Geluiddragers

De Geschiedenis van de Geluidsdragers

In 1876 vind Meneer Bell de telefoon uit. Dit is ook een soort geluidsdrager. In december 1877 vind Meneer Edison de Fonograaf uit. En 10 jaar later word de grammofoonplaat uitgevonden. Dit is een vlakke plaat met horizontale groeven. In 1888 werd de pathefoonplaat uitgevonden. Deze verschilde niet veel met de grammofoonplaat. Het was ook een vlakke plaat, alleen dan met verticale groeven. In 1928 word de microfoon uitgevonden. In 1963 word de cassette uitgevonden. De kwaliteit van dit alles was in het begin nog niet zo geweldig maar er werden veel verbeteringen aangebracht. In 1981 kwam de cd. En in 1997 kwamen de dvd en de sacd. Bij de grammofoonplaat nam de kwaliteit af door slijtage.

De Cd en de Cd-speler

De Cd

Cd is een afkorting van Compact Disk. De cd is gemaakt van policarbonaat plastic. De cd heeft een doorsnede van 1,2 millimeter en dat is niet veel. Het is dus een dun plastic schijfje. Op een cd kun je heel veel data kwijt. Op de meeste cd’s staat muziek. De muziek is in een digitale vorm opgeslagen. Een kenmerk van de cd is dat op het oppervlak een soort spiraal staat. Dat wordt een helix genoemd. Het spoor waar de laser langs beweegt. Dit spoor kan wel 5 km lang zijn. De cd lijkt dus best wel veel op een grammofoonplaat. Alleen is de lengte van een cd wat groter.

De laser en de sensor (de leeskop), beweegt van het midden naar buiten van een cd. De snelheid van de buitenste ring is hoog. Dat is voor het aantal passerende putjes en bultjes. Omdat de snelheid van die buitenste ring hoger is, past de cd speler zich aan die snelheid aan. Als de kop in het midden van de cd is draait de cd sneller dan als de kop aan de rand van de cd is. Maar dat is eigenlijk best logisch want hoe meer je naar buiten gaat bij een cd, hoe groter hij wordt. Dus in het midden draait hij sneller. De cd werkt met een laser. Een laser is een bundel geconcentreerd licht. Licht gaat altijd rechtdoor. Maar als je er iets reflecterend voor zet dan weerkaatst het. De Cd:

A label laag
B bescherm laag
C Data laag (reflectie laag) D bescherm laag (transparant) E Logische 0 (bultje) F Logische 1 (putje)

De Cd speler

De cd speler moet de informatie van een cd lezen en reproduceren. De cd speler gebruikt een servomotor om de cd te laten draaien en laseroptica om de data te lezen. De data word van de compact disk teruggelezen door de opnemer, die over het oppervlak van de draaiende disk beweegt. Een disk kan twee miljard putjes bevatten. De opnemer moet op het dataspoor worden gefocusseerd, het spoor volgen en de gegevens lezen. Het lenzenstelsel, de laser en de opnemer moeten klein genoeg zijn om parallel aan de disk te kunnen bewegen. Een laserstraal exact focusseren op de disk heet autofocus. Het spoor van een cd word gevolgd met behulp van het auto tracking systeem. De sporen op een cd hebben een onderlinge afstand van 1,6 micrometer. In cd spelers worden 2 soorten auto tracking systemen toegepast:

- Het 1 bundelsysteem dat voor de tracking gebruik maakt van de bundel die ook voor het aftasten van de data en voor de autofocus word gebruikt. Dit systeem gebruikt Philips. - Het 3 bundelsysteem. Maakt gebruik van secundaire bundels die uitsluitend voor tracking zijn bedoeld. Dit systeem gebruikt Sony. Bij het spoorvolgen word een gedeelte van iedere volgbundel op een putje gefocusseerd. Het andere gedeelte bedekt het weerspiegelde vlak tussen de putjes.

