Как появляется звук на виниле
Каким образом проигрыватель винила производит звук?
Как записанная на диске информация превращается в чудесный звук?
Сохранить и прочитать потом —
Случалось ли вам вглядываться в поверхность винилового диска и задаваться вопросом, как из этой крошечной канавки рождается мощный звук в колонках? Если да, то вы пришли по адресу.
Сама идея родилась около 140 лет назад вместе с фонографом Эдисона, однако возраст современной технологии примерно вполовину меньше. Компания Columbia Records выпустила первую 12-дюймовую долгоиграющую пластинку в 1948 году; первая публичная демонстрация состоялась 20 июня в нью-йоркском отеле «Уолдорф-Астория». Остальное, как говорится, уже история.
Винил как формат кажется практически бессмертным. Это чудесное произведение инженерного искусства, которое даже сегодня выглядит невероятным. Тем не менее, оно работает, а при грамотном подборе оборудования, даже великолепно.
Кем бы ни были вы, наш читатель – опытным коллекционером виниловых дисков или неофитом, собирающимся приобрести свой первый проигрыватель – вам не повредит толика новых знаний.
Канавка
На одной стороне пластинки находится одна канавка, которая идет по спирали от края к центру и имеет ширину примерно 0,04–0,08 миллиметра (в зависимости от уровня сигнала). Если развернуть канавку 12-дюймового диска, то она протянется почти на 500 метров.
Две стороны канавки расположены под прямым углом друг к другу, вершина которого направлена вниз. Каждая из них испещрена «извилинами», которые несут в себе информацию для обоих стереоканалов.
Сигнал для правого записан на стороне, расположенной ближе к внешней стороне диска. Эта информация может храниться в пространстве размером в микрон (одна тысячная миллиметра), поэтому задача по ее извлечению очень непроста.
Это обстоятельство также объясняет чувствительность проигрывателей винила к внешним вибрациям и другим помехам.
Картридж
Работа картриджа – или головки звукоснимателя – заключается в съеме информации с канавки, точнее говоря, это функция иглы.
Игла изготовлена из очень твердого вещества, обычно из алмаза. Но не слишком радуйтесь – это промышленный алмаз, а не драгоценный камень. По сравнению с сокровищами из ювелирного магазина ему не хватает чистоты.
Очень тонкий кончик алмазной иглы (выпускаются модели разной формы) движется по канавке и следует всем ее извивам в процессе вращения диска.
Характер и степень колебаний иглы преобразуются в частоту и амплитуду сигнала, который вы затем слышите через динамики. Они передаются через кантилевер или иглодержатель – рычажок, к которому прикреплена игла – на тело головки звукоснимателя.
Схема картриджа с подвижным магнитом
Схема картриджа с подвижной катушкой
Есть два типа картриджей: с подвижным магнитом и с подвижной катушкой. Принцип работы обоих основан на явлении электромагнитной индукции, суть которого в том, что движение проводника в магнитном поле приводит к наведению (индукции) тока.
Как легко понять из названия, в головке одного типа для создания тока движется магнит, второго – катушка, а магнит закреплен. Таким образом, если речь идет о картридже с подвижным магнитом, в нем крошечный магнит прикреплен к скрытому концу иглодержателя; из-за перемещений наконечника иглы он тоже движется.
Изменения магнитного поля вызывают электрический ток в крошечных катушках, расположенных поблизости; этот сигнал выводится на тыльную часть картриджа и подается на усилитель. Если же тот принимает только сигнал линейного уровня, как часто бывает, то вам необходим специальный фонокорректор.
Фонокорректор
Для чего именно нужен фонокорректор? Из-за физических ограничений винила необходимо изменить исходный сигнал, прежде чем его можно будет записать: уровень НЧ при этом понижается, а ВЧ – повышается.
Кривая эквализации, управляющая этим процессом, была много лет назад определена RIAA (Американской ассоциацией звукозаписи). Если вы когда-нибудь подключали проигрыватель непосредственно к линейному входу, то знаете, что звук получается очень тихим, а также слабым и ярким, без низких частот.
Каждый фонокорректор обладает инвертированной АЧХ, повышая уровень НЧ и сглаживая ВЧ до требуемой степени. В результате получается ровный тональный баланс.
