Радио?.. Это очень просто! - Евгений Айсберг

Л. — Затем остается лишь преобразовать усиленные сигналы в механические колебания при помощи рекордера, резец которого и нанесет канавки на специальную пластинку.

Н. — Это просто сказать, но я не представляю себе, как на практике осуществить это преобразование электрических колебаний в механическое движение.

Л. — А разве мы уже не решили эту проблему при воспроизведении звука с помощью громкоговорителя электромагнитной системы?

Н. — Действительно, в громкоговорителе ток вызывает механические колебания, передаваемые мембране или диффузору. Но серьезно говоря, ведь не предлагаешь же ты вырезать канавки на пластинке с помощью громкоговорителя?

Л. — Для этой цели мы используем только электромагнитный механизм якоря громкоговорителя, отсоединив от него диффузор. Таким образом наш громкоговоритель окажется немым.

Что же касается самого записывающего механизма рекордера, то в самом простом виде он представляет собой электромагнит, помещенный между полюсами сильного постоянного магнита (рис. 131).

Рис. 131. Рекордер для записи звука на диск.

Н. — Расскажи поподробнее об этом.

Л. — Изволь. Электромагнит состоит из подвижной стальной пластинки 1, двигающейся вокруг оси 2 и удерживаемой в средним положении на эластичной резиновой подвеске 3. Через укрепленную на пластинке катушку 4 проходит ток низкой частоты. В результате при каждом полупериоде тока полярность обоих концов пластинки меняется и они попеременно притягиваются то к одному, то к другому полюсу магнита.

Н. — Я вижу, что пластинка перемещается то вправо, то влево. А что ты обозначил на конце этой пластинки цифрой 5?

Л. — Это острие стального резца, которое и вырезает на пластинке канавки.

Ну, а теперь поехали дальше. Подвижная каретка с рекордером установлена на винте с плотной резьбой, который расположен по радиусу пластинки (рис. 132). Последняя представляет собой слой воска, нанесенный на стальное основание. Вращение пластинки сочетается с медленным перемещением каретки с рекордером вдоль винта, в результате чего на пластинке образуется спиральная канавка. Колебания резца рекордера придают канавке волнообразную форму. Так осуществляют запись звука.

Рис. 132. Перемещаясь вдоль винта 1 рекордер 2 образует на диске спиральную канавку.

Н. — Но запись на воске, вероятно, очень недолговечна. Да к тому же как, имея эту единственную запись, получить тысячи грампластинок?

Л. — Начинают с изготовления точной медной копии, используя метод гальванопластики. Для этого поверхность воска покрывают тонким слоем графитового порошка, благодаря чему она становится проводником тока. Обработанную графитом восковую пластинку с записью опускают в ванну с раствором сульфата меди и устанавливают ее напротив массивного медного электрода. Затем через раствор пропускают постоянный электрический ток, подключив положительный полюс источника тока к медному электроду, а отрицательный полюс — к восковой пластинке (рис. 133).

Рис. 133. В гальванической ванне с пластинкой (диском) 1 и электродом 2 получают медную копию пластинки.

Н. — Я понял! Электрический ток вырывает атомы меди из электрода, переносит их через раствор и оставляет на поверхности воска.

Л. — Внешне все выглядит как бы в соответствии с твоей гипотезой. Однако происходящие явления значительно сложнее, чем ты думаешь, но это не имеет значения… Для нас важно, что по истечении некоторого времени на поверхности воска образуется медная корка, точно воспроизводящая все извилины канавки.

Н. — Да, но наизнанку: все углубления стали выпуклостями, и наоборот. Полученная медная копия напоминает фотографический негатив.

Л. — Совершенно верно. Теперь мы имеем в руках нечто более прочное, чем воск. Тел же методом гальванопластики с нашего негатива снимают еще одну копию.

Н. — На этот раз получим позитив: углубления и рельефные места идентичны углублениям и рельефным местам воскового оригинала.

Л. — Правильно. С этой позитивной копии получают несколько новых копий — негативов, которые служат матрицами на прессе и позволяют получить нужное количество пластмассовых грампластинок.

Н. — Подожди минутку, Любознайкин. Я немного запутался в многочисленных превращениях углублений в рельефные места, и наоборот. Давай разберемся. Восковой оригинал — позитив, первая медная копия — негатив, вторая копия — позитив, матрицы для пресса — негативы, следовательно, грампластинки — позитивы. Все в порядке!!!

Л. — Ты правильно рассудил.

Н. — Но мы рассмотрели только одну сторону вопроса — запись. А я больше всего хотел бы понять, как воспроизводятся звуки. Я предполагаю, что здесь, как всегда, прибегают к обратимости электрических явлений.

Л. — Твоя интуиция тебя не подвела. Устройство, используемое для записи, прекрасно может послужить и для ее считывания с грампластинки, или, как обычно говорят, в качестве звукоснимателя.

Н. — Действительно, если подвижная пластинка приходит в колебательное движение, когда ее заостренный конец идет по канавке, то ее намагничивание изменяется под воздействием постоянного магнита. Следовательно, катушка находится в переменном магнитном поле. Поэтому в ней должны возникнуть токи, идентичные тем, которые использовались для вырезания канавки при записи звука.

Л. — И их остается лишь усилить, чтобы с помощью громкоговорителя можно было услышать записанные звуки. Для этой цели можно использовать, например, низкочастотную часть радиоприемника. Тебе, вероятно, известно, что радиоприемники имеют вход, предназначенный для подключения звукоснимателя?

Н. — Это я знаю. Полагаю также, что при воспроизведении нет необходимости устанавливать звукосниматель на бесконечном винте, так как канавка сама направляет иглу звукоснимателя. Поэтому звукосниматель устанавливается на вращающемся рычаге, носящем название тонарма.

Л. — И ты знаешь, что игла звукоснимателя должна быть отлично отполирована и изготовлена из самого твердого материала: алмаза или корунда.

Н. — Это я понимаю. Если игла износится, то она не сможет больше выписывать все мельчайшие извилины канавки, а кроме того, она будет портить грампластинку.

Л. — А знаешь ли ты, какую длину внешней канавки грампластинки диаметром 30 см, вращающейся со скоростью 331/3 об/мин, занимает один период звука частотой 5 000 гц?

Н. — Мне было бы интересно это узнать.

Л. — Оба полупериода занимают меньше одной десятой, миллиметра.

Н. — Это ужасно мало.

Л. — А ведь я еще взял наиболее благоприятный случай.

В конце проигрывания пластинки игла движется по внутренним канавкам, диаметр которых доходит до 13 см, тот же период звука частотой 5 000 гц занимает всего лишь 0,04 мм (или 40 мк) по длине канавки!

Н. — Ты прав, Любознайкин. Скорость движения канавки под иглой звукоснимателя должна снижаться по мере приближения этой иглы к центру грампластинки.

Л. — Да. При проигрывании долгоиграющей пластинки (так называемой пластинки с микрозаписью) диаметром 30 см со скоростью вращения 331/3 обмин линейная скорость снижается с 45 см/сек в начале до 20 см/сек в конце пластинки.

Н. — Я думаю, что из-за этого высокие ноты, записанные ниже к центру грампластинки, воспроизводятся недостаточно хорошо.

Л. — На практике их ослабление чувствуется незначительно. И тем не менее это постепенное снижение скорости представляет собой теоретически один из основных недостатков записи звука ни грампластинках.

Н. — Я подозреваю, что, как и всегда, установив диагноз, ты дашь мне и лекарство от болезни.

Л. — Оно заключается в отказе от грампластинки в пользу магнитной ленты.