Doze de redare Dozele de redare ocupa locul al doilea in ordinea importantei surselor de semnal. Ele mai sunt denumite surse secundare de semnal si sunt utilizate in doua situatii, la redarea discurilor fonografice si la captarea oscilatiilor coardelor metalice a unor instrumente muzicale. Explorarea oscilatiilor gravate mecanic in santul discului si transformarea acestora in semnale electrice de audiofrecventa este realizata de catre dozele de picup. Clasificarea lor se face dupa mai multe criterii: 41377ryz83peb3f Dupa modul de explorare a santului gravat Dupa modul de transformare a semnalelor Dupa principiul sistemului de transformare Dupa principiul de functionare ye377r1483peeb Dupa principiul constructiv Dupa calitatea semnalelor sonore Dupa modul de explorare a santului gravat se intalnesc doua categorii de doze. Prima categorie este cea a dozelor cu explorare prin atingerea santului gravat, prin intermediul acului de redare. A doua categorie este a dozelor care nu ating suprafata discului facandu-se prin reflexiile produse asupra unui fascicul de lumina coerenta, de catre peretii santului gravat. Acest tip de doze datorita costului ridicat, sunt o raritate. In prezent cele mai utilizate doze sunt cele prevazute cu traductoare electromecanice. Dupa principiul sistemului de transformare intalnim doze active si pasive. Constructiv, atat dozele active cat si cele pasive se pot grupa in: Doze active: piezoelectrice cu caracter inductiv Doze pasive: cu caracter capacitiv electronice Dupa principiul constructiv sunt cunoscute urmatoarele 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 si electroacustice ale dozelor de redare In prezent, cea mai mare parte a dozelor folosite fac parte din categorie celor cu explorarea prin atingere. Ele sunt constituite din trei parti componente: varful de redare, suportul varfului de redare si traductorul. Deoarece in prezent majoritatea dozelor(99,9%) sunt de tip electromecanic, proprietatile acestora vor fi descrise de caracteristicile mecanice si electroacustice. Caracteristicile mecanice cele mai importante ale dozelor sunt: masa echipamentului mobil, forma si starea varfului de redare, elasticitatea fata de amplitudinea de deplasare a santului. Pentru stabilirea calitatii unei doze cele mai importante caracteristici electroacustice sunt: caracteristica de frecventa, atenuarea de diafonie, distorsiunile geometrice, asimetria canalelor. Masa echipajului mobil La redarea discurilor, calitatea auditiei este dependenta in mare masura de calitatea contactului dintre varful de redare si suprafata santului gravat. Ea este influentata de masa echipajului mobil care este compus din: masa varfului de redare, a suportului acestuia si a partilor mobile ale traductorului. La dozele uzuale se intalnesc valori intre 3…5mg, iar la dozele HI-FI valoarea masei nu trebuie sa depaseasca 2mg. Forma si starea varfului de redare In practica se cunosc patru tipuri de profile transversale ale varfului de redare: circulare, eliptice, patrulatere si hexagonale. De dimensiunile si calitatea suprafetei de redare a acului depinde explorarea corespunzatoare a santului gravat. Referitor la forma varfului de redare se exprima numeric raza de curbura a varfului slefuit, care, in cazul dozelor stereo la varfurile semisferice este intre 13…18µm. Forta de apasare a varfului de redare Reprezinta forta de apasare pe suprafata santului gravat necesara pentru obtinerea nivelului nominal al semnalului de iesire din doza. La dozele cu caracter inductiv si capacitiv forta de apasare necesara este, in functie de calitatea dozei, intre 0,5…3gf. Forma varfului de redare influenteaza si ea marimea fortei de apasare. Elasticitatea suportului varfului de redare Ea depinde de rigiditatea materialului din care este confectionat suportul. Elasticitatea dozelor moderne este mai buna de 0,08mm/gf. Elasticitatea