- Μηνύματα
- 16.932
- Reaction score
- 54.808
Το παρόν άρθρο φυσικά δεν μειώνει την ευχαρίστηση που αποκομίζουμε από τα βινυλιακά μας συστήματα.Θα μπορούσε κάλλιστα ν'αποτελέσει φυσική συνέχεια του εξής παρελθόντος θέματος:
http://www.avsite.gr/vb/showthread.php?t=37406
Έχει στηριχθεί επίσης στο παρακάτω βιβλιογραφικό λινκ
http://books.google.gr/books?id=XVX...epage&q=finite contact area stylus LP&f=false
Η κβαντική θεώρηση του κόσμου υποδεικνύει ότι οποιαδήποτε φυσική διεργασία-την οποία το αισθητικό μας σύστημα αντιλαμβάνεται πάντα ως αναλογική(συνεχή στο πεδίο του χρόνου)- δεν παύει να είναι ουσιαστικά κβαντισμένη σε κάποιο μικροσκοπικό επίπεδο.
Εξετάζοντας το παράδειγμα του βινυλιακού δίσκου LP,η πληροφορία αποτυπώνεται σ'αυτό υπό τη μορφή ενός διαμορφωμένου σπειροειδούς αυλακιού.Ο αισθητήρας ΄΄μέτρησης΄΄ είναι μιά μικροσκοπική ακίδα που τοποθετείται επί του αυλακιού ενόσω ο δίσκος περιστρέφεται με σταθερή γωνιακή ταχύτητα.Το σήμα είναι καταγεγραμμένο στη μορφολογία των επιφανειών του αυλακιού.Παράγεται σήμα εξόδου ανάλογο της στιγμιαίας ακτινικής ταχύτητας της ακίδας.Η ακίδα είναι προσαρμοσμένη στο άκρο στελέχους του οποίου το άλλο άκρο συνδέεται με ηλεκτρογεννήτρια που έχει τη μορφή είτε πηνίου κινούμενου εντός πεδίου μαγνητών είτε μαγνήτη κινούμενου εντός σταθερών πηνίων και η οποία αποδίδει τάση εξόδου ανάλογη της εγκάρσιας ταχύτητας της ακίδας.Ένα ποσοστό της ενέργειας περιστροφής του δίσκου μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια.Η κεφαλή περιλαμβάνει το σύνολο των διατάξεων που επιτελούν την μετατροπή μηχανικής σε ηλεκτρική ενέργεια.
Γιά λόγους απλότητας ας θεωρήσουμε τη βινυλιακή εγγραφή ως μονοφωνική και ότι η ονομαστική κεντρική γραμμή ενός αδιαμόρφωτου αυλακιού θα προκαλέσει την ακίδα να κινηθεί προς το εσωτερικό με σταθερό ρυθμό dr/dt.Στο παρακάτω σχήμα το εγγεγραμμένο σήμα αναπαριστάται από ένα διάστημα εκτόπισης χ{t} που αποτελεί την απόσταση της πραγματικής θέσης της ακίδας στη συγκεκριμένη χρονική στιγμή ΄΄t΄΄ως προς τη θέση που θα είχε εάν το αυλάκι δεν ήταν διαμορφωμένο.Η ακτινική ταχύτητα της ακίδας σε κάθε χρονική στιγμή δίδεται με τον τύπο: V{t}=dx{t}/dt + dr/dt .
Στην πράξη,η σταθερή ταχύτητα σπείρας dr/dt εξαναγκάζει τον βραχίονα με την κεφαλή να κινηθούν αποκλειστικά προς το κέντρο του δίσκου,οπότε η τάση εξόδου που παράγεται από τις κινήσεις της ακίδας είναι U{t}=k*V{t}=k*dx{t}/dt ,όπου το ΄΄k΄΄ αντιπροσωπεύει το συντελεστή μετατροπής(ευαισθησία) μηχανικής σε ηλεκτρική ενέργεια της κεφαλής και μετράται σε mV/cm/sec.Σε ιδανικές συνθήκες επιθυμούμε να λαμβάνουμε τάση εξόδου U{t} που ν'αποτελεί πιστή αναπαραγωγή των αντίστοιχων παραλλαγών ηχητικής πίεσης.Σε κάθε βινυλιακό σύστημα βέβαια έχουμε αναπόφευκτους συμβιβασμούς...Συμπιέσεις δυναμικής περιοχής(προκειμένου ν'αποφευχθεί η χάραξη αυλακιών με σχηματισμούς που θα εξέτρεπαν υπέρμετρα την ακίδα),μηχανικοί περιορισμοί όσον αφορά τη μέγιστη δυνατή απόκλιση x{t} και τη μέγιστη δυνατή επιτάχυνση.Επιπλέον η στάθμη του θορύβου επικαλύπτει αποτυπωμένες μεταβολές της εκτροπής μεγέθους μικροτέρου από δεδομένο όριο.
