суммарные сигналы и демодулированные разностные сигналы поступают на матричный блок 3, где восстанавливаются раздельные сигналы Lf, Lb, Rf, Rb- Эти сигналы, усиленные и скорректированные усилителем 4, подаются на громкоговорители- 5. В цепи разностных сигналов, после демодулятора предусмотрен экспандер (не показанный на рис. 7-3), восстанавливающий исходные уровни слабых сигналов, поднятые при записи компрессором.

Фирмы JVC (Япония) и RCA (США) продолжают совершенствовать систему CD-4.

Для квадрафонического воспроизведения этими фирмами выпускаются широкополосные стереозвукосниматели, оснащенные иглами спецйГального профиля, описанными в гл. 6.

Квадрафоническая пластинка SQ. Способ SQ разработан в 1971 г. фирмой CBS («Колумбия Бродкастинг Систем») в США совместно с японской фирмой Sony («Сони»). Название пластинки SQ означает Stereo-Quadraphonic (стерео-квадрафоническая), что отражает наличие четырех стереокана-, лов. При способе SQ используется только диапазон звуковых частот. Необходимое преобразование числа каналов происходит с помощью матричных схем, отчего способ SQ называется также матричным. Четыре исходных сигнала с четырехдорожечного магнитофона подаются на матрицу-кодер (рис. 7-4, а). Матрица-кодер представляет собой специальный блок с введенными в него фазосдвигателями, с полосой пропускания 20-20 000 Гц при неравномерности 0,25 дБ, формирующий из четырех входных сигналов Lf, Rf, Lb, Rb (передних левого, правого и задних левого, правого) два выходных сигнала L и R (левый и правый). Эти последние определяют модуляциюевой стенки канавки (сигнал L) и правой (сигнал R) и записываются обычным образом двухканальным стереорекордером при с/гандартной характеристике записи.

Содержание исходных четырех сигналов Lf, Rf, Lb, Rb в двух кодированных сигналах L и 7? определяется уравнениями:

L = Lp-jOJLb + 0,7R

R==R

j 0,7R

0,7L

(7-1)

На рис. 7-4, а составляющие сигналов L я R представлены в векторном изображении.

Уравнение (7-1) показывает:

1) в модуляции левой стенки канавки L не содержится передний правый сигнал Rf, а в модуляции правой стенки7? не содержится передний левый сигнал Lf, что свидетельствует о полном разделении передних каналов. Это происходит от того, что сигналы Lf и Rf вызывают колебания резца (или иглы), как в обычной двухканальной стереофонии, под углом ±45° к поверхности носителя, тем самым обеспечивается стереосовмести-

- ••Л

г ii

V"

г- V

.-1

""3

, -1%

уЩ Ш-

V-.,v:r 1Г:У

--A.

У: .

6 :

у у-

мость пластинки SQ, т. е. возможность ее воспроизведения на двухканальной стереоаппаратуре;

2) как в модуляции левой, так и в модуляции "правой стенок содержатся уменьшенные на 3 дБ сигналы обоих задних каналов, причем одноименные сигналы даются с квадратурным сдвигом, т. е. со сдвигом на 90°, на что указывает множитель /. Составляющие Lb в обоих кодированных сигналах L VL R приводят к результирующему круговому движению резца (иглы) по часовой стрелке, а составляющие RBy-k круговому движению против часовой стрелки. Круговое движение резца на вращающемся лаковом диске образует винтообразную канавку с разверткой по часовой стрелке или против часовой стрелки соответственно.

Таким образом, при матричном SQ-способе два передних канала характеризуются модуляцией канавки под углом ±45° к носителю, а два задних - модуляцией по встречным окружностям, что в совокупности дает квадрафоническую канавку специфической винтообразной формы.

Представление о колебаниях резца при записи по способу SQ \

дает рис. Д-5. При построении колебаний резца предположено, что на входы матрицы-кодера подаются одинаковые когерентные сигналы А cos (ot.

Рисунок 7-5, а соответствует случаю, когда сигналы поданы только на передние каналы: Lir== Л cos соГ и jRjr=Л cos со. Согласно уравнениям (7-1) в этом случае в выходном левом канале матрицы-кодера (L) содержится сигнал Ljp=/lcos(o, а в выходном правом канале {R) сигнал Rf = Acos Ы. Эти сигналы представлены на рис. 7-5, а в координатной системе с учетом выбранных положительных направлений осей L и R, совпадающих со стенками канавки в поперечном сечении. Результирующее колебание резца (вверху рисунка) является векторной суммой составляющих; оно получено пересечением прямых,

Рис. 7-5. Построение колебаний резца при записи равных когерентных сигналов с применением

SQ-кодера.

а - два передних сигнала L;. = Я б - один задний левый сигнал l ; в - один задний правый сигнал .

