Основные этапы развития звукозаписи. Цифровая звукозапись и обработка звука

Схемы предусилителей-корректоров

Схем таких существует великое множество но все они одинаковые по принципу и схемотехнике и различаются лишь номиналами частотозадающих цепей и применяемой элементной базой. Далее приведу кусочек текста из справочной литературы «прошлых» времён:

«Качество воспроизведения механической записи сильно зависит от параметров магнитной головки звукоснимателя и характеристик предусилителя-корректора. Корректор, предназначенный для работы в составе высококачественной аппаратуры, должен иметь хорошие технические характеристики: низкий уровень собственных шумов и коэффициент гармоник, большой динамический диапазон и амплитудно-частотную характеристику (АЧХ), обратную АЧХ канала записи при «изготовлении» винилового диска. Входное и выходное сопротивления также должны обеспечивать нормальное согласование магнитной головки и основного усилителем 3Ч. По крайней мерее ранее, для большинства выпускаемых отечественной и зарубежной промышленностью магнитных головок звукоснимателей был унифицирован средний уровень выходного сигнала на частоте l000 Гц при амплитуде колебательной скорости иглы 10 см/с в пределах 2,5 мВ. Оптимальное сопротивление нагрузки — 47 кОм.

При таком сопротивлении для большинства головок гарантируется отсутствие заметных электрических резонансов в рабочем диапазоне частот и максимальное отношение сигнал-шум. Искажения и шумы, вносимые головкой звукоснимателя в общий тракт звуковоспроизведения, невелики, поэтому степень искажений и шумов в тракте в основном определяется характеристиками корректора. Поэтому «стандартными» считаются схемы предусилителей-корректоров, согласованных по входу с выходом магнитных звукоснимателей, работающих на нагрузку сопротивлением 47 кОм. Для всех корректоров номинальный уровень входных сигналов 2,5 мВ, выходное сопротивление 1 кОм.»

Самый простой корректор можно собрать всего на двух транзисторах, однако это не значит, что он «плохой» — такой усилитель при хорошо подобранных малошумящих транзисторах с высоким коэффициентом усиления обеспечивает вполне пристойное звучание. По субъективным оценкам «транзисторный» звук гораздо приятнее и «мягче» микросхемного. Технические характеристики такого усилителя:

• Максимальное входное напряжение. 40 мВ
• Максимальное выходное напряжение. 4 В
• Перегрузочная способность, не менее. 24 дБ
• Коэффициент усиления на частоте 1 кГц. 100
• Отклонение АЧХ от стандартной. ± 1 дБ
• Отношение сигнал-шум (не взвешенное). 65 дБ
• Коэффициент гармоник, не более. 0,1%
• Напряжение питания. 15 В
• Ток потребления. 1,5 мА

Схема ниже приведена для примера и взята из справочной литературы по схемотехнике усилителей:

Однако схемы корректоров на современных микросхемах-ОУ также имеют высокие технические параметры и при этом меньшее количество пассивных элементов, не нуждаются в тщательной настройке отдельных каскадов, то есть – проще в изготовлении. К тому же транзисторные схемы имеют тенденцию к росту нелинейных искажений с понижением частоты воспроизводимого сигнала и хоть это и устраняется введения глубокой обратной связи, но значительно снижает уровень выходного сигнала и требует применения дополнительных промежуточных каскадов усиления. Поэтому за основу изготовляемых мной предусилителей-корректоров была взята стандартная классическая схема на ОУ:

Основополагающий принцип магнитной записи. Принцип высокочастотного подмагничивания

На рис. 12 показан макет блок-схемы магнитофона: 1 – микрофон, 2 – усилитель записи, 3 – записывающая и воспроизводящая (универсальная) магнитная головка, 4 – усилитель воспроизведения, 5 – динамик, 6 – стирающая магнитная головка, 7 – генератор стирания.

Процесс записи:

Магнитный принцип записи основан на свойстве ферромаг­нетиков сохранять (запоминать) намагниченность в течение длительного времени.

Рис. 3. Схема магнитной записи

Мимо воздушного зазора в магнитной записывающей голов­ки протягивают с некоторой постоянной скоростью эластичную ленту 1, покрытую ферромагнитным слоем, частички которого могут рассматриваться как отдельные элементарные магнитики. Но обмотке 4 пропускают ток сигнала, форма ко­торого повторяет форму акустического сигнала. В магнитопроводе 3 и воздушном зазоре D появляется переменное маг­нитное поле, в котором происходит намагничивание элемента­рных магнитиков. Так в изменяющейся по длине ленты намаг­ниченности закрепляется акустический сигнал, т. е. записы­вается, звук

звуковые колебания преобразуются микрофоном в слабый переменный ток звуковой частоты (аналоговый электрический сигнал) a слабый электрический сигнал усиливается усилителем записи и поступает на магнитную головку, которая создает в зазоре переменное магнитное поле звуковой частоты a линии индукции магнитного поля замыкаются через рабочий слой магнитной ленты, выполненный из тончайшего ферромагнитного порошка a рабочий слой намагничивается таким образом, что области намагничивая чередуются в нем пропорционально звуковой частоте, а величина намагниченности оказывается пропорциональна громкости звука a возникает аналоговая магнитная запись звука. Магнитная лента движется с постоянной скоростью с левой бобины на правую.