Кроме того, фонокорректор усиливает аудиосигнал. Его уровень на выходе картриджа может составлять всего одну тысячную вольта (тогда как CD-проигрыватель дает 2 В), поэтому он требует значительного увеличения, прежде чем его можно будет подать на линейный вход усилителя.
Итак, вместо магии, на которую мы всегда смутно надеялись, получение звука с виниловой пластинки оказалось не более чем дьявольски умным процессом.
Отдайте дань изобретательности создателей технологии, когда в очередной раз будете осторожно опускать иглу в канавку диска – но не останавливайтесь на этом надолго. Музыка ждет своего часа.
Подготовлено по материалам портала «What Hi-Fi?», май 2021 г.
Как работает винил? История звука
4 мин. на прочтение
Вы задумывались, как нечто столь сложное, как музыка, может быть идеально записано на поверхность плоского круглого винилового диска, чтобы мы могли владеть им и слушать, когда захотим?
История записи и воспроизведения звука
Иметь доступ к музыке в любое время в любом месте — то, что многие считают само собой разумеющимся, но представляли ли вы себе, как это было до того, как это стало возможным?
До того, как люди открыли способ записи и воспроизведения звука, единственным способом услышать музыку было заставить (вежливо попросить) кого-то играть её или играть же сыграть самому. Представьте себе, каким огромным концептуальным сдвигом стала бы записанная музыка для людей в то время, если бы они могли слышать музыку по своему желанию, без того, чтобы кто-то исполнял её в их присутствии. Чтобы понять магию винила, сначала нужно узнать происхождение и историю записи и воспроизведения звука.
История записи и воспроизведения звука-это период, охватывающий более века. В 1877 году Томас Эдисон изобрел устройство, которое впервые могло записывать и воспроизводить звук не на диске, а на металлическом цилиндре — фонограф. А термин «граммофон» был придуман Эмилем Берлинером, чья система воспроизводила пластинки с боковым разрезом, которые впервые были проданы в Европе в 1889 году. Золотой век виниловых пластинок, какими мы их знаем, пришелся на момент создания виниловой пластинки с 1948 года по 1988й, когда компакт CD-диски выдавили винил с рынка. До этого момента виниловые пластинки впервые почувствовали вкус конкуренции с кассетой от Philips, когда они впервые были выпущены в 1962 году.
После десятилетий, казалось бы, исчезновения музыки на жестких дисках компьютеров, в январе 2017 года продажи винила превысили три миллиона копий, что стало самым высоким показателем в Великобритании за последние 25 лет. В 2016 году было продано более 3,2 миллиона пластинок, что на 53% больше, чем годом ранее. Какой из этого можно сделать вывод? Винил остается единственным наиболее впечатляющим форматом записи и воспроизведения музыки.
Звуковые волны
Звуки производятся вибрациями и распространяются по воздуху в виде волн, которые являются вибрирующими частицами. Волны передают энергию от источника звука к его окружению. Ваше ухо улавливает звуковые волны, когда вибрирующие частицы воздуха заставляют вибрировать барабанную перепонку. Чем больше вибрация, тем громче звук. Канавки, которые вы видите на виниловой пластинке — и есть звуковые волны, а точнее отпечатки звуковых волн, запечатлённые на лакированном диске, который мы называем виниловой пластинкой. Эти трехмерные канавки, вырезанные на виниловой пластинке, являются записью того, как звуковые волны ведут себя, когда они движутся по воздуху.
Канавки пластинки и игла звукоснимателя
Каждый проигрыватель винила имеет звукосниматель с иглой, также называемой «стилусом», который аккуратно помещается на одну из канавок виниловой пластинки. Стилус представляет собой крошечный кристалл сапфира или алмаза, закрепленный на самом конце легкого металлического стержня, похожего на иглу. По мере того как виниловая пластинка вращается, стилус перемещается по канавкам от края к центру диска.
Различные виды заточки иглы (стилуса). Тема заточки достойна отдельной статьи — скоро в блоге.
Когда кристалл вибрирует в канавке, его микроскопические отскоки передаются по стержню (иглодержателю). Стилус помещается на конце электромагнитного устройства, называемого картриджем, содержащим пьезоэлектрический элемент. Металлический стержень прижимается к кристаллу, и каждый раз, когда он движется, он слегка раскачивает кристалл, генерируя электрический сигнал.
