Электрофон, более известный в быту как проигрыватель, представляет собой специализированное устройство для воспроизведения аудиозаписей, нанесённых на грампластинки. Его конструкция включает несколько ключевых компонентов: механизм вращения пластинки, звукосниматель, усилитель звуковой частоты (питающийся от сети или батарей) и громкоговоритель, который может быть как встроенным, так и выносным.
Как устроен механизм вращения
Механизм, отвечающий за вращение, состоит из электродвигателя, системы передачи вращательного момента от его вала к диску и самого диска для установки пластинки. Для высококачественного звука критически важна стабильная скорость вращения. Эту задачу решает массивный, тяжёлый диск, который работает как маховик: благодаря своей большой инерции он эффективно сглаживает любые колебания частоты вращения двигателя.
Принцип работы звукоснимателя
Звукосниматель состоит из головки и тонарма — держателя, который направляет головку по радиусу пластинки. Внутри головки находится электромеханический преобразователь. Чаще всего эту роль выполняет пьезоэлемент — пластинка из кристалла сегнетовой соли. Один её конец жёстко закреплён, а к другому прикреплена игла.
Звуковая информация на пластинке хранится в виде зигзагообразной бороздки, идущей по спирали от края к центру. При воспроизведении остриё иглы, следуя по всем изгибам этой бороздки, заставляет пьезоэлемент вибрировать. Эти механические колебания генерируют на поверхности кристалла электрические заряды, создавая переменный ток звуковой частоты, в точности повторяющий траекторию движения иглы. После усиления этот электрический сигнал преобразуется динамиком громкоговорителя обратно в звуковые волны.
Исторический путь: от фонографа к электрофону
Первым аппаратом для записи и воспроизведения звука стал фонограф, изобретённый Томасом Эдисоном в 1877 году. В нём звуковые колебания через мембрану заставляли иглу вырезать канавку переменной глубины на вращающемся восковом валике. Для воспроизведения та же игла, двигаясь по канавке, раскачивала мембрану, которая и издавала звук. Главным недостатком фонографа было то, что каждая запись существовала в единственном экземпляре и не могла быть тиражирована.
Прорыв совершил немецкий инженер Эмиль Берлинер, предложив записывать звук не на валики, а на диски. С такого диска-оригинала можно было сделать металлическую матрицу для массового прессования пластинок из целлулоида или специальных смол. Новый аппарат, названный граммофоном, приводился в движение пружинным механизмом, а звукосниматель-мембрана преобразовывал колебания иглы в звук. Этот базовый принцип механической звукозаписи остался практически неизменным на долгие годы.
Эволюция в эпоху электроники
С появлением современных электронных усилителей звуковая частота нагрузка на звукосниматель кардинально уменьшилась. От него теперь требовался лишь слабый электрический сигнал, а не непосредственное излучение звука. Эти «облегчённые» условия позволили добиться минимальных искажений при преобразовании механических колебаний в электрические практически во всём диапазоне слышимых частот.
Претерпела изменения и сама грампластинка. Использование более совершенных пластмасс позволило делать звуковые дорожки уже и располагать их плотнее, что значительно увеличило продолжительность звучания одной стороны. Монофоническое («одноголосое») звучание уступило место объёмному стереофоническому, создающему эффект звукового пространства (подробнее см. Стереофония). Таким образом, электрофон стал итогом длительной эволюции технологий механической записи и воспроизведения звука.