Процесс воспроизведения:

Воспроизведение записи

происходит в обратном порядке:

Рис.4 Схема воспроизведения звука

Структурная схема монофонического магнитофона:

Магнитная лента МЛ перематывается с одной катушки K1 на другую K2 лентопротяжным механизмом с постоянной скоростью. Первая головка на пути ленты — стирающая ГС. В режиме запи­си на ее обмотку от генератора стирания и подмагничивания ГСП поступает переменный ток частотой 25-80 кГц. При этой магнитная лента попадает в довольно сильное магнитное поле стирающей головки ГС и существующая на ней запись разрушается, а лента размагничивается.

В записывающую головку ГЗ поступает усиленный усилителем записи УЗ ток сигнала микрофона и происходит запись этого сигнала на магнитную ленту.

Считывание записи происходит воспроизводящей головкой ГВ.

Образовавшийся в ее обмотке сигнал усиливается усилителей воспроизведения УВ и преобразуется в звук громкоговорителей.

магнитная лента движется мимо магнитной головки a переменное магнитное той же (звуковой) частоты замыкается своими силовыми линиями через сердечник магнитной головки a в точном соответствии с явлением электромагнитной индукции в обмотке магнитной головки возникает слабый индукционный ток звуковой частоты a далее этот ток (звуковой сигнал) усиливается усилителем воспроизведения a громкоговоритель (динамик) преобразует переменный ток в звуковые колебания.

Процесс стирания состоит в том, что специальная стирающая магнитная головка (конструктивно она устроена несколько проще записывающей и воспроизводящей) перемагничивает рабочий слой ленты с помощью магнитного поля ультразвуковой частоты (40-70 кГц). Электрический ток такой частоты вырабатывается специальным генератором стирания. Естественно, человеческое ухо не может услышать ультразвук, поэтому «перемагниченная» лента оказывается «чистой». В большинстве простых бытовых магнитофонов генератор стирания включался автоматически при записи на ленту, при этом прежняя запись (если она была) – «стиралась». Некоторые бытовые и все студийные модели магнитофонов имели возможность отключения режима «стирания», что позволяло «накладывать» одну запись на другую, создавая различные звуковые эффекты и трюки.

Головка для магнитной звукозаписи

8. Д, Романов Головка для магнитной звукозаписиЗаявлено 1 марта 194 б года в Народный комиссариат обороны СССР за М 10135 (343262) Онублнковано 31 августа 1947 годаС применением для магнитной звукозаписи несущей высокой частоты, модулированной звуковой частотой, острее встает вопрос потерь на токи Фуко в массе магнитопроводов записывающих и снимающих головок, выполненных из листочков пермаллоя или других магнитных сплавов, так как эти потери не только поглощают значительную часть полезной энергии, но и ухудшают частотную характеристику записи и воспроизведения звука благодаря тому, что потери на токи Фуко находятся в степенной зависимости от частоты.В предлагаемой головке указанные потери значительно уменьшены за счет выполнения ее магнитопровода из магнитодиэлектрика, состоящего из мелких зерен магнитного материала, изолированных друг от друга и сцементированных диэлектриком, В такой головке для концентрации магнитного потока рассеяния в месте прохождения магнитной ленты на границах щели, образуемой концами разрыва магнитопровода, последние могут бь 1 ть снабжены наконечниками из соответствующих магнитных металлов и сплавов, Указанные наконечники могут оыть выполнены в самых разнообразных вариантах и, в частности, как указано на фиг, 1, в виде тонкого слоя из пермаллоя 7 или другого магнитного материала с большей магнитной проницаемостью, чем масса материала магнитопровода 2. Для уменьшения токов Фуко в массе материала наконечников последние можно разрезать в соответствии с направлением переменного магнитного потока, Для уменьшения износа магнитной ленты вследствие трения о края выступов наконечников, для придания магнитопроводу жесткости и для фиксации размера магнитной щели, пустоты между концами магнитопровода в местс обрыва и выступы наконечников целесообразно заделывать диэлектриком, Один из вариантов осуществления указанной заделки иллюстрирован на фиг, 2 и 3, представляющих вид на головку сбоку и сверху. Здесь наконечники У на концах магнитопровода 2 заделаны изолятором 3, например, полистиролом.Предмет изобретения 1. Головка для магнитной звукозаписи с применением токов высокой277ЬЬ 69068 Фиг. 1 фиг. 2 иг. частоты, о тли ч а ющ а я с я тем, что для уменьшения потерь на токи Фуко, ее магнитопровод выполнен из магнитодиэлектрика,2, Форма выполнения головки по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что концы обрыва магнитопровода снабжены наконечниками из магнитных материалов большой магнитной проницаемости, образующими пишущую Отв. р.диктор Я, М, Аникии278 щель с большой концентрацией магнитного потока рассеяния в звуко- носителе.3. Форма выполнения головки по пп. 1, 2, отличающаяся тем, что наконечники и обрыв магнитопровода заделаны немагнитным материалом для увеличения прочности конструкции и для уменьшения износа звуконосителя, Редактор В, Б. Чиетов
Смотреть

