Referat Microfone Si Doze

Mai jos puteti citi fragmente din Referat Microfone Si Doze si de asemenea puteti face Download Referat Microfone si doze

Citeste fragmente din Referat Microfone Si Doze

CUPRINS ARGUMENT CONŢINUT PROPRIU-ZIS Pag. 1. Structura generală a unui traductor 3- 4 2. Caracteristicile generale ale traductoarelor 4- 5 3. Sursele de semnal 5 4. Microfoane 5- 6 e şi acustice ale microfoanelor 7- 9 6. Microfonul cu bobină mobilă 9-10 7. Microfonul cu bandă 10-12 8. Microfonul condensator 12-13 9. Microfonul cu electret 14-15 10. Doze de redare 16-17 11. Caracteristicile mecanice şi electroacustice ale dozelor de redare 17-19 12. Dozele cu cristal 19-20 13. Dozele ceramice 21 14. Dozele magnetice 21-23 15. Dozele electrodinamice 24 16. Dozele condensator 24-25 BIBLIOGRAFIE ARGUMENT Traductoarele electroacustice sunt subansambluri funcţionale care transformă energia acustică în energie electrică şi invers. În funcţie de energia primară cu care lucrează le deosebim: - traductoare care transformă sunetele(micile deplasări de natură mecanică ce sunt date de undele sonore) în curentul electric de audiofrecvenţă(AF) : microfoane, doze de redat discuri - traductoare care transformă curenţii electrici de audiofrecvenţă în sunete : casca, difuzorul, gravorul de disc O altă categorie de traductoare o constituie capetele de redare-imprimare a magnetofoanelor şi casetofoanelor, care transformă câmpul magnetic variabil în curent de AF şi invers. Sursele de semnal şi transductoarele electroacustice sunt parţi componente indispensabile ale aparaturii electronice destinate reproducerii şi transmiterii programelor sonore. Este bine de ştiut că numai cunoscând construcţia şi modul de funcţionare al elementelor ce intra în componenţa surselor de semnal şi a traductoarelor electroacustice se va putea asigura o întreţinere eficientă care să mărească durata de funcţionare. CONŢINUT PROPRIU-ZIS 1. Structura generală a unui traductor Pentru măsurarea mărimilor fizice care intervin într-un proces tehnologic este necesară, de cele mai multe ori, convertirea(traducerea) acestora în mărimi de o altă natură fizică, convenabile pentru celelalte elemente din cuprinsul SRA. De exemplu, o temperatură sau o presiune sunt convertite în mărimi de natură electrică-tensiune, curent electric-proporţionale cu mărimile generale care pot fi utilizate şi prelucrate de celelalte elemente de automatizare ale SRA(comparatoare, regulatoare automate,etc.). Se numeşte TRADUCTOR acel element al SRA care realizează convertirea unei mărimi fizice-de obicei neelectrică─în mărime de altă natură fizică─de obicei electrică-proporţională cu prima sau dependentă de aceasta, într-un fel prestabilit, în scopul utilizării într-un sistem de automatizare. Există o largă varietate de traductoare, structura lor fiind mult diferită de la un tip de traductor la altul. Se poate stabili o structură generală a unui traductor(fig.1). Fig.1 Structura generală a unui traductor ES─ element sensibil; AD─ adaptor; SE─ sursă de energie inclusă Mărimea de la intrarea traductorului i(reprezentând valori de presiune, temperatură, turaţie, etc.) este convertită de elementul sensibil ES într-o mărime intermediară l care se aplică adaptorului AD(convertorul de ieşire). Acesta transformă mărimea l în mărime de ieşire y de obicei de natură electrică(tensiune, curent, rezistentă, etc.) ce poate fii observată sau prelucrată mai uşor în circuitul de reglare. Convertorul de ieşire are totodată rolul de a realiza şi o adaptare cu celelalte elemente din cadrul SRA. 2. Caracteristicile generale ale traductoarelor Se pot stabili următoarele categorii generale, valabile pentru orice traductor : - natura fizică a mărimilor de intrare şi de ieşire(curent, tensiune, rezistenţă, temperatură, debit, nivel, etc.) - caracteristica statică a traductorului, care reprezintă grafic dependenţa y= f(i) dintre mărimile de ieşire respective de intrare a traductorului - domeniul de măsurare, definit de pragurile superioare de sensibilitate i max. şi y max. şi de cele inferioare i min. şi y min. - panta absolută(sensibilitatea) Ka reprezentând raportul dintre variaţiile mărimilor de ieşire Δy, respectiv de intrare Δi (fig. 2) : - panta medie(Km), reprezentând coeficientul unghiular (panta) dreptei care aproximează caracteristica statică reală a traductorului(fig. 2): Km= tgα ≈ Ka Fig. 2 Caracteristica statică a unui traductor - puterea consumată la intrare(de obicei, o putere mică sau foarte mică, de ordinul câtorva waţi sau miliwaţi, sau chiar mai puţin). Consumul propriu, fiind, de regulă, neglijabil, înseamnă că puterea transmisă elementului următor este insuficientă pentru a determina o acţionare; de aceea, în schemele de automatizare un traductor este urmat, aproape întotdeauna de un amplificator. 