 |
 |
 |
 |
 |
 |
 |
|
 |
Резонансные искажения
В предыдущих разделах была рассмотрены различные искажения, которые могут возникать при воспроизведении грамзаписи из-за неправильной установки или подключения звукоснимателя. Существуют, однако, и другие искажения, причины которых заключены в нем самом. Первая из них — резонансные явления.
Звукосниматель представляет собой довольно сложную механическую колебательную систему, состоящую из ряда звеньев, каждое из которых имеет преобладающее влияние в соответствующей области частот. Это влияние характеризуется нежелательными резонансами, портящими воспроизведение. Число резонансных пиков и их величина зависят от конструкции и выполнения звукоснимателя. Однако для любого звукоснимателя характерно наличие низкочастотного, высокочастотного и промежуточного резонансов
Низкочастотный резонанс обусловлен взаимодействием массы тонарма и гибкости подвижной системы звукоснимателя.
Частота этого резонанса
 |
где fH— частота Гц; |
| M — действующая масса тонарма с головкой звукоснимателя; | |
| с — гибкость подвижной системы звукоснимателя. |
 |
На частоте резонанса fH и вблизи ее звукосниматель имеет повышенную отдачу, что в частотной характеристике проявляется в форме пика. |
Ниже частоты fH отдача быстро уменьшается. |
|
Это происходит от того, что на этих частотах тонарм не представляет собой неподвижную массу относительно иглы, а колеблется вместе с ней; на частоте, где отдача равна нулю, тонарм колеблется как одно целое с иглой. |
|
Т. е. подвижная система звукоснимателя остается в относительном покое и поэтому не развивает э. д. с. |
|
Повышенная отдача на частоте fH объясняется тем, что здесь игла и тонарм колеблются в противофазе и, следовательно, относительное смещение иглы получается больше заданного модулированной канавкой. |
|
Низкочастотный резонанс искажает воспроизведение, кроме того, при резонансе увеличивается износ пластинки, так как сила, действующая через иглу на канавку, оказывается наибольшей. |
|
Эффективной мерой для смещения резонанса к более низким частотам является увеличение гибкости подвижной системы с, что позволяет одновременно уменьшить прижимную силу звукоснимателя G. |
|
В современных звукоснимателях высокого качества низкочастотный резонанс находится за слышимым диапазоном, примерно в области ниже 15 Гц. |
|
С повышением частоты тонарм начинает все более вести себя как неподвижная масса, и характеристика отдачи приобретает плавный ход до другого резонанса в области высоких частот. |
|
Этот резонанс обусловлен действующей массой подвижной системы звукоснимателя и гибкостью материала пластинки: |
 |
где fB - частота Гц; |
| m - действующая масса; | |
| СK- гибкость материала пластинки. |
Вводя в эту формулу выражение для гибкости материала пластинки, получим:
 |
где G - прижимная сила звукоснимателя; |
| r - радиус иглы; Е - модуль упругости; | |
| G - коэффициент Пуассона. |
Эта формула показывает, что частота высокочастотного резонанса fs зависит в меньшей степени от прижимной силы G и радиуса иглы r, чем от приведенной массы m подвижной системы. Выше частоты fB частотная характеристика отдачи звукоснимателя спадает до нуля. Для звукоснимателей высокого качества этот резонанс приходится на область выше 20000 Гц.
В дешевых массовых моделях звукоснимателей высокочастотный резонанс сдвигается .в сторону более низких частот из-за большей массы т и поэтому частотный диапазон звукоснимателя получается уже.
Ослабление высокочастотного резонанса производится обычно введением в подвижную систему звукоснимателя демпфера, создающего необходимое трение; кроме того, величину резонансного пика можно регулировать нагрузочным сопротивлением.
Промежуточный резонанс, являющийся резонансом подвижной системы звукоснимателя, в частотной характеристике отдачи не проявляется, но характеризуется тем, что при нем механическое сопротивление звукоснимателя имеет наименьшее значение; игла почти не сопротивляется отклоняющей ее канавке, износ канавки и иглы на этой частоте минимален.
