Демпфер опорного диска электропроигрывателя Российский патент 2025 года по МПК G11B3/00 

Изобретение относится к области устройств гашения резонанса звуковых волн в аудиотехнике, а именно к демпферам опорного диска проигрывателей для пластинок, гасящим резонансные колебания этого опорного диска.

Электропроигрыватель виниловых или иных грампластинок является одним из устройств, используемых для воспроизведения звука с информационного носителя - грампластинки. В процессе воспроизведения, при движении звукоснимателя по поверхности дорожки грампластинки, возникают колебания в звуковой полосе частот 16-20000 Гц (звуковая волна). Звуковая волна передается внутрь опорного диска, где возникают колебания, которых не было в полезном (изначальном) сигнале, которые добавляются к нему, искажая частотную характеристику полезного сигнала. Возвращаясь обратно, измененная звуковая волна воздействует на головку звукоснимателя, и далее через неё на весть тракт воспроизведения и усиления сигнала. В результате чего нежелательные призвуки и/или паразитные колебания усиливаются вместе с полезным сигналом, что приводит к возникновению на выходе звукового тракта при воспроизведении фонограммы «звона» и иных воспринимаемых слушателем дефектов звукового сигнала (нежелательные призвуки, паразитные колебания). Для решения данной проблемы существуют разные технические решения.

Из уровня техники известен диск проигрывателя (патент CA1145267A, заявл. 03.03.1981, опубл. 26.04.1983), включающий в себя сердечник с центральным отверстием, а также плоские верхнюю и нижнюю поверхности. И верхняя, и нижняя поверхности имеют концентрические выровненные внутреннюю и внешнюю кольцевые выемки. К верхней внутренней и нижней внешней кольцевым выемкам прикреплен мягкий вязко-эластомерный материал, подходящий для гашения микровибраций. Верхний кольцевой мат совпадает по размеру с этикеткой пластинки, когда пластинка находится соосно с диском проигрывателя. К нижней внутренней кольцевой выемке и верхней внешней кольцевой выемке прикреплен твердый инертный вязко-эластомерный материал, который рассеивает и гасит вибрации.

К недостаткам данного технического решения можно отнести относительно низкую эффективность гашения резонансной звуковой волны. Вышеприведенное устройство нацелено на решение проблемы резонанса опорного стола за счет гашения вибрации из-за поглощения энергии колебаний в вязко-эластомерном материале. Также к недостаткам такого решения можно отнести отсутствие конкретно подобранного для таких целей материала.

Известен проигрыватель с прямым приводом SL-1200G (https://www.technics.com/kz/products/grand-class/sl1200g-series/sl-1200g.html, дата обращения 23.07.2024), включающий трехслойный опорный диск. Нижний слой опорного диска выполнен из сплава алюминия ADC12. Средний слой выполнен из бутадиен-стирольного каучука, а верхний слой из латуни.

К недостаткам данного технического решения можно отнести отсутствие возможности улучшения характеристики иного проигрывателя, кроме Technics SL-1200G, так как трехслойный опорный диск устанавливают на проигрывателе во время его изготовления. Еще к одному недостатку вышеприведенного устройства можно отнести сложность его изготовления, обусловленную необходимостью прецизионной токарной обработки слоев опорного диска.

Также известен металлический диск для опорного диска проигрывателя (https://highend-sound.com/produkter/vinyl-tilbehoer-1000vis/plademaatte/pure-sound-tenuto-gunmetal-plademaatte/, дата обращения 23.07.2024), выполненный из сплошного металла с большой массой (2,2 кг) толщиной 5 мм.

Данное техническое решение обладает относительно большой толщиной, что обуславливает ряд недостатков, а именно: сложность его изготовления и отсутствие возможности применения на различных типах проигрывателей. Сложность и дороговизна производства обусловлена необходимостью использования большого количества материала и точного оборудования для прецизионной обработки поверхности, что обусловлено отсутствием возможности ровно прижать такой диск матом к опорному диску из-за большой толщины и жесткости. Кроме того, высота диска в 5 мм вызывает необходимость настройки высоты тонарма, что возможно не на всех проигрывателях и требует специальных навыков.

Ближайшим аналогом является сэндвич из металлической пены (компаунд) для устранения и поглощения нежелательных шумов (например, ударного шума) на высококачественных проигрывателях (патентная заявка DE102017002732A1, заявл. 21.03.2017, опубл. 18.10.2018). Устройство содержит подшипник, оправку поворотной платформы для удержания подшипника и пластинки, первый слой металлической пены толщиной 5 мм +/- 3 мм, плотностью от 0,35 до 0,45 г/см³ и толщиной пор от мелкой до средней, слой либо из алюминиевого листа толщиной от 0,5 мм до 2-3 мм, либо из резины (например, латекса), либо из силикона, либо из пробки, либо из дерева, либо из собортана, либо из акрила, следующий слой из металлической пены плотностью от 0,3 до 0,45 г/см³ и размером пор от мелкого до среднего, который выполняет роль основного слоя, затем снова слой и алюминиевого листа, такой же как верхний, и нижний слой металлической пены, такой же как первый слой металлической пены.