Verwerking van het digitale signaal

Van de uitgangsspanning van de vierkwadraten fotodiode word het analoge uitgangssignaal van de cd speler afgeleid. De data moet een ingrijpende bewerking ondergaan voordat het omgezet kan worden in een analoog signaal. De gegevens op een disk zijn EFM gecodeerd. EFM is een afkorting van Eight to Fourteen Modulation. Dat de disk EFM gecodeerd is betekend dat in het signaal niet minder dan twee en niet meer dan tien achtereenvolgende nullen voorkomen. De putjes verschillen in lengte van drie kanaalbits t/m 11 kanaalbits. Dit bepaalt het frequentiebereik van het EFM signaal. Wanneer het dataspoor word gelezen is het EFM signaal aanwezig. Het signaal is uit sinusgolven opgebouwd maar is helemaal digitaal. Het EFM signaal word nu gedemoduleerd. Als dat is gebeurt word de foutcorrectie toegepast. De foutcorrectieschakeling corrigeert de fouten. Daarna zet de D/A converter het digitale signaal om in een analoog signaal.

De Fonograaf

In december 1877 ontstond de fonograaf. De fonograaf was uitgevonden door Thomas Alva Edison. De fonograaf kon geluid opvangen en het dan vervolgens weer afspelen. Het geluid werd opgevangen door een grote hoorn met daarin een dun vliesje dat ging trillen door de trillingen die afkomstig waren van geluid. Het vliesje dat ging trillen was dan verbonden met een naald die een geluidsspoor trok in staniol. Iets later werden dit wasrollen. Door deze verandering werd de kwaliteit van het geluid stukken beter. Als het geluid was opgenomen dan werd de naald weer aan het begin op de wasrol in het geluidsspoor gezet. De wasrol werd daarna opgewonden. Hierdoor ging de wasrol ronddraaien. En dan volgde de naald het geluidsspoor van het begin tot aan het eind. De naald ging in het geluidsspoor in de wasrol op en neer voor verschillende toonhoogtes. Maar de fonograaf had nog steeds niet een hele goede kwaliteit. Dus probeerde men het te verbeteren. En zo kwam de grammofoon.

De grammofoon

De grammofoonplaat is een ronde plaat waarom geluidsinformatie is vastgelegd in de vorm van een spiraalvormige groef die de geluidstrillingen volgt. Er waren heel veel verschillende formaten van de grammofoonplaat. De bekendste was de 78 toeren plaat met een speelduur van ongeveer 3 minuten. Het verbeteren van de techniek van de fonograaf deed Edison niet. Maar door Emil Berliner. Zijn idee was om de rollen te vervangen door platte schijven. En heel veel afdrukken van een opname te maken. Berliner gebruikte ook een naald, alleen dan op een schijf. De naald trok een zigzaglijn op de schijf. Op de platte zinken schijf werd een waslaag aangebracht. De wasmiddel was een goed middel voor het snijden van de plaat. Als de opnames klaar waren werd de plaat chemisch behandeld. Daardoor kwam er naar de verwijdering van de waslaag een lijn in de plaat te zitten. Vanaf 1925 werd de plaat niet alleen door een motortje rondgedraaid maar de opname en het afspelen werd ook elektronisch. De trillingen die de naald op de plaat maakte door het geluidsspoor te volgen werden omgezet in stroompjes. Deze werden met een versterker versterkt en via luidsprekers kun je dan het geluid weer horen J. De wasrollenfabrikant vond het maar niks dat er van die schijven kwamen en er was even een strijd tussen de fonograaf en de grammofoon. Maar natuurlijk won de plaat het van de wasrollen.

De compact Cassette

Het Cassettedeck is voortgekomen uit de spoelenrecorder. Hierbij is bandmontage met de schaar mogelijk. De spoelenrecorder is nu van de markt verdwenen. We gebruiken nu het cassettedeck. Het cassettedeck is heel makkelijk te bedienen en is niet duur. Van de spoelenrecorder en het cassettedeck is het opneem en weergeefproces gelijk. Opnemen: Het opgenomen audiosignaal gaat eerst naar de opneemversterker. Deze versterkt het signaal en corrigeert ook de bij het opnemen altijd optredende hogetonenverliezen. Dan gaat het signaal naar de opneemknop. Dat bestaat uit een ringvormige kern van magnetiseerbaar materiaal waar een koperdraadspoel om is gewikkeld. Onder invloed van het audiosignaal wordt een wisselend magneetveld in de kern opgewekt. Via een fijne spleet in de kern, waar de magneetband word langs gevoerd, worden deze magnetische variaties aan de band overgedragen. De kleine banddeeltjes worden stuk voor stuk door de krachtlijnen gericht waardoor een magnetisch patroon ontstaat. Dit patroon is dus een kopie van het oorspronkelijke patroon. Er moet ook nog magnetische plaatsvinden. Zonder magnetisatie zou de band niet alleen zeer zwak worden gemagnetiseerd maar zou er ook vervorming ontstaan.

