I kontakt I strona główna I

                                  audioretro.pl           

audioretro.pl

hi-fi audio >> audio hardware > analogowe źródła sygnału audio

 Strona  audioretro.pl  jest stroną hobbystyczną, więc nie wykorzystuję ciasteczek zapisanych na Twoim komputerze. 
Ale oczywiście w każdej chwili możesz je
wyłączyć w swojej przeglądarce.


hi-fi audio  >>  audio hardware >
I
analogowe źródła sygnału I cyfrowe źródła sygnału I przedwzmacniacze I wzmacniacze mocy I głośniki I subwoofer I o kablach audio |


Analogowe źródła sygnału audio

Gramofon, stary, ale jary.

Gramofon był pierwszym urządzeniem, dzięki któremu ludzie mogli odtworzyć zapisany dźwięk. Jego historia jest długa, a postęp techniczny jaki się dokonał, jest ogromny. Ale nadszedł kres w uzyskaniu lepszej jakości dźwięku. Jeszcze pewne możliwości istniały, ale koszt wprowadzania byłby większy niż uzyskane efekty.
Przełomem w jakości było wprowadzenie zapisu cyfrowego. Najpierw zapis cyfrowy wprowadzono na taśmie magnetycznej (system DAT, 1979 r.) a potem na płycie kompaktowej.
Wielu z nas posiada dużą ilość analogowych płyt i fakt iż płyty te mimo większych zniekształceń dają szczególną atmosferę i ciepło słuchanej muzyki powoduje, że wielu melomanów nie może rozstać się z gramofonem. Wiele firm nadal je produkuje (jak i płyty analogowe), rozwiązania techniczne są niezwykle wyrafinowane, a same gramofony bardzo drogie. A co najważniejsze znajdują one nabywców.
Obecnie wysokiej jakości gramofon analogowy powinien mieć rozwiązania techniczne, które teraz omówię.

Napęd gramofonu.

Zespół napędowy winien zapewnić płycie maksymalnie równomierny ruch obrotowy. Dobrym rozwiązaniem przeniesienia napędu jest pasek albo napęd bezpośredni., w którym talerz spoczywa na osi precyzyjnego silnika. Każdy napęd musi mieć odpowiedni układ stabilizacji obrotów w postaci układu elektronicznego, optoelektrycznego, kwarcowego, albo nawet mikroprocesorowego. Talerz jest ważnym elementem konstrukcyjnym. Im jest cięższy (większa bezwładność), tym lepsza równowaga obrotów (rekord to waga kilkudziesięciu kilogramów).
Na płytę na talerzu dobrze jest położyć ciężki krążek, w celu dokładnego jej dociśnięcia i ustabilizowania.

Ramię.

gramofon firmy TransrotorZe względu na konstrukcję ramiona dzielimy na obrotowe (najczęściej spotykane) i liniowe (tangencjalne), spotykane nawet w niedrogich konstrukcjach. Ramię obrotowe nie jest idealnym rozwiązaniem, bowiem inaczej porusza się igła podczas nagrywania krążka (liniowo) a inaczej, gdy słuchamy muzyki na gramofonie z takim ramieniem. Pojawiają się zniekształcenia intermodulacyjne a siła odśrodkowa spycha igłę do środka płyty.
Aby temu zapobiec stosuje się różne konstrukcje ramion – im dłuższe tym lepsze, o kształtach litery S lub J.
Materiał z jakiego są wykonane jest różny: stal, aluminium, włókna węglowe (Wilson Benesch) czy nawet drewno (Grado). Stopień skomplikowania niektórych hi-endowych rozwiązań może być bardzo duży, a cena bardzo wysoka.
 Najlepszym rozwiązaniem jest ramię tangencjalne, czyli liniowe, w którym wkładka z igłą porusza się idealnie po promieniu płyty, tak jak podczas nagrywania oryginału.
(Zdjęcie - Hi-endowy gramofon niemieckiej firmy JR TRANSROTOR. Posiada dwa ramiona z różnymi wkładkami, do szybkiej zmiany charakteru dźwięku) 

Wkładki.