Недостатком этих решений является большая толщина диска для опорного диска проигрывателя (от 5 до 30 мм) и необходимость перестройки высоты расположения тонарма из-за толщины этого диска. Кроме того, проблемой является возникновение резонансных частот в электропроигрывателе грампластинок, которые ухудшают качество воспроизведения, при этом устройства, используемые для этого, имеют большую толщину (от 5 до 30 мм), поэтому, при установке такого устройства на существующий проигрыватель потребуется перестройка положения тонарма, или такие устройства являются составной частью конкретного проигрывателя, что не позволяет улучшить характеристики существующего проигрывателя пользователя, таким образом ближайший аналог не обладает универсальностью.

Техническая проблема заключается в необходимости разработки эффективного демпфера для опорного диска проигрывателя, лишенного вышеприведенных недостатков.

Технический результат состоит в эффективном гашении энергии звуковой волны возбужденной иглой звукоснимателя в опорном диске и вернувшейся обратно в звукосниматель на частотах резонансов (основного и его мод) опорного диска для различных видов электропроигрывателей при меньшей толщине и массе.

Технический результат достигается тем, что в демпфере опорного диска электропроигрывателя, выполненного из по меньшей мере двух слоев, согласно изобретению, скорость распространения звука в слоях различается не менее, чем на 10%.

В наиболее предпочтительном варианте реализации изобретения скорость распространения звука в слоях различается не менее, чем на 20%.

Также возможны следующие варианты выполнения слоев (с указанием скорости распространения звука, продольная волна, в м/с и разницы между значениями этого параметра у слоев в %):

- медь (5010 м/с) и алюминий (6420 м/с), 28%;

- медь (5010 м/с) и молибден (6250 м/с), 25%;

- медь (5010 м/с) и нержавеющая сталь (5790 м/с), 16%;

- медь (5010 м/с) и бетон (3700 м/с), 35%;

- алюминий (6420 м/с) и стекло (4800 м/с), 33%.

В некоторых случаях возможно, что на одной поверхности одного из слоев нанесен липкий или клеевой слой для лучшей фиксации на опорном диске.

Предложенное изобретение представляет собой универсальный демпфер электропроигрывателя малой толщины и веса, который может быть установлен на любой проигрыватель, и выполняющий эффективное гашение энергии резонансной звуковой волны, возникающей при движении иглы звукоснимателя по дорожке грампластинки, и как следствие, уменьшение призвуков в звуковом диапазоне частот, повышение качества воспроизведения.

Демпфер опорного диска электропроигрывателя выполнен из по меньшей мере двух плоских слоев из различных материалов, причем материалы слоев выбирают таким образом, что скорость распространения звука в слоях различается не менее, чем на 10%. В предпочтительном варианте реализации изобретения скорость распространения звука в слоях различается не менее, чем на 20%, толщина слоев выбирается в диапазоне от 0,1 мм до 2,5 мм. Слои могут быть скреплены между собой, например, с помощью клея или иным способом. Возможны следующие варианты комбинаций материалов:

- Медь (5010 м/с) и алюминий (6420 м/с), 28%.

- Медь (5010 м/с) и молибден (6250 м/с), 25%.

- Медь (5010 м/с) и нержавеющая сталь (5790 м/с), 16%.

- Медь (5010 м/с) и бетон (3700 м/с), 35%.

- Алюминий (6420 м/с) и стекло (4800 м/с), 33%.

В рамках заявляемого изобретения возможны и другие варианты комбинации материалов. Также в предпочтительном варианте реализации на одной поверхности одного из слоев нанесен липкий или клеевой слой для лучшей фиксации на опорном диске, при этом слои жестко скреплены между собой. В наиболее предпочтительном варианте демпфер выполнен в виде диска, диаметр которого составляет 12 дюймов, что соответствует стандартному формату пластинок LP. При этом диаметр может быть подобран под конкретный проигрыватель, если у него опорный диск большего и меньшего размера. При этом во всех вариантах реализации изобретения в центре демпфера присутствует отверстие под шпиндель.

Заявляемое устройство работает следующим образом.

Демпфер опорного диска электропроигрывателя устанавливают между прокладкой (матом) и опорным диском проигрывателя, при этом шпиндель проигрывателя (ось вращения пластинки) располагается в соответствующем отверстии устройства. Затем, при воспроизведении звукового сигнала с грампластинки, за счет разности скоростей распространения звука в материалах слоев демпфера опорного диска электропроигрывателя, демпфер гасит колебания индуцируемые иглой звукоснимателя, которые возникают в опорном диске и добавляются к исходному сигналу, искажая его частотную характеристику. Гашение данных колебаний происходит вследствие расхождений пиков звуковых волн в каждом слое из-за разности в скоростях распространения звука в слоях, так как при сложении амплитуд звуковых волн, распространяющихся в слоях, происходит ослабление амплитуды результирующей волны. Таким образом, демпфер опорного диска электропроигрывателя, соприкасаясь по всей поверхности с опорным диском, не позволяет ему «звенеть». Более того, пятно возмущения, которое распространяется от звукоснимателя при использовании Демпфера опорного диска, эффективно гасится дважды:

1) когда волна идет от звукоснимателя в опорный диск встречаясь на пути с демпфером опорного диска электропроигрывателя;

2) когда оставшаяся часть колебательной энергии через демпфер возвращается в звукосниматель.