ЛитЛайф

АППАРАТ ДЛЯ ЗАПИСИ НА МАГНИТНУЮ ПЛЕНКУ

Основное назначение аппарата — речевые записи с микрофона. В виде опыта можно производить на нем записи с радиоприемника или с радиотрансляционной линии. Время записи — две-три минуты (такое же, как у граммпластинки нормального размера). Аппарат состоит из следующих основных частей:
а) лентопротяжного механизма;

б) магнитной головки записи (она же головка воспроизведения);

в) микрофона с батареей и трансформаторов;

г) усилителя воспроизведения.

Рассмотрим в таком же порядке устройство каждой части. Лентопротяжный механизм. За основу берется пружинный граммофон или электрический проигрыватель граммпластинок (рис. 18), к которому сбоку пристраивается небольшая площадка с кассетой для магнитной пленки и другими узлами.

Рис. 18. Общий вид лентопротяжного механизма: 1 — левая кассете с пленкой; 2 — деревянная бобышка: 3 — диск проигрывателя; 4 — ролик маховика; 5 — магнитная головка; 6 — направляющий ролик; 7 — стирающий магнит; 8 — ось перематывающего механизма; 9 — съемная ручка для перемотки пленки; 10 — уголки для крепления площадки; 11 — магнитная пленка.

Вкратце, аппарат работает следующим образом.

Магнитная пленка при записи перематывается с левой кассеты 1 на деревянную бобышку 2, закрепляемую на оси диска проигрывателя 3.На своем пути она проходит через направляющий ролик 4, магнитную головку 5 и ролик маховика 6, сглаживающего механические толчки. Если пленка предварительно не стерта, к ней прикасают во время движения сильный постоянный магнит 7 и таким образом стирают тут же перед записью. По окончании записи пленка перезаряжается в аппарате по более короткому пути (рис. 18) от диска проигрывателя прямо на левую кассету. Эта последняя связана ускоряющей ременной (или шестеренчатой) передачей с осью 8, снабженной съемной рукоятью 9. При ее помощи производится обратная перемотка записанной пленки.

Для воспроизведения записи пленка вновь пропускается по тому же пути мимо магнитной головки. При этом, конечно, стирающий магнит удаляется. Во время нормального хода пленки вперед ручка перемотки 9 снимается с оси. На первых порах можно не ставить маховика, заменив его вторым направляющим роликом, аналогичным первому 4.

Особенностью такого аппарата является то, что скорость движения пленки в нем непостоянная. Так как механизм проигрывателя вращается все время с одним и тем же числом оборотов в единицу времени, а диаметр рулона пленки, наматывающейся на бобышку, постепенно увеличивается, скорость движения пленки растет к концу записи. Однако это не страшно, поскольку при воспроизведении произойдет аналогичный процесс и поэтому любой участок пленки будет проходить мимо магнитной головки при воспроизведении с той же скоростью, с какой он проходил мимо нее при записи. А это только и требуется во избежание искажений тональности звучания. Правда, в таком аппарате нельзя запись монтировать. Если часть записи из начала рулона вклеить в конец, она будет звучать там ненормально. С этим приходится мириться, если желательно получить возможно более простой аппарат.

Переходим к описанию отдельных составных частей лентопротяжного механизма.

Бобышка. Бобышка (рис. 19) вытачивается из сухого дерева по размерам, указанным на рисунке.

Рис. 19. Бобышка и замок для крепления ее.

Закрепляется она на оси проигрывателя при помощи замка, вставляемого в отверстия бобышки и пропил оси. Пропил делается ножовкой на глубину 1 см. Во время обратной перемотки пленки замок вынимается и бобышка свободно вращается на оси проигрывателя.

Левая кассета. Размеры левой кассеты приведены на рис. 20.

Рис. 20. Левая кассета.

Центральная часть ее, так же, как и бобышка; вытачивается из дерева и соединяется с нижним диском, сделанным из 3-миллиметровой фанеры или тонкого алюминия. Кассета крепится на оси с помощью такого же замка, как и бобышка. Таким образом, кассета съемная. Если имеется достаточный запас пленки, можно сделать несколько кассет и хранить на них пленку с произведенной записью.

Перематывающий механизм (рис. 21) состоит из оси со съемной рукояткой 1, передачи 2 и оси крепления кассеты 3.

Рис. 21. Перематывающий механизм: 1 — рукоятка обратной перемотки пленки; 2 — ременная передача; 3 — ось крепления левой кассеты.

В последней для замка делается такой же пропил, как и в оси проигрывателя. Устройство перематывающего механизма может быть изменено в соответствии с имеющимися частями отдельных механизмов. Например, ременную передачу можно заменить шестеренчатой. Требуемый коэффициент передачи примерно равен 1: 3.