Этот резонанс обусловлен действующей массой т и гибкостью с подвижной системы звукоснимателя:
 |
Частота fn в современных звукоснимателях приходится на область 1500 — 2500 Гц. |
В формулах дано: fn, fB, fH — Гц; М, m — кг; с, сH — м/Н; G — H; r — м: E — Н/м2. |
Эффективной мерой для расширения частотного диапазона, воспроизводимого звукоснимателем, является увеличение гибкости для понижения частоты fH и уменьшение действующей массы подвижной системы т для повышения частоты fB.
 |
На резонансных частотах fH и fB механическое сопротивление звукоснимателя максимально, поэтому в областях, близких к резонансу, возникает повышенный износ пластинки и иглы. Чтобы избежать его, целесообразно не только расположить резонансы вне рабочего диапазона частот, но по возможности предотвратить или ослабить их. |
Для ослабления низкочастотного резонанса применяют металлические, обычно дюралюминиевые, тонармы в виде трубки или с U-образным сечением, что придает тонарму большую жесткость. Тонармы из пластмассы в современных ЭПУ применяются очень редко. |
|
Помимо указанных трех основных резонансов звукоснимателя возможны дополнительные резонансы, обусловленные отдельными деталями и качеством их закрепления. Однако в хороших моделях эти дополнительные резонансы практически отсутствуют, и частотная характеристика отдачи имеет плавный ход во всем рабочем диапазоне. |
|
Следует заметить, что сдвиг частоты резонанса ниже 20 Гц вызывает подчеркивание низкочастотных помех от движущего механизма ЭПУ; поэтому целесообразно вводить амортизирующую развязку в крепление поворотной ножки звукоснимателя к плате проигрывателя, а также электрическую коррекцию в схему усилителя для завала частот ниже 20 Гц. |
На нижнем рисунке приведены частотные характеристики двух стерео звукоснимателей. Пьезокерамического типа ГЗКУ631, ранее применяемого в бытовых бюджетных ЭПУ и магнитного типа Shure V-15 Type II, предназначенного для использования в высококачественных проигрывателях грампластинок.
 |
 |
Частотные характеристики звукоснимателя — керамического ГЗКУ631 |
Частотные характеристики звукоснимателя — магнитного V15 тип 2 |
 |
Кривая 1 представляет собой характеристику отдачи рабочего канала, а кривая 2 показывает проникание сигнала из рабочего в нерабочий канал. Таким образом, на каждой частоте отрезок ординаты между обоими кривыми равен переходному затуханию. |
Выходные напряжения согласно принятым' нормам измерены на нагрузочном резисторе сопротивлением 1 МОм для каждого канала пьезокерамического звукоснимателя и 47 кОм для магнитного звукоснимателя. Чувствительность звукоснимателей на частоте 1000 Гц соответственно равна 65 и 0,9 мВ/см/сек. |
|
Как видно из представленных характеристик, магнитный звукосниматель V 15-Н выгодно отличается от пьезокерамического звукоснимателя по переходному затуханию. |
|
Кроме того, преимуществом магнитного звукоснимателя является малое механическое сопротивление подвижной системы, позволяющее проигрывать пластинки при прижимной силе, не превышающей 0,015 Н, что примерно в 4 раза меньше требуемой для пьезокерамического звукоснимателя. |
|
Рассогласование каналов по частотной характеристике составляет менее 1 дБ для магнитного звукоснимателя, а для пьезокерамического доходит до 2 дБ на краях рабочего диапазона частот. |
Звукосниматель V15-II оснащен эллиптической алмазной иглой с рабочими радиусами 5х18 мкм.В керамическом звукоснимателе сферическая игла из корунда радиус ее заточки составляет 18 мкм.
Все права защищены © 2003-2017. Разрешается использование
при условии указания живой ссылки на сайт http://inthouse.ru/ |
+7 (926) 906-6548 |
||||
+7 (495) 771-2800 |