一种恒线速胶木唱片的播放和/或记录方法技术

本发明专利技术提供一种恒线速胶木唱片的播放和/或记录方法，包括：用莫尔条纹传感器来采集唱针所处的位置，选择设计合理唱针臂转轴的摆放位置，用莫尔条纹传感器装置测量唱针臂相对于初始状态时的角度θ，选择合适的唱针臂长R0，确定唱针离转盘圆心的距离，在保持线速度恒定的条件下播放和/或记录所述唱片。本发明专利技术不仅能够保留胶木唱片的原材质，还能保留唱片比CD盘更大的动态之特点和更强的小信号细节之解析能力，确保唱片本身的音响质量不受到影响，更重要的是，本发明专利技术大大提高记录内容的容量，能在有限的记录空间里记录更多的模拟音频内容，同样尺寸的唱片记录时间大幅提升。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及模拟音频信息存储及播放设备，尤其涉及一种恒线速胶木唱片的播放/记录方法及系统。
技术介绍
飞速发展的CD光盘一度将古老的胶木唱片打入冷宫，全球的胶木唱片的销售额从1997年（约14亿美元）开始严重下滑，到2006年达到低谷（约为5亿美元），但由于近年来模拟音频的处理技术的大幅提升，人们发现胶木唱片在某些技术指标上还是可以达到普通CD光盘和数字音频存储设备所不能达到的动态以及对细节的解析能力，因此2010年后胶木唱片的销售额开始复苏，2013年的销售额(约22亿美元）已经明显超过销量开始急剧下滑的1997年。但是这种胶木唱片，录制节目容量小的问题也显露出来，比如300mm唱片记录时间仅为25分钟。
技术实现思路
本专利技术首先要解决的技术问题是提供一种恒线速胶木唱片的播放和/或记录方法，采用恒线速度唱片技术来替代传统唱盘，大大提高记录内容，能在有限的记录空间里记录更多的模拟音频内容。本专利技术解决技术问题所采用的技术方案是：采用恒转速播放和记录，在技术上采用以下两种方法：1）莫尔条纹角度传感器法用莫尔条纹传感器来采集唱针所处的位置（偏角θ），根据唱针所处的位置，以300mm(12”)唱片为例，唱针每走一圈，直径约扩大0.111mm。（1）选择设计合理唱针臂转轴的摆放位置（图1中O即为唱针臂转轴所在位置），主要是为了计算方便，同时可减少内环和外环速度探测误差和补偿修正的不均匀性，通常可选择在有效记录范围的中部对应半径的切线处，如300mm唱盘(12”)对应半径为106/2+（290-106）/2=97mm；（2）用莫尔条纹传感器装置测量唱针臂相对于初始状态时的角度θ（单位为弧度），图2中的1为唱盘，2为唱针臂，3为定光栅，4为动光栅，5为光发射头，6为光接收头，7为唱针。（3）选择合适的唱针臂长R0，取较大值，其线性度较好，过长会影响唱机尺寸和增加对唱盘的压力。（4）通过合理设计唱针臂转轴的摆放位置，如图1所示，此时可以用式（1）近似公式确定唱针此时离转盘圆心的距离（旋转半径）：R=r0+R0θ（1）式中：R为