это увеличивает износ

пластинки и иглы и исключает возможность многократного проигрывания пластинки без заметного ухудшения качества воспроизведения; сила реакции иглы на канавку, определяемая механическим сопротивлением подвижной системы звукосни-. мателя и уровнем записи, должна быть всегда меньше прижимной силы, чтобы при проигрывании даже в местах с наибольшим уровнем записи сохранялся контакт иглы с канавкой.

Для уяснения количественных соотношений между прижимной силой и силой реакции подвижной системы звукоснимателя рассмотрим на- примере поперечной записи взаимодействие сил, возникающих при нроигрывании между иглой и канавкой. Эти силы, определяемые параметрами звукоснимателя и канавки, влияют на качество воспроизведения и на износ плас-тйнки и иглы.

На рис. 6-21 показана немая канавка с иглой звукоснимателя.. Через G обозначена прижимная сила звукоснимателя; составляющие этой силы, действующие на каждую стенку немой канавки, равны между собой Р\ = Р2=Р, причем

Р--- 6-33)


Рис. 6-21. ствие иглы теля с немой канавкой.

Взаимодей-звукоснима-

2 sin



при вращении пластинки между иглой и канавкой возникают силы трения, направленные против движения:

(6-34)

Здесь ц - коэффициент трения, определяемый материалом

иглы и пластинки. После подстановки (6-33) в (6-34)

2 sin

(6-35)

Эти силы трения преодолеваются тягой движущего механизма. Таким образом, в немой канавке вследствие действия равных сил обе стенки изнашиваются одинаково (если пренебречь боковыми усилиями от тонарма).

Модулированная канавка отклоняет иглу звукоснимателя от положения покоя, воздействуя на нее с силой F. Эта отклоняющая сила равна противоположно направленной силе реакции иглы на канавку, определяемой параметрами подвижной системы звукоснимателя - действующей массой т, сопротивлением трения л упругостью 9 = - , где с - гибкость, которые

в совокупности определяют механическое сопротивление подвижной системы звукоснимателя г=/со m+r+9 со. Уравнение отклоняющей силы, выраженное через эти параметры,

F = zy = my + ry + qy

показывает, что сила, сообщающая- игле вынужденные колебания, расходуется на преодоление упругой силы у, силы трения

гу и инерционной силы ту подвижной системы звукоснимателя; здесь у, у, у - соответственно смещение, колебательная скорость и ускорение, сообщаемые игле модулированной канавкой в рассматриваемой точке. Допуская, что сопротивление трения г мало и им молено пренебречь, получаем:

(6-36)

р=ту + ЯУ

канавки, модулированной синусоидальным сигналом,

= А sin (ot\

У == СО Л cos со/; -соЛ sin со/ = -

(оу,

что при подстановке в (6-36) дает

ду{-т(оА + дА) sin (ot.

(6-37)

Выражение (6-37) показывает, что упругая и инерционная составляющие силы F направлены противоположно друг к другу. Воздействие иглы на канавку выражается равной и противодействующей силой реакции

(6-38)


Я



a--.v:../.

Инерциальная составляющая этой силы Fii=m(i)y стремится удалить подвижную систему от положения покоя, поэтому оказывает давление на стенку, более удаленную от нейтральной линии; упругая составляющая Fy=-qy, называемая возвращающей силой, направлена к положению покоя и давит на противоположную стенку. Эти силы и их равнодействующая--сила реакций Fp, показаны на рис. 6-22 для случая, когда сила Fp имеет упругий характер. Угол Y между стенками канавки в сечениях ЛЛ для упрощения принимаем постоянным.

Действие силы Fp показано на рис. 6-22, б. Составляющая Ф этой силы уравновешивается жесткой связью тонарма, а составляющая

cos р

(6-39)


fipaffMHuei дбижднищ наситемл запаса

оказывает давление на канавку. Здесь р - угол наклона канавки;

Рис. 6-22. Силы, действующие от иглы звукоснимателя на модулированную канавку.

