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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Di nuovo sul completamento dei registratori. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Audio La qualità della riproduzione del suono di un moderno registratore a cassette non può essere peggiore di quella di un economico lettore CD. In questo articolo viene descritto come migliorare la qualità di alcuni registratori di produzione nazionale e portarli a questo livello. Con l'avvento dei metodi digitali di registrazione del suono negli ultimi anni, i requisiti imposti dai dilettanti agli apparecchi domestici di registrazione magnetica (BAMZ) sono aumentati in modo significativo. La perdita di qualità durante la duplicazione da un compact disc (CD) su un registratore a cassette prodotto negli anni Ottanta e all'inizio degli anni Novanta si è rivelata troppo grande. Tuttavia, passare esclusivamente al CD richiede notevoli costi materiali: i loro prezzi sono piuttosto alti e il costo di un lettore di classe media supera i 150 dollari. Un registratore a cassette importato di alta qualità costa ancora di più e i dispositivi domestici non sono in grado di competere sul mercato. Sulle pagine di "Radio" e altra letteratura di ingegneria radiofonica sono stati ripetutamente pubblicati materiali sulla modifica dei registratori a cassette domestici per migliorare la qualità della registrazione e della riproduzione [1]. Tuttavia, i costi per l'attuazione di molte raccomandazioni non sempre sono stati ripagati: spesso è stata necessaria una rielaborazione radicale del registratore stesso. Inoltre, non tutti i radioamatori dispongono dell'attrezzatura necessaria per la sintonizzazione. Le modalità di installazione proposte dagli autori di numerose pubblicazioni sono spesso “vaghe” e non contengono consigli specifici sulla regolazione dell'attrezzatura. Molte delle carenze elencate sono prese in considerazione nell'articolo pubblicato. Le raccomandazioni dell'autore si riferiscono principalmente a un registratore a cassette, che ha una migliore comodità d'uso rispetto a un registratore a bobina. Tuttavia, la modifica proposta aumenterà leggermente la gamma dinamica delle alte frequenze e del registratore a bobina. Quindi, che tipo di registratore dovrebbe essere finalizzato? Prima di tutto, dovresti valutare la qualità della lavorazione e il funzionamento del meccanismo dell'unità nastro (TAM) del registratore. Il suo perfezionamento è un argomento a parte: un miglioramento radicale del CVL è associato all'esecuzione di lavori di tornitura precisi (cosa non sempre possibile) e non viene discusso in questo articolo. Va notato che nella BAMZ domestica prodotta negli anni '80, i migliori CVL sono installati nei registratori Vilma di tutti i modelli, Sanda MP-207S, Vega MP-120S, Vega MP-122S, Morion MP- 101S", "Yauza MP-220S", "Yauza MP-221S". Per quanto riguarda i registratori LPM "Mayak" (quasi tutti i modelli), "Kometa", "Nota", non forniscono un'elevata stabilità di estrazione del nastro e non consentono di determinare con precisione i momenti di riavvolgimento e frenatura. A causa dell'uso di motori asincroni, l'impostazione precisa della velocità del nastro è praticamente impossibile e i motori DC, apparsi nei modelli successivi, hanno una bassa potenza e non forniscono un'elevata stabilità del movimento del nastro, specialmente quando si cambia la modalità operativa del nastro. un altro CVL (nei registratori a doppia cassetta). Questo vale per i modelli Mayak MP-242S, Mayak MP-240S e Comet MP-225S-1. Il perfezionamento dei componenti elettronici dei registratori con CVL di bassa qualità, la cui alterazione è solitamente difficile, sembra poco pratico. Quando si analizza lo schema elettrico di un registratore, è necessario prestare particolare attenzione al generatore di bias di cancellazione (GSB). Se l'SPG ha un'alimentazione unipolare e la commutazione della corrente di