исходящих из одноименных положений 2-2 и т. д., которые характеризуют отклонение левой и правой стенок канавки в каждый рассматриваемый момент времени. При этом результирующее колебание представляет собой поперечную запись.

На рис. 7-5, б рассмотрен случай, когда сигнал подан только на задний левый канал: Lb = Л cos со.

Согласно уравнениям (7-1) матрица-кодер вырабатывает вы-ходные сигналы: г г

в левом канале

L = -/0,7L в правом канале

в = 0,7Л cos (со/-90°)

0,7Л sino)/,

0,7L

0,7 А cos (о/.

Производя построение, аналогичное рис. 7-5, а, получаем результирующее колебание резца по окружности в направлении движения часовой стрелки. Аналогичные рассуждения относятся и к рис. 7-5, в для сигнала /?в = Л cos со/,поданного на правый задний канал. Колебация-резца происходят по окружност против движения часовой стрелки.

Рис. 7-6. Вид модулированных канавок при записи- по способу SQ.

Передние каналы: а -левый Lp\ б- правый Rp\ задние каналы: в -jIeвыйL; г - правый Rq. Сверху показано направление

колебаний резца.

канавок, cooqвeтcтвyющиx раздельным модуляциям в каждом переднем и каждом заднем каналах, дан на рис. 7-6.

Очевидно, что в музыкальных записях ка-навка будет содержать в различных сочетаниях все составляющие движения резца, задаваемые сигналами четырех каналов, и поэтому будет иметь сложную форму. .

Для получения квадрафонического звучания с SQ-пластинки в воспроизводящей аппаратуре предусматривается матрица-декодеру (рис. 7-4,6), вырабатывающая четыре сигнала LV, Кб, R F - каждый для подачи на свой громкоговоритель. При способе SQ полного разделения нет, так как через каждый ка- • нал частично передается информация из других каналов, что показывают векторные диаграммы выходных сигналов матрицы-декодера, которые описываются уравнениями

(7-2)

" гай

уШ

-.-.yi

"-Ш

>;# УЩ

- У-гЩ

-Ж?

Ill

%н-У-

ШУ ,

:-урВ wy--

-"У% "УУ--:-

--/.IJ i

:У ЩГ io

Из уравнений (7-2) следует, что каждый сигнал на выходе содержит соответствующий ему сигнал на входе с сохранение той же величины и фазы и, кроме того, два побочных сигнала меньшей интенсивности. Недостаточность переходного затухания между выходными передними и задними каналами - всего 3 дБ согласно уравнениям (7-2), и снижение из-за этого стереоэффекта привело к разработке «логических схем», управляющих прониканием между каналами в зависимости от уровня нежелательных сигналов. Этим путем удается повысить переходное затухание более чем на 15 дБ. Фирма CBS продолжает работать над логическими схемами «Параматрикс» с целью достичь бесконечно большого переходного затухания между всеми выходными каналами, т. е. добиться при способе SQ подлинной дискретности.

Что касается воспроизведения SQ-пластинок на двухканаль-лой стереоаппаратуре, то они обеспечивают полную совместимость и высокое качество звучания благодаря хорошему разделению между правым й левым передними каналами в самой записи.

7-2. Видеопластинки

Из упомянутых в гл. 1 видеопластинок различных систем пластинка TED (что означает «телевизионный диск») относится полностью ксистеме механической записи-воспроизведения.

Достаточно четкое изображение (250 строк на экране телевизора) может быть получено при передаче полосы частот 3 МГц. В случае видеопластинки это требует увеличения плотности записи по сравнению с грампластинкой примерно в 100 раз. Этому условию удовлетворяет видеопластинка TED с записью видео- и звуковрго сигналов в одной и той же канавке. Видеопластинка содержит глубинную запись,суммы двух частотно-модулированных сигналов. Видеосигнал занимает область 2,8-4,2 МГц, а звуковой сигнал имеет несущую 1,07 МГц с боковыми i полосами ±50 кГц. В случае стереозаписи вторая несущая имеет частоту 0,8 МГц. Благодаря применению частотной модуляции запись происходит с постоянной амплитудой, т. е. все гребни канавки находятся на одной высоте, а впадины на одной глубине, но расстояния между гребнями различны в зависимости от частоты модулированного сигнала. Поскольку канавки сохраняют постоянную амплитуду, их располагают вплотную друг к другу; ширина канавки примерно равна 3,6 мкм, что дает исключительно большую плотность . записи 280 канавок/мм. При этом глубина канавки, имеющей угол раскрытия 150°, составляет 0,5 мкм, что соответствует наибольшему значению двойной амплитуды. Принять такие размеры канавки оказалось, возможным ввиду малого давления, оказываемого на нее видеоснимателем, при котором материал пластинки

испытывает только упругие деформации. Из-за малых размеров канавки требования к материалу пластинки высоки; специально была разработана высококачественная пленка из поливинил-хлорида толщиной 120 мкм. Шероховатость канавки в видеопластинке, отпрессованной из такой пленки, на два порядка меньше амплитуды записи видеосигнала, что дает отношение сигнал/помеха около 40 дБ.