Η βιομηχανία παραγωγής δίσκων είχε υιοθετήσει μιά στάνταρ στάθμη 5cm/sec(ταχύτητα κορυφής αντιστοιχούσα σε ημιτονοειδές κύμα συχνότητας 1000 Hz) ως το ονομαστικό σημείο αναφοράς γιά τα 0 dB.Μιά καλή κεφαλή είναι κανή να ιχνηλατήσει επιτυχώς(δηλ. να διατηρήσει την ακίδα σ'επαφή με το αυλάκι) επίπεδα διαμόρφωσης μέχρι και 20dB υψηλότερα της στάθμης αναφοράς.Γιά ημιτονοειδές κύμα συχνότητας ΄΄f΄΄ και πλάτους ΄΄A΄΄,η αποκλίνουσα εκτόπιση δίδεται από τον τύπο: x{t}=A*Sin(2π*f{t}).Κατ'επέκταση,η ταχύτητα θα είναι V{t}=2fA*Cos(2π*f{t}) και η επιτάχυνση: a=-(2π*f)^2*A Sin(2π*f{t}).
Ένα ημιτονοειδές κύμα 1000 Hz εγγεγραμμένο σε στάθμη +20dB θα επιφέρει εκτόπιση με τιμή κορυφής x[k]=~80 μικρόμετρα(εκατομμυριοστά του μέτρου) κι επιτάχυνση κορυφής a[k]=~3000m/sec^2 (περίπου 300 φορές μεγαλύτερη από την επιτάχυνση της γήινης βαρύτητας!)
Όσο άρτια ή ακριβή κι αν είναι η κατασκευή,κάθε κεφαλή θα ΄΄εκτραπεί΄΄ από διαμορφώσεις αυλακιών υπεράνω ενός δεδομένου μεγέθους,επειδή οι εκτοπίσεις και οι επιταχύνσεις υπερβαίνουν τα όρια της κατασκευής με αποτέλεσμα η ακίδα είτε να χάνει τη στενή επαφή με το αυλάκι,είτε να προσομοιάζει με ΄΄σμίλη΄΄ που θα εξασκούσε γλυπτική στις υπάρχουσες διαμορφώσεις ΄΄γρατζουνώντας΄΄ τις επιδερμικές στιβάδες του αυλακιού,είτε έστω κι αν ιχνηλατεί ορθά να επέρχεται κορεσμός στο σύστημα μετατροπής της μηχανικής ενέργειας σε ηλεκτρική.Ανεξάρτητα της ακριβούς αιτίας,υπεράνω μιάς συγκεκριμένης στάθμης η έξοδος της κεφαλής παύει ν'αντιπροσωπεύει απόλυτα την διαμόρφωση του αυλακιού.Αυτά τα προβλήματα ηλεκτρομηχανικής φύσης περιορίζουν τόσο τη μέγιστη στάθμη σήματος όσο και το μέγιστο ρυθμό εναλλαγής της στάθμης του σήματος που μπορεί ν'ανακτηθεί από δεδομένη κεφαλή.
