Журнал Радио 5 номер 2002 год. ЗВУКОТЕХНИКА

Журнал Радио 5 номер 2002 год. ЗВУКОТЕХНИКА ЧЕТЫРЕХКАНАЛЬНЫЙ КАССЕТНЫЙ РЕКОРДЕР А. ФИЛАТОВ, К. ФИЛАТОВ, г. Таганрог Ростовской обл.   В современной портативной студии для выполнения первичной звукозаписи должен быть рекордер, функции которого может выполнить многоканальный аналоговый кассетный магнитофон. Авторы сделали попытку создать простой четырехканальный аппарат. Его особенностью является адаптивность тракта записи к спектру сигнала, в результате перегрузочная способность тракта в области высоких звуковых частот была существенно повышена. Последующая обработка сигналов с использованием компьютерных программ шумоподавления позволяет без компандирования фонограммы достигнуть соотношения сигнал/шум 75...80 дБ. Высокую стабильность движения магнитной ленты обеспечивает стабилизатор скорости с кварцевым генератором.
Конструкция описываемых в статье узлов предназначена для изготовления рекордера на базе ЛПМ "Маяк МП-249С". Такой аппарат вместе с портативным микшерным пультом будет вполне пригоден для записи "живых" концертов музыкальных ансамблей и хоровых коллективов, существующих во многих городах, и станет полезным дополнением в оборудовании самодеятельных музыкальных студий.

Цифровые методы воспроизведения звука прочно вошли в наш быт. Этого нельзя сказать о цифровых записывающих устройствах ≈ магнитофонах R-DAT и CD-рекордерах компакт-дисков. Эти устройства пока менее доступны широкому кругу любителей звукозаписи. Крупным недостатком упомянутых устройств является невозможность высококачественной записи более двух каналов. Имеющаяся в некоторых DAT-магнитофонах опция четырехканальной записи использует частоту дискретизации всего 32 кГц и шкалу 12-битного неравномерного квантования, что не соответствует стандарту Hi-Fi (DIN 45500). В то же время большинство микшерных пультов имеют четырехканальный выход и при записи, например, "живой" музыки многоканальная запись предоставляет дополнительные возможности по существенному улучшению итоговой стереофонограммы за счет раздельной обработки сигналов в каналах. Существуют цифровые многодорожечные системы звукозаписи: от восьмиканальной AKAI DR-8 ($2430) до 24-канальной Tascam МХ-2424 ($6290), но они, понятно, доступны немногим.

В то же время возможности аналоговой многоканальной звукозаписи далеко не исчерпаны. Об этом свидетельствует продолжающийся выпуск аналоговых студийных катушечных магнитофонов: А-820 фирмы STUDER (Швейцария) и MTR-15 фирмы ATARI (Япония). Это многоскоростные магнитофоны, сложные и дорогие, но они имеют и высокие технические характеристики: полосу частот 40...28000 Гц при отношении сигнал/шум 75...78 дБ. Выпускается также портастудия Fostex X-34 ($550), обеспечивающая четырехканальную запись на компакт-кассете.

Основными недостатками аналоговой звукозаписи является недостаточное отношение сигнал/шум: 50...56 дБ (невзвешенное, на ленте МЭК-1, а также спад отдачи магнитной ленты и большие нелинейные искажения при записи на частотах выше 6...8 кГц.

Повышение отношения сигнал/шум на 10... 15 дБ обеспечивают различные компандерные системы шумопонижения: Dolby А, В, С, dbx, Hicom, Super D и др. Альтернативой компандированию ныне стало применение современных компьютерных алгоритмов шумопонижения, имеющихся в звуковых редакторах Sound Forge, Cool Edit и др. Эти алгоритмы используют БПФ и реализуют шумоподавление не в двух≈четырех частотных полосах, а в нескольких сотнях ≈ тысячах (задается пользователем) с предварительным определением порогов шумоподавления в каждой из частотных полос. Такая обработка фонограммы позволяет улучшить отношение сигнал/шум на 15...20 дБ и отношение сигнал/регулярная помеха ≈ на 40...50 дБ.

Попытки улучшить аналоговую запись высоких частот с подмагничиванием предпринимались разными способами. Это и ограничение глубины коррекции ВЧ при записи высокочастотных сигналов большого уровня (устройства ADRS фирмы Akai и DYNEQ фирмы Tandberg), и использование динамического подмагничивания. Определенный интерес представляет статья О. Зайцева [1], в которой предложено сочетание упомянутых выше методов для катушечного магнитофона, работающего на скорости ленты 9,53 см/с.