3. Sursele de semnal Funcţional, sursele de semnal se pot împarţi în trei mari categorii principale : Din prima categorie fac parte traductoarele electromagnetice : microfoanele şi dozele de redare. Capetele de înregistrare şi redare fac parte din a doua categorie. Ele sunt traductoare magnetoelectrice care transformă semnalele electrice în fluxuri magnetice ce creează pe banda magnetică o magnetizare remanentă în cazul capetelor de înregistrare sau transformă variaţia magnetismului benzii în semnale electrice în cazul capetelor de redare. În cea de-a treia categorie intră generatoarele de semnal, în principal de semnalele pur sinusoidale ce servesc în general la măsurarea caracteristicilor unui lanţ electroacustic sau la crearea unor efecte sonore. 4. Microfoane Dintre sursele de semnal enumerate mai sus microfoanele ocupă un loc de frunte. Ele sunt singurele aparate electroacustice capabile să capteze oscilaţiile sonore naturale, din care motiv sunt denumite şi surse de semnal primare. Microfoanele captează semnalele produse în spaţiul înconjurător transformând oscilaţiile acustice (mecanice) în oscilaţii electrice, obţinându –se la bornele acestora semnale electrice de audiofrecvenţa. Ele se pot clasifica după mai multe criterii : din punct de vedere al principiului constructiv după principiul de funcţionare după tipul constructiv după caracteristicile de directivitate după dependenţa de ieşire Din punct de vedere al principiului constructiv întâlnim două tipuri de microfoane. Microfoanele cu cărbune utilizate în telefonie, care funcţionează pe principiul comandării unei surse de curent continuu si microfoanele utilizate în electrostatică, funcţionând pe principiul transformării energiei . După principiul de funcţionare întâlnim: microfoane cu rezistenţă variabilă, electrodinamice, electromagnetice si piezoelectrice. Acestea la rândul lor se pot clasifica din punct de vedere constructiv : Microfoane cu rezistenţă variabilă microfoane cu cărbune Electrodinamice microfoane cu bobina mobilă microfoane cu bandă Electroacustice microfoane condensator microfoane cu electret Piezoelectrice microfoane cu cristal După caracteristica de directivitate întâlnim microfoane cu caracteristică de directivitate simplă şi microfoane cu caracteristica de directivitate compusă. După impedanţa de ieşire se disting două tipuri de microfoane de impedanţă mică şi de impedanţă mare. Microfoanele din primul tip au impedanţa de 50Ω, 150 Ω, 200-500 Ω ; microfoanele din al doilea tip au impedanţa cuprinsă între 20K Ω-50K Ω. 5. Caracteristici electrice şi acustice ale microfoanelor Cele mai importante caracteristici electrice care influenţează esenţial calitatea transmisiunilor sonore sunt: sensibilitatea, caracteristica de frecvenţă, distorsiunile, zgomotul propriu si impedanţa de ieşire. Directivitatea Pentru a se putea analiza în mod unitar transformarea de către diferite microfoane a oscilaţiilor acustice în semnale electrice este util a se stabili o caracteristică, prin care să se exprime sensibilitatea in funcţie de frecvenţa şi direcţia din spaţiu a oscilaţiilor acustice. Caracteristica se numeşte caracteristică de directivitate şi este trasată grafic prin diagrame de directivitate(fig. 3). Fig. 3 Caracteristici de directivitate Caracteristicile de directivitate sunt de trei feluri : de formă circulară de forma cardiodei de forma cifrei opt sau dublu sferică Sensibilitatea este calitatea microfonului de a transforma cât mai eficient energia acustică în energie electrică. Ea se exprimă cantitativ prin raportul dintre valoarea tensiunii efective U, obţinută la bornele microfonului şi valoare presiunii acustice P ce se exercită asupra microfonului: Caracteristica de frecvenţă sau răspunsul microfonului reprezintă nivelul tensiunii la bornele microfonului în funcţie de frecvenţă, la aplicarea unei oscilaţii acustice de intensitate constantă. Ea se prezintă grafic, în abscisă având frecvenţă(scara este de regulă logaritmică), iar in ordonată nivelul tensiunii la bornele microfonului(în general exprimată în dB). Caracteristica unui microfon pentru voce este dată în fig. 4. Fig.4 Caracteristica unui microfon pentru voce Neuniformitatea caracteristicii de frecvenţă reprezintă valorile extreme (maximă