 |
Электромеханическая звукозапись: общий принцип, структура звукозаписи и воспроизведения. Электрофон: история, конструктивные особенности, носители.
|
|
|
|
Электромеханическая запись
В 1925 году вместо способа записи через рупор стали пользоваться электроакустическим методом — запись через микрофон. За счёт уменьшения искажений частотный диапазон расширился с 150-4000 до 50-10000 Гц. Вместо пружинного двигателя для вращения пластинки стал использоваться электрический двигатель, а вместо механического звукоснимателя был применен сначала пьезоэлектрический, а позднее более качественный - магнитный. Эти звукосниматели преобразуют колебания иглы, бегущей по звуковой дорожке грампластинки, в электрический сигнал, который после усиления в электронном усилителе поступает в громкоговоритель.
Проигрыватель грампластинок
Электрофон
Электрофон отличается от граммофона и патефона принципом действия, а именно тем, что в электрофоне механические колебания иглы звукоснимателя преобразуются в электрические колебания, которые проходят через усилитель и затем преобразуются в звук электроакустической системой, включающей, в зависимости от типа электрофона, от одного до четырёх электродинамических громкоговорителей.
В быту электрофон часто называют прои́грывателем
Электрофоны используются до сих пор как в домашних условиях, так и в электронной музыке в составе другого инструментария. Тем не менее, в домашних условиях их распространение практически свелось к нулю, равно как и продажа граммофонных пластинок, в силу фактически полного вытеснения их универсальными лазерными цифровыми проигрывателями и аудио компакт-дисками как носителями звуковой информации.
Вопрос 5.Грампластинки, виниловые, гибкие пластинки: история, типы, форматы воспроизведения.
Достоинства и недостатки. Пластинки «на ребрах» или «записи на костях».
|
|
|
Гра̀мпласти́нка (чаще просто пластинка; жарг. пласт, винил, диск, плита от польск. plyta) — аналоговый носитель звуковой информации — диск, на одной или на обеих сторонах которого тем или иным методом нанесена непрерывная извилистая канавка (дорожка), форма которой (глубина и ширина) модулирована звуковой волной.
Для «проигрывания» (извлечения звука) с грампластинок используются специально предназначенные для этой цели аппараты: граммофоны, патефоны, в дальнейшем электрофоны и электропроигрыватели.
При движении по дорожке грампластинки игла проигрывателя начинает вибрировать (поскольку форма дорожки неравномерна в плоскости пластинки вдоль её радиуса и перпендикулярно направлению движения иглы, и зависит от записанного сигнала). При вибрации пьезоэлектрический материал иглы (либо электромагнитная катушка звукоснимателя) вырабатывает электрический сигнал, который усиливается усилителем и далее воспроизводится динамиком/динамиками, воспроизводя звук, записанный в студии звукозаписи.
Слова «грампластинка» и «грамзапись» являются сокращениями от «граммофонная пластинка» и «граммофонная запись», хотя сами граммофоны уже давно широко не используются. В конце XIX и на протяжении XX века грампластинка являлась (до вытеснения её в середине 90-х компакт-диском) популярнейшим средством распространения аудиозаписей, недорогим и доступным.
Главным достоинством грампластинки являлось удобство массового тиражирования путём горячей прессовки, кроме того, грампластинки не подвержены действию электрических и магнитных полей. Недостатками грампластинки являются подверженность температурным изменениям и влажности, а также свойство пластинок при постоянном использовании изнашиваться (терять свои аудиохарактеристики).
Форматы
|
|
|
Различные форматы грампластинок: 30 см с 45 об/мин, 25 см с 78 об/мин и 17,5 см с 45 об/мин (у последней можно выломать центральное «яблоко», чтобы получить отверстие диаметром 24 мм для проигрывателей-автоматов)
В основном выпускались пластинки диаметром 30, 25 и 17,5 см (12″, 10″ и 7″), традиционно называвшиеся «гигант», «гранд» и «миньон» соответственно. Изредка встречаются и другие размеры — 12, 15, 23, 28, 33 см (5″, 6″, 8″, 9″, 11″, 13″). Нестандартный диаметр звуковой дорожки на пластинке или звуковой открытке может приводить к ложному срабатыванию автостопа проигрывателя.
Частота вращения может быть 78, 45, 33⅓ и 16⅔ об/мин.
Диаметр отверстия пластинки 7 или 24 мм, толщина варьируется от 1,5 до 3 мм, масса 120—220 г. Пластинки с отверстием 24 мм предназначены для проигрывателей с автоматической сменой пластинок (джукбоксов), а также ряда бытовых проигрывателей зарубежного производства. Они часто изготавливались с 7-мм отверстием (для обычных проигывателей) и с дугообразными просечками по диаметру 24 мм. По этим просечкам можно было легко выломать центральную часть и получить большое отверстие.
Виниловые пластинки производства СССР маркировались знаком перевернутого треугольника в случае монозаписи или пересекающимися окружностями в случае стерео.