Направляющий ролик. Изготавливается из шарикоподшипника с шириной внешней обоймы 7–8 мм (рис. 22).

Рис. 22. Направляющий ролик.

С обеих сторон подшипника устанавливаются боковые щечки. Их можно выточить (или аккуратно вырезать) из листового металла. Щечки и средняя обойма стягиваются между собой и крепятся к площадке аппарата сквозным болтом.

Маховик с роликом. Этот узел сложен в изготовлении. Примерный его вид показан на рис. 23.

Рис. 23. Маховик с роликом.

Здесь потребуются точные токарные и сборочные работы. Сам маховик желательно сделать более тяжелым, залив, например, середину его свинцом. Ось маховика лучше всего установить на шарикоподшипниках, крепящихся обоймами к площадке. Ролик к оси маховика крепится при помощи шпильки. Как указывалось, для начала работы с аппаратом маховик можно заменить вторым направляющим роликом.

Приставная площадка. Изготавливается из 5-10 мм алюминия или в крайнем случае из сухой деревянной доски.

Размеры ее выбираются в соответствии с размерами прочих изготовленных деталей. Расположение их на площадке показано на рис. 18. При помощи двух кронштейнов площадка крепится к проигрывателю. При монтаже следует обратить внимание на то, чтобы пленка шла во всем аппарате на одной высоте, без перекоса.

Магнитная головка. Магнитная головка является наиболее сложной частью аппарата. Поэтому для облегчения работы следует постараться достать готовую головку заводского изготовления. Наиболее подходящей является универсальная головка записи-воспроизведения от магнитофона типа «Днепр».

Внешний вид головки показан на рис. 24.

Рис. 24. Магнитная головка и ее детали: 1 — пластинка сердечника: 2 — половина сердечника в сборе; 3 — щечка катушки: 4 — верхняя стяжная щечка; 5 — нижняя стяжная щечка; 6 — стяжные болты.

Сердечник ее собирается из отдельных пластин, имеющих форму полукольца. На каждую половину сердечника идет от 25 до 35 таких пластин (в зависимости от толщины материала). Изготовление головки следует начать с заготовки необходимого количества пластин. Наилучшим материалом является неотожженный пермалой (сплав никеля и железа) толщиною 0,2–0,3 мм. После сборки сердечника он подвергается нагреванию до 900—1 100° с последующим медленным остыванием.

Пермалой весьма чувствителен после отжига ко всякого рода ударам и изгибам. Они заметно ухудшают магнитные свойства его. Это следует иметь в виду при работе; собранный, отожженный сердечник можно подвергать лишь незначительной механической обработке.

Если неотожженный пермалой достать нельзя, можно использовать готовый пермалоевый сердечник от какого-либо входного трансформатора или в крайнем случае тонкую трансформаторную сталь. Отдельные пластины вырезаются ножницами, прокрашиваются лаком и склепываются, образуя правую и левую половины сердечника. Поверхность их тщательно запиливается сначала мелким напильником, а потом шлифуется наждачной бумагой. Особое внимание надо обратить на то; чтобы торцы полуколец (рис. 24) представляли собой ровную плоскость, а верхний край полуколец был прямым, незакругленным. От качества обработки зависит дальнейшая работа головки.

После того, как обе половины сердечника готовы, можно начинать изготовление катушки. Как видно на рисунке, вся обмотка головки разделена на две равные части, намотанные каждая на одно полукольцо. Из тонкого, но плотного картона вырезаются для каждой катушки две щечки. Далее на среднюю часть полуколец наматывается бумажная лента, на нее надеваются щечки и все это вместе проклеивается бакелитовым или шеллачным лаком. После высыхания образуется плотный каркас, на который может наноситься обмотка. Каждая катушка имеет 500 витков провода 0,15 ПЭ. Дальше начинается сборка головки. Для стягивания полуколец из меди или латуни изготавливаются верхняя и нижняя щечки, которые скрепляются между собой двумя винтами (рис. 24). Между ними и стягиваются полукольца сердечника с намотанными на них катушками. При этом очень важно правильно установить передний и задний зазоры между торцами полуколец. При сборке в передний зазор (так называемую рабочую щель) вставляется узкая полоска латуни или бронзы толщиной 20 микрон, в противоположный задний зазор — полоска бумаги толщиной 150–200 микрон. При стягивании щечек надо внимательно следить за тем, чтобы обе полоски не выскочили из зазоров и чтобы рабочая щель не была перекошена (рис. 25).

История звукозаписи. Современные стандарты звука (стр. 1 из 2)

Введение

Как это не парадоксально звучит, но история звукозаписи началась от укола иглой. Развиваясь от единичных экспериментов энтузиастов-инженеров, пытавшихся подарить миру, способ сохранения звука, до современной индустрии звукозаписи, обороты которой сравнимы с самыми доходными видами деятельности, технологии и системы записи и воспроизведения звука превратились сегодня в абсолютно обыденный, естественный и всем привычный процесс. С течением времени менялись носители, появлялись новые стандарты звука. Давайте посмотрим, с чего все начиналось, как развивалась и изменялась на протяжении своей истории технология записи звука.

