Технические показатели звукоснимателей, спецификации звукоснимателей, характеристики картриджей звукоснимателей, механические показатели головок звукоснимателей, vintage

Грамзапись и ее воспроизведение > Особенности >

Технические показатели звукоснимателей

Звукосниматель характеризуется механическими и электрическими показателями. К механическим относятся: прижимная сила звукоснимателя, гибкость, действующая масса подвижной системы.

Смысл и значение отдельных механических показателей вытекают из анализа сил взаимодействия, возникающих между канавкой пластинки и иглой звукоснимателя во время проигрывания.

При вращении пластинки модулированная канавка, отклоняя иглу, воздействует на нее с силой, которая равна противодействующей силе реакции иглы на канавку.

	Поэтому, для уменьшения усилий, требуемых от канавки, нужен звукосниматель, имеющий подвижную систему с малыми действующей массой, трением и упругостью, поскольку обратная величина упругости, есть гибкость. Сила реакции Fp зависима от частоты: наибольших значений она достигает на краях рабочего диапазона частот.
	На низких частотах влияние упругости подвижной системы звукоснимателя преобладает над ее инерцией и сила реакции Fp изменяется соответственно перемены сопротивления, имеющего упругий характер, т. е. по спадающей ветви 1.
	На высоких частотах сила Fp приобретает инерциальный характер — поведением подвижной системы звукоснимателя здесь управляет ее масса; изменение силы Fp происходит по ветви 2.
	Наименьшее значение сила реакции имеет на некоторой частоте F0, где обе ее составляющие — упругая и инерциальная, равны и компенсируют друг друга; на этой частоте сила реакции обусловлена только сопротивлением трения системы, которым из-за его малости обычно пренебрегают.
	Частота F0 определяется собственным механическим резонансом подвижной системы, в области резонанса износ пластинки и иглы минимален.
	При упругом характере сила реакции стремится вернуть иглу в положение покоя и поэтому давит на отклоняющую стенку канавки, а при инерциальном характере, наоборот, стремится удалить иглу от положения покоя и, следовательно, оказывает давление на стенку, противоположную отклоняющей.
	Чтобы игла под воздействием силы реакции не поднималась по стенке канавки и, таким образом, не имела тенденции к выскакиванию, необходимо, чтобы прижимная сила звукоснимателя, т. е. та вертикальная сила, которая действует через иглу па канавку, была больше силы Fp. Т

огда в результате взаимодействия этих двух сил игла в любой момент времени будет прижиматься к обеим стенкам канавки одновременно; сила прижима к каждой из них будет непрерывно изменяться соответственно с модуляцией канавки, раскачивающей иглу.

На нижнем рисунке показано распределение сил, воздействующих на канавку через иглу.

	В немой канавке (а) составляющие Р1 и Р2 прижимной силы оказывают одинаковые давления на стенки канавки; кроме того, в местах контакта иглы с канавкой появляются силы трения, направленные против движения канавки, которые для простоты на рисунке не показаны.
	В модулированной канавке, кроме прижимной силы G, действует сила реакции FP; на рис. Б и В, эта сила показана как имеющая упругий характер и поэтому направлена к отклоняющей стенке канавки.
	В результате сложения векторов G и FP получается равнодействующая сила, составляющие которой равны P1и P2.
	Как видно из рисунков, игла ведется обеими стенками канавки при G > FP рисунок Б; несоблюдение этого условия приводит к потере контакта с одной из стенок и к выходу иглы из канавки под действием силы P1 (рис. В).
	В стереофонической пластинке каждая стенка канавки несет свою информацию, поэтому ведение иглы обеими стенками особенно необходимо.
	Поскольку как чрезмерная, так и недостаточная прижимные силы приводят к повышенному износу пластинки, иглы и к искажениям, в паспортных данных звукоснимателя следует указывать допустимые пределы прижимной силы, при которых звукосниматель работает устойчиво и не портит пластинку.
	Желательно устанавливать прижимную силу ближе к низшему пределу, однако в случае коробленной грампластинки или значительных биений диска ЭПУ прижимная сила может быть увеличена в дозволенных пределах.
	При проектировании головки звукоснимателя, задавшись прижимной силой, которая при выбранных размерах иглы не вызывает недопустимых механических напряжений в материале пластинки.

Находят наибольшую допустимую силу реакции подвижной системы звукоснимателя Fp исходя из соотношения:

G = (2 - 3) Fp

Превышение прижимной силы G над силой реакции Fp в 2—3 раза вводится как гарантия надежного ведения иглы обеими стенками канавки.