Het bandloopsysteem

Een nauwkeurige aandrijving van de band is van het grootste belang. Een zo gelijkmatig mogelijke bandloop wordt onder meer verkregen door een effectief vliegwiel toe te passen. Decks van betere kwaliteit hebben 2 motoren. 1 voor het bandtransport bij opname en weergave en 1 voor het op en afspoelwerk. De hoofdmotor is vaak een elektronisch gestuurde gelijkspanningsmotor. Deze loopt heel nauwkeurig, zelfs als er sprake is van een variërende netspanning. Dit is dankzij het servosysteem.

Functies van het cassettedeck

Dit zijn de hoofdfuncties van het cassettedeck :

- Opname & Weergave - Snel vooruit & terugspoelen - Stop - Pauze - Eject

Ruisonderdrukkingssysteem

Het ruisonderdrukkingssysteem onderdrukt de ruis. Vooral wanneer dat het meest nodig is. Dat is bij zachte muziekpassages. Het 1e ruisonderdrukkingssysteem was door Dr. Ray Dolby uitgevonden. Dat was het systeem Dolby A. Bij Dolby A wordt het hele hoorbare frequentiegebied in 4 delen verdeeld, die allemaal apart worden behandeld. Dat is een heel ingewikkeld systeem en daardoor ook heel erg duur. Daarom ontwikkelden ze een goedkoper systeem : Dolby B. Dolby B bestrijkt geen 4 frequentiebanden maar 1 band vanaf 600 Hz. Later kwam het Dolby C systeem. Dit was een verbeterde versie. Dolby C bestaat uit 2 Dolby B schakelingen die op verschillende sterkten niveaus werkten. 1 op Dolby B niveau en 1 op een lager niveau. De ruisonderdrukkingsfactor van de ene schakeling wordt bij de ander gevoegd. Na Dolby B&C kwam er nog een verbeterde versie. Dolby S. Deze elimineert de bandruis op nog volmaaktere wijze dan de andere Dolby systemen. Dolby S is 5 keer effectiever als Dolby B en 1,6 keer effectiever dan Dolby C. Later kwam er ook nog een Dolby HX Pro, voor hoge tonen. Maar dat was geen ruisonderdrukkingssysteem.

De minidisk

Minidisk is een digitaal opname systeem van Sony dat bedoelt is als opvolger van de verouderde compact Cassette. Gelijktijdig met de introductie van Minidisk in 1992 kwam Philips met de digitale compact Cassette op de markt. Dit is een digitale vorm van de huidige compact Cassette. Dit systeem is door onvoldoende belangstelling vrijwel van de markt verdwenen. De minidisk is een soort klein optisch schijfje met een maximale speelduur van 74 minuten. Door datarecuctie wordt de data gereduceerd zodat die op het schijfje past. Het apparaat diende dus klein te zijn, en de muziek nummers moesten direct toegankelijk zijn. Dat is gedaan door een kleine magnetische disk van 2,5 inch (64mm) toe te passen. Door een geheugen is de minidisk 10 seconden schokvrij. Het feit dat de minidisk eigenlijk een computerschijf is biedt het grote voordeel dat elk muziekstuk net zoals bij de Cd onmiddellijk is op te roepen. Bij het opnemen op een MD recorder hoef je net zoals bij een computer nooit af te vragen waar de informatie gezet moet worden. Dat doet het systeem volautomatisch zelf.

De voordelen van de minidisk:

- Hoge geluidskwaliteit - Directs toegang tot muziekstukken - Groot aantal bespeelde Md’s verkrijgbaar - Titelindicatie in Display - Groot bediening comfort - Mooie Montagemogelijkheden - Door buffergeheugen schokvrij

Nadelen van de Minidisk:

- Onbespeelde Minidisks vrij duur - Maximale speelduur 74 minuten