Как известно, многие выдающиеся открытия были получены совершенно случайно. Вспомнить того же Ньютона и приснопамятное яблоко, упавшее ему на голову, или Менделеева, которому приснилась его периодическая система элементов. Список можно продолжать довольно долго. И в нем обязательно будет значиться история открытия процесса записи звука. В своих дневниках, Томас Эдисон, изобретатель фонографа – первого в мире прибора для записи и воспроизведения звука, вспоминает: «Однажды, когда я работал над улучшением телефона, я как-то запел над диафрагмой телефона (тоненькой стальной пластинкой), к которой была припаяна игла. Благодаря дрожанию пластинки, игла уколола мне палец, что заставило меня задуматься. Если бы можно было записать эти колебания иглы, а потом снова провести иглой по такой записи – отчего бы пластинке не заговорить? Вот и вся история: не уколи я палец – не изобрел бы фонографа!». Именно с изобретения фонографа, а вернее с 12 августа 1877 года, и начинается точка отсчета истории звукозаписи. В этот день Эдисон сделал первую в мире звукозапись, зафиксировав на цилиндре фонографа, выступавшего в то время носителем информации, американскую мелодию Mary Had A Little Lamb. Принцип работы фонографа очень прост. Первая машина для записи звука имела цилиндр, который поворачивался при помощи ручки. Еще в ней был рожок и затупленная игла. С узкого конца рожок был закрыт гибкой мембраной. Входящие с широкой стороны рожка звуки вызывали колебания этой мембраны, к которой крепилась игла. Игла двигалась вверх и вниз под воздействием звуков. Цилиндр покрывал слой оловянной фольги. Игла вдавливалась в эту фольгу, а рожок вместе с иглой медленно двигался вдоль цилиндра, по мере того как поворачивалась ручка. Таким образом, обойдя вокруг цилиндра много раз, иголка выдавливала на фольге дорожку. Когда кто-нибудь говорил или пел в рожок, игла при этом совершала движения вверх и вниз. Опускаясь, игла делала более глубокие бороздки в фольге, а поднимаясь более мелкие. Изменение глубины бороздок и было отражением звуковых волн, производимых при речи или при пении. Так происходила запись звука. Чтобы воспроизвести запись, рожок с иглой перемещали обратно, к началу бороздки. Когда игла двигалась по бороздке, она заставляла вибрировать тонкую мембрану в такой же последовательности, как и при записи. Это вызывало колебания воздуха в рожке, что и было причиной возникновения звука, напоминающего прозвучавший при записи.

