Динамическая
связь между тонармом и головкой звукоснимателя.
Международная
унификация креплений и соединений головок звукоснимателей и наличие
регулировок в большинстве держателей этих головок делают возможной
установку в каждый тонарм любой головки звукоснимателя. Бесспорным
достоинством такой^ унификации является возможность замены старой
головки новой с более высокими параметрами. Однако есть и отрицательная
сторона, ибо масса тонарма, держателя и головки звукоснимателя вместе с
гибкостью ее подвижной системы образуют колебательный контур.
Тонармы и держатели головки звукоснимателя хорошего качества следует изготовлять такой малой массы, чтобы колеблющаяся масса определялась собственной массой головки звукоснимателя. Правда, это вступает в противоречие с требованием прочности, предъявляемых к тонарму. Считая, для примера, массу равной 10 г и гибкость, равную 20-Ю-3 м/Н, получим частоту /=11,25 Гц. Это относительно просто можно проверить путем измерений, если пластинку, рассчитанную на частоту 33% мин-1 с записью сигнала частотой 20 Гц, проиграть с частотой 162/з мин-1, используя линейный предварительный усилитель. Измерения покажут, что на частоте резонанса отдача звукоснимателя будет больше, а ниже этой частоты головка звукоснимателя и тонарм будут колебаться с частотой сигнала пластинки и отдача звукоснимателя будет отсутствовать. На частотах выше резонанса сказывается инерция тонарма, поэтому головка звукоснимателя остается неподвижной и колебания иглы вызывают в преобразующей системе полезный выходной сигнал.
Часто встречается, что частота резонанса располагается выше. Это очень нежелательно, так как смещение резонанса ухудшает способность следования иглы по канавке и увеличивает шум движущего механизма. Практика показывает, что с одним и тем же движущим механизмом и тонармом, но с разными головками звукоснимателя можно получить различные отношения сигнал/шум, поскольку резонанс смещается в сторону высоких частот. Кроме того, увеличение рокота от движущего механизма способствует образованию гармонических составляющих, которые, смешиваясь с полезным сигналом, являются причиной воспринимаемых на слух интермодуляционных искажений. Путем целесообразной компоновки и упругим соединением имеющегося на тонарме противовеса описанный подъем на резонасной частоте может быть снижен.
Возбуждаемый при проигрывании сигнал частотой 10-20 Гц может исходить не только с пластинки. Его могут возбуждать колебания, вызванные движением транспорта и распространяющиеся через элементы здания; колебания пола при ходьбе или танцах; колебания от сильного движения воздуха. Особый случай - акустическая обратная связь вблизи громкоговорителя, а также обратная связь через твердые тела, если проигрыватель располагается непосредственно на акустическом агрегате. Такая обратная связь проявляется в виде сильного низкочастотного гудения, при котором звукосниматель может выпрыгнуть из канавки. Пылезащитная крышка проигрывателя, как правило, такую обратную связь не ослабляет. Обратной связи легко избежать в том случае, если система тонарма имеет упругую подвеску, не связанную с корпусом. При слишком мягком креплении тонарм будет очень чувствителен к сотрясениям, а при жестком креплении опасность акустического возбуждения остается прежней.
Так как при домашнем пользовании редко представляется возможность измерить частоту резонанса системы тонарм - головка звукоснимателя, предлагаем заменять имеющиеся головки только тогда, когда в специальной литературе можно найти данные о динамическом согласовании новой головки звукоснимателя со старым тонармом. Не случайно, что в технической литературе приводятся данные головок звукоснимателей и сообщается тип использованного тонарма.
При анализе динамических свойств тонарма обязательно следует сказать и о том, что плоскость пластинки даже при тщательно сбалансированном и горизонтально расположенном диске проигрывателя не идеально ровная, на ней всегда имеются большие или малые неровности, которые вызывают вертикальные колебания тонарма. Из-за этого тонарм следует делать с малой инерцией и с малым трением в подшипнике. При подшипниках с малым трением трудности вызывает инерционность, обусловленная массой тонарма и головки звукоснимателя. Из-за инерционности звукосниматель не следует точно за короблением пластинки, что приводит к увеличению или снижению силы, прижимающей иглу к канавке. Это действие не зависит от способа первичной установки прижимной силы: с помощью пружины или силы гравитации.