В предлагаемой статье представлены основные узлы четырехканального кассетного магнитофона ≈ рекордера для записи "живой" музыки на скорости 4,76 см/с. Увеличение отдачи магнитной ленты, снижение нелинейности тракта записи на высоких частотах достигается за счет адаптации глубины высокочастотной коррекции в усилителе записи (УЗ) и тока высокочастотного подмагничивания. С целью экономии места в статье показаны принципиальные схемы только одного канала записи и воспроизведения (остальные идентичны) и печатные платы для двух каналов, что связано с использованием микросхемы К157УД2. Четырехканальный вариант УВ и УЗ рекордера потребует двойного комплекта печатных плат.

Генератор стирания и подмагничивания (ГСП) обеспечивает работу четырех каналов записи. Для снижения тока подмагничивания (при использовании магнитных лент МЭК-1) обычно уменьшают напряжение питания. Это приводит к ухудшению стирания и изменению частоты ГСП, что влечет за собой нарушение работы заграждающих фильтров колебаний с частотой подмагничивания. Нами разработан ГСП на кварцевом резонаторе (часовом) с умножителем частоты на три (frcn = 98,3 кГц), работающий при постоянном напряжении питания. Модулятор высокочастотного подмагничивания выполнен на основе параллельного колебательного контура с изменяемой добротностью. Колебания кварцевого генератора после соответствующего деления частоты также используются в блоке цифровой ФАПЧ стабилизации скорости вращения вала двигателя ЛПМ, в качестве которого использован коллекторный двигатель постоянного тока с тахогенератором (от видеомагнитофона "Электроника ВМ-12").

Функциональная схема основных узлов кассетного магнитофона в двухка-нальном (стереофоническом) варианте приведена на рис. 1. Блок универсальных головок BG1 подключается переключателем SA1 к двухканальному усилителю воспроизведения или к усилителю записи. В усилителях воспроизведения предусмотрена электронная коммутация постоянных времени 120 и 70 мкс (для ленты на основе Fe2 03 или Сг02) и блокировка выхода во всех режимах работы ЛПМ, кроме воспроизведения. Управление режимами работы блоков осуществляется логическими уровнями напряжения 0 и +5 В, подаваемыми на соответствующие ключи. С целью упрощения схемы устройство управления и блок питания на ней не показаны. Их структура зависит от типа используемого ЛПМ и требований, предъявляемых к магнитофону. На входе канала записи установлен фильтр нижних частот с частотой среза 20...22 кГц. С выхода УЗ сигнал поступает на амплитудные детекторы АД1, АД2 и через фильтр-пробку LфСф, настроенный на частоту высокочастотного под-магничивания (ВЧП), на головку записи. Модулятор напряжения ВЧП связан с универсальной головкой через подст-роечный конденсатор Сп. Выходное напряжение АД1 управляет модулятором Мод 1 ВЧП: с ростом уровня и частоты высокочастотных составляющих в записываемом сигнале (7...20 кГц) напряжение ВЧП на выходе модулятора уменьшается. Напряжение с выхода АД2 поступает на узел адаптации глубины высокочастотной коррекции (звено LkCkRkVT1), уменьшающий глубину высокочастотной коррекции по мере роста уровня записи и частоты сигнала.

ГСП выполнен как генератор с внешним возбуждением и состоит из умножителя частоты на три и усилителя мощности, нагрузкой которого является стирающая головка BS1. На вход умножителя поступают колебания формы меандр с частотой 32,768 кГц от кварцевого генератора, расположенного в блоке цифровой ФАПЧ двигателя ЛПМ. Стирающая головка входит в колебательный контур на выходе УМ, с которого напряжение стирания поступает на модуляторы Мод 1 и Мод 2 каналов записи (в четырехканальном варианте и на модуляторы каналов 3, 4).