В фонограф постоянно вносились усовершенствования. Например, оловянная фольга, покрывавшая валик, в скором времени сменилась тонким слоем воска. Однако, несмотря на все попытки, добиться качественной и долговечной записи не получалась. Требовались новые технические решения, и вскоре, а вернее в 1888 г. немец Эмиль Берлинер изобрел граммофон. После записи фонограмма покрывалась лаком и служила для получения отпечатка на хроможелатиновом слое. Позднее стали применять кислотное травление, в качестве подложки использовать цинк, а в качестве защитного слоя — воск. Применяя как оригинал цинк, протравленный в хромовой кислоте, получали гальванопластические копии. Первая граммофонная пластинка была изготовлена из целлулоида. Чуть позднее стали применять диски из шеллака, шпата и сажи. Позднее шеллак был заменен синтетическими смолами, наиболее популярной, среди которых, была винилитовая смола. Хотя применялись и иные, более экзотические материалы. В частности, изготавливали пластинники из шоколада, а также из стекла. Да и в современной истории, в период гонений на джаз, умельцы нашли весьма своеобразный выход, и использовали для записи довольно доступный материал – рентгенографические пленки. Такие пластинки были прозваны в народе записями «на костях». Однако вернемся к истории. На смену граммофону пришел небезызвестный, по рассказам наших бабушек, патефон. Благодаря некоторым улучшениям, он имел более портативный размер, нежели граммофон, что, конечно, привело к очень широкой популярности и распространению данного прибора, повлекшего за собой и популяризацию музыкальных записей. Тем более что пластинки постоянно дешевели. Для их изготовления стали использовать весьма недорогие материалы, остановившись, в конце концов, на виниле. Именно виниловые пластинки и стали постоянными спутниками всех меломанов мира. Весьма любопытен тот факт, что практически одновременно с изобретением фонографа, предпринимались первые попытки магнитной записи звука. Впервые такая мысль была высказана Оверлингом Смитом в 1888 г. Описанное Смитом устройство имело все отличительные признаки магнитофона: магнитный носитель информации, механизм для его подачи и магнитную головку. К сожалению, детище Смита так и не «пошло в серию», так что реальным рождением магнитная запись обязана датчанину Паульсену, который в 1898 г. продемонстрировал работоспособный аппарат – магнитофон, где носителем записи была стальная проволока. Однако недостатком использования проволоки в качестве носителя была проблема соединения отдельных ее кусков. Связывать их узелком было невозможно, так как он не проходил через магнитную головку. Понимая эту проблему, Паульсен разработал способ магнитной записи на вращающийся стальной диск. Информация на нем записывалась по спирали, перемещающейся магнитной головкой. Это был, по сути, некий прообраз современных дискет, или даже винчестеров современных компьютеров. Первые магнитофоны описанной конструкции не дотягивали, по качеству записи, популярным в то время граммофонам. Именно поэтому, развитие магнитной записи было несколько приостановлено, вплоть до двадцатых годов прошлого века. Конечно, попытки предпринимались, но отсутствие усилителей не давало добиться сколь-нибудь значительных результатов. Все изменилось с изобретением вакуумных электронных ламп, а наибольших успехов, магнитная звукозапись добилась с появлением усовершенствованных магнитных головок, применения подмагничивания и порошковой магнитной ленты. В 1927 году Фрицем Флеймером быда разработана технология производства магнитной ленты на немагнитной основе. На основе этого изобретения, в 1935 году немецкие и «IG Farbenindustri» пустили в производство магнитную ленту на пластмассовой основе, которая была покрыта металлическим порошком. Специально для использования магнитной ленты, было разработано совершенно новое электромеханическое устройство, получившее, которое и стало, в конце концов, наименованием всех подобных устройств. Изначально магнитофоны были выполнены в катушечном «форм-факторе». Однако постепенно к ним на смену пришли магнитофоны кассетные, где обе миниатюрные катушки, с магнитной пленкой и пустая, были помещены в специальную компакт-кассету и конец пленки заранее закреплен на пустой катушке. Параллельно совершенствовалась и грамзапись. С развитием радиотехники появились радиолы, проигрыватели, и электрофоны. Пружинный двигатель был заменен электрическим. При тех же размерах пластинки скорость уменьшилась до 33 1/3 об/мин, а увеличение плотности записи позволило создать долгоиграющие пластинки. Однако не за горами была новая революция развития носителей информации. В 1979 году компания Philips совместно с Sony предъявили миру абсолютно новый носитель информации – оптический диск (компакт-диск – Compact Disk – СD) для записи и воспроизведения звука. И уже в 1982 году началось массовое производство компакт-дисков на заводе в Германии. С помощью лазерного луча сигналы записываются на вращающийся оптический диск цифровым методом. В результате записи на диске образуется спиральная дорожка, состоящая из впадин и гладких участков. В режиме воспроизведения лазерный луч, сфокусированный на дорожку, перемещается по поверхности вращающегося диска и считывает записанную информацию. При этом впадины считываются как нули, а ровно отражающие свет участки – как единицы. Цифровой метод записи обеспечивает практически полное отсутствие помех и высокое качество звучания, а очень высокая плотность записи достигается благодаря фокусированию лазерного луча в пятно размером менее 1 мкм. На смену компакт-дискам приходит еще более новый стандарт носителей информации – DVD (Digital Versatil Disc). Основное отличие DVD-диска – гораздо более высокая плотность записи информации. Это достигается благодаря более короткой длине волны лазера и меньшему размеру пятна сфокусированного луча, благодаря чему расстояние между дорожками уменьшилось вдвое. DVD-диски, также, могут иметь один или два слоя информации. Всего DVD-стандарт предусматривает 4 модификации: односторонний, однослойный емкостью 4,7 Гбайт, односторонний, двухслойный емкостью 8,8 Гбайт, двухсторонний, однослойный емкостью 9,4 Гбайт и двухсторонний, двухслойный емкостью 17 Гбайт. В теме развития носителей информации, в том числе и звука, нельзя не упомянуть про разнообразные карты памяти, применяемые, сегодня, в основном в MP3-плейерах (в мобильных телефонах и т.п. гаджетах). А также про молниеносное развитие технологии жестких дисков, используемых не только в наших компьютерах, но практически во всех современных приборах для записи звука. Однако останавливаться на них подробно мы не будем, а перейдем непосредственно к форматам записи звука, проследив их развития от эпохи моно, до современных звуковых стандартов.

Основные этапы развития звукозаписи. Цифровая звукозапись и обработка звука

Попытки создания аппаратов, воспроизводящих звуки, предпринимались еще в Древней Греции. В IV-II веках до н. э. там существовали театры самодвижущихся фигурок — андроидов. Движения некоторых из них сопровождались механически извлекаемыми звуками, складывающимися в мелодии.

В эпоху возрождения был создан целый ряд разнообразных механических музыкальных инструментов, воспроизводящих в нужный момент ту или иную мелодию: шарманок, музыкальных шкатулок, ящиков, табакерок.

В средние века были созданы куранты — башенные или большие комнатные часы с музыкальным механизмом, издающие бой в определенной мелодической последовательности тонов или исполняющие небольшие музыкальные пьесы. Таковы Кремлевские куранты и Биг Бен в Лондоне.