polarizzazione ad alta frequenza (HFB) viene effettuata modificando la tensione di alimentazione, la modifica di tale GSP non sarà difficile e non richiederà modifiche al circuito del registratore. In un amplificatore di registrazione (RA), è auspicabile che la sua risposta in frequenza alle alte frequenze possa essere regolata utilizzando un resistore di regolazione. Ciò eliminerà la necessità di selezionare i condensatori che formano la risposta in frequenza ultrasonica, poiché la selezione di condensatori precisi è solitamente limitata. È necessario un tappo del filtro; in casi estremi, dovrai realizzarlo e installarlo tu stesso. L'amplificatore di riproduzione (RA) rimane standard, non è prevista la sua modifica. (In caso di sostituzione della testa con una in ferrite monocristallina, è auspicabile anche la modifica dell'HC. - NdR). È sufficiente che questo amplificatore abbia una risposta in frequenza standard e un basso livello di rumore. Noterò solo che il microcircuito K157UL1 nella sua inclusione standard è adatto a molte persone. Per impostare bene un registratore, è necessario un set minimo di strumenti di misura. È utile avere un oscilloscopio a due raggi, ma puoi cavartela con uno normale. Oltre a ciò, avrai bisogno di un generatore di frequenze audio (AFG), un generatore di frequenze di scansione (SWG). Il dispositivo descritto in [2] combina perfettamente entrambe le funzioni. Un generatore di rumore bianco o rosa e un analizzatore di spettro aiutano a migliorare la qualità dell'accordatura [3]. Sfortunatamente, tali dispositivi non sono disponibili per la maggior parte dei radioamatori. È invece consentito utilizzare un generatore di segnali di prova (GIS) fatto in casa, la cui descrizione è fornita di seguito. Tale generatore è una combinazione di un generatore di frequenza, tre generatori di frequenza fissa e tre filtri passa banda attivi (PF) con rilevatori e indicatori a quadrante, nonché un alimentatore. Gli oscillatori e i filtri passa-banda sono sintonizzati su frequenze di 300, 3000 e 12 Hz. Pertanto, diventa possibile tenere conto dell'effetto di polarizzazione dei segnali ad alta frequenza. Risulta essere un analogo molto semplificato di un generatore di rumore e di un analizzatore di spettro, che, sebbene abbia solo tre frequenze per l'analisi, svolge comunque perfettamente il suo compito. Il circuito generatore per frequenze fisse è mostrato in Fig. 1, e il circuito del filtro è in Fig. 2. GIS (Fig. 3) contiene un generatore a tre frequenze A1, un generatore di frequenza di scansione A2 e un'unità di misurazione A3. L'interruttore di livello SA2 del generatore a tre frequenze modifica contemporaneamente il guadagno dell'amplificatore di ingresso sull'amplificatore operazionale DA1 del blocco A3: quando l'attenuazione viene introdotta dall'attenuatore, ad esempio 10 dB, aumenta anche il guadagno nel blocco di 10dB.
Il generatore del segnale di test è alimentato da un alimentatore con uscita simmetrica +12 V (non mostrato nello schema). È possibile utilizzare qualsiasi unità che fornisca una corrente di carico di almeno 150 mA. Quando si imposta il GIS, collegare un oscilloscopio all'uscita del generatore (vedi Fig. 1) e ruotando il resistore R6 ottenere la massima simmetria del segnale sinusoidale. Lo stesso va fatto con i restanti generatori del blocco A1. Quindi i collegamenti delle estremità destra (secondo lo schema) dei resistori R4, R5, R6 con l'interruttore SA1 vengono interrotti alternativamente e su ciascuno di essi viene impostata la tensione di 1 mV regolando i resistori di trimming R2, R3, R200 . Dopo aver ripristinato i circuiti interrotti, l'interruttore SA2 viene spostato nella posizione “0 dB”. Regolando il resistore R7, ci assicuriamo che quando SA1 viene commutato sulla modalità "Calibrazione", il valore del segnale all'uscita del generatore a tre frequenze non cambia. Collegare quindi l'uscita del blocco A1 all'ingresso del