Запись для видеопластинок TED производится на оборудовании фирмы «Нойман», которое отличается от оборудования для записи грампластинок особо высокой точностью изготовления. Поскольку резец рекордера не может развить колебательную скорость, соответствующую видеосигналам, перезапись на лаковый диск производится при скорости движения исходной видеофонограммы на магнитной ленте, пониженной в 25 раз. На диске один кадр занимает один оборот, что при норме 25 кадров в секунду приводит к частоте вращения планшайбы станка записи 60 об/мин и к частоте вращения видеопластинки при воспроизведении 1500 об/мин. Процесс записи на станке занимает 4,ч для одной видеопластинки, поэтому запись ведется параллельно на двух станках во избежание ее повторения в случае порчи лакового диска. Оба станка записи, й электронная аппаратура механической записи установлены в общем шкафу, в котором обеспечивается высокая обеспыленность воздуха.

Видеопластинка имеет диаметр 210 мм, запись расположена на одной ее стороне; диаметры записи - начальный 205 мм, конечный 100 мм. Длительность воспроизводимой программы 10 мин.

Воспроизведение с видеопластинки осуществляется принципиально новым способом. Из-за высокой частоты воспроизводимых сигналов видеосниматель с подвижной системой не пригоден, так как развиваемые инерционные силы, приведенные к игле, оказываются чрезмерными и она не будет в состоянии колебаться.

В разработанном видеоснимателе - приемнике давления, игла, связанная с керамическим пьезоэлементом, не колеблется при воспроизведении, а воспринимает импульсы перепада давления при выходе каждого сжатого гребня канавки из-под острия иглы. Эти изменения давления, происходящие соответственно записанному сигналу, преобразуются пьезоэлементом в электрические сигналы. Благодаря малым линейным размерам пьезоэлемента (не более 0,2 мм) удается избежать механических резонансов в рабочем диапазоне частот.

На рис. 7-7, а дан общий вид видеоснимателя, а на рис.7-7,6 показан контакт иглы с гребнями канавки. Игла имеет вид данного полоза, опирающегося на несколько гребней (до ста) одновременно. Закругленным краем полоз обращен навстречу движению канавки, чем обеспечивается ее плавное скольжение.

ш

-w

- /:ут

Vv.-:"

УШ

• у -НД. \У-Ш

" •"Cci.il

: .:yy-i:

ЩУ::

Ьу"

/ уэ,

у::угШ,

St. :

л

-у>ля

/ -У-А

Длина верхнего края полоза, связанного с пьезоэлементом, 150 мкм, а острие, сканирующее канавку, имеет радиус закругления 1 мкмТ

"

Ввиду того что длина волны записанного видеосигнала равна примерно 2,5 мкм, затупление острия полоза недопустимо, поэтому в видеопроигрывателе предусмотрено устройство для автоматической заточки острия, длящейся несколько секунд после проигрывания каждой видеопластинки.

Под влиянием прижимной силы видеоснимателя (1 мН) гребень канавки под полозом сжимается, испытывая упругую деформацию; при выскальзывании из-под полоза он мгновенно

Рис. 7-7. Устройство видеоснимателя - приемника давления.

неподвижная плата видеопроигрывателя; 2 - воздушная подушка; 5 - видеопла

стинка; 4

игла; 5-керамический пьезоэлемент; 6-

тый держатель; 5 - демпфер.

упругая прокладка; 7 - трубча-

восстанавливает свою форму, а возникший перепад давления на полоз передается пьезоэлементу. Сигналы с пьезоэлемента, представляющие смесь видео- и звуковых сигналов, подаются на предварительный усилитель, вмонтированный в видеосниматель, а оттуда на электронный блок, в котором происходит разделение видео- и звуковых сигналов, их демодуляция, корректирование и усиление. Обработанные и преобразованные сигналы подаются на телевизор. В видеопластинках TED с цветным изображением передача цветов осуществляется по способу Tripal-D, что позволяет использовать телевизоры любых систем.

Кинематическая схема видеопроигрывателя показана на рис. 7-8. Поскольку видопластинка проигрывается при 1500 об/мин, в видеопроигрывателе нельзя использовать привод с вращением опорного диска, так как из-за его неизбежных вибраций произойдет выбрасывание видеоснимателя из канавки. Поэтому видеопластинка 8 закрепляется на центральной шайбе 5, вращение к которой передается от вала двигателя /. При вращении между видеопластинкой и неподвижной платой 2 создается «воздушная подушка» благодаря засасыванию воздуха через щели в неподвижной платевокруг вращающегося вала 4. Эта упругая прослойка воздуха толщиной