На современных пластинках, предназначенных для ди-джеев, на одну сторону «нарезается» около 12 минут музыки — в этом случае расстояние между канавками значительно больше, пластинка более износоустойчива, со временем меньше шумит, не боится царапин и неосторожного обращения.
Вопрос 6. Магнитная звукозапись: определение, способы записи, структура звукозаписи и воспроизведения, приборы, носители, достоинства, недостатки.
Магнитная запись звука
Низкое качество звука, высокая цена аппаратов звукозаписи, непрочный и недолговечный носитель звука (фольга, восковые цилиндры)— все это говорило о том, что нужно искать новые пути звукозаписи.
Во-первых, нужно было найти новый носитель, который бы отвечал таким требованиям, как: низкая стоимость, прочность, удобство в работе, возможность повторного многократного использования.
Во-вторых, нужно было найти новый механизм для записи и воспроизведения звука — более простой в конструкции и более дешёвый.
|
|
|
Все это стало предпосылкой к тому, чтобы обратить внимание на магнитные свойства некоторых материалов и на само явление магнетизма. В 1878 году американский инженер Оберлин Смит впервые ознакомился с изобретением Эдисона — фонографом. Увидев потенциал этого аппарата, Смит приобрел экземпляр для своей лаборатории и принялся экспериментировать с его конструкцией. Результатом этих экспериментов стала статья «Некоторые возможные формы фонографа» (Some Possible Forms Of Phograph), вышедшая в 1888 году в нью-йоркском журнале «Электрический мир» (Electrical World). В своей статье, помимо двух вариантов механической записи звука (в качестве носителя предлагались стальная проволока и стальная лента, на которые с помощью иглы наносился бы «рисунок» звуковой волны), Смит впервые предложил конструкцию аппарата, в котором для записи звукового сигнала использовалось явление магнетизма. Это устройство он назвал полностью электрическим вариантом фонографа. В качестве носителя предлагалось использовать хлопковую или шелковую нить с прочно закрепленными кусочками стальной проволоки, которые, под воздействием тока идущего от микрофона, будут намагничиваться, проходя через катушку. По мнению изобретателя, такой аппарат увеличил бы громкость записи, так как в записи не присутствовали бы шумы механической природы (шум иглы, скребущей по поверхности носителя). К тому же такой аппарат можно было применять для записи речевых сообщений.
Смит опубликовал свои идеи усовершенствования фонографа с той целью, чтобы читатели, которых заинтересуют его идеи, воплотили бы их в жизнь, так как у изобретателя не было времени заняться этим самому. Изучив статью Обрелина Смита, датский инженер Вальдемар Поульсен, после серии экспериментов, изготовил первый прибор магнитной записи на стальной проволоке, который он назвал телеграфон. В 1898 году Поульсен получил патент на свое изобретение.
Ранние АМЗ на стальной ленте
Ранние аппараты магнитной записи (АМЗ) создавались путём замены носителя: вместо стальной проволоки стали применять тонкую стальную ленту.
|
|
|
Первым АМЗ, в котором стали применять стальную ленту, стал блаттнерфон, принадлежавший британскому кинопродюссеру и шоумену Луи Блаттнеру. В 1929 году Луи Блаттнер купил права на это изобретение у немецкого изобретателя Курта Штилле (Kurt Stille), который ещё в 1903 году, с целью экспериментов, привёз в свою мастерскую телеграфон Поульсена. Штилле усовершенствовал телеграфон, добавив в его конструкцию электронный усилитель, чтобы это устройство можно было использовать в качестве диктофона. В 1924 году улучшенный телеграфон вышел в продажу. Носителем по-прежнему была стальная проволока, но позже её заменили на стальную ленту, так как лента меньше рвалась и путалась.
После покупки прав на изобретение Штилле, Блаттнер назвал аппарат своим именем. Блаттнер использовал аппарат для озвучки фильмов на своей студии «The Ludwig Blattner Picture Corporation».
В 1931 году Кларенс Н. Хикман (Clarence N. Hickman) из американской телекоммуникационной корпорации Bell Labs закончил прототип автоответчика - АМЗ на стальной ленте. Но его автоответчик не нашёл широкого применения, потому что политика американской AT&T запрещала применение таких устройств на общественных телефонных линиях.
В 1932 году британская телерадиовещательная корпорация (BBC) впервые применила в своем вещании АМЗ Маркони-Штилле (Marconi-Stille) на тонкой стальной ленте шириной 3 мм и толщиной 0,08 мм. Для воспроизведения высокочастотных звуков стальная лента должна была двигаться со скоростью 1500 мм/сек относительно записывающей и воспроизводящей головок. Это значит, что на получасовую программу уходило 3 км ленты, а катушка с лентой весила 25 кг. Из соображений безопасности этим АМЗ можно было управлять только с помощью пульта управления, который находился в отдельной комнате. Из-за высокой скорости движения ленты, её упругости и острых, как бритва, краёв работать рядом с лентой было небезопасно, в случае её обрыва, она могла отлететь и причинить серьёзную травму. Но помимо этих недостатков был и ещё один: технология записи в то время могла привести к обширной потере данных и плохому качеству аудиозаписи.