W pierwszych gramofonach elektrycznych z wkładką adapterową, stosowano wkładki krystaliczne, w których wykorzystuje się „zjawisko piezoelektryczne” polegające na powstawaniu napięcia elektrycznego na powierzchni niektórych kryształów pod wpływem nacisku. Napięcie to może mieć dużą wartość, nawet rzędu kilkuset voltów w przypadku niektórych kryształów, najczęściej kwarcu. We wkładce używanej do gramofonu napięcie takie wynosi około 1V. Wkładka charakteryzuje się dużą impedancją (idealnie współpracuje więc ze wzmacniaczami lampowymi) ale jej wadą są duże zniekształcenia.
Produkowane były także z ceramicznego materiału piezoelektrycznego, dającego mniejsze zniekształcenia, lecz także mniejsze napięcie rzędu 100 mV.
Obecnie takie wkładki stosuje się w tanich "marketowych" gramofonach.

Na rynku gramofonowym najpopularniejsze są wkładki wykorzystujące zasadę indukcji elektromagnetycznej. Wymagają one specjalnego wejścia korekcyjnego tzw. RIAA (jest to nazwa krzywej korekcyjnej stosowanej przy nacinaniu płyt i odwrotnej krzywej w przedwzmacniaczu, stosowanej przy odtwarzaniu) a ze względu na niskie napięcia wyjściowe rzędu pojedynczych miliwoltów – specjalnego przedwzmacniacza gramofonowego.

Spotykamy różne rozwiązania konstrukcyjne:

MM
(moving magnet) – ruchomy magnes. Tutaj magnes porusza się razem z igłą. Napięcie wyjściowe jest stosunkowo wysokie, rzędu 2,5 – 7,5 miliwolta.
MC
(moving coil) – ruchoma cewka. Igła jest połączona z lekką cewką, która porusza się w polu magnetycznym. Sygnał jest bardzo niski, rzędu 0,1-2,5 mV, wymaga więc dodatkowego wzmacniacza, dokładnego dopasowania impedancji wejściowej i pojemnościowej. Jest to „trudna” wkładka, stosowana w droższych konstrukcjach.
MI
(moving iron) – ruchoma kotwica, albo indukowany magnes. Igła jest połączona z kotwicą, która zamyka albo przerywa obwód magnetyczny układu magnes-cewka. Zaletą jest dobra podatność i mała masa drgająca. Daje podobny sygnał jak wkładka MM (4,5 mV) Produkuje je firma Grado.
MCS
– ruchome cewki w szeregu. Wysokiej klasy wkładka w drogich gramofonach. Daje napięcie 0,6-0,7 mV i może współpracować z wejściami typu MC.

Podczas pracy gramofonu spotykamy często, oprócz znanych chyba każdemu trzasków i szumu płyty, towarzyszą  także inne zniekształcenia.

Przenikanie międzykanałowe.

Jeżeli wkładka lub igła są niewłaściwe ustawione w stosunku do ramienia pojawiają się przesłuchy. Należy dokładnie ustawić igłę z wkładką tak względem ramienia, jak i ramienia względem talerza, według instrukcji producenta.

Zniekształcenia prowadzenia poziomego.

Wynika to z różnego prowadzenia igły podczas nacinania oryginału i podczas odczytywania w gramofonach z ramieniem obrotowym. Działająca siła odśrodkowa powoduje że nieco inną „trasą” przesuwa się igła podczas odczytu, niż podczas nagrywania. Odpowiedni kształt ramienia i kąty ustawienia igły pozwalają na redukcję tego zniekształcenia. W gramofonach popularnych błąd ten może wynosić 50 w lepszych tylko 1.50. Zniekształcenia nie występują w gramofonach z ramieniem tangencjalnym (liniowym). Jeżeli płyta jest zwichrowana, lub pofałdowana będą powstawały słyszalne zniekształcenia (kołysania) prowadzenia pionowego.