Механическая звукозапись

В 1877 году американец Томас Альва Эдисон изобрел звукозаписывающий аппарат — фонограф, впервые позволивший записать звук человеческого голоса. Для механической записи и воспроизведения звука Эдисон применил валики, покрытые оловянной фольгой (рис. 5.2). Такие фоновалики представляли собой полые цилиндры диаметром около 5 см и длиной 12 см.

В первом фонографе металлический валик вращался с помощью рукоятки, с каждым оборотом перемещаясь в осевом направлении за счет винтовой резьбы на ведущем вале. На валик накладывалась оловянная фольга (станиоль). К ней прикасалась стальная игла, связанная с мембраной из пергамента. К мембране был прикреплен металлический конусный рупор. При записи и воспроизведении звука валик приходилось вращать вручную со скоростью 1 оборот в минуту. При вращении валика в отсутствие звука игла выдавливала на фольге спиральную канавку (или бороздку) постоянной глубины. Когда же мембрана колебалась, игла вдавливалась в олово в соответствии с воспринимаемым звуком, создавая канавку переменной глубины. Так был изобретен способ «глубинной записи».

Берлинер впервые продемонстрировал прообраз матрицы грампластинки во Франклиновском институте. Это был цинковый кружок с выгравированной фонограммой. Изобретатель покрывал цинковый диск восковой пастой, производил на него запись звука в виде звуковых канавок, а затем протравливал его кислотой. В результате получалась металлическая копия записи. Позднее на покрытом воском диске стали наращивать слой меди методом гальванопластики. Такой медный «слепок» сохраняет звуковые канавки выпуклыми. С этого гальванодиска делают копии — позитивные и негативные. Негативные копии представляют собой матрицы, с которых можно отпечатать до 600 грампластинок. Полученная таким способом пластинка обладала большей громкостью и лучшим качеством. Такие пластинки Берлинер продемонстрировал в 1888 г., и этот год можно считать началом эры грамзаписей.

Первые пластинки были односторонними. В 1903 году впервые был выпущен 12-дюймовый диск с записью на двух сторонах. Его можно было «проиграть» в граммофоне с помощью механического звукоснимателя — иглы и мембраны.

Внимание!

Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.

Расчет стоимостиГарантииОтзывы

Магнитная звукозапись

В 1898 году датский инженер Вольдемар Паульсен (1869-1942) изобрел аппарат для магнитной записи звука на стальной проволоке. Назвал он его «телеграфоном». Однако недостатком использования проволоки в качестве носителя была проблема соединения отдельных ее кусков. Связывать их узелком было невозможно, так как он не проходил через магнитную головку. К тому же стальная проволока легко путается, а тонкая стальная лента режет руки. В общем, для эксплуатации она не годилась.

В дальнейшем Паульсен изобрел способ магнитной записи на вращающийся стальной диск, где информация записывалась по спирали перемещающейся магнитной головкой. Вот он, прообраз дискеты и жесткого диска (винчестера), которые так широко используются в современных компьютерах! Кроме того, Паульсен предложил и даже реализовал с помощью своего телеграфона первый автоответчик.

В 1927 году Ф. Пфлеймер разработал технологию изготовления магнитной ленты. Магнитная лента пригодна для многократной записи звука. Число таких записей практически не ограничено. Оно определяется только механической прочностью нового носителя информации — магнитной ленты. Первые магнитофоны были катушечными. Позднее на смену катушечным магнитофонам пришли кассетные. Первый такой аппарат разработала фирма Philips в 1961-1963 годах.

Во всех механических кассетных диктофонах содержится более 100 деталей, часть из которых — подвижные. Записывающая головка и электрические контакты изнашиваются за несколько лет. Откидная крышка также легко ломается. В кассетных диктофонах используется электрический двигатель, который протягивает магнитную пленку мимо головок записи.

Цифровые диктофоны отличаются от механических полным отсутствием подвижных деталей. В них в качестве носителя вместо магнитной пленки используется твердотельная флэш-память.

Цифровые диктофоны преобразовывают звуковой сигнал (например голос) в цифровой код и записывают его в микросхему памяти. Работой такого диктофона управляет микропроцессор. Отсутствие лентопротяжного механизма, записывающих и стирающих головок значительно упрощает конструкцию цифровых диктофонов и делает ее более надежной. Для удобства пользования они снабжаются жидкокристаллическим дисплеем. Основными преимуществами цифровых диктофонов является практически мгновенный поиск нужной записи и возможность передачи записи на персональный компьютер, в котором можно не только хранить эти записи, но и монтировать их, перезаписывать без помощи второго диктофона и т.д.

Оптические диски

В 1979 году компании Philips и Sony создали совершенно новый носитель информации, заменивший грампластинку, — оптический диск (компакт-диск — Compact Disk — СD) для записи и воспроизведения звука. В 1982 году началось массовое производство компакт-дисков на заводе в Германии. Значительный вклад в популяризацию компакт-диска внесли Microsoft и Apple Computer.

