Основы ФАп. Учебное пособие для студентов высших учебных заведений по специальности

• Название: Учебное пособие для студентов высших учебных заведений по специальности
• Дата: 19.04.2022
• Размер: 7.93 Mb.
• Имя файла: Основы ФАп.doc
• Тип: Учебное пособие; #485368
• страница: 21 из 28

7.12. Переходная и импульсная характеристики. Искажения.

Переходная и импульсная характеристики (ПХ, ИХ) АС являются, возможно, одними из самых важных. Для других частей звуковоспроизводящего тракта (например, для всех видов линейных усилителей, в какой бы части тракта они не применялись, - предварительных, мощности, устройствах звукозаписи, СD-плейерах и т. д.) параметры этих характеристик измерялись давно. В отношении АС такие измерения стали нормой сравнительно недавно. Что же они могут сказать о характеристиках АС? При правильной интерпретации переходной и импульсной характеристик можно узнать:

• 
  о синхронности работы головок;
  
• 
  о порядке применяемых разделительных фильтров;
  
• 
  о степени задержки (накопления) энергии в разделительных цепях;
  
• 
  о линейности частотной и фазовой характеристик; – о наличии или отсутствии задержанных резонансов.
  

По импульсной характеристике можно рассчитать АЧХ и ФЧХ АС. Такую возможность предоставляют практически все измерительные системы, применяющие цифровую обработку сигналов.

Как было показано выше, существует множество вариантов формирования переходной характеристики АС. Для закрытых систем она зависит от добротности головки в акустическом оформлении (Qtc). Для систем с фазоинвертором - от типа аппроксимации, выбранного для конкретной головки. Здесь уместно провести аналогию с теорией усилителей, охваченных обратной связью, из которой известно, что переходная характеристика содержит очень много информации о свойствах устройства как во временной, так и в частотной областях. По наклону фронта можно оценить скорость нарастания выходного сигнала, по выбросам - запас устойчивости, по колебаниям на вершине импульса - время установления.

Переходными искажениями называют появление "посторонних" составляющих во вторичном сигнале, обусловленных свободными колебаниями в звеньях тракта. Частоты этих колебаний могут не совпадать с частотами составляющих входного сигнала. Как и при нелинейных искажениях, появляются комбинационные частоты. Эти искажения возникают при изменении режима работы тракта, при изменении амплитуды входного сигнала, а также вследствие инерционности устройств обработки информации. Слуховое ощущение этих искажений сходно с ощущением нелинейных искажений. К параметрическим искажениям относятся автопараметрический резонанс и детонация. Первый вид искажений наблюдается в громкоговорителях, второй - в системах записи звука. Автопараметрический резонанс выражается в появлении колебаний с частотами, кратными дробной величине частоты основного колебания. Характер этих искажений сходен со звучанием нелинейных искажений на низких частотах. Детонация сигнала выражается в изменении частоты вторичного сигнала по отношению к частоте первичного. Эти искажения прослушиваются и виде "плавания" частоты сигнала, а при быстрых изменениях - в виде хрипов и дребезжания.

7.13. Сабвуферы

Производители АС предлагают два варианта сабвуферов: активные (АСВ) и пассивные (ПСВ). ПСВ принципиально ничем не отличаются от низкочастотного звена широкополосной АС. Поэтому рассмотрим АСВ. В их конструкции помимо АО, динамических головок и усилителей мощности присутствуют активные разделительные фильтры и корректоры (АРФК) [1,2,8].

Основным преимуществом АРФК является простота формирования заданных АЧХ, ФЧХ и ПХ АС.

Гибкость в формировании заданных АЧХ, ФЧХ и переходной характеристики позволяет уже на стадии проектирования определить основные требования к головкам, АРФК и УНЧ. Несмотря на потенциальные преимущества АСВ лишь немногие аудиофилы применяют их в своих системах. Причиной является сложность временного согласования, большая трудоемкость настройки. АСВ в основном используются в системах домашнего кинотеатра (AC-3, DTS), в которых звуковые эффекты являются неотъемлемой частью сюжета. Внешний вид сабвуфера приведён на (рис.7.16.)