Zniekształcenia śladowe

Wynikają z różnego kształtu igieł nacinającej (klin) i odczytującej (zaokrąglonej). Różni producenci produkują igły o różnych, często bardzo skomplikowanych kształtach. Najtańsza i i niezbyt dobrej jakości ma kształt sferyczny. Lepsze są eliptyczne. Inne, często skomplikowane szlify, mają nazwę w zależności od producenta: Van den Hul, Fine Line, Shibata, Fritz Gyger, Orto Line i in.

Kołysanie i drżenie dźwięku

Pojawiają się zmiany w wysokości dźwięku, spowodowane nierównomiernymi obrotami talerza o częstotliwości około 2 – 8 Hz, na które ludzki słuch jest szczególnie uczulony. Częstą przyczyną jest zużycie paska napędowego.

Zakłócenia od napędu

Wszelkie drgania mechanizmów i silnika mogą wywoływać niepożądane zmiany w odbieranym sygnale. Także pole elektryczne od silników i układów sterujących mogą indukować we wkładce niekorzystne prądy, które usłyszymy po wzmocnieniu. Najczęściej mają one częstotliwość mniejszą niż 300 Hz. Ważnym jest, aby gramofon był ustawiony na stabilnej, nie przenoszącej drgań podstawie. Drgania wywołane np. naszymi krokami, czy nawet wywoływane słuchaną głośno muzyką przenoszą się na meble, obudowę gramofonu i w końcu na igłę powodując zakłócenia. Pamiętajmy o tym.

Właściwe zamocowanie wkładki i regulacja

Tutaj musimy zastosować się do zaleceń producenta wkładki. Kąt pod jakim igła powinna przesuwać się w rowku jest ściśle określony, niewłaściwe jego dobranie powoduje że powstają przesłuchy i zniekształcenia.
Także
nacisk igły na płytę powinien być zgodny z zaleceniami producenta. Skrajnie duży powoduje szybkie zużycie igły i płyty, a zbyt słaby może powodować częste przeskakiwanie igły.
Antyskating
, czyli kompensacja siły odśrodkowej realizowana jest za pomocą różnych rozwiązań - pokręcania odpowiedniej śruby czy zakładania ciężarków, ale zawsze powinna odpowiadać zalecanej wartości. Źle ustawiony powoduje zaburzenia stereofonii i wzrost zniekształceń.

Wprawdzie gramofon obecnie nie jest zbyt popularnym źródłem dźwięku, ale wytrawnym melomanom  daje często więcej radości, (mimo różnych ograniczeń) niż najlepsza płyta kompaktowa. Ponadto łatwy dostęp do płyt na rynku wtórnym, proste sposoby przegrywania płyt na dysk komputera, możliwość obróbki dźwięku (np. usuwanie trzasków) a następnie nagranie go na płytę kompaktową, dają atrakcyjną możliwość powiększenia naszej płytoteki.


Magnetofon

Sam pomysł nagrywania na nośniku magnetycznym jest prosty i pierwsze prace nad urządzeniem nagrywającym rozpoczął już pod koniec XIX wieku duński inżynier Paulsen. Zbudował on działające urządzenie do nagrywania na stalowym drucie. Ale dopiero prace Amerykanina Pfleumera w latach trzydziestych XX wieku, pozwoliły na upowszechnienie wynalazku, dzięki wynalezieniu przez niego taśmy celulozowej pokrytej proszkiem magnetycznym. Po wielu udoskonaleniach mechanizmu magnetofonu, elektroniki jak i samej taśmy magnetycznej, pod koniec XX wieku wynalazek ten uzyskał ogromną popularność. Magnetofony upowszechniły się szczególnie po tym, jak Philips wynalazł wygodną w użyciu kasetę magnetofonową.
Obecnie powoli ulega zapomnieniu, chociaż nadal znajdują się entuzjaści "analogowego brzmienia".
Magnetofon ma wady których usunięcie nie jest możliwe, można tylko ograniczyć ich działanie.