Οι ελάχιστες αισθητές στάθμες σήματος μέσω της κεφαλής ορίζονται εν μέρει από τον ηλεκτρονικό θόρυβο που παράγεται στην εσωτερική αντίσταση της γεννήτριάς της καθώς και στο φωνογραφικό στάδιο που θα ενισχύσει το σήμα της.Εκτός του ηλεκτρονικού όμως,υπάρχει και μηχανικό όριο γιά τη μικρότερη στάθμη σήματος που μπορεί αυτή ν'ανιχνεύσει...
http://www.avsite.gr/vb/showthread.php?t=37406
Έχει στηριχθεί επίσης στο παρακάτω βιβλιογραφικό λινκ
http://books.google.gr/books?id=XVX...epage&q=finite contact area stylus LP&f=false
Η κβαντική θεώρηση του κόσμου υποδεικνύει ότι οποιαδήποτε φυσική διεργασία-την οποία το αισθητικό μας σύστημα αντιλαμβάνεται πάντα ως αναλογική(συνεχή στο πεδίο του χρόνου)- δεν παύει να είναι ουσιαστικά κβαντισμένη σε κάποιο μικροσκοπικό επίπεδο.
Εξετάζοντας το παράδειγμα του βινυλιακού δίσκου LP,η πληροφορία αποτυπώνεται σ'αυτό υπό τη μορφή ενός διαμορφωμένου σπειροειδούς αυλακιού.Ο αισθητήρας ΄΄μέτρησης΄΄ είναι μιά μικροσκοπική ακίδα που τοποθετείται επί του αυλακιού ενόσω ο δίσκος περιστρέφεται με σταθερή γωνιακή ταχύτητα.Το σήμα είναι καταγεγραμμένο στη μορφολογία των επιφανειών του αυλακιού.Παράγεται σήμα εξόδου ανάλογο της στιγμιαίας ακτινικής ταχύτητας της ακίδας.Η ακίδα είναι προσαρμοσμένη στο άκρο στελέχους του οποίου το άλλο άκρο συνδέεται με ηλεκτρογεννήτρια που έχει τη μορφή είτε πηνίου κινούμενου εντός πεδίου μαγνητών είτε μαγνήτη κινούμενου εντός σταθερών πηνίων και η οποία αποδίδει τάση εξόδου ανάλογη της εγκάρσιας ταχύτητας της ακίδας.Ένα ποσοστό της ενέργειας περιστροφής του δίσκου μετατρέπεται σε ηλεκτρική ενέργεια.Η κεφαλή περιλαμβάνει το σύνολο των διατάξεων που επιτελούν την μετατροπή μηχανικής σε ηλεκτρική ενέργεια.
Γιά λόγους απλότητας ας θεωρήσουμε τη βινυλιακή εγγραφή ως μονοφωνική και ότι η ονομαστική κεντρική γραμμή ενός αδιαμόρφωτου αυλακιού θα προκαλέσει την ακίδα να κινηθεί προς το εσωτερικό με σταθερό ρυθμό dr/dt.Στο παρακάτω σχήμα το εγγεγραμμένο σήμα αναπαριστάται από ένα διάστημα εκτόπισης χ{t} που αποτελεί την απόσταση της πραγματικής θέσης της ακίδας στη συγκεκριμένη χρονική στιγμή ΄΄t΄΄ως προς τη θέση που θα είχε εάν το αυλάκι δεν ήταν διαμορφωμένο.Η ακτινική ταχύτητα της ακίδας σε κάθε χρονική στιγμή δίδεται με τον τύπο: V{t}=dx{t}/dt + dr/dt .
Στην πράξη,η σταθερή ταχύτητα σπείρας dr/dt εξαναγκάζει τον βραχίονα με την κεφαλή να κινηθούν αποκλειστικά προς το κέντρο του δίσκου,οπότε η τάση εξόδου που παράγεται από τις κινήσεις της ακίδας είναι U{t}=k*V{t}=k*dx{t}/dt ,όπου το ΄΄k΄΄ αντιπροσωπεύει το συντελεστή μετατροπής(ευαισθησία) μηχανικής σε ηλεκτρική ενέργεια της κεφαλής και μετράται σε mV/cm/sec.Σε ιδανικές συνθήκες επιθυμούμε να λαμβάνουμε τάση εξόδου U{t} που ν'αποτελεί πιστή αναπαραγωγή των αντίστοιχων παραλλαγών ηχητικής πίεσης.Σε κάθε βινυλιακό σύστημα βέβαια έχουμε αναπόφευκτους συμβιβασμούς...Συμπιέσεις δυναμικής περιοχής(προκειμένου ν'αποφευχθεί η χάραξη αυλακιών με σχηματισμούς που θα εξέτρεπαν υπέρμετρα την ακίδα),μηχανικοί περιορισμοί όσον αφορά τη μέγιστη δυνατή απόκλιση x{t} και τη μέγιστη δυνατή επιτάχυνση.Επιπλέον η στάθμη του θορύβου επικαλύπτει αποτυπωμένες μεταβολές της εκτροπής μεγέθους μικροτέρου από δεδομένο όριο.
