Рассматривая внимательно граммофонную пластинку, ты, конечно, видел на ней зигзагообразную бороздку, идущую по спирали. Эта бороздка — «рисунок» звука, записанного на пластинке. При проигрывании пластинки кончик иглы звукоснимателя, следуя за всеми извилинами бороздки, колеблет якорь, поток магнитных силовых линий в нем изменяется, и в катушке возбуждается переменное напряжение звуковой частоты. При самых громких записанных звуках оно не превышает 100–150 мВ. Но если это напряжение усилить, то электродинамическая головка, включенная на выходе усилителя, громко воспроизводит звук, записанный на грампластинке.
Рассмотри условное графическое обозначение этого звукоснимателя на схемах. Его контур в виде «утюжка» — символическое изображение всех преобразующих головок, т. е. приборов, с помощью которых считывают или записывают звук на грампластинке или магнитной ленте магнитофона. Черточка в левой нижней части — «игла» и стрелка, идущая в сторону выводов, превратили его в символ акустической головки воспроизведения — звукосниматель. А упрощенный символ катушки с сердечником говорит о том, что звукосниматель магнитный.
Механизм пьезоэлектрического монофонического звукоснимателя в упрощенном виде покатан на рис. 155, а. Его основой является пьезоэлектрический элемент 4 — пластина из специальной керамики, обладающей пьезоэлектрическими свойствами: создает электрические заряды при изгибании пьезоэлемента.
Пьезоэлемент через поводок 3 соединен с иглодержателем 2. При проигрывании грампластинки игла 1, скользя по извилинам звуковой канавки, колеблется, а пьезоэлемент изгибается из стороны в сторону. При этом на поверхностях пьезоэлемента возникают электрические заряды, которые через выводные проводники 5 могут быть поданы на вход усилителя, а после усиления преобразованы в звук.
Пьезоэлектрический способ преобразования механических колебаний иглы в электрический сигнал обозначают внутри «утюжка» вытянутым прямоугольником, символизирующим пластину керамики, с двумя черточками, изображающими ее обкладки.
Пьезоэлемент звукоснимателя можно рассматривать как конденсатор, на обкладках которого при проигрывании грампластинки создается переменное напряжение звуковой частоты. Внутреннее сопротивление такого источника сигнала исчисляется мегаомами, что требует особого подхода к согласованию его с входным сопротивлением у сил теля.
Пьезоэлектрические звукосниматели развивают напряжение звуковой частоты до 200–300 мВ. Они проще по конструкции, чем магнитные звукосниматели, и легче. Их иглодержатели пластмассовые, а закрепленные в них иглы — корундовые. Вместе с изношенными иглами иглодержатели легко заменяются новыми. Обычно иглодержатель пьезоэлектрического звукоснимателя имеет две иглы, расположенные под углом по отношению друг к другу. Одна из них рассчитана для проигрывания обычных, другая — долгоиграющих грампластинок. Смена иглы для проигрывания той или иной грампластинки происходит поворотом иглодержателя.
Конструктивное оформление звукоснимателей разнообразно. Чаще всего их магнитные или пьезоэлектрические головки монтируют в пластмассовых или металлических держателях, называемых тонармами. Одна из возможных конструкций тонарма с пьезоэлектрической головкой звукоснимателя для проигрывания монофонических грампластинок показана на рис. 155, б.
С устройством и принципом работы стереофонической головки звукоснимателя я познакомлю тебя в беседе, посвященной стереофонии.
Рис. 155. Устройство (а) и внешний вид (б) пьезоэлектрического звукоснимателя
Электромагнитный телефон, подключенный к выходу детекторного или однотранзисторного приемника, излучает энергию звуковых колебаний. В нем роль непосредственного, т. е. прямого излучателя выполняет вибрирующая мембрана. Первыми мощными излучателями звуковой энергии были электромагнитные громкоговорители типа «Рекорд». Сейчас их, похожих на большие неглубокие черные тарелки, можно увидеть лишь в музеях или в кинофильмах. Им на смену пришли более мощные излучатели звуковой энергии — электродинамические головки с бумажными диффузорами, которые прежде называли электродинамическими громкоговорителями, или, сокращенно, динамиками. Сейчас их принято называть головками динамическими прямого излучения, а, громкоговорителем — совокупность всех выходных элементов звуковоспроизводящего устройства.
Примером звуковоспроизводящего устройства может быть, например, абонентский громкоговоритель, рассчитанный на работу от радиотрансляционной сети. В него, кроме головки динамической прямого усиления, входят еще ящик (корпус), имеющий немаловажное значение для качества звуковоспроизведения, согласующий (переходный) трансформатор и регулятор громкости.
Громкоговорители стереофонической аппаратуры радиотехнических комплексов могут иметь по две-три и более головок динамических прямого излучения, усилители с питающими их выпрямителями, различные регуляторы, переключатели.
Теперь, разобравшись в принятой терминологии, касающейся звуковоспроизводящих устройств, поговорим об устройстве и работе головок динамических прямого излучения. Для краткости будем называть их динамическими головками или просто головками. В динамических головках широкого применения излучателями звуковых волн служат конусообразные диффузоры, штампуемые из бумажной массы. Головки, предназначенные для радиофикации улиц, площадей, парков имеют, как правило, металлические рупоры.
Устройство динамической головки, применяемой в приемно-усилительной аппаратуре, показано на рис. 156.
Рис. 156. Устройство и графическое обозначение головки динамической прямого излучения
Электромагнитный механизм головки устроен так же, как механизм электродинамического микрофона. Между центральным стержнем кольцевого магнита 7 — керном 1 и фланцем 2 — накладкой магнита с круглым отверстием в центре имеется зазор, в котором создается сильное магнитное поле. В этом зазоре находится катушка. 6, намотанная на бумажном каркасе, скрепленном с вершиной бумажного диффузора 3. Ее называют звуковой катушкой. При помощи центрирующей шайбы 5, приклеенной на стыке каркаса звуковой катушки с диффузором, звуковая катушка устанавливается точно в середине магнитного зазора. Благодаря гофрам центрирующей шайбы звуковая катушка может колебаться в магнитном поле, не задевая ни за керн, ни за фланец магнита.
Края диффузора тоже гофрированы, что придает ему подвижность, и приклеены к ободу металлического корпуса 4. Выводы звуковой катушки сделаны изолированным многожильным проводом и снабжены контактными лепестками, укрепленными с помощью изоляционной пластинки на корпусе.
Действует головка так. Пока через звуковую катушку ток не идет, она покоится в середине магнитного зазора. Когда в катушке появляется ток, вокруг нее возникает магнитное поле, которое взаимодействует с полем магнита. При одном направлении тока в катушке она выталкивается из зазора, а при другом — втягивается в него. При пропускании через катушку переменного тока звуковой частоты катушка колеблется в зазоре с частотой тока. Вместе с катушкой колеблется и диффузор, создавая в воздухе звуковые волны.