- przenoszenie zapisu na taśmę jest związane przeważnie z pogorszeniem jakości zapisu,
- nośnik magnetyczny wnosi dość znaczny szum, którego zmniejszenie wymaga opracowania dodatkowych układów redukcji szumu,
- magnetofony upośledzają sygnały o dużych częstotliwościach akustycznych, co zmusza do stosowania silnej korekcji i głowicy o specjalnej konstrukcji,
- konieczny jest dość złożony napęd mechaniczny, który nie powinien zmieniać swoich parametrów podczas długiej eksploatacji,
- wprowadzają zniekształcenia nieliniowe do sygnału.

Zasada działania jest prosta.
Mechanizm napędowy przesuwa taśmę ze stałą prędkością obok głowicy zawierającej rdzeń wykonany z materiału magnetycznego, lecz nie przewodzącego (ferryt, strukturalne żelazo). Rdzeń ma kształt prawie zamkniętego okręgu z niezwykle wąską szczeliną - w tym miejscu dotyka taśmy. Na rdzeniu nawinięta jest cewka z izolowanego drutu, przez którą płynie prąd tak podczas nagrywania jak i odtwarzania.
Taśma zbudowana jest z giętkiej, nierozciągliwej warstwy tworzywa sztucznego, pokrytego z jednej strony warstwą proszku magnetycznego. Nośnikiem magnetycznym mogą być tlenki żelaza (Fe
2O3 lub Fe3O4), tlenek chromu (CrO2), żelazo lub chrom. Cząstki proszku muszą być małe, ponieważ ich wielkość ma wpływ na jakość nagrywania.
Podczas nagrywania przez cewkę głowicy płynie dość znaczny prąd zmieniający się w takt sygnału muzycznego, który indukuje w szczelinie głowicy zmienne pole magnetyczne. Taśma przesuwa się bezpośrednio obok szczeliny, tak że zmienne pole magnetyczne powoduje magnesowanie taśmy.
Podczas odtwarzania namagnesowana taśma przesuwając się obok głowicy indukuje w cewce głowicy zmienne napięcie, które jest wzmacniane i podawane na głośniki czy słuchawki.

Kasowanie taśmy

Uprzednio nagrana taśma może być skasowana przez umieszczenie jej w silnym polu magnetycznym, powodującym nasycenie warstwy magnetycznej i zniszczenie poprzedniego nagrania. W tanich magnetofonach stosuje się do tego celu silnego magnesu stałego, w droższych, specjalnej głowicy kasującej. Jest ona podobna do głowicy nagrywająco-odtwarzającej. Doprowadza się do niej silny, zmienny prąd który powoduje kasowanie taśmy. Za pomocą takiej demagnetyzacji pozostaje znacznie mniej szumu na taśmie niż po kasowaniu magnesem stałym.

Sygnał podkładu (Bias)

Podczas nagrywania, właściwości taśmy magnetycznej (histereza) powodują że sygnał jest zniekształcony. Dzieje się tak, ponieważ namagnesowanie taśmy nie jest liniowo zależne od wartości pola magnetycznego. Gdy jest nagrywany bardzo mały sygnał, na taśmie pozostaje niewielkie trwałe namagnesowanie – pozostałość magnetyczna. Powiększenie wartości sygnału nie powoduje proporcjonalnego powiększenia pozostałości magnetycznej. Ponadto przejście sygnału nagrywającego przez zero powoduje znaczne zniekształcenie tego sygnału. Rozwiązaniem tych problemów jest zmieszanie sygnałów audio z sygnałem o stałej i dużej częstotliwości (40 kHz lub większej). Taka technika nazywa się techniką prądu podkładu i powoduje, że sygnał audio jest nagrywany bez zniekształceń. Podczas odtwarzania sygnał podkładu jest usuwany za pomocą prostego filtra elektrycznego.
Różne rodzaje taśm wymagają różnego poziomu prądu podkładu. Wyższej klasy magnetofony posiadają możliwość nagrywania każdego rodzaju taśm: żelazowych, chromowych i metalowych. Tańsze tylko tych najbardziej popularnych – żelazowych.