şi minimă) a tensiunii date de microfon în raport cu tensiunea de referinţă. Ca nivel de referinţă se consideră nivelul debitat de microfon la frecvenţa de 1KHz şi un nivel acustic de 30dB . Valorile admisibile ale abaterii caracteristicii de frecvenţă sunt date în prospectul microfonului şi ele depind de calitatea acestuia. Distorsiunile neliniare pot afecta în mod neplăcut audiţia. Ele apar datorită deformării formei sinusoidale a semnalului, deformări ce duc la apariţia armonicilor. Urechea umană este sensibilă la distorsiunile neliniare, pe care la 2% le sesizează. Distorsiunile mai mari de 10% fac audiţia neplăcută. În tehnica modernă a microfoanelor s-au obţinut distorsiuni sub 0,5% în banda de 20-20000Hz(cazul microfoanelor HI-FI pentru studiouri) (fig.4). Raportul semnal/zgomot este parametrul care pune în evidenţă zgomotul propriu al microfonului. El reprezintă raportul dintre tensiunea utilă şi cea de zgomot pentru o presiune acustică stabilită. Ea se exprimă în dB. În cazul microfoanelor de calitate se obţine la o presiune de1µbar raportul semnal/zgomot de 60dB (adică de 1000 de ori). Rezistenţa internă a microfoanelor depinde de principiul de funcţionare şi de tipul constructiv al acestora. În majoritatea cazurilor, rezistenţa internă este chiar impedanţa de ieşire a microfonului. De valoarea rezistenţei interne depinde şi nivelul tensiunii de zgomot. Se ştie că la o rezistenţă mică, zgomotul este scăzut. De aceea se preferă microfoane cu rezistenţă internă mică. La acestea se pot conecta şi cabluri de legătură mai lungi fără a afecta calitatea semnalului. 6. Microfonul cu bobină mobilă Microfonul dinamic cu bobină mobilă este compus dintr-un magnet permanent, o bobină circulară mobilă şi o membrană realizată din mase plastice(fig. 5). Fig. 5 Microfonul dinamic; M─magnet permanent; B─bobină mobilă; D─membrană; Faţa membranei este în contact direct cu masa de aer. În spatele membranei este fixată o bobină cilindrică. Ea se află între polii magnetului, adică în flux magnetic constant creat de polii acestuia. Dacă în masa de aer apar vibraţii acustice, acestea vor acţiona asupra membranei deplasând-o. Odată cu aceasta se va deplasa şi bobina mobilă a cărei mişcare va aduce la intersectarea liniilor câmpului magnetic generat de magnet. Prin intersectarea liniilor câmpului magnetic la capetele bobinei va apărea o tensiune electromotoare indusă de audiofrecvenţă. Caracteristica de frecvenţă a microfonului dinamic depinde în cea mai mare măsura de forma şi dimensiunile membranei, precum şi de forma constructivă a microfonului. În diferite microfoane cu bobină mobilă forma membranei utilizate poate fi: circulară, semisferică, conică, eventual sector sferic. Sensibilitatea microfoanelor cu bobină mobilă este cuprinsă între 0,1…0,2mV/µbar, iar nivelul tensiunii de ieşire este cuprins între 0,1…0,5mV. Datorită nivelului mic al tensiunii de ieşire este necesară montarea după cel mult 2m de cablu a unui preamplificator sau a unui transformator de microfon. Caracteristica de frecvenţă a microfoanelor cu bobină mobilă diferă de la un tip la altul. Microfoanele de calitate medie cu banda cuprinsă între 80…12000Hz, au o abatere de ±4…6dB. Cele semiprofesionale au banda de frecvenţă între 60…16000Hz, cu o abatere de ±4dB. Distorsiunile acestui tip de microfon nu depăşesc 2%. În cazul microfoanelor semiprofesionale HI-FI distorsiunile sunt de 0,5…1,5% în banda de frecvenţă dată. 7. Microfonul cu bandă Microfonul cu bandă este tot un microfon care se aseamănă funcţional cu microfonul cu bobină. La acest tip de microfon, locul bobinei circulare este luat de o folie subţire de aluminiu(fig.6). Ea se află situată între polii unui magnet. Când banda este antrenată de oscilaţiile acustice, mişcându –se într-un câmp magnetic, în ea se induce o tensiune electromotoare de audiofrecvenţă. (fig.6). Fig.6 Microfonul cu bandă. Rezistenţa internă proprie a benzii este foarte mică, în general 0,1Ω. Din acest motiv tensiunea de la bornele ei este deosebit de mică şi nu se poate transmite prin cablu nici măcar 1 m. De aceea în interiorul microfonului se încorporează un transformator. Acesta are rolul, pe de o parte, de a ridica în secundar tensiunea de audiofrecvenţă, iar pe de altă parte, de a realiza adaptarea rezistenţei foarte mici la impedanţa cablului de microfon. Transformatoarele de microfon utilizate au în general un raport de transformare de 1 /45. În felul acesta se obţine o impedanţa de ieşire în jur de 200Ω. Microfoanele cu bandă au în general