Устройство звукоснимателя с подвижным магнитом (Moving Magnet)
Эти сигналы подаются на усилитель, чтобы издавать звуки, которые вы слышите через динамики или наушники. Не все картриджи для проигрывателей используют пьезоэлектричество для преобразования звуковых колебаний в электрические сигналы. Некоторые имеют крошечные электрические катушки и магнит внутри них. Когда стилус движется, он толкает магнит вверх и вниз мимо катушки, генерируя электрические сигналы, которые подаются на усилитель для воспроизведения звука через динамики.
Многие коллекционеры пластинок и диджеи говорят, что звук винила намного «теплее» и лучше, чем цифровая музыка (хотя, на самом деле это не так — звук с винила просто другой), и именно поэтому винил всегда был выбором №1 среди аналоговых носителей для любого ценителя музыки. Возрождение винила является свидетельством его превосходства над всеми музыкальными форматами, поскольку он продолжает оставаться единственным наиболее впечатляющим форматом для записи и воспроизведения музыки. Трудно представить, что винил когда-нибудь будет заменен другим аналоговым музыкальным форматом. Или всё же стоит ожидать бума кассет и CD? Делитесь своим мнением в комментариях 👇🏻
FRMCNTRS
Привет! Меня зовут Егор. Я влюбился в винил летом 2020го, когда решил подарить девушке проигрыватель. В итоге увлёкся настолько, что решил создать блог Vinyl Must Live 🙃
Как работает виниловая пластинка
Какими бы быстрыми темпами ни развивались цифровые и онлайн-медиаплееры, виниловые проигрыватели и пластинки до сих пор востребованы среди меломанов. Свою музыку в этом формате выпускают представители самых разных направлений – от рок-н-ролла до r’n’b, от джаза до классического рока. Причиной этого феномена является теплый, потрескивающий звук, испускаемый грампластинками, который буквально погружает в атмосферу 1960-1970-х гг. Убедиться в этом можно, найдя альбом своего любимого исполнителя в магазине винила Винилотека. Это также поможет чуть лучше понять, как работает виниловая пластинка. 
Как изготавливаются виниловые пластинки
Современные виниловые пластинки – это, чаще всего, черные диски диаметром 175-300 м. Они вращаются со скоростью 33 1/3 об/мин и хранят аудиозапись продолжительностью 7-24 мин. Оптимальной продолжительностью считается 12 мин. Такие пластинки не прыгают в процессе проигрывания и издают звук высокого качества. В частных коллекциях и за диджейскими пультами можно встретить экземпляры замысловатой формы и цвета. Они могут быть окрашены в нестандартные цвета и изготовлены в виде абстрактной фигуры, фигуры животного и растения, диска циркулярной пилы.
Понять, какой звук будет издавать грампластинка, можно еще на стадии производства. Это во многом определяется качеством исходного сырья. Как правило, для записи используются абсолютно новые пластинки, наделенные безупречным качеством звучания. Недобросовестные производители используют с этой целью носители, бывшие в употреблении, которые при проигрывании потрескивают и издают побочные шумы. 
При изготовлении самих пластинок изначально используется смесь на основе винилацетата и винилхлорида. С помощью специальных добавок контролируют ее механико-температурные свойства, а с помощью двухстадийных смесителей – смешение порошкообразных компонентов.
Производство винила начинается с гравировки – процесса, который сопровождается нарезкой лака. Для этого используют специальную вибрирующую иголку, которой проводят по мягкому лаку. Далее на лак наносят металлический слой, после чего из него изготавливают штамповочные пластины.
На следующем этапе приступают к нарезке винила, которая еще называется мастерингом. Материал режут с помощью микшерной консоли. Она работает в паре с прибором, который наносит на лаковый диск дорожки, в процессе чего исходная запись проигрывается в противоположную сторону.
На готовую лаковую подложку наносят тонкий слой раствора никеля или серебра. Через некоторое время этот слой застывает, образуя лаковый негатив – исходник для создания матрицы. Последняя используется в качестве пресса, который помогает растиражировать пластинку. Таким образом, с одного пресса изготавливают несколько тысяч экземпляров. Как только он становится непригодным, производственный цикл повторяется. 