По сравнению с механической звукозаписью он имеет целый ряд преимуществ — очень высокую плотность записи и полное отсутствие механического контакта между носителем и считывающим устройством в процессе записи и воспроизведения. С помощью лазерного луча сигналы записываются на вращающийся оптический диск цифровым методом.

В результате записи на диске образуется спиральная дорожка, состоящая из впадин и гладких участков. В режиме воспроизведения лазерный луч, сфокусированный на дорожку, перемещается по поверхности вращающегося оптического диска и считывает записанную информацию. При этом впадины считываются как нули, а ровно отражающие свет участки — как единицы. Цифровой метод записи обеспечивает практически полное отсутствие помех и высокое качество звучания.

Хранить звуковые записи в цифровой форме на оптических дисках гораздо лучше, чем в аналоговой форме на грампластинках или магнитофонных кассетах. Прежде всего, несоизмеримо повышается долговечность записей. Ведь оптические диски практически вечны — они не боятся мелких царапин, лазерный луч не повреждает их при воспроизведении записей. Так, фирма Sony дает 50-летнюю гарантию хранения данных на дисках. Кроме того, на CD не действуют помехи, характерные для механической и магнитной записи, поэтому качество звучания цифровых оптических дисков несоизмеримо лучше. К тому же при цифровой записи появляется возможность компьютерной обработки звука, позволяющей, например, восстановить первоначальное звучание старых монофонических записей, убрать с них шумы и искажения и даже превратить их в стереофонические.

Цифровой метод записи сделал возможным объединить на персональном компьютере текст и графику со звуком и движущимися изображениями. Такая технология получила название «мультимедиа».

В качестве носителей информации в таких мультимедийных компьютерах используются оптические компакт-диски CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory — т.е. память на компакт-диске «только для чтения»). Внешне они не отличаются от звуковых компакт-дисков, используемых в проигрывателях и музыкальных центрах. Информация в них записывается также в цифровой форме.

На смену существующим компакт-дискам приходит новый стандарт носителей информации — DVD (Digital Versatil Disc или цифровой диск общего назначения). На вид они ничем не отличаются от компакт-дисков. Их геометрические размеры одинаковы. Основное отличие DVD-диска — гораздо более высокая плотность записи информации. Он вмещает в 7-26 раз больше информации.

Стандарт DVD позволяет значительно увеличить время и улучшить качество воспроизведения видеофильмов по сравнению с существующими CD-ROM и видео-компакт-дисками LD.

Форматы DVD-ROM и DVD-Video появились в 1996 году, а позднее был разработан формат DVD-audio для записи высококачественного звука.

Blu-ray Disc, BD (англ. blue ray — синий луч и disc — диск; написание blu вместо blue — намеренное) — формат оптического носителя, используемый для записи с повышенной плотностью и хранения цифровых данных, включая видео высокой чёткости. Стандарт Blu-ray был совместно разработан консорциумом BDA. Первый прототип нового носителя был представлен в октябре 2000 года. Современный вариант представлен на международной выставке потребительской электроники Consumer Electronics Show (CES), которая прошла в январе 2006 года. Коммерческий запуск формата Blu-ray прошёл весной 2006 года.

Blu-ray (букв. «синий луч») получил своё название от использования для записи и чтения коротковолнового (405 нм) «синего» (технически сине-фиолетового) лазера. Буква «e» была намеренно исключена из слова «blue», чтобы получить возможность зарегистрировать торговую марку, так как выражение «blue ray» является часто используемым и не может быть зарегистрировано как торговая марка.

С момента появления формата в 2006 году и до начала 2008 года у Blu-ray существовал серьёзный конкурент — альтернативный формат HD DVD. В течение двух лет многие крупнейшие киностудии, которые изначально поддерживали HD DVD, постепенно перешли на Blu-ray. Warner Brothers, последняя компания, выпускавшая свою продукцию в обоих форматах, отказалась от использования HD DVD в январе 2008 года. 19 февраля того же года Toshiba, создатель формата, прекратила разработки в области HD DVD. Это событие положило конец так называемой второй «войне форматов»

Для обработки цифрового звука в практике применяется компрессия. Это помогает, когда у вокалиста есть проблемы с шипящими звуками, а смена типа микрофона и его расположения не приводит к исправлению ситуации. Эквалайзер применяют практически на любом этапе любого процесса обработки звука — от записи живого концерта до сведения многоканальной студийной записи. В основном эквалайзеры применяют для того, чтобы исправить звуковой сигнал, который не соответствует определенным требованиям.

Поможем написать любую работу на аналогичную тему

• Реферат

  Основные этапы развития звукозаписи. Цифровая звукозапись и обработка звука

  От 250 руб

• Контрольная работа

  Основные этапы развития звукозаписи. Цифровая звукозапись и обработка звука

  От 250 руб

• Курсовая работа

  Основные этапы развития звукозаписи. Цифровая звукозапись и обработка звука

  От 700 руб

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту
Узнать стоимость