blocco filtro A3. Il regolatore "Input Level" e il trimmer resistore R16 del blocco A3 sono impostati in posizione centrale. Utilizzando i resistori di regolazione R22, R23, R24, gli strumenti di misura PA1-PA3 sono calibrati ad un livello di 0 dB. Successivamente il segnale del generatore viene attenuato di 10 dB (interruttore SA2 nella posizione “-10 dB”) e la resistenza di sintonizzazione R18 imposta nuovamente le frecce dello strumento su 0 dB. Una regolazione simile deve essere effettuata nella posizione dell'interruttore “-20 dB” utilizzando il resistore R20. Il generatore del segnale di test può ora considerarsi configurato. Nei circuiti di regolazione della frequenza di generatori e filtri, nonché negli attenuatori dei blocchi A1 e A2, è consigliabile utilizzare parti con una deviazione consentita non superiore al 5%, il resto fino al 20%. Eventuali amplificatori operazionali possono essere utilizzati con opportuni circuiti di correzione. Strumenti di misura RA1 - RA3 - comparatori del livello di registrazione da registratori a nastro del tipo M4761-M1. La scelta di una testina magnetica è un compito responsabile: i risultati ottenuti dopo la modifica indicano che in larga misura tutto dipende dalla qualità della testina. Sulla base dell'esperienza personale, consiglio le testine magnetiche universali (GU) 3D24.751 o 3D24.752 realizzate in ferrite monocristallina, poiché hanno un'elevata stabilità dei parametri nel tempo e una lunga durata [4]. Puoi utilizzare con successo GU 3D24.080, 3D24.081 da sendust e simili. Con un approccio senza compromessi alla selezione delle testine, si presume che sia possibile selezionarne una tra più copie con differenze minime nella sensibilità e nella risposta in frequenza delle testine del blocco. Per selezionare una testina, sono necessari un registratore, un oscilloscopio e un GKCh. L'amplificatore di riproduzione (RA) deve avere una larghezza di banda di risposta in frequenza sufficientemente ampia (almeno 16 kHz) e un guadagno uguale tra i canali. Per tale test, gli avvolgimenti collegati in parallelo del blocco testina installato nel registratore sono collegati all'uscita di uno qualsiasi dei canali a ultrasuoni. Prima di misurare GU e CVL è consigliabile smagnetizzarlo. Effettuare diverse registrazioni di prova del segnale GKCh, impostato sulla gamma massima di oscillazione (20...20 Hz), con livelli diversi, sono sufficienti -000, -20 e 10 dB. Non è necessario impostare questi livelli con elevata precisione. Ripristinare quindi il normale collegamento tra la GU e l'HF e riprodurre la registrazione effettuata, confrontando la risposta in frequenza nei canali. Se ci sono dubbi sulla qualità del funzionamento del SW, è possibile collegare alternativamente diverse testine del blocco a uno dei suoi canali, confrontando tra loro la risposta in frequenza risultante. In questa situazione, la forma della risposta in frequenza gioca un ruolo secondario. Di maggiore importanza è l'identità delle caratteristiche delle diverse teste dei blocchi a tutti i livelli di registrazione. La gamma dei parametri della testa è molto ampia. Pertanto sono state testate trenta teste sendust dei tipi 3D24.080 e 3D24.081. Di questi, sono stati selezionati due esemplari che soddisfacevano le mie esigenze. Dei tre 3D24.752 disponibili ne è stato scelto uno. L'unica copia disponibile di 3D24.751 si è rivelata vincente. Va detto che l'accuratezza della risposta in frequenza del canale di registrazione e riproduzione end-to-end dipende in gran parte dall'attenta selezione delle testine. Dopo aver verificato l'efficacia di diversi sistemi di magnetizzazione dinamica, l'autore è giunto alla conclusione che è meglio installare un SADP nel registratore [5]. (Attiriamo l'attenzione dei lettori sull'ultima pubblicazione sul SADP con un regolatore optoaccoppiatore in Radio, 1998, n. 10. - ndr). Quando si ripete il progetto, è necessario prestare particolare attenzione