Rodzaje magnetofonów

Magnetofony szpulowe
. Są najstarszą konstrukcją. Dzisiaj spotykamy je tylko w profesjonalnych studiach nagraniowych jako wielościeżkowe (najczęściej 24 ścieżkowe). Do zastosowań nieprofesjonalnych używano magnetofonów o szerokości taśmy 1 cala (6,35 mm), na której można nagrać 4 ścieżki monofoniczne, lub dwie stereofoniczne. Typowe szybkości przesuwu taśmy to 19.05 cm/s i 9,53 cm/s. Większa szybkość przesuwu taśmy daje lepszą jakość nagrania, a także ułatwia montaż – jeżeli chcemy taśmę ciąć i kleić. Wadą jest kłopotliwe manipulowanie szpulami z taśmą, duże rozmiary i brak gotowych nagrań na taśmach. Obecnie spotykane jedynie w wersjach profesjonalnych.

Magnetofony kasetowe
. Kasetę wprowadził na początku lat sześćdziesiątych XX wielu Philips. Dzięki małym rozmiarom, wygodzie użycia i niskiej cenie została szybko przyjęta przez rynek.
Kaseta zawiera wewnątrz taśmę o szerokości 1/8 cala (3,175 mm) i przesuwa się z prędkością 4,76 cm/s. Ma 4 ścieżki nagraniowe umożliwiające zapis stereofoniczny na każdej stronie taśmy. Długość nagrania zależy od rodzaju i grubości taśmy, zwykle jest to 30, 60 i 90 minut.
W porównaniu z nagraniem magnetofonów szpulowych jakość nagrania jest niższa – wyższy jest stosunek sygnału do szumu. Stosowanie coraz lepszych nośników znacząco usunęło tę wadę. Taśmy chromowe mają lepszy stosunek sygnału do szumu, lecz wymagają silniejszego prądu podkładu, więc mogą być używane tylko w magnetofonach do nich dostosowanych. Podobnie jest z taśmami metalowymi, które mają najlepszy stosunek sygnału do szumu. Taśmy chromowe i metalowe mają szersze pasmo przenoszenia w zakresie wyższych częstotliwości.
Oprócz stosowania lepszych materiałów do produkcji taśm, w magnetofonach kasetowych używa się specjalnych systemów redukcji szumów. Angielska firma Dolby opracowała specjalne układy elektroniczne ograniczające szumy taśmy nawet o 70 dB, co powoduje że są prawie niesłyszalne. Jest kilka rodzajów systemów redukcji – najbardziej znane to Dolby B i Dolby C a także Dolby S. (zobacz -
Słownik)
W magnetofonach kasetowych spotykamy różne ułatwienia obsługi –
autorewers, dzięki któremu możemy odtwarzać taśmę „do tyłu” bez przekładania, automatyczny wyłącznik po zakończeniu przewijania (autostop), podwójny mechanizm, gdzie kopiowanie taśm może odbywać się z podwyższoną prędkością itp.
Dzięki wysokiej jakości wykonania mechanizmu, zastosowaniu redukcji szumów i dobrych taśm, magnetofon może być wartościowym elementem naszego zestawu Hi-Fi.