Η βιομηχανία παραγωγής δίσκων είχε υιοθετήσει μιά στάνταρ στάθμη 5cm/sec(ταχύτητα κορυφής αντιστοιχούσα σε ημιτονοειδές κύμα συχνότητας 1000 Hz) ως το ονομαστικό σημείο αναφοράς γιά τα 0 dB.Μιά καλή κεφαλή είναι κανή να ιχνηλατήσει επιτυχώς(δηλ. να διατηρήσει την ακίδα σ'επαφή με το αυλάκι) επίπεδα διαμόρφωσης μέχρι και 20dB υψηλότερα της στάθμης αναφοράς.Γιά ημιτονοειδές κύμα συχνότητας ΄΄f΄΄ και πλάτους ΄΄A΄΄,η αποκλίνουσα εκτόπιση δίδεται από τον τύπο: x{t}=A*Sin(2π*f{t}).Κατ'επέκταση,η ταχύτητα θα είναι V{t}=2fA*Cos(2π*f{t}) και η επιτάχυνση: a=-(2π*f)^2*A Sin(2π*f{t}).
Ένα ημιτονοειδές κύμα 1000 Hz εγγεγραμμένο σε στάθμη +20dB θα επιφέρει εκτόπιση με τιμή κορυφής x[k]=~80 μικρόμετρα(εκατομμυριοστά του μέτρου) κι επιτάχυνση κορυφής a[k]=~3000m/sec^2 (περίπου 300 φορές μεγαλύτερη από την επιτάχυνση της γήινης βαρύτητας!)
Όσο άρτια ή ακριβή κι αν είναι η κατασκευή,κάθε κεφαλή θα ΄΄εκτραπεί΄΄ από διαμορφώσεις αυλακιών υπεράνω ενός δεδομένου μεγέθους,επειδή οι εκτοπίσεις και οι επιταχύνσεις υπερβαίνουν τα όρια της κατασκευής με αποτέλεσμα η ακίδα είτε να χάνει τη στενή επαφή με το αυλάκι,είτε να προσομοιάζει με ΄΄σμίλη΄΄ που θα εξασκούσε γλυπτική στις υπάρχουσες διαμορφώσεις ΄΄γρατζουνώντας΄΄ τις επιδερμικές στιβάδες του αυλακιού,είτε έστω κι αν ιχνηλατεί ορθά να επέρχεται κορεσμός στο σύστημα μετατροπής της μηχανικής ενέργειας σε ηλεκτρική.Ανεξάρτητα της ακριβούς αιτίας,υπεράνω μιάς συγκεκριμένης στάθμης η έξοδος της κεφαλής παύει ν'αντιπροσωπεύει απόλυτα την διαμόρφωση του αυλακιού.Αυτά τα προβλήματα ηλεκτρομηχανικής φύσης περιορίζουν τόσο τη μέγιστη στάθμη σήματος όσο και το μέγιστο ρυθμό εναλλαγής της στάθμης του σήματος που μπορεί ν'ανακτηθεί από δεδομένη κεφαλή.
Οι ελάχιστες αισθητές στάθμες σήματος μέσω της κεφαλής ορίζονται εν μέρει από τον ηλεκτρονικό θόρυβο που παράγεται στην εσωτερική αντίσταση της γεννήτριάς της καθώς και στο φωνογραφικό στάδιο που θα ενισχύσει το σήμα της.Εκτός του ηλεκτρονικού όμως,υπάρχει και μηχανικό όριο γιά τη μικρότερη στάθμη σήματος που μπορεί αυτή ν'ανιχνεύσει...