Коробление пластинок - проблема, существующая во всем мире. Согласно статистическим данным, полученным в США, при проигрывании 20% коробленых пластинок возникают искажения, перегрузка предварительного усилителя и даже выпрыгивание из канавки. Однако большое коробление вызывает менее заметные на слух искажения, чем почти невидимая неровность поверхности пластинки. Были проведены эксперименты с целью определения зависимости между частотой и амплитудой сигналов, вызванных короблением пластинки. Во-первых, были собраны статистические данные о не-равномерностях поверхности пластинок. Для этого использовались неподвижный по вертикали тонарм и амплитудная головка звукоснимателя. Выходной сигнал, пропорциональный короблению при вращении пластинки, записывался на автоматическом кординатографе.
Подводя итог, можно сказать: мешающее действие коробления можно свести к минимуму, только тщательно согласовав гибкость головки звукоснимателя и массу тонарма.
До сих пор под массой тонарма всегда понимались его эффективная масса. Это такое же понятие, как и эффективная масса подвижной системы, отнесенная к игле. Подвижная масса тонарма может быть снижена, например, построением облегченной конструкции тонарма или перфорированием держателя головки звукоснимателя и так далее. Части тонарма с наибольшей массой, как, например, противовес, следует располагать как можно ближе к точке пересечения осей вращения, так как моменты инерции возрастают пропорционально квадрату расстояния до этой точки. Если в держатель головки звукоснимателя массой 6 г при длине тонарма 220 мм поместить головку звукоснимателя с массой 4 г, то они уравновешиваются противовесом с массой в 100 г на расстоянии 22 мм от оси вращения. Момент инерции, обусловленный массами головки звукоснимателя и держателя головки, будет около 500-103 г-мм2, а противовеса 50-103 г мм2, т. е. в 10 раз меньше.
Проведя простой опыт, каждый может проверить качество тонарма своего проигрывателя. Для этого требуется только пластинка на частоту вращения 45 мин-1, изготовленная с большим центральным отверстием. Без центрирующей шайбы ее следует поместить эксцентрично на диск проигрывателя так, чтобы край центрального отверстия касался шпинделя. Затем, не включая проигрывателя, иглу помещают на пластинку и включают двигатель. Если при вращении игла не выпрыгнет из канавки, то инерция тонарма мала. Следует быть осторожным, чтобы во время эксперимента не повредить иглу.
В заключение напомним, что японская фирма изготовила образец тонарма с обратной связью по движению. У него в противовесе расположена система катушек с измерительной обмоткой, которая через соответствующую регулирующую цепочку обеспечивает постоянную прижимную силу, не зависимую от коробления пластинки. В последующих главах будут показаны технические решения, обеспечивающие для различных типов тонармов выполнение описанных выше требовании.
Тонармы и держатели головки звукоснимателя хорошего качества следует изготовлять такой малой массы, чтобы колеблющаяся масса определялась собственной массой головки звукоснимателя. Правда, это вступает в противоречие с требованием прочности, предъявляемых к тонарму. Считая, для примера, массу равной 10 г и гибкость, равную 20-Ю-3 м/Н, получим частоту /=11,25 Гц. Это относительно просто можно проверить путем измерений, если пластинку, рассчитанную на частоту 33% мин-1 с записью сигнала частотой 20 Гц, проиграть с частотой 162/з мин-1, используя линейный предварительный усилитель. Измерения покажут, что на частоте резонанса отдача звукоснимателя будет больше, а ниже этой частоты головка звукоснимателя и тонарм будут колебаться с частотой сигнала пластинки и отдача звукоснимателя будет отсутствовать. На частотах выше резонанса сказывается инерция тонарма, поэтому головка звукоснимателя остается неподвижной и колебания иглы вызывают в преобразующей системе полезный выходной сигнал.
Часто встречается, что частота резонанса располагается выше. Это очень нежелательно, так как смещение резонанса ухудшает способность следования иглы по канавке и увеличивает шум движущего механизма. Практика показывает, что с одним и тем же движущим механизмом и тонармом, но с разными головками звукоснимателя можно получить различные отношения сигнал/шум, поскольку резонанс смещается в сторону высоких частот. Кроме того, увеличение рокота от движущего механизма способствует образованию гармонических составляющих, которые, смешиваясь с полезным сигналом, являются причиной воспринимаемых на слух интермодуляционных искажений. Путем целесообразной компоновки и упругим соединением имеющегося на тонарме противовеса описанный подъем на резонасной частоте может быть снижен.