Рисунок 7.16. Внешний вид сабвуфера.

7.14. Проигрыватели грампластинок

Любой проигрыватель грампластинок (ЭПУ) состоит из маховика, вращающегося со строго определенной скоростью (33 оборота в минуту), электродвигателя, который приводит маховик во вращение, и тонарма с установленной на нем головкой звукоснимателя. Игла головки следует по канавкам грампластинки[1,2,8,9].

Развиваемое головкой звукоснимателя электрическое напряжение имеет весьма малую величину и требует дальнейшего усиления.

Техника выполнения привода вращения маховика, позволяющая избежать низкочастотной вибрации от движущихся механических частей ЭПУ и получить стабильную скорость вращения грампластинки, достаточно хорошо разработана и относительно проста. Одним из лучших по совокупности потребительских параметров является привод Direct-drive (рис.7.17) (прямой привод, в котором маховиком служит ротор тихоходного электродвигателя).


Рисунок 7.17. Конструкция привода Direct-drive.
Конструкции же тонармов современных ЭПУ весьма сложны. При создании матрицы для печати грампластинок резец рекордера движется по ее радиусу, в то время как при воспроизведении игла звукоснимателя движется по дуге. В результате нарушается верность воспроизведения записанной фонограммы. Поэтому для уменьшения искажений используют тонармы максимально возможной длины.

В процессе проигрывания грампластинки на тонарм звукоснимателя воздействует постоянная сила, направленная вдоль радиуса пластинки к ее центру, которая прижимает иглу звукоснимателя к внутренней стороне канавки. Возникает так называемый Scating-effect. Он проявляется только при прослушивании стереофонических грампластинок, где информация в каналах L и P записана соответственно на внутренней и внешней сторонах звуковой канавки. Scating-effect вызывает искажения и больший износ внутренней стороны канавки. Для борьбы с этим эффектом тонармы высококачественных ЭПУ, выполняемые, как правило, из тонких и легких трубок, снабжаются компенсирующим устройством. Для плавного поворота тонарма его оси установлены в подшипниках. Тонарм тщательно балансируют в вертикальной и горизонтальной плоскостях, внутреннюю полость трубки тонарма заполняют демпфирующим материалом.

Иногда встречаются сложные по конструкции тангенциальные тонармы, позволяющие головке звукоснимателя перемещаться по радиусу грампластинки от ее наружного края по направлению к центру (рис. 7.18).


Рисунок 7.18. Типы тонармов ЭПУ: а) обычный, б) тангенциальный
Еще более сложной и в значительной степени определяющей качество воспроизведения грампластинки, является конструкция головки звукоснимателя. Существует около десяти различных типов звукоснимателей, различающихся по принципу преобразования механических колебаний иглы в электрические сигналы. Сегодня наиболее приемлемыми для потребителей являются электромагнитные головки, которые подразделяются на головки с подвижным магнитом (Moving Magnet - MM) и с подвижной катушкой (Moving Coil - MC). Головки МС более сложны и дороги (колеблющиеся вместе с иглой в поле неподвижного магнита катушки намотаны проводом, в три-четыре раза тоньше человеческого волоса). Кроме того, из-за весьма низкой отдачи они требуют более сложных и соответственно более дорогих предварительных усилителей-корректоров, чем головка ММ. Но именно МС головки обеспечивают наиболее натуральное звучание фонограмм. Иглы в высококачественных звукоснимателях применяются только алмазные, с очень точной конфигурацией острия в форме конуса, скользящего по звуковой канавке. В особо качественных головках звукоснимателей используются иглы, имеющие острие в форме сферы. Это позволяет снизить механический износ грампластинок. Иглодержатели, имеющие трубчатую конструкцию, заполняются демпфирующим материалом.


Рисунок 7.19. Внешний вид современного проигрывателя грампластинок.