alla realizzazione del trasformatore e alla sua sintonizzazione nel circuito risonante sulla frequenza GPS. Quindi, è meglio posizionare un sottile strato di gomma grezza nello spazio tra le metà delle coppe. È conveniente effettuare una regolazione approssimativa della frequenza del generatore serrando le coppe con una vite in materiale non magnetico (che è anche il fissaggio del trasformatore alla scheda), e una regolazione fine utilizzando il condensatore C2. Una volta completata l'installazione, riempire l'esterno del trasformatore con la colla. Invece del transistor 2N2905 di fabbricazione estera utilizzato dall'autore, è meglio utilizzare KT626 con indici A, B, D - Z. Installare il SADP nel registratore secondo le raccomandazioni dell'autore. Sebbene questa versione del SADP sia consigliata per l'installazione nel registratore Yauza MP-220S, funziona perfettamente su tutti i modelli di registratori Vilma, Sanda, Vega e Mayak. Per la testina selezionata è meglio impostare la corrente di polarizzazione ottimale secondo il criterio di massima resa del sistema testina-nastro a frequenze medie (300 - 400 Hz). Affrontiamo ora la regolazione della loro risposta in frequenza, necessaria per la maggior parte dei sistemi a ultrasuoni. Le attuali raccomandazioni per aumentare la risposta in frequenza degli ultrasuoni alle alte frequenze fino a 20 dB sembrano obsolete, poiché sono state standardizzate quando la qualità dei mezzi e delle testine stesse era ancora piuttosto bassa. Questo, a mio avviso, spiega le lamentele sulla "durezza" del suono quando si utilizzano testine in ferrite, in cui le perdite RF sono significativamente inferiori e l'induzione magnetica massima nel nucleo è notevolmente limitata. Il circuito magnetico del PG in tali condizioni viene saturato molto prima del portatore. Per eliminare questo fenomeno si propone la seguente procedura. Sul generatore viene impostata la tensione del segnale con una frequenza di 300 Hz, corrispondente ad un livello di registrazione di -20 dB. Successivamente il generatore viene sintonizzato sulla frequenza alla quale l'aumento della risposta in frequenza ultrasonica è massimo; Solitamente questa frequenza non è inferiore a 14...16 kHz. Senza modificare il livello del segnale, viene effettuata una registrazione e durante la successiva riproduzione il suo livello viene misurato all'uscita dell'UV. Quindi, riducendo gradualmente il grado di correzione HF di 1-2 dB ogni volta, queste operazioni vengono ripetute finché il livello del segnale durante la riproduzione inizia a diminuire. Riportando indietro l'impostazione della correzione, si ottiene il valore ottimale di preenfasi per un dato sistema testina-nastro. La riduzione dell'aumento della risposta in frequenza degli ultrasuoni con una nuova testina può raggiungere 8...14 dB. Durante questa operazione, il cursore del resistore R24 SADP deve essere nella posizione più a sinistra secondo lo schema. Successivamente, dovresti controllare l'irregolarità della risposta in frequenza nella banda di frequenza operativa. Per fare ciò, un segnale con una frequenza di 400 Hz viene fornito dall'uscita del GKCh (blocco A2, Fig. 3) all'ingresso di registrazione del registratore. Passatelo in modalità di registrazione e impostate il livello di registrazione su 0 dB utilizzando l'indicatore. Il generatore è impostato sulla modalità oscillazione della frequenza e l'interruttore "Attenuazione" è sulla posizione "-20 dB". Registra per un minuto. Dopo aver riavvolto il nastro fino all'inizio del fonogramma registrato, viene riprodotto e la risposta in frequenza del canale di registrazione-riproduzione end-to-end viene monitorata con un oscilloscopio. Per deviazioni ampie, superiori a 3 dB, dalla linearità, i resistori R4, R6 nel SADP regolano la corrente VChP: quando la risposta in frequenza aumenta alle alte frequenze, la corrente deve essere aumentata e quando diminuisce deve essere ridotta.