К середине 1930-х, немецкая компания C. Lorenz разработала АМЗ на стальной ленте, который недолго применяли в своей работе европейские телефонные компании и немецкие радиосети.
В 1938 году немецкий инженер и изобретатель Джозеф Бигун (нем. Joseph Begun) покидает Германию и переезжает в Америку, где становится сотрудником научно-изобретательской компании Браша (Brush Development Company). В 1946 году Brush Development Company выпускает первый коммерческий катушечный АМЗ "Soundmirror BK 401".
|
|
|
Первоначально пленки для катушечных АМЗ изготавливали из бумаги, покрытой порошком оксида железа. Позже, в 1948 году американская инновационно-производственная компания Minnesota Mining & Manufacturing Company (3M) начала выпускать магнитную ленту на полимерной основе.
Немецкие разработки в области звукозаписи
Магнитная звукозапись, такая какой мы её знаем сейчас, была разработана в 1930-е годы в Германии при сотрудничестве двух крупных корпораций: химического концерна BASF и электронной компании AEG при содействии немецкой телерадиовещательной компании RRG.
В 1927 году немецкий инженер Фриц Пфлеймер (Fritz Pfleumer), после ряда экспериментов с различными материалами, сделал напыление порошком оксида железа на тонкую бумагу с помощью клея. В 1928 году он получил патент за применение магнитного порошка на полоске бумаги или киноплёнке. В этом же году он демонстрирует публике свой прибор магнитной записи с бумажной лентой. Бумажная лента хорошо намагничивалась и размагничивалась, её можно было обрезать и склеивать. В 1936 году Национальный суд Германии признал права по патенту Пфлеймера недействительными, так как покрытие бумажной ленты железным порошком было изложено ещё в патенте Поульсена от 1898-го года.
В 1932 году компания AEG, взяв на вооружение идею Пфлеймера, начала производство прибора для магнитной записи под названием «Магнетофон-К1». Носителем в «Магнетофоне-К1» была пленка, которую изготавливал немецкий химический концерн BASF. «Магнетофон-К1» был представлен публике в 1935 году на радиовыставке в Берлине.
Эдвард Шюллер (Eduard Schüller) из AEG спроектировал "Магнетофоны" и изобрёл кольцевую головку для записи и воспроизведения. Этой головкой заменили иглообразную головку, т.к. последняя часто рвала плёнку.
Фридрих Маттиас (Friedrich Matthias) из IG Farben/BASF разработал многослойную плёнку, состоящую из подложки, клея и напыления порошком оксида железа. В 1939 году BASF представил публике эту плёнку. Это изобретение было революционным.
В это же время инженер Уолтер Вебер (Walter Weber) работал над улучшением качества воспроизведения магнитофонов, производимых AEG. Он проводил эксперименты с подмагничиванием пленки. Опытным путем было доказано, что высокочастотное подмагничивание переменным током намного улучшает качество воспроизведения. Весной 1940-го года Вебер получает патент на технологию высокочастотного подмагничивания переменным током, и уже в 1941-м году AEG выпускает новую модель Магнитофона: Magnetophon K4-HF. Технические характеристики этой модели превосходили все существовавшие тогда аппараты магнитной записи: благодаря открытой Вебером технологии, отношение сигнал/шум составило 60 Дб, а воспроизводить он уже мог частоты выше 10 кГц.
Во время Второй Мировой Войны страны - члены антигитлеровской коалиции (Британия, США, СССР, Франция, Китай, Польша) заметили, что в Германии проводятся радиотрансляции одновременно из нескольких городов, находившихся в разных частях страны. Американский инженер Ричард Рэнжер и группа других аналитиков предполагали, что это всё были копии одной фонограммы (в то время такие копии создавали специально для радиотрансляций на пластинках в 78 об/мин), однако качество звучания было таким, что его нельзя было отличить от прямой радиотрансляции; и продолжительность этих трансляций была намного больше, чем позволял объем пластинки на 78 оборотов (полное время звучания примерно 11 минут). Перед окончанием войны, американским войскам, находившимся в Европе, удалось вывезти несколько немецких "Магнетофонов" с радиостанции "Люксембург" (Radio Luxembourg). В них содержались все ключевые технологии современной аналоговой магнитной записи, которые послужили основанием для дальнейшего бурного развития технологий в области магнитной записи.
Способы магнитной записи
Способы магнитной записи отличаются:
направлением намагничивания
продольное
поперечное
наклонное (или наклонно-строчное)
режимом подмагничивания
без подмагничивания - на ранее размагниченный носитель;
с подмагничиванием
постоянным полем - увеличивает чувствительность записи и расширяет динамический диапазон записи;
переменным полем (высокочастотным подмагничиванием)- значительно уменьшает нелинейные искажения, расширяет динамический диапазон и увеличивает чувствительность записи.
Несколько отличается магнитооптический способ записи, применяемый в системе Минидиск. Помимо магнитного поля, воздействующего на магнитооптический слой диска, также производится разогрев соответствующей точки записи лучем лазера до температуры, соответствующей точке Кюри (185 C°).
|
|
|