caracteristici calitative bune, motiv pentru care sunt utilizate în tehnica studiourilor. Ele sunt folosite atât pentru vorbă cât şi pentru muzică. Una din caracteristicile specifice ale microfonului cu bandă, este aceea că în cazul surselor apropiate de microfon se produce o accentuare a frecvenţelor joase, care în cazul vocii, introduce o tentă sonoră ireală. În cazul transmisiunilor muzicale, acest efect este utilizat pentru favorizarea instrumentelor solo din domeniul frecvenţelor joase. Sensibilitatea microfoanelor cu bandă este în jurul valorilor de 0,1mV/µbar. Caracteristica de frecvenţa a microfoanelor de calitate medie de acest tip este 30…14000Hz, cu o abatere de ±6dB, iar a microfoanelor profesionale 30…16000Hz, cu o abatere de ±4dB. Nivelul propriu este mai mic decât al microfoanelor cu bobină mobilă 0,2µV, iar distorsiunile sunt cuprinse între 0,5…1,5%. 8. Microfonul condensator Dintre toate microfoanele ce acţionează pe principii electroacustice, microfonul condensator este cel mai bun transductor. Principiul lui de funcţionare este deosebit de simplu. El se bazează pe variaţia capacităţii în funcţie de oscilaţiile sonore. Constructiv el este format dintr-o incintă acustică ce formează armătura fixă şi o membrană de masă plastică metalizată ce formează armătura mobilă a condensatorului. Odată cu vibraţiile membranei mobile sub influenţa oscilaţiilor sonore, se modifică corespunzător şi capacitatea electrică. Între cele două armături se formează o pernă de aer care readuce membrana mobilă─după încetarea presiunii─în poziţia iniţială. Pentru mărirea elasticităţii pernei se practică în armătura fixă mici orificii. Acestea nu afectează esenţial capacitatea microfonului(fig. 7). Fig. 7 Microfonul condensator. După cum se vede din figură armăturile condensatorilor sunt polarizate printr-un rezistor de ordinul unui megaohm, de către o sursă de curent continuu. Când oscilaţiile sonore determină mişcarea membranei, capacitatea se modifică, deci prin sarcina electrică a celor doua armături, şi prin rezistor va trece un curent proporţional cu variaţia capacităţii. De la bornele rezistorului se va culege tensiune de audiofrecvenţă. Amplitudinea vibraţiilor membranei bine tensionate este deosebit de mică, astfel inerţia ei este neglijabilă. Din acest motiv distorsiunile armonice ale microfonului condensator sunt foarte mici. Rezistenţa internă a microfonului condensator este foarte mare, iar nivelul semnalului de ieşire foarte mic având o valoare de 0,05…1mV. Acest nivel foarte mic nu permite conectarea unui cablu de o lungime acceptabilă fără a nu afecta raportul semnal/zgomot. Deoarece utilizarea unui transformator de microfon nu este posibilă, datorită rezistenţei interne mari, s-a recurs la un preamplificator. Acesta are o impedanţă de intrare de 100…200Ω şi se conectează chiar în carcasa microfonului. Lungimea cablului de legătură dintre capsula microfonului şi preamplificator este de 3…4cm. În prezent datorită dezvoltării circuitelor integrate, aceste preamplificatoare, au un gabarit mic, având totodată şi un raport semnal/zgomot foarte bun. După cum rezultă de mai sus caracteristica de frecvenţă şi raportul semnal/zgomot ale microfonului condensator sunt într-o strânsă dependenţă de performanţele preamplificatorului cu care este prevăzut. Cu preamplificatoarele fabricate în prezent, microfoanele profesionale au o bandă de 20…20000Hz cu abaterea de 1dB şi un raport semnal/zgomot de 65…75dB. Rezistenţa de ieşire a acestui tip de microfon este nominalizată la 200Ω. Nivelul semnalului de ieşire este de 5…10mV valoare ce permite conectarea microfonului cu un cablu ecranat mai lung, fără a influenţa semnificativ raportul semnal/zgomot. Sensibilitatea microfoanelor condensator este între 0,1…0,3mV/µbar. Nivelul zgomotului este dependent de tipul preamplificatorului încorporat. 9. Microfonul cu electret Electretul este un strat subţire izolant, care pe ambele feţe este încărcat cu sarcini electrice de semne opuse. Electretul se realizează în felul următor: izolantul topit este supus unui câmp electrostatic foarte puternic sub acţiunea căruia se produce polarizarea moleculelor. Se lasă apoi folia izolantă să se răcească în acest câmp. În acest fel se obţine o folie încărcată cu sarcini electrice de semne opuse, pe cele două feţe, creându-se între acestea un câmp electrostatic, asemănător câmpului magnetic permanent. Funcţionarea şi construcţia microfonului cu electret este asemănătoare microfonului condensator. ’ 萏Ũ葞Ũ ␃愁Ĥ $ & ( . 