Durante il processo di sintonizzazione è necessario ottenere una risposta in frequenza il più uniforme possibile del canale passante sull'intera gamma di frequenze operative. Per fare ciò, un segnale proveniente da un generatore a tre frequenze (blocco A1, Fig. 3) acceso in modalità "Calibrazione" viene fornito all'ingresso del registratore e l'uscita lineare del registratore è collegata a ingresso del blocco contatore. L'interruttore di livello è nella posizione "0 dB". Accendere il registratore in modalità “Record” e utilizzare i controlli del livello di registrazione per impostare le letture dell'indicatore del registratore su 0 dB. Dopo aver registrato una breve durata e aver riavvolto il nastro fino all'inizio della sezione registrata, riprodurlo. Utilizzare il regolatore "Livello" - R11 (Fig. 3) per impostare la freccia PA1 su 0 dB. Quindi disattivare la modalità "Calibrazione" e spostare l'interruttore di livello sulla posizione "-20 dB". Ora registra il segnale a tre frequenze. Durante la riproduzione, osservare gli strumenti di misurazione. Le loro frecce dovrebbero oscillare approssimativamente allo stesso livello (alle alte frequenze le oscillazioni sono maggiori a causa della modulazione di ampiezza parassita nel nastro e nel CVL). È meglio correggere una piccola quantità di letture modificando la corrente VChP. Successivamente, spostare l'interruttore di livello sulla posizione “-10 dB” e ripetere la registrazione del segnale a tre frequenze. Ma questa volta, compensare la dispersione delle letture, molto spesso dovuta a una diminuzione della risposta in frequenza alle alte frequenze, aumentando la resistenza R24 del SADP. Impostando l'interruttore di livello sulla posizione “0 dB”, utilizzare i controlli del livello di registrazione del registratore per impostare l'indicatore del registratore su 0 dB e registrare nuovamente. Ripetere la regolazione della profondità di funzionamento del SADP con il resistore R24. Potrebbe non essere possibile far corrispondere le letture dello strumento e potrebbe esserci un'attenuazione alle alte frequenze. Registrando più volte il segnale allo stesso livello, ogni volta cambia la profondità di attivazione del SADP. Se dopo il passaggio successivo l'indicatore del filtro a una frequenza di 12,5 kHz non ha modificato le sue letture, riportare indietro l'installazione del resistore R24 nel SADP. Va ricordato che per la normale trasmissione di livelli alti, i segnali di livello basso e medio, cioè -20, -10 dB, sono più importanti dei segnali di alto livello (che agiscono per un breve periodo). Riportare il controllo del livello di registrazione e l'interruttore del livello rispettivamente sulle posizioni di livello massimo e attenuazione. Ripetere tutte le operazioni dall'inizio poiché tutte le regolazioni sono interdipendenti. Dopo aver ottenuto la massima linearità del canale di registrazione-riproduzione end-to-end in un canale del registratore, spostare l'interruttore di ingresso del canale (SA3) in un'altra posizione e configurare un altro canale del registratore. L'impostazione del SADP consiste nell'utilizzare due regolatori della corrente HPV R4, R6 e il coefficiente “K” - R24, nel blocco per ottenere la massima linearità della risposta in frequenza del canale di registrazione-riproduzione end-to-end a tutti i livelli , privilegiando i livelli da basso a -10 dB”. Lo scopo del SADP non è quello di compensare l'influenza dei segnali costitutivi a frequenza più alta su quelli a frequenza più bassa. Il tempo necessario per la regolazione del registratore raggiunge per la prima volta un'ora; man mano che si acquisisce esperienza si riduce a 15-20 minuti. Risultati ancora migliori possono essere ottenuti utilizzando una testina di registrazione specializzata 3A24.750 (anch'essa in ferrite monocristallina). Tuttavia, il suo utilizzo è possibile solo nei registratori a due cassette quando si utilizza un CVL esclusivamente per la modalità di registrazione. In questo caso, è consigliabile introdurre nel sistema a ultrasuoni un convertitore tensione-corrente senza driver di risposta in frequenza, come descritto in [6]. L'autore ha anche testato la registrazione degli ultrasuoni utilizzando la modulazione dell'ampiezza dell'impulso. I problemi associati che sorgono durante l'implementazione di questo metodo sono associati a costi hardware tali che si è deciso di abbandonare questo metodo molto promettente. Letteratura
Autore: A.Mokhov, Kstovo, regione di Nizhny Novgorod
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