Возбуждаемый при проигрывании сигнал частотой 10-20 Гц может исходить не только с пластинки. Его могут возбуждать колебания, вызванные движением транспорта и распространяющиеся через элементы здания; колебания пола при ходьбе или танцах; колебания от сильного движения воздуха. Особый случай - акустическая обратная связь вблизи громкоговорителя, а также обратная связь через твердые тела, если проигрыватель располагается непосредственно на акустическом агрегате. Такая обратная связь проявляется в виде сильного низкочастотного гудения, при котором звукосниматель может выпрыгнуть из канавки. Пылезащитная крышка проигрывателя, как правило, такую обратную связь не ослабляет. Обратной связи легко избежать в том случае, если система тонарма имеет упругую подвеску, не связанную с корпусом. При слишком мягком креплении тонарм будет очень чувствителен к сотрясениям, а при жестком креплении опасность акустического возбуждения остается прежней.
Так как при домашнем пользовании редко представляется возможность измерить частоту резонанса системы тонарм - головка звукоснимателя, предлагаем заменять имеющиеся головки только тогда, когда в специальной литературе можно найти данные о динамическом согласовании новой головки звукоснимателя со старым тонармом. Не случайно, что в технической литературе приводятся данные головок звукоснимателей и сообщается тип использованного тонарма.
При анализе динамических свойств тонарма обязательно следует сказать и о том, что плоскость пластинки даже при тщательно сбалансированном и горизонтально расположенном диске проигрывателя не идеально ровная, на ней всегда имеются большие или малые неровности, которые вызывают вертикальные колебания тонарма. Из-за этого тонарм следует делать с малой инерцией и с малым трением в подшипнике. При подшипниках с малым трением трудности вызывает инерционность, обусловленная массой тонарма и головки звукоснимателя. Из-за инерционности звукосниматель не следует точно за короблением пластинки, что приводит к увеличению или снижению силы, прижимающей иглу к канавке. Это действие не зависит от способа первичной установки прижимной силы: с помощью пружины или силы гравитации.
Коробление пластинок - проблема, существующая во всем мире. Согласно статистическим данным, полученным в США, при проигрывании 20% коробленых пластинок возникают искажения, перегрузка предварительного усилителя и даже выпрыгивание из канавки. Однако большое коробление вызывает менее заметные на слух искажения, чем почти невидимая неровность поверхности пластинки. Были проведены эксперименты с целью определения зависимости между частотой и амплитудой сигналов, вызванных короблением пластинки. Во-первых, были собраны статистические данные о не-равномерностях поверхности пластинок. Для этого использовались неподвижный по вертикали тонарм и амплитудная головка звукоснимателя. Выходной сигнал, пропорциональный короблению при вращении пластинки, записывался на автоматическом кординатографе.
Подводя итог, можно сказать: мешающее действие коробления можно свести к минимуму, только тщательно согласовав гибкость головки звукоснимателя и массу тонарма.
До сих пор под массой тонарма всегда понимались его эффективная масса. Это такое же понятие, как и эффективная масса подвижной системы, отнесенная к игле. Подвижная масса тонарма может быть снижена, например, построением облегченной конструкции тонарма или перфорированием держателя головки звукоснимателя и так далее. Части тонарма с наибольшей массой, как, например, противовес, следует располагать как можно ближе к точке пересечения осей вращения, так как моменты инерции возрастают пропорционально квадрату расстояния до этой точки. Если в держатель головки звукоснимателя массой 6 г при длине тонарма 220 мм поместить головку звукоснимателя с массой 4 г, то они уравновешиваются противовесом с массой в 100 г на расстоянии 22 мм от оси вращения. Момент инерции, обусловленный массами головки звукоснимателя и держателя головки, будет около 500-103 г-мм2, а противовеса 50-103 г мм2, т. е. в 10 раз меньше.
Проведя простой опыт, каждый может проверить качество тонарма своего проигрывателя. Для этого требуется только пластинка на частоту вращения 45 мин-1, изготовленная с большим центральным отверстием. Без центрирующей шайбы ее следует поместить эксцентрично на диск проигрывателя так, чтобы край центрального отверстия касался шпинделя. Затем, не включая проигрывателя, иглу помещают на пластинку и включают двигатель. Если при вращении игла не выпрыгнет из канавки, то инерция тонарма мала. Следует быть осторожным, чтобы во время эксперимента не повредить иглу.
В заключение напомним, что японская фирма изготовила образец тонарма с обратной связью по движению. У него в противовесе расположена система катушек с измерительной обмоткой, которая через соответствующую регулирующую цепочку обеспечивает постоянную прижимную силу, не зависимую от коробления пластинки. В последующих главах будут показаны технические решения, обеспечивающие для различных типов тонармов выполнение описанных выше требовании.
Комментариев нет:
Отправить комментарий