0 a de electret (care înlocuieşte folia metalizată de la microfonul condensator) se metalizează pe una din feţe şi va constitui armătura mobilă a condensatorului. Armătura fixă, rigidă, se realizează din metal şi are o formă constructivă asemănătoare cu cea de la armătura fixă a microfonului condensator. Peste armătura fixă se aşează faţa nemetalizată (izolată) a foliei electretului (fig.8). Fig. 8 Microfonul cu electret. Între folia electret şi armătura fixă există un strat de aer de ordinul milimetrilor. Volumul aerului închis de folii se măreşte prin practicarea unor orificii de mici dimensiuni în armătura fixă. Odată cu creşterea volumului de aer se măreşte şi elasticitatea membranei microfonului şi implicit şi sensibilitatea lui. Deoarece grosimea foliei de electret este foarte mică, capacitatea electrică este mai mare ca în cazul microfonului clasic cu condensator (capacitatea creşte de aproximativ trei ori). De asemenea scade şi valoarea rezistenţei interne uşurându-se problema realizării preamplificatoarelor. Existenţa câmpului electric în folia de electret face inutilă tensiunea mare de polarizare, necesară microfoanelor condensator. Microfoanele cu electret de calitate medie au caracteristica de frecvenţă cuprinsă între 20…20000Hz, cu abatere de ±3dB. Impedanţele uzuale sunt: 50Ω, 250Ω, 600Ω şi 1000Ω. Raportul semnal/zgomot la construcţiile mai simple este 45…55dB, iar tipurile de calitate 60…65dB. Dimensiunile reduse a microfonului cu electret folosite la casetofoane au determinat constructorul să folosească o folie de electret cu suprafaţă mică 1…1,5cm². Prin reducerea suprafeţei membranei, microfonul este mai puţin sensibil la frecvenţe joase, asigurând o liniaritate bună a caracteristicii de frecvenţă numai pentru frecvenţele mai mari de 100…150Hz. În felul acesta s-au putut elimina zgomotele datorate vibraţiilor mecanice din conţinutul semnalului util. Microfoanele cu electret de bună calitate au suprafaţa membranei de 2…5cm². Sensibilitatea în cazul acestora este de 0,5…1mV/µbar. Amplificarea tensiunii de valoare mică ce provine de la capsula microfonului cu electret se realizează cu preamplificatoare moderne prevăzute cu tranzistoare cu efect de câmp(TEC), cu circuite discrete sau cu circuite integrate. Aceste preamplificatoare de regula sunt încorporate în microfon. 10. Doze de redare Dozele de redare ocupă locul al doilea în ordinea importanţei surselor de semnal. Ele mai sunt denumite surse secundare de semnal şi sunt utilizate în două situaţii, la redarea discurilor fonografice şi la captarea oscilaţiilor coardelor metalice a unor instrumente muzicale. Explorarea oscilaţiilor gravate mecanic în şanţul discului şi transformarea acestora în semnale electrice de audiofrecvenţă este realizată de către dozele de picup. Clasificarea lor se face după mai multe criterii: După modul de explorare a şanţului gravat După modul de transformare a semnalelor După principiul sistemului de transformare După principiul de funcţionare După principiul constructiv După calitatea semnalelor sonore După modul de explorare a şanţului gravat se întâlnesc două categorii de doze. Prima categorie este cea a dozelor cu explorare prin atingerea şanţului gravat, prin intermediul acului de redare. A doua categorie este a dozelor care nu ating suprafaţa discului făcându-se prin reflexiile produse asupra unui fascicul de lumină coerentă, de către pereţii şanţului gravat. Acest tip de doze datorită costului ridicat, sunt o raritate. În prezent cele mai utilizate doze sunt cele prevăzute cu traductoare electromecanice. După principiul sistemului de transformare întâlnim doze active şi pasive. Constructiv, atât dozele active cât şi cele pasive se pot grupa în: Doze active: piezoelectrice cu caracter inductiv Doze pasive: cu caracter capacitiv electronice După principiul constructiv sunt cunoscute următoarele tipuri de doze: piezoelectrice: doze cu cristal doze ceramice cu caracter inductiv: doze magnetice doze electrodinamice cu caracter capacitiv: doze condensator electronice: doze fotoelectrice doze semiconductoare 11. Caracteristicile mecanice şi electroacustice ale dozelor de redare În prezent, cea mai mare parte a dozelor folosite fac parte din categorie celor cu explorarea prin atingere. Ele sunt constituite din trei părţi componente: vârful de redare, suportul vârfului de redare şi traductorul. Deoarece în prezent majoritatea dozelor(99,9%) sunt de tip electromecanic, proprietăţile acestora vor fi descrise de caracteristicile mecanice şi electroacustice. Caracteristicile