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 об\мин 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.
Н. — Ты имеешь в виду магнитофоны, где лента из пластического материала сматывается с одной катушки и наматывается на другую, проходя перед маленькими коробочками со странным названием магнитные головки?
Л. — Именно так. Эта лента с одной стороны покрыта слоем железного порошка, подобного тому, из которого делают сердечники для высокочастотных катушек. Очень мелкие зерна железа могут легко намагничиваться магнитным полем и способны сохранять свое намагниченное состояние
Н. — Я, кажется, догадался, что происходит. В магнитной головке должен быть электромагнит с острием. Магнитная лента проходит перед этим острием. И если через катушку электромагнита протекает ток низкой частоты, то возникающие при этом изменения магнитного поля будут записываться вдоль ленты в виде переменного намагничивания.
Л. — Твои предположения не далеки от истины, но ты ошибся, представив себе, что электромагнит с острием наподобие линии магнитного поля должен вне магнита вернуться к другому полюсу, и лента окажется как бы погруженной в рассеянное магнитное поле.
Н. — Об этом я не подумал… Что же делать?
Л. — Для получения сконцентрированного магнитного поля — а это необходимое условие воспроизведения высоких частот — следует применить электромагнит с сердечником в виде подковы, где зазор между полюсами представляет собой очень узкую щель (ее ширина несколько микрон). В этом случае лента будет точно намагничиваться по всей ширине дорожки, прилегающей к щели (рис. 134).
Рис. 134. Запись звука на ленту.
Н. — Это исключительно ясно. Я предполагаю, что при воспроизведении используется такая же головка, что и при записи. При прохождении ленты перед ее щелью переменное намагничивание, созданное на железном порошке при записи, наводит в катушке головки токи низкой частоты, которые после усиления дают возможность услышать записанные ранее звуки.
Л. — Это правильно. В большинстве бытовых магнитофонов одна головка служит и для записи, и для воспроизведения. В первом случае она подключается к выходу усилителя, на вход которого включен микрофон. При переключении магнитофона на воспроизведение головка оказывается подключенной к входу усилителя, который подает усиленный сигнал на громкоговоритель.
Н. — Я догадываюсь, что значительное преимущество магнитофона заключается в постоянстве скорости протяжки ленты.
Л. — Правильно. Лента движется со стандартной скоростью 4,75; 9,5; 19 или 38 см/сек). Чем больше скорость, тем выше качество записи, особенно звуков высокой частоты.
Н. — Да, но с повышением скорости снижается длительность записи на ленте.
Л. — Разумеется. Но в настоящее время выпускают магнитофоны, которые могут записывать звуки на двух или даже четырех параллельных дорожках одной ленты, что увеличивает в 2 или в 4 раза длительность звучания, которая может достигать нескольких часов.
Н. — Я слышал, что ленту можно использовать повторно, стерев с нее запись, как карандаш с бумаги. Так ли это?
Л. — Совершенно верно. А стирается магнитная запись просто магнитным полем ультразвуковой частоты (т. е. выше частот, воспринимаемых человеческим ухом), например, 25 000 гц. Это поле создается стирающей головкой, которая устанавливается перед записывающей.
Н. — Значит, лента, проходя мимо стирающей головки, очищается от предыдущей записи?
Л. — Да, но это делается только при новой записи. При воспроизведении же стирающая головка отключается.
Н. — А можно ли обходиться одной головкой для выполнения записи, воспроизведения и стирания?
Л. — Практически этого не делают. Однако должен тебе сказать, что переменное ультразвуковое поле должно объединяться с полем, служащим для записи, а для этого в записывающую головку, кроме тока низкой частоты, подают еще и ультразвуковой ток.
Н. — Боже мой, зачем же?
Л. — Не волнуйся, он не уничтожит запись, так как очень мал по сравнению со стирающим током. Малая доза высокочастотного тока нужна чтобы «встряхнуть» железные зерна ленты, которые воспринимают намагничивающее низкочастотное поле, создаваемое сигналом.
Н. — Очень хорошо, что головки могут выполнять несколько функций. Но я чувствую, что моя голова сегодня вечером не способна больше выполнить и одной.
Л. — Учитывая это известное всем явление насыщения, лучше закончим нашу беседу о звукозаписи.
Беседа двадцать третья
Вот мы и заканчиваем наше чудесное путешествие по живописной стране радио, которое Вам помогли осуществить беседы наших друзей. Если Вы внимательно за ними следили, то радио не является больше для Вас секретом, по крайней море в основных чертах. Но перед расставанием Любознайкин и Незнайкин начертят и проанализируют, используя полученные знания, схему радиоприемника, который они собираются изготовить.