Поскольку Fp имеет наибольшие значения на краях частотного диапазона, то для предельных заданных частот и соответствующих им максимальных уровней записи находят параметры подвижной системы — гибкость

c = Amax/Fp

	и действующую массу:
	m = Fp/Wmax
	где Amax — наибольшая амплитуда смещения канавки на частоте Fn; Wmax — максимальная амплитуда колебательного ускорения канавки.
	Гибкость характеризует способность подвижной системы звукоснимателя отклоняться под действием приложенной к игле силы. Чем больше гибкость, тем меньшее усилие требуется от модулированной канавки, чтобы отклонить иглу.
	Так как прижимная сила звукоснимателя, удерживающая иглу в надежном контакте с канавкой, находится в прямой зависимости от отклоняющей силы, то звукосниматели с большой гибкостью подвижной системы могут работать при малой прижимной силе.
	Отсюда очевидно, что прижимная сила и гибкость — показатели взаимосвязанные, влияющие на износ пластинки и иглы. Головки звукоснимателя с гибкостью не меньше 10 – 10 -3 м/Н и прижимной силой 0,015 Н легко проигрывают канавки с амплитудой смещения более 50 мкм.
	Для стерео звукоснимателей, ввиду того что глубинная амплитуда смещения меньше поперечной амплитуды, вертикальная гибкость может быть в 1,5—2 раза меньше горизонтальной гибкости.
	Действующая масса m влияет на поведение подвижной системы на высоких частотах. С уменьшением действующей массы расширяется частотный диапазон звукоснимателя и уменьшается инерциальная составляющая силы реакции Fp.
	Поэтому стремятся к возможно меньшей действующей массе, которая в высококачественных моделях не превосходит 0,5 мг.
	Обычно наибольшее значение инерциальной составляющей силы Fp не превосходит упругую составляющую той же силы, поэтому при проверке выполнения соотношения ограничиваются низкочастотным диапазоном.

Перейдем к рассмотрению электрических показателей звукоснимателя.

	Чувствительность звукоснимателя S (мВ/см/с) представляет собой отношение выходного напряжения Uк колебательной скорости V, с которой записан сигнал заданной частоты. Обычно в паспорте звукоснимателя указывается чувствительность при частоте 1000 Гц.
	Для стерео звукоснимателей чувствительность дается по каждому каналу. В зависимости от типа преобразователя и от конструкции головки звукоснимателя чувствительность колеблется в широких пределах; так, например, магнитные звукосниматели имеют чувствительность от десятых долей до нескольких милливольт на 1 см/с, а пьезоэлектрические звукосниматели — в десятки раз большую.
	Чувствительность звукоснимателя, помноженная на максимально допустимое значение (с 14 для моно и 10 см/с для стереоканала), является исходной величиной для расчета усилителя воспроизведения.
	Частотная характеристика звукоснимателя — один из основных показателей его качества.
	Она представляет собой зависимость напряжения на нагрузке звукоснимателя от частоты при воспроизведении сигналов, записанных с неизменной колебательной скоростью.
	Обычно в паспорте звукоснимателя указывается чувствительность при частоте 1000Гц.
	Звукосниматель высокого класса должен обладать достаточно равномерной частотной характеристикой в диапазоне 20 ~ 20 000 Гц.
	Для звукоснимателей, используемых в бюджетных портативных аппаратах, допустим более узкий диапазон 50 ~ 10 000 Гц.
	Ход частотной характеристики и ее протяженность определяются принципом преобразования и конструкцией подвижной системы звукоснимателя; на основании частотной характеристики звукоснимателя определяется необходимая поправка к нормированной характеристике канала воспроизведения.
	Существенными электрическими показателями для стерео звукоснимателей являются рассогласование каналов по чувствительности и по частотной характеристике, а также проникание сигналов из канала в канал.
	Все эти показатели влияют на стереоэффект при воспроизведении.

Рассогласование по чувствительности отрицательно сказывается на стереоэффекте, поэтому стремятся к возможно большей идентичности левого и правого каналов.

Рассогласование нормируют при частоте 1000 Гц, определяя его соотношением чувствительностей обоих каналов.
Для стерео звукоснимателей среднего качества рассогласование по чувствительности не должно быть больше 2 дБ.

Рассогласование по частотной характеристике определяется как наибольшее расхождение характеристик правого и левого каналов, совмещенных на частоте 1000 Гц. В хороших звукоснимателях рассогласование в диапазоне до 10 кГц не должно превышать 2 дБ.