Блок стабилизатора частоты вращения для ведущего двигателя, выполненный на основе цифровой ФАПЧ, включает в себя кварцевый автогенератор на частоту 32768 Гц, два делителя частоты (ДЧ), частотно-фазовый детектор ЧФД, пропорционально интегрирующий фильтр ПИФ, усилитель постоянного тока УПЦ коллекторный двигатель с тахогенератором ТГ и усилитель-ограничитель УО. Стабилизация частоты вращения двигателя осуществляется за счет обратной связи по сигналам с ТГ. Синусоидальное напряжение с выхода ТГ двигателя в усилителе-ограничителе преобразуется в последовательность прямоугольных импульсов, которые после деления по частоте в ДЧ2 сравниваются по частоте и фазе в ЧФД с импульсами кварцевого генератора, прошедшими через ДЧ1. Сигнал ошибки с выхода пропорционально интегрирующей цепи усиливается в УПТ и поступает на электродвигатель, в результате частота вращения вала изменяется до совпадения частоты и фазы импульсных последовательностей на входах ЧФД. Такое построение блока позволяет получить высокую стабильность средней скорости ленты (не хуже ╠0,05 %) и обеспечить минимальный коэффициент колебаний скорости вращения тонвала, зависящий лишь от точности изготовления вращающихся деталей.

Принципиальная схема усилителя воспроизведения (УВ) приведена на рис. 2. Здесь описывается схема одного канала УВ; другие каналы устроены аналогично. В режиме воспроизведения сигнал с универсальной головки BG1.1 через контакты разъема Х2 и реле К1 поступает на базу малошумящего усилителя, выполненного на транзисторе VT4. Общими для обоих каналов являются узел управления реле К1, К2, выполненный на транзисторах VT1 ≈ VT3, параметрический стабилизатор напряжения -2,2 В на VD3, HL1, R12, С4 и стабилизаторы напряжения ╠9,5 В питания ОУ, выполненные соответственно на элементах VT5, VD5, R24 и VT8, VD4, R28.


Увеличить

Для уменьшения низкочастотных шумов применена непосредственная связь головки с базой транзистора малошумя-щего усилителя. Стабилизация тока эмиттера VT4 выполнена с помощью резистора R10, подключенного к стабилизатору - 2,2 В. Высокочастотная коррекция в УВ достигается за счет резонанса в параллельном колебательном контуре, образованном индуктивностью головки BG1.1 и конденсатором С1. Контур настроен на верхнюю граничную частоту магнитофона 18...20 кГц, а резистор R7 обеспечивает нужную добротность. Конденсатор СЗ снижает уровень высокочастотных помех, попадающих на вход каскада. Резистором R13 регулируют усиление каскада, изменяя глубину ООС через элементы С6, R11, R13 для установки номинального уровня выходного напряжения УВ. Элементы С2, R8 дополнительно фильтруют питание в цепи коллектора VT4.

С резистора R9 усиленный сигнал через конденсатор С5, резистор R14 поступает на неинвертирующий вход ОУ DA1.1. Последовательный колебательный контур C7L1 настроен на частоту подмагничивания и является режектор-ным фильтром. Этот контур необходим при одновременной работе УВ и канала записи в режиме перезаписи в магнитофонах с двумя ЛПМ. При использовании одного ЛПМ элементы контура не устанавливают. ОУ DA1 охвачен ООС по постоянному току через резистор R18. По переменному току частотнозависимая ООС, формирующая необходимую коррекцию АЧХ, действует через делитель R20R21 и цепь R19C11R17R16C8. Транзисторный ключ VT7 подключает цепь R23C14, обеспечивая для ленты Fe203 изменение постоянной времени корректирующей цепи с 70 до 120 мкс. Конденсатор С9 предотвращает возбуждение усилителя на ультразвуковых частотах. Сигнал с вывода 13 ОУ через резисторы R22, R25 (при закрытом ключе на VT6) поступает на выход. Транзистор VT6 открыт во всех режимах работы ЛПМ, кроме режима воспроизведения, и блокирует прохождение помех коммутации и других шумов на выход магнитофона.

ЛИТЕРАТУРА
1. Зайцев О.B Система динамического регулирования в тракте магнитной записи. — Радио, 1997, ╧9, с. 19 — 21.

(Продолжение следует)

МОДУЛЬНАЯ РЕКЛАМА
Условия см. в "Радио", 2002, ╧ 3, c. 43ПРЕДЛАГАЕМ

Офисные АТС LG, Panasonic. Монтаж.
Программы тарификации. Выезд в регионы.
Москва (095) т/ф.: 962-91-98; 962-94-10.
С.-Петербург (812) т. 535-25-96.
Электронная почта: ms_ Этот e-mail адрес защищен от спам-ботов, для его просмотра у Вас должен быть включен Javascript .

Вернуться к содержанию журнала "Радио" 5 номер 2002 год







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2019 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.