Cyfrowa taśma audio

Wady zapisu analogowego – zakłócenia, szumy, gorsza każda kolejna kopia, stały się przyczyną do poszukiwań innych metod zapisu sygnału. Opracowany w latach siedemdziesiątych cyfrowy system zapisu dźwięku – PCM znalazł zastosowanie w cyfrowej taśmie audio DAT (Digital Audio Tape). Kasety DAT mają wymiary prawie takie same jak konwencjonalne (tylko grubość ich jest dwukrotnie większa), lecz można na nich zapisać 90 minut cyfrowej informacji audio. Dane są zapisywane helikalnie, czyli ścieżki są prowadzone ukośnie za pomocą wirującej głowicy (głowic), jak w na taśmie video. Systemy redukcji szumów nie są potrzebne, gdyż zapis i odczyt odbywa się w systemie cyfrowym, podobnie jak na płycie CD. Magnetofony DAT znalazły zastosowanie głównie w profesjonalnych studiach nagraniowych.

Tuner

Tuner, czyli inaczej odbiornik radiowy może być samodzielną częścią zestawu Hi-Fi, lub może być wbudowany we wzmacniacz. Układ taki nazywany jest amplitunerem.
W swym założeniu odbiór radiostacji UKF-FM, (czyli nadających na ultrakrótkich falach z modulacją częstotliwości) miał być źródłem muzyki wysokiej jakości. Tylko na tych falach, zakłócenia są najmniejsze, a ze względu na ich dużą pojemność informacyjną, możliwe jest nadawanie programów stereofonicznych. Wadą jest że zasięg nadajników pracujących na falach ultrakrótkich jest mały, w zasadzie ograniczony linią horyzontu. Zmusza to do pokrywania kraju dużą ilością nadajników, co znacznie podnosi koszt.
W Polsce przez wiele lat  częstotliwość na jakiej pracowały stacje UKF określał standard OIRT i zawierał się od 65 do 74 MHz. Obecnie stacje UKF pracują na wyższym zakresie od 87 do 108 MHz (CCIR).
Radiostacji radiowych pracujących na innych falach niż UKF jest coraz mniej. Nawet Program I Polskiego Radia, który posiadał nadajnik o największym zasięgu w Europie, po zniszczeniu masztu w Konstantynowie koło Gąbina, nadaje także na falach UKF.
Współczesne tunery mają wiele udogodnień. Programowanie stacji, sterowanie pilotem, wyświetlanie nazw stacji a także krótkich wiadomości tekstowych (RDS), to niektóre z nich. Natomiast jakość dźwięku zależy od klasy tunera a także (głównie) od jakości układu antenowego. Najlepszy odbiór uzyskuje się z odpowiednio dobranej do zakresu częstotliwości i zamontowanej na zewnątrz anteny. Musimy pamiętać, że z czasem połączenia anteny z przewodem antenowym ulegają korozji, przez co sygnał staje się słabszy i ulega zakłóceniom.
Wewnętrzne anteny sprawdzają się w miejscach gdzie sygnał radiowy jest silny, czyli najczęściej w miejscowościach niezbyt odległych od nadajnika.
 

Obecnie trwa cyfryzacja stacji nadawczych radia i telewizji dlatego warto zakupić tuner cyfrowy.
Takim tunerem możemy odbierać stacje radiowe "klasycznie" jako analogowy sygnał nadawany w paśmie fal ultrakrótkich FM, oraz jako cyfrowe radio w systemie DAB+.
Ponieważ stacje radiowe nadają swoje programy także w Internecie, więc tuner cyfrowy możemy podłączyć do sieci LAN (czyli do Internetu), dzięki czemu możemy słuchać tysięcy internetowych stacji radiowych z całego świata.
Tuner cyfrowy zwykle ma jeszcze możliwość komunikacji przez Bluetooth np. ze smartfonem, czy komputerem domowym.


hi-fi audio  >>  audio hardware >
I
analogowe źródła sygnału I cyfrowe źródła sygnału I przedwzmacniacze I wzmacniacze mocy I głośniki I subwoofer I o kablach audio |


powrót do góry >

I strona główna I audio retro I projekty audio I h-fi audio I warto odwiedzić I  

©  2000 - 2012 | Projekt strony: S.C.  |  Wszelkie prawa zastrzeżone