mecanice cele mai importante ale dozelor sunt: masa echipamentului mobil, forma şi starea vârfului de redare, elasticitatea faţă de amplitudinea de deplasare a şanţului. Pentru stabilirea calităţii unei doze cele mai importante caracteristici electroacustice sunt: caracteristica de frecvenţă, atenuarea de diafonie, distorsiunile geometrice, asimetria canalelor. Masa echipajului mobil La redarea discurilor, calitatea audiţiei este dependentă în mare măsură de calitatea contactului dintre vârful de redare şi suprafaţa şanţului gravat. Ea este influenţată de masa echipajului mobil care este compus din: masa vârfului de redare, a suportului acestuia şi a parţilor mobile ale traductorului. La dozele uzuale se întâlnesc valori între 3…5mg, iar la dozele HI-FI valoarea masei nu trebuie să depăşească 2mg. Forma şi starea vârfului de redare În practică se cunosc patru tipuri de profile transversale ale vârfului de redare: circulare, eliptice, patrulatere şi hexagonale. De dimensiunile şi calitatea suprafeţei de redare a acului depinde explorarea corespunzătoare a şanţului gravat. Referitor la forma vârfului de redare se exprima numeric raza de curbură a vârfului şlefuit, care, în cazul dozelor stereo la vârfurile semisferice este între 13…18µm. Forţa de apăsare a vârfului de redare Reprezintă forţa de apăsare pe suprafaţa şanţului gravat necesară pentru obţinerea nivelului nominal al semnalului de ieşire din doză. La dozele cu caracter inductiv şi capacitiv forţa de apăsare necesară este, în funcţie de calitatea dozei, între 0,5…3gf. Forma vârfului de redare influenţează şi ea mărimea forţei de apăsare. Elasticitatea suportului vârfului de redare Ea depinde de rigiditatea materialului din care este confecţionat suportul. Elasticitatea dozelor moderne este mai bună de 0,08mm/gf. Elasticitatea faţa de amplitudinea de deplasare a şanţului Această caracteristică ne arată care este elongaţia permisibilă a vârfului de redare, astfel că la o frecvenţă şi forţă de apăsare date, redarea să nu fie însoţită de distorsiuni. Caracteristica de frecvenţă Conform normelor DIN, o doză picup trebuie să asigure o caracteristică de frecvenţă la redarea discului de măsură (se foloseşte un disc de măsură DIN), între 40…63,5Hz cu abaterea de ±5dB; 63,5…8000Hz cu ±3dB; 63,5…10000Hz cu ±1dB; 10000…14000Hz cu ±3dB; 14000…20000Hz cu ±3dB. Aceste caracteristici sunt valabile numai dacă sunt cunoscute caracteristicile discului de măsură. Atenuarea de diafonie Valoarea numerică a atenuării de diafonie a dozei de redare exprimă cu câţi decibeli (dB) este mai mic semnalul obţinut pe canalul nemodulat faţă de semnalul din canalul modulat. Ea se determină în general la frecvenţa de 1KHz. Distorsiunile neliniare Distorsiunile neliniare pot apărea din cauza caracterului neliniar al transformării sau din nepotrivirile de natură geometrică între modul de gravare şi modul de explorare a şanţului gravat pe suprafaţa discului. În primul caz distorsiunile apar ca produse de modulaţie care se traduc prin apariţia unor sunete combinate. Mărimea acestor distorsiuni nu se poate pune în evidenţă cu instrumentele de măsură, din care motiv fabricile producătoare nu le prezintă printre datele tehnice. Valoarea acestor distorsiuni poate fi neglijabilă. Distorsiunile din cauza nepotrivirii de natură geometrică între modul de gravare şi modul de explorare au o influenţă apreciabilă asupra calităţii audiţiei. Apar astfel erori ale unghiului de citire şi efectul forţei centripete care duc la apariţia armonicilor pare şi a unei modulaţii de fază. Deoarece modulaţia de fază este proporţională cu modulaţia de frecvenţă se pot efectua măsurători precise asupra distorsiunilor prin măsurarea componentelor de intermodulaţie. Distorsiunile de intermodulaţie se măsoară în funcţie de forţa de apăsare a vârfului de redare şi de elongaţia vibraţiilor gravate pe disc. Valoarea permisibilă a intermodulaţiei la 6dB este 1%. Dozele moderne au valoarea intermodulaţiei sub 0,5. 