На следующем этапе винил, разогретый до определенной температуры, отправляется в пресс-цех. Причем он попадает сюда уже с этикетками, которые приклеиваются с обеих сторон. В результате длительного прессования под давлением 100 атмосфер получают плоскую виниловую пластинку, кромки которой обрезают после полного застывания.
В течение некоторого времени после прессования винил остается теплым и хрупким. Чтобы предотвратить повреждение, его помещают в специальные контейнеры, где он обретает нужные физические свойства.
До завершения производственного цикла пластинки проверяют на качество звучания и наличие брака, риск появления которого возрастает на этапе прессования и изготовления матрицы. Музыкант тоже может ознакомиться с результатами записи, чтобы самостоятельно проверить ее качество. Если дефектов нет, пластинка отправляется на тиражирование.
Как работают виниловые пластинки
Виниловой пластинкой называют аналоговый звуковой носитель, который представляет собой одно- или двухсторонний диск, изготовленный из синтетических материалов. В процессе производства на диск наносится непрерывная извилистая борозда, служащая для отображения звуковых волн.
Принцип работы виниловой пластинки основан на воспроизведении звуковой (не графической) информации. С ее помощью производится запись музыкальных композиций, литературных произведений, звуков живой природы и другой информации, которая воспроизводится с помощью специального проигрывателя.
При 1000-кратном увеличении микроскопа можно увидеть, что поверхность винила испещрена неровными дорожками. В процессе проигрывания по ним двигается звукозаписывающая игла и воспроизводится звукозапись. 
Звук, записанный на винил, воспроизводится с помощью стереоголовки проигрывателя. Она состоит из пьезокристаллов, расположенных перпендикулярно друг к другу. При этом по отношению к плоскости самой пластинки они располагаются под углом 45 градусов. Стереоголовка оснащена звукоснимающей иглой, которая двигается по поверхности бороздок. Она улавливает вибрации от правой и левой стенки, которые затем передаются на преобразователь. От преобразователя, напоминающего собой мембрану, звук передается на усилитель, который делает его более громким и объемным. В современных виниловых проигрывателях имеется фонокорректор, от которого звук передается на усилитель, а затем на динамики.
Виды виниловых пластинок
Формат записи
Одной из главных характеристик виниловых пластинок является формат записи, который делит их на стерео-, моно- и квадрофонические. Монофонический винил имеет самую простую форму: на всю его поверхность наносятся одинаковые V-образные бороздки. У стереофонических пластинок левые и правые стенки бороздок имеют разный рисунок. Именно поэтому звук, который они воспроизводят, левое и правое ухо улавливают по-разному. 
При записи композиции на квадрафонические пластинки используют пару фронтальных и пару тыловых каналов. Поэтому звук, издаваемый ими, получается более объемным. Однако воспроизвести его могут только четырехканальные усилители, считающиеся одними из самых дорогих устройств. Именно по этой причине данный формат записи наименее востребован.
Жесткость
Вторым параметром виниловых пластинок является жесткость, которая делит их на гибкие и жесткие. В 1970-х гг. чаще всего использовались гибкие пластинки, известные также как Floopy-ROOM. Во вложении компьютерных журналов можно было встретить экземпляры, на которые записывался компьютерный софт. Скорость вращения гибких пластин составляла 33 1/3 оборотов в минуту, а максимальный объем – 4 Кб.
Еще одной разновидностью гибких пластин являются записи, нанесенные на использованные рентгеновские снимки, и музыкальные открытки, которые пересылались по почте в качестве памятного сувенира.
Вообще, пластинки-открытки пользовались большой популярностью среди пользователей. Они выпускались в двух видах:
Большинство пластинок, которые до сих пор в обиходе, считаются жесткими. При диаметре 17,5-30 см за одну минуту они могут совершать 45-78 оборотов.
Материалы
Изначально пластинки представляли собой цинковый диск. Далее цинк заменили эбонитом, однако из-за низкой стойкости по отношению к солнечным лучам его заменили шеллаком. При том, что толщина шеллачных пластинок составляла 3 мм, а вес доходил до 220 г, они были очень хрупкими. В некоторых случаях воспроизвести их можно было только с помощью проигрывателя, оснащенного сменной головкой и 78-ой поворотной иглой.
В дальнейшем виниловые пластинки стали производить из синтетической пластмассы, смолы, а сейчас – из полихлорвинила.
Преимущества и недостатки виниловых пластинок
Какими бы удобными ни были медиаплееры, виниловые пластинки до сих пор не перестают пользоваться спросом у меломанов. Это можно объяснить следующими причинами:
Однако у виниловых пластинок есть и недостатки. К ним можно отнести низкую влаго- и термостойкость. При небрежном отношении они довольно быстро трескаются, а на их поверхности появляются царапины. По этим причинам среди заядлых коллекционеров больше всего ценятся экземпляры, которым удалось сохранить свои первоначальные характеристики и качество звука.
Принцип работы виниловых пластинок
Несмотря на повсеместную цифровизацию и популярность онлайн-медиаплееров, виниловые пластинки остаются все так же востребованными. Их предпочитают представители самых разных музыкальных направлений – от классического рока до джаза, от рок-н-ролла до электромузыки. И это неудивительно, ведь данный тип носителя позволяет практически прикоснуться к тому, что не имеет вещественного облика. Только винил дает возможность насладиться атмосферным звучанием любимых композиций. Чтобы поближе познакомиться с этим феноменом, нужно разобраться с тем, как работает виниловая пластинка. Найти любимые композиции и альбомы на виниле можно в специализированных магазинах, которые занимается продажей виниловых пластинок.
Виниловая пластинка (грампластинка, винил) – это аналоговый носитель звука, представленный в виде одно- или двухстороннего диска. Как правило, при изготовлении этого диска используются синтетические материалы, на поверхность которых наносят непрерывную извилистую дорожку. Именно она отображает звуковые волны.
Винил используют для записи и воспроизведения звукового ряда, а не графической информации. Обычно на нем можно встретить музыкальные композиции, литературные произведения, звуки природы, юмористические выступления. Экземпляры, которые были записаны в прошлом веке, сегодня являются предметами охоты коллекционеров и стоят сотни долларов.
Если рассмотреть поверхность виниловой пластинки под микроскопом с 1000-кратным увеличением, можно увидеть, что на ней процарапаны неровные борозды. Именно двигаясь по ним, звукоснимающая игла воспроизводит запись. На этом и основан принцип работы виниловой пластинки.
В зависимости от рисунка на стенках звуковых дорожек, винил бывает стерео- и монофоническим. Бороздки стереофонического винила устроены таким образом, что воспроизводимый ими звук улавливается левым и правым ухом по-разному. Это объясняется тем, что она правую и левую стенки бороздок наносятся различные рисунки. У монофонических пластинок они выглядят одинаково, а сама бороздка имеет форму латинской буквы V.
Кроме того, выделяют квадрофонический винил, информацию на который записывают на двух тыловых и двух фронтальных звуковых каналах. Несмотря на то, что с его помощью можно передать объем музыкальной композиции, он не получил повсеместного использования. Это связано с тем, что для воспроизведения квадрофонических пластинок требуются дорогие проигрыватели и четырехканальные усилители.
Звук, записанный на виниловую пластинку, воспроизводится с помощью стереоголовки. Она оснащена двумя пьезокристаллами, расположенными перпендикулярно друг к другу, а по отношению к плоскости пластинки – под углом 45 градусов. Двигаясь по неровной поверхности бороздок, звукоснимающая игла улавливает толчки справа и слева, начинает вибрировать и передавать колебания преобразователю. Преобразователь, выглядящий как мембрана, передает звук на усилитель, в результате чего он становится более громким и объемным. На современной аппаратуре звук передается фонокорректору, от него – усилителю, а затем на динамики.
Процесс изготовления виниловых пластинок
Качество звучания винила во многом зависит от того, какая основа используется в процессе его производства. Звук, записанный на абсолютно новых пластинках, отличается максимально высоким качеством. При использовании б/у пластинок при воспроизведении звука появляются треск и побочный шум.