fata de amplitudinea de deplasare a santului Aceasta caracteristica ne arata care este elongatia permisibila a varfului de redare, astfel ca la o frecventa si forta de apasare date, redarea sa nu fie insotita de distorsiuni. Caracteristica de frecventa Conform normelor DIN, o doza picup trebuie sa asigure o caracteristica de frecventa la redarea discului de masura (se foloseste un disc de masura DIN), intre 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 daca sunt cunoscute caracteristicile discului de masura. Atenuarea de diafonie Valoarea numerica a atenuarii de diafonie a dozei de redare exprima cu cati decibeli (dB) este mai mic semnalul obtinut pe canalul nemodulat fata de semnalul din canalul modulat. Ea se determina in general la frecventa de 1KHz. Distorsiunile neliniare Distorsiunile neliniare pot aparea din cauza caracterului neliniar al transformarii sau din nepotrivirile de natura geometrica intre modul de gravare si modul de explorare a santului gravat pe suprafata discului. In primul caz distorsiunile apar ca produse de modulatie care se traduc prin aparitia unor sunete combinate. Marimea acestor distorsiuni nu se poate pune in evidenta cu instrumentele de masura, din care motiv fabricile producatoare nu le prezinta printre datele tehnice. Valoarea acestor distorsiuni poate fi neglijabila. Distorsiunile din cauza nepotrivirii de natura geometrica intre modul de gravare si modul de explorare au o influenta apreciabila asupra calitatii auditiei. Apar astfel erori ale unghiului de citire si efectul fortei centripete care duc la aparitia armonicilor pare si a unei modulatii de faza. Deoarece modulatia de faza este proportionala cu modulatia de frecventa se pot efectua masuratori precise asupra distorsiunilor prin masurarea componentelor de intermodulatie. Distorsiunile de intermodulatie se masoara in functie de forta de apasare a varfului de redare si de elongatia vibratiilor gravate pe disc. Valoarea permisibila a intermodulatiei la 6dB este 1%. Dozele moderne au valoarea intermodulatiei sub 0,5. 12. Dozele cu cristal Dozele cu cristal sunt cele mai vechi tipuri de doze. Sistemul traductor este alcatuit dintr-un jug de sustinere in care sunt fixate doua lame de cristal piezoelectric paralelipipedice, cuprinse intre doua planuri care fac intre ele un unghi de 45o. Cele doua lame de cristal piezoelectric au grosime aproximativ de 0,1…0,3mm si sunt realizate din cristalul de sare Seignette, taiate cu mijloace specializate dupa axele electrice. Cele doua suprafete ale lamei de cristal se acopera cu un lac special conductor. La suprafetele exterioare celor doua lamele sunt conectate firele de iesire. La capetele celor doua lamele se afla doua piese elastice din mase plastice de care este fixat suportul varfului de redare. La redare varful exploreaza santul gravat, transmitand vibratiile mecanice ale acestuia celor doua lamele piezoelectrice. Prin deformatiile elastice ale lamelelor, la bornele de iesire ale acestora apar semnale electrice de audiofrecventa. Sensibilitatea dozelor cu cristal este scazuta, ea nedepasind valoarea de 0,04mm/gf. De aceea, pentru obtinerea unor semnale de iesire suficient de mari pentru a pute fi utilizate, este necesara o forta de apasare mare care sa depaseasca valoarea de 3gf. Forta de apasare mare determina uzura varfului de redare si a peretilor santului gravat, fapt ce duce la degradarea informatiei sonore de pe disc. In general varful de redare este construi din safir, cu sectiunea circulara si raza de curbura intre 15…25µm. Durata de utilizare este dependenta de tipul dozei. In cazul dozelor mai sensibile, forta de apasare necesara este mai mica si uzura mai lenta. Daca acul este folosit la doze mai putin sensibile, care sa necesite o forta de apasare mai mare, uzura acului este mai rapida. Durata de utilizare a varfului de redare este de 200…500ore, in functie