12. Dozele cu cristal Dozele cu cristal sunt cele mai vechi tipuri de doze. Sistemul traductor este alcătuit dintr-un jug de susţinere în care sunt fixate două lame de cristal piezoelectric paralelipipedice, cuprinse între două planuri care fac între ele un unghi de 45o. Cele două lame de cristal piezoelectric au grosime aproximativ de 0,1…0,3mm şi sunt realizate din cristalul de sare Seignette, tăiate cu mijloace specializate după axele electrice. Cele două suprafeţe ale lamei de cristal se acoperă cu un lac special conductor. La suprafeţele exterioare celor două lamele sunt conectate firele de ieşire. La capetele celor două lamele se află două piese elastice din mase plastice de care este fixat suportul vârfului de redare. La redare vârful explorează şanţul gravat, transmiţând vibraţiile mecanice ale acestuia celor două lamele piezoelectrice. Prin deformaţiile elastice ale lamelelor, la bornele de ieşire ale acestora apar semnale electrice de audiofrecvenţă. Sensibilitatea dozelor cu cristal este scăzută, ea nedepăşind valoarea de 0,04mm/gf. De aceea, pentru obţinerea unor semnale de ieşire suficient de mari pentru a pute fi utilizate, este necesară o forţă de apăsare mare care să depăşească valoarea de 3gf. Forţa de apăsare mare determină uzura vârfului de redare şi a pereţilor şanţului gravat, fapt ce duce la degradarea informaţiei sonore de pe disc. În general vârful de redare este construi din safir, cu secţiunea circulară şi raza de curbură între 15…25µm. Durata de utilizare este dependentă de tipul dozei. În cazul dozelor mai sensibile, forţa de apăsare necesară este mai mică şi uzura mai lentă. Dacă acul este folosit la doze mai puţin sensibile, care să necesite o forţă de apăsare mai mare, uzura acului este mai rapidă. Durata de utilizare a vârfului de redare este de 200…500ore, în funcţie de forţa de apăsare. Dozele de calitate medie au distorsiunile cuprinse între 4…5%, iar cele de calitate mai bună au 2…3%. Dezavantajul principal al dozei cu cristal este sensibilitatea mare faţă de variaţiile de temperatură ale mediului ambiant. La o creştere cu 10oC faţa de temperatura normală de lucru(18o…22oC) are loc o scădere a semnalului de ieşire cu 25%. Singurul avantaj al dozelor cu cristal este nivelul destul de ridicat a semnalului de la ieşire. Nivelul semnalului este cuprins între 400…800mV pe o impedanţă de ieşire de 0,5…2MΩ. Caracteristica de frecvenţă la dozele de calitate medie este între 60…12000Hz, cu o abatere de ±6dB, având numeroase denivelări. 13. Dozele ceramice Dozele ceramice sunt asemănătoare din punct de vedere constructiv cu dozele cu cristal. La dozele ceramice, elementul traductor nu mai este o lamelă de cristal tăiată dintr-un macrocristal de sare Seignette, ci este format dintr-o lamelă de ceramică policristalină(piezooxiodică). Proprietăţile piezoelectrice apar numai după tratamente termice speciale. Plăcuţa ceramică se poate realiza cu grosimea mai mică şi cu elasticitatea mai mare ca lamelele folosite la dozele cu cristal, din care cauză la forţe de deformare mai mici produce un nivel corespunzător al semnalului de ieşire. La acest tip de doză se obţine la ieşire o tensiune de aproximativ 500mVm la o forţă de apăsare de 2…4gf. În comparaţie cu dozele de cristal, dozele ceramice au o stabilitate mai bună cu temperatura. Astfel până la +70oC nu sunt influenţate de temperatură. Umiditatea mediului ambiant nu influenţează proprietăţile electrice ale plăcuţelor, însă la acţiunile mecanice(şocuri) sunt mult mai sensibile decât dozele simple cu cristal. Banda de frecvenţă, În cazul dozelor ceramice de calitate medie este cuprinsă între 30…16000Hz, cu ±1dB iar în cazul celor de calitate ridicată între 30…18000Hz, cu o abatere de ±6dB. Distorsiunile diferă în funcţie de tipul dozei, valorile sunt cuprinse între 0,5…2%. Pentru a mări durata de utilizare a dozelor, vârful de redare este realizat din diamant(în marea majoritate a cazurilor). În felul acesta se obţin durate de utilizare până la 800 de ore în cazul unei forţe de apăsare de 5gf. Constatări practice arată că vârfurile din diamant se pot folosi 1200 de ore la forţa de apăsare de 2gf, 1400 ore la 1gf, 1500 ore la 0,5gf. La aceasta contribuie şi raza de curbură mică a vârfurilor de redare. 14. Dozele magnetice În prezent dozele magnetice sunt cele mai utilizate în tehnica HI-FI. După modul constructiv ele se împart în trei grupe: cu magnet mobil(magnetodinamice) cu miez de fier mobil(ferodinamice) cu reluctanţă variabilă Funcţionarea dozelor magnetice se bazează pe principiul inducţiei electromagnetice; dacă spirele unei bobine sunt străbătute de linii de câmp magnetic variabil, în bobină se induce o tensiune electromotoare. Tensiunea electromotoare indusă este: unde: n este numărul de spire al bobinei; Φ este fluxul magnetic; dΦ/dt este variaţia fluxului magnetic. Variaţia fluxului magnetic dΦ/dt este proporţională cu viteza de oscilaţie a vârfului de redare, v, deci rezultă e= k*v unde k este o constantă tipică dozei. Dozele cu magnet mobil transformă vibraţiile mecanice explorate de vârful de