	Проникновение сигнала из одного канала в другой должно быть минимальным, что бы при воспроизведении звучание было наиболее реалистичным.
	Полное взаимное проникание сигналов приближает звучание к монофоническому.
	Частичное проникание приводит к снижению стереоэффекта и к его специфическим искажениям, а именно к изменению протяженности звуковой базы и к ее сдвигу вправо или влево от слушателя.
	Проникание в той или иной мере существует всегда, поскольку требуемое расположение обеих подвижных систем в головке стерео звукоснимателя относительно друг друга, а также ее симметричная установка на проигрываемой пластинке могут быть выполнены лишь с относительной точностью. Поэтому вводится показатель — относительный уровень проникания.
	Сигналы, записанные по левому и правому каналам, должны быть одинаковы по частоте и колебательной скорости.
	Уровень относительного проникания выражается отрицательной величиной. Наряду с этим показателем проникания, рекомендованным МЭК, его иногда оценивают переходным затуханием. Переходное затухание оценивается для 2-х каналов.

Нарушения стереоэффекта не замечается, если переходное затухание между каналами не менее 20 дБ на средних частотах и не менее 15 дБ на высоких частотах. Ниже 200 Гц проникание не имеет практического значения, так как в этой области частот направленность слуха слабо выражена. Приведенные выше цифры переходного затухания выдерживаются в звукоснимателях среднего качества.

Выбор нагрузочного сопротивления звукоснимателей.

Номинальная частотная характеристика, которую должен иметь канал воспроизведения грамзаписи, была нами уже рассмотрена. Эта характеристика образуется как сумма характеристик звукоснимателя и усилителя воспроизведения, поэтому для расчета усилителя надо знать характеристику звукоснимателя. Последняя в первую очередь зависит от того, является ли звукосниматель амплитудным или скоростным. Амплитудный звукосниматель, в принципе, имеет характеристику со спадом 6 дБ/октава * от самых низких до самых высоких частот.
* Октавой называется частотный диапазон с граничными значениями частоты, относящимися как 2:1.

	Скоростной звукосниматель обладает равномерной характеристикой. Кроме того, на частотную характеристику звукоснимателей того и другого типов влияет величина их нагрузочного сопротивления, что конечно, должно приниматься во внимание и иногда даже используется как средство корректировки характеристики.
	При работе пьезоэлектрического звукоснимателя с транзисторным усилителем, имеющим низкое входное сопротивление, предусматривается предварительное согласование нагрузки.
	В простейшем случае звукосниматель нагружают на последовательно включенные высокоомный балластный резистор и резисторный регулятор громкости, с выхода которого подается напряжение на первый каскад усилителя.

Лучшим решением является выполнение первой ступени усилителя по схеме эмиттерного повторителя; такая схема, примененная в электрофоне «Аккорд-стерео», выпускаемом Рижским электромеханическим заводом, позволила получить входное сопротивление усилителя 1 МОм.

Итак, при работе с пьезоэлектрическим звукоснимателем, требуемую номинальную частотную характеристику канала воспроизведения грамзаписи удается достичь очень простыми средствами.

Выбором надлежащего сопротивления нагрузки и отчасти коррекцией па высоких частотах в усилителе.

	Последний может иметь равномерную частотную характеристику.
	Однако обычно в усилителе предусматривают раздельную по низким и высоким частотам регулировку тембра, в пределах ±10 дБ, с тем, чтобы скорректировать неравномерность характеристики громкоговорителя и, наконец, чтобы иметь возможность по вкусу несколько изменить характер звучания.
	Сложнее обстоит дело при использовании магнитного звукоснимателя. Он имеет равномерную частотную характеристику, которую нужно сильно корректировать в усилителе.
	Иногда это достигают с помощью регуляторов тембра, но весьма неточно, так как подбор положения ручек регуляторов производится на слух; иногда в схему усилителя кроме регуляторов тембра включают специальный фильтр с характеристикой, подобной номинальной характеристике канала воспроизведения.
	Но и в том и в другом случаях, имея в виду низкую чувствительность магнитного звукоснимателя, стараются приблизить условия его работы к холостому ходу. Т. е. выбрать сопротивление нагрузки достаточно большим, чтобы улучшить перекрытие собственных шумов входного каскада усилителя.
	Поскольку с уменьшением массы подвижной системы звукоснимателя его частотный диапазон расширяется в сторону высоких частот.
	Высококачественные магнитные звукосниматели с подвижными катушками имеют ограниченное количество витков, в частности звукосниматели так называемого «ленточного» типа имеют всего один виток; э. д. с. таких звукоснимателей мала и они включаются через повышающий трансформатор, вторичная обмотка которого рассчитана на стандартную нагрузку 47 кОм.

Первичная обмотка во избежание завала низких частот должна иметь сопротивление на низшей рабочей частоте большее, чем выходное сопротивление звукоснимателя.

Для защиты от электрических и магнитных наводок входной трансформатор помещают в экран и соответствующим образом ориентируют при монтаже.

			Все права защищены © 2003-2017. Разрешается использование при условии указания живой ссылки на сайт http://inthouse.ru/	jazz012@yandex.ru	+7 (926) 906-6548
				inthouse@list.ru	+7 (495) 771-2800