de forta de apasare. Dozele de calitate medie au distorsiunile cuprinse intre 4…5%, iar cele de calitate mai buna au 2…3%. Dezavantajul principal al dozei cu cristal este sensibilitatea mare fata de variatiile de temperatura ale mediului ambiant. La o crestere cu 10oC fata de temperatura normala de lucru(18o…22oC) are loc o scadere a semnalului de iesire cu 25%. Singurul avantaj al dozelor cu cristal este nivelul destul de ridicat a semnalului de la iesire. Nivelul semnalului este cuprins intre 400…800mV pe o impedanta de iesire de 0,5…2MΩ. Caracteristica de frecventa la dozele de calitate medie este intre 60…12000Hz, cu o abatere de ±6dB, avand numeroase denivelari. 13. Dozele ceramice Dozele ceramice sunt asemanatoare din punct de vedere constructiv cu dozele cu cristal. La dozele ceramice, elementul traductor nu mai este o lamela de cristal taiata dintr-un macrocristal de sare Seignette, ci este format dintr-o lamela de ceramica policristalina(piezooxiodica). Proprietatile piezoelectrice apar numai dupa tratamente termice speciale. Placuta ceramica se poate realiza cu grosimea mai mica si cu elasticitatea mai mare ca lamelele folosite la dozele cu cristal, din care cauza la forte de deformare mai mici produce un nivel corespunzator al semnalului de iesire. La acest tip de doza se obtine la iesire o tensiune de aproximativ 500mVm la o forta de apasare de 2…4gf. In comparatie cu dozele de cristal, dozele ceramice au o stabilitate mai buna cu temperatura. Astfel pana la +70oC nu sunt influentate de temperatura. Umiditatea mediului ambiant nu influenteaza proprietatile electrice ale placutelor, insa la actiunile mecanice(socuri) sunt mult mai sensibile decat dozele simple cu cristal. Banda de frecventa, In cazul dozelor ceramice de calitate medie este cuprinsa intre 30…16000Hz, cu ±1dB iar in cazul celor de calitate ridicata intre 30…18000Hz, cu o abatere de ±6dB. Distorsiunile difera in functie de tipul dozei, valorile sunt cuprinse intre 0,5…2%. Pentru a mari durata de utilizare a dozelor, varful de redare este realizat din diamant(in marea majoritate a cazurilor). In felul acesta se obtin durate de utilizare pana la 800 de ore in cazul unei forte de apasare de 5gf. Constatari practice arata ca varfurile din diamant se pot folosi 1200 de ore la forta de apasare de 2gf, 1400 ore la 1gf, 1500 ore la 0,5gf. La aceasta contribuie si raza de curbura mica a varfurilor de redare. 14. Dozele magnetice In prezent dozele magnetice sunt cele mai utilizate in tehnica HI-FI. Dupa modul constructiv ele se impart in trei grupe: cu magnet mobil(magnetodinamice) cu miez de fier mobil(ferodinamice) cu reluctanta variabila Functionarea dozelor magnetice se bazeaza pe principiul inductiei electromagnetice; daca spirele unei bobine sunt strabatute de linii de camp magnetic variabil, in bobina se induce o tensiune electromotoare. Tensiunea electromotoare indusa este: e = -n unde: n este numarul de spire al bobinei; Φ este fluxul magnetic; dΦ/dt este variatia fluxului magnetic. Variatia fluxului magnetic dΦ/dt este proportionala cu viteza de oscilatie a varfului de redare, v, deci rezulta e= k*v unde k este o constanta tipica dozei. Dozele cu magnet mobil transforma vibratiile mecanice explorate de varful de redare in tensiune de audiofrecventa pe baza principiului inductiei electromagnetice expus mai sus. La acest tip de doze traductorul este alcatuit din una sau mai multe bobine cu miez magnetic, in dreptul carora oscileaza un minuscul baston de magnet permanent. Acesta este solidar cu suportul varfului de redare. La miscarea varfului de redare se misca si bastonul de magnet permanent, care va determina un flux magnetic in corespondenta cu vibratiile modulate in santul gravat. Prin vibratia fluxului in dreptul miezurilor bobinelor se induce in acestea o tensiune de audiofrecventa. Dozele moderne sunt realizate cu doua sau