redare în tensiune de audiofrecvenţă pe baza principiului inducţiei electromagnetice expus mai sus. La acest tip de doze traductorul este alcătuit din una sau mai multe bobine cu miez magnetic, în dreptul cărora oscilează un minuscul baston de magnet permanent. Acesta este solidar cu suportul vârfului de redare. La mişcarea vârfului de redare se mişcă şi bastonul de magnet permanent, care va determina un flux magnetic în corespondenţă cu vibraţiile modulate în şanţul gravat. Prin vibraţia fluxului în dreptul miezurilor bobinelor se induce în acestea o tensiune de audiofrecvenţă. Dozele moderne sunt realizate cu doua sau patru bobine. De numărul acestora depinde nivelul de audiofrecvenţă de la ieşire. Acesta este cuprins între 2…10mV. De numărul bobinelor depinde şi impedanţa de ieşire care este cuprinsă între 10..50KΩ. Dozele cu miez de fier sunt asemănătoare cu dozele magnetodinamice. La acestea în locul magnetului mobil se foloseşte un miez de fier moale. Miezul de fier moale se află într-un câmp magnetic constant, creat de un magnet permanent. El se comportă ca un magnet secundar. O dată cu vibraţiile vârfului de redare se va modifica şi fluxul magnetic din bobinele dozei, inducându-se în spirele acesteia o tensiune electromotoare de audiofrecvenţă. Prin folosirea miezului de fier s-a redus masa echipajului mobil, mărindu-se astfel elasticitatea acestuia. Dozele cu reluctanţă variabilă Principiul de funcţionare al acestor doze se bazează pe modificarea reluctanţei circuitului magnetic în funcţie de oscilaţiile vârfului de redare în timpul explorării şanţului modulat. Despre caracteristicile calitative generale se poate arăta caracteristica de frecvenţă între 30…20000Hz, distorsiunile armonice între 0,1…0,5%(fig. 9). a b c Fig. 9 Caracteristica de frecvenţă a dozelor magnetice; a─ magnetodinamică; b─ferodinamică; c─cu reluctanţă variabilă 15. Dozele electrodinamice La acest tip de doză bobina este fixată de suportul vârfului de redare. Din acest motiv dozele electrodinamice se mai numesc şi doze cu bobină mobilă. Bobina se află într-un câmp magnetic constant care este creat, ca şi în cazul celorlalte doze, dintr-un magnet permanent. În timpul explorării discului, prin mişcarea bobinei în câmpul magnetic, se induce în spirele acestuia tensiune de audiofrecvenţă. Masa mică a bobinei duce la scăderea mesei echipajului mobil. În felul acesta se obţine o bună elasticitate. Din cauza numărului mic de spire al bobinei, tensiunea de audiofrecvenţă este foarte mică(de ordinul zecimilor de mV). De aceea este necesară utilizarea unor transformatoare pentru a putea realiza conectarea dozei la preamplificator. În general dozele electrodinamice se folosesc în studiourile profesionale. Caracteristica de frecvenţă este între 10..50000Hz. Aceasta permite utilizarea dozelor la reproducerea discurilor cuadrofonice. La dozele electrodinamice se utilizează numai vârfuri de redare diamant. 16. Dozele condensator Dozele condensator se produc în două variante: doze condensator de înaltă frecvenţă doze condensator de audiofrecvenţă Doza condensator de audiofrecvenţă are suportul vârfului de redare realizat dintr-un tub subţire metalic, care constituie armătura mobilă a condensatorului. Aceasta se află între două folii de electret perpendiculare, care pe feţele posterioare sunt metalizate; în felul acesta se obţin armăturile fixe. În timpul mişcării vârfului de redare se modifică capacitatea electrică a sistemului şi la bornele armăturilor apare tensiune de semnal. Nivelul acesteia este foarte mic şi nu se transmite nici măcar la mică distanţă fără a se înrăutăţi raportul semnal/zgomot. De acea, în doză se încorporează preamplificatoare cu circuite integrate capabile să debiteze un semnal de 200mV la 1KHz cu o abatere de ±1dB. Raportul semnal/zgomot se apropie de cel al dozelor magnetice şi dinamice, având însă elasticitatea mult mai bună ca acestora(fig. 10). Fig. 10 Doza condensator. BIBLIOGRAFIE: 1.Emil Marian Ilie Mihăiescu Mircea Schmol Imre Szatmary 2.Al. Iulian Stan 3.E. Damachi 4.Theodor Dănilă 5.Constantin Rădoi Montaje electronice de vacanţă Editura Albatros Bucureşti 1988 Aparate, echipamente şi instalaţii de electronică industrială Editura Didactică şi Pedagogică R.A. Bucureşti 1992 Electronică Editura Didactică şi Pedagogică R.A. Bucureşti 1994 Componente şi circuite electronice Editura Didactică şi Pedagogică R.A. Bucureşti 1996 Echipamente şi instalaţii de electronică industrială Editura Didactică şi Pedagogică R.A. Bucureşti 1995 PAGE *ARABIC 2 쥁@