на Гребнях канавки, в положениях 3 и 7, где р = 0, сила Q равна силе реакции:

Периодически меняющаяся сила Q приводит к перераспределению сил Pi и Рг, действующих на стенки канавки, а вместе с тем и сил трения. Это иллюстрирует рис. 6-23,а, относящийся к положению 6 на рис. 6-22. Сила Q является равнодействующей двух составляющих Q и Q"\ под действием силы Q , направленной против силы G, игла стремится вверх, а сила Q прижимает иглу к стенке 2. Из параллелограмма сил следует:

подставляя (6-39), получаем

cos P COS

COS p

(6:40)




Рис. 6-23. Силы, действующие в модулированной канавке при правильном (а) и неправильном (б) соотношении между прижимной силой и силой реакции подвижной системы звукоснимателя.

результирующая вертикальная сила звукоснимателя при этом равна G--Q\ а ее составляющие, действующие на каждую

стенку, (G-Q0/2sin

На стенку 2 кроме этой силы дей-

ствует еще сила Q\ В итоге получаем нормальные силы, действующие на вогнутую стенку,

2 sin

на выпуклую стенку

2, 1

(6-41)

2 sin

На пиках модуляции при угле раскрытия канавки 7=90 формулы (6-41) при использовании соотношений (6-40) при-

нимают вид:

2, 1

(G ± FX

(6-42)

На высоких частотах, когда подвижная система звукоснимателя управляется инерционной силой, сила реакции Fp меняет направление, в этом случае в (6-42) должны быть взяты нижние знаки.

Из рис. 6-22 следует, что через каждые полпериода, считая от нулевого смещения канавки, попеременно преобладает нагрузка то на одну, то на другую стенку канавки; поэтому силы Р в уравнениях (6-42) имеют двойной индекс. При следовании иглы звукоснимателя по немой канавке Fp = 0 и уравнения (6-41) приводятся к уравнению (6-33).

Заметим, что в рассматриваемом случае, когда подвижной системой управляет упругая сила, большую нагрузку всегда

f-У-

>Y i...

-m

испытывает стенка, расположенная ближе к линии покоя 00\ Показанная на рис. 6-22,6 сила Q в положениях 2 и 4 одинакова, однако износ стенок в положении 2 больше, так как при проигрывании пластинки стенка надвигается на иглу, а в положении 4 отходит- от нее. Участки, подверженные наиболее интенсивному износу, заштрихованы.

Рисунок 6-23, а иллюстрирует действие сил, испытываемых канавкой, когда сила реакции подвижной системы звукоснимателя Fp меньше прижимной силы G. Взаимодействие этих сил приводит к составляющим Pi и Р2, направленным внутрь канавки нормально к ее стенкам. Это условие должно соблюдаться в любой момент для надежного следования иглы звукоснимателя по канавке.

- Если в применяемом звукоснимателе сила реакции Fp преобладает над прижимной силой G, то распределение соответствует показанному на рис. 6-23,6. В этом случае

P2 = Q-(Q-G)sin

(Q - G) cos

На пиках модуляции при 7=90° эти выражения на основа-

нии (6-40) принимают вид:

2, 1

(G + Fp);

(6-43)

Здесь двойной индекс При силе в верхнем уравнении точно так же означает ее попеременное воздействие то на одну, то на другую стенку канавки; при этом Р2, i оказывает давление на выпуклую стенку, если подвижной системой звукоснимателя управляет упругая сила, и на вогнутую стенку, если управляет инерционная сила. Сила Р в любом случае действует вдоль соответствующей стенки по направлению из канавки. Силе Р, стремящейся вывести иглу из канавки, противодействует сила трения T=iiP2, где [х - коэффициент трения; отсутствие подъема иглы по стенке канавки определяется условием

Р<Т или -P<fxP

Используя (6-43), получаем:





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