Кроме того, как было указано ранее, “звон” от предыдущих возмущений опорного диска гасится во всех точках соприкосновения опорного диска с Демпфером опорного диска.

Заявляемое изобретение поясняется примером.

Для исследования эффективности гашения энергии звуковой волны возбужденной иглой звукоснимателя в опорном диске и вернувшейся обратно в звукосниматель на частотах резонансов опорного диска для различных видов электропроигрывателей при меньшей толщине и массе были проведены испытания различных вариантов реализации устройства, а также устройства-прототипа (согласно патентной заявке DE102017002732A1) на двух электропроигрывателях: Elac Miracord 80 и Dual CS 626. Более подробно данные образцов приведены в таблице.

Таблица – данные образцов для испытаний:

№ п/п Состав слоев Скорость распространения звука, м/с Разница в скорости распространения звука в слоях 1 и 2, % Толщина образца, мм 1 слой 2 слой 1 слой 2 слой 1 медь алюминий 5010 6420 28 0,4 2 медь молибден 5010 6250 25 0,2 3 медь нержавеющая сталь 5010 5790 16 0,6 4 алюминий стекло 6420 4800 34 1,0 5 алюминий нержавеющая сталь 6420 5790 10 0,6 6 алюминий молибден 6420 6250 3 0,2 7 медь стекло 5010 4800 4 1,0

Также в испытаниях участвовал образец 8, соответствующий устройству-прототипу.

В ходе испытаний фокус-группа из пяти человек оценивала звучание, в том числе на предмет наличия «звона» и иных дефектов звукового сигнала (призвуки, искажения), а также качества звукового сигнала по ряду субъективных параметров (громкость, четкость, прозрачность, тембр) при установке каждого образца на двух вышеупомянутых проигрывателях.

На прослушивание каждого из образцов выделяли по две минуты (по минуте на каждом из проигрывателей). После участники фокус-группы выставляли оценку каждому образцу по пятибалльной шкале. Усредненные результаты получились следующие: образец 1 – 4,7 балла, образец 2 – 4,8 балла, образец 3 – 4,2 балла, образец 4 – 4,1 балл, образец 5 – 4,0 баллов, образец 6 – 3,6 балла, образец 7 – 3,5 балла. Образцу 8 поставили среднюю оценку 3,4 балла.

Таким образом, предложенное изобретение обеспечивает эффективное гашение энергии звуковой волны возбужденной иглой звукоснимателя в опорном диске и вернувшейся обратно в звукосниматель на частотах резонансов (основного и его мод) опорного диска для различных видов электропроигрывателей при меньшей толщине и массе, что выражается через улучшение качества воспроизведения фонограмм и подтверждается результатом испытаний.

Изобретение относится к акустике. Предлагается демпфер опорного диска электропроигрывателя, выполненный из по меньшей мере двух слоев. При этом скорость распространения звука в слоях различается не менее чем на 10%, при этом толщина каждого слоя находится в диапазоне от 0,1 до 2,5 мм. При этом один слой выполнен из меди, а второй – из алюминия, один слой выполнен из меди, а второй – из молибдена, один слой выполнен из меди, а второй – из нержавеющей стали, один слой выполнен из меди, а второй – из бетона, один слой выполнен из алюминия, а второй – из стекла. На поверхность одного из слоев нанесен липкий или клеевой слой. Технический результат - эффективное гашение энергии звуковой волны возбужденной иглой звукоснимателя. 8 з.п. ф-лы, 1 табл.

1. Демпфер опорного диска электропроигрывателя, выполненный из по меньшей мере двух слоев, отличающийся тем, что скорость распространения звука в слоях различается не менее чем на 10%, при этом толщина каждого слоя находится в диапазоне от 0,1 до 2,5 мм.

2. Демпфер по п.1, отличающийся тем, что скорость распространения звука в слоях различается не менее чем на 20%.

3. Демпфер по п.1, отличающийся тем, что один слой выполнен из меди, а второй – из алюминия.

4. Демпфер по п.1, отличающийся тем, что один слой выполнен из меди, а второй – из молибдена.

5. Демпфер по п.1, отличающийся тем, что один слой выполнен из меди, а второй – из нержавеющей стали.

6. Демпфер по п.1, отличающийся тем, что один слой выполнен из меди, а второй – из бетона.

7. Демпфер по п.1, отличающийся тем, что один слой выполнен из алюминия, а второй – из стекла.

8. Демпфер по п.1, отличающийся тем, что слои жестко скреплены между собой.

9. Демпфер по п.1, отличающийся тем, что на одной поверхности одного из слоев нанесен липкий или клеевой слой.