Современные пластинки изготавливаются из смеси, в состав которой входит сополимер винил-хлорида и винилацетата. Чтобы придать ей определенные механико-температурные свойства, используются специальные добавки. Чтобы тщательно смешать все порошкообразные компоненты, в смесь добавляют двухстадийные смесители.
Первым этапом производства виниловых пластинок является резание лака, или непосредственно процесс гравировки. Для этого мягкий лак травят специальной вибрирующей иглой, после чего на него наносят слой металла и отправляют на изготовление штамповочных пластин. Далее следует мастеринг – нарезка винила. При этом используется микшерная консоль. Она связана с устройством, которое режет на лаковом диске дорожки и проигрывает исходную запись в обратном направлении.
Готовый лаковый диск покрывается тонким слоем серебра или раствора никеля. При застывании на этом слое отпечатывается лаковый исходник (негатив), который идет на создание матрицы. Из последней создают пресс, который в последствии используется в тиражировании пластинок. Из двух таких прессов изготавливают несколько тысяч экземпляров, после чего процесс возобновляется.
Разогретый винил поступает в цех сразу с этикетками, прикрепленными сверху и снизу. Далее расплавленный винил подвергают прессованию под давлением до 100 атмосфер, результатом которого является виниловая пластинка. После застывания ее кромки обрезаются. После прессования грампластинки долгое время остаются теплыми и подверженными деформации. Для защиты от повреждений их помещают в специальные емкости и накрывают грузом, где они охлаждаются и приобретают плоскую форму.
В процессе производства образцы пластинок обязательно проверяют на звучание и наличие ошибок, которые могут возникнуть при изготовлении пресса или матрицы. После проверки начинается тиражирование записи.
Виды виниловых пластинок
Принцип виниловых пластинок зависит от формата записи, который делит их на моно-, стерео- и квадрофонические. В зависимости от степени жесткости они бывают гибкими и жесткими. Первые использовались в 1970-х гг. В то время на них записывался компьютерный софт, который затем вкладывался в компьютерные журналы. Гибкие пластинки назывались Floopy-ROOM. Они были рассчитаны на 4 Кб данных и записывались при скорости вращения 33,3 об/мин.
Пластинки, записанные на использованных рентгеновских снимках, тоже можно отнести к гибким. Сюда же можно добавить пластинки-открытки, которые пересылались по почте в качестве сувенира. Они были двух видов:
Жесткими называют обычные пластинки, диаметр которых может варьироваться от 17,5 до 30 см, а скорость вращения от 45 до 78 оборотов. Раньше использовались шеллачные и патефонные пластинки. Первые назывались так из-за материала изготовления, вторые – из-за устройства для воспроизведения записи. Шеллачный винил был тяжелым (220 г), толстым (3 мм) и при этом очень хрупким. Для его проигрывания можно было использовать только те устройства, в комплектацию которых входила поворотная игла «78» или сменная головка.
Патефонные пластинки не всегда были шеллачными. При их изготовлении позднее стали использовать синтетическую пластмассу, смолу, полихлорвинил.
Преимущества и недостатки виниловых пластинок
Существует множество причин, по которым грампластинки пользуются таким спросом среди меломанов. Вот основные из них:
Современные виниловые пластинки имеют диаметр от 175 до 300 м. При скорости вращения 33,3 об/мин продолжительность их звучания составляет от 7 до 24 мин. На этот показатель также влияет плотность нарезки. Чем она выше, тем больше информации можно записать на пластину. Однако стоит учесть, что на плотно нарезанных пластинках игла прыгает, а степень изнашиваемости канавок гораздо выше. Наибольшей устойчивостью и высоким качеством звука отличается винил, на котором нарезано не более 12 мин музыки. Как правило, такие экземпляры чаще всего используются ди-джеями.
Обычные виниловые пластинки выдержаны в черном цвете. Декоративным, диджейским и коллекционным экземплярам придают любую форму и цвет. Некоторым из них напоминают диск циркулярной пилы, фигуру животного, птицы, растения или абстракции.
К сожалению, грампластинки подвержены влажности, температурным воздействиям. При ненадлежащем хранении на них очень быстро появляются царапины и дефекты. Именно поэтому экземпляры в идеальном состоянии, сохранившие первоначальные свойства и качество звучания, так ценятся среди коллекционеров и искушенных меломанов.