patru bobine. De numarul acestora depinde nivelul de audiofrecventa de la iesire. Acesta este cuprins intre 2…10mV. De numarul bobinelor depinde si impedanta de iesire care este cuprinsa intre 10..50KΩ. Dozele cu miez de fier sunt asemanatoare cu dozele magnetodinamice. La acestea in locul magnetului mobil se foloseste un miez de fier moale. Miezul de fier moale se afla intr-un camp magnetic constant, creat de un magnet permanent. El se comporta ca un magnet secundar. O data cu vibratiile varfului de redare se va modifica si fluxul magnetic din bobinele dozei, inducandu-se in spirele acesteia o tensiune electromotoare de audiofrecventa. Prin folosirea miezului de fier s-a redus masa echipajului mobil, marindu-se astfel elasticitatea acestuia. Dozele cu reluctanta variabila Principiul de functionare al acestor doze se bazeaza pe modificarea reluctantei circuitului magnetic in functie de oscilatiile varfului de redare in timpul explorarii santului modulat. Despre caracteristicile calitative generale se poate arata caracteristica de frecventa intre 30…20000Hz, distorsiunile armonice intre 0,1…0,5%(fig. 9). a b c Fig. 9 Caracteristica de frecventa a dozelor magnetice; a─ magnetodinamica; b─ferodinamica; c─cu reluctanta variabila 15. Dozele electrodinamice La acest tip de doza bobina este fixata de suportul varfului de redare. Din acest motiv dozele electrodinamice se mai numesc si doze cu bobina mobila. Bobina se afla intr-un camp magnetic constant care este creat, ca si in cazul celorlalte doze, dintr-un magnet permanent. In timpul explorarii discului, prin miscarea bobinei in campul magnetic, se induce in spirele acestuia tensiune de audiofrecventa. Masa mica a bobinei duce la scaderea mesei echipajului mobil. In felul acesta se obtine o buna elasticitate. Din cauza numarului mic de spire al bobinei, tensiunea de audiofrecventa este foarte mica(de ordinul zecimilor de mV). De aceea este necesara utilizarea unor transformatoare pentru a putea realiza conectarea dozei la preamplificator. In general dozele electrodinamice se folosesc in studiourile profesionale. Caracteristica de frecventa este intre 10..50000Hz. Aceasta permite utilizarea dozelor la reproducerea discurilor cuadrofonice. La dozele electrodinamice se utilizeaza numai varfuri de redare diamant. 16. Dozele condensator Dozele condensator se produc in doua variante: doze condensator de inalta frecventa doze condensator de audiofrecventa Doza condensator de audiofrecventa are suportul varfului de redare realizat dintr-un tub subtire metalic, care constituie armatura mobila a condensatorului. Aceasta se afla intre doua folii de electret perpendiculare, care pe fetele posterioare sunt metalizate; in felul acesta se obtin armaturile fixe. In timpul miscarii varfului de redare se modifica capacitatea electrica a sistemului si la bornele armaturilor apare tensiune de semnal. Nivelul acesteia este foarte mic si nu se transmite nici macar la mica distanta fara a se inrautati raportul semnal/zgomot. De acea, in doza se incorporeaza preamplificatoare cu circuite integrate capabile sa debiteze un semnal de 200mV la 1KHz cu o abatere de ±1dB. Raportul semnal/zgomot se apropie de cel al dozelor magnetice si dinamice, avand insa elasticitatea mult mai buna ca acestora(fig. 10). Fig. 10 Doza condensator. BIBLIOGRAFIE: Montaje electronice de vacanta Editura Albatros Bucuresti 1988 1.Emil Marian Ilie Mihaiescu Mircea Schmol Imre Szatmary Aparate, echipamente si
instalatii de electronica industriala Editura Didactica si Pedagogica
R.A. Bucuresti 1992 2.Al. Iulian Stan Electronica Editura Didactica si Pedagogica
R.A. Bucuresti 1994 3.E. Damachi Componente si circuite
electronice Editura Didactica si Pedagogica
R.A. Bucuresti 1996 4.Theodor Danila Echipamente si instalatii
de electronica industriala Editura Didactica si Pedagogica
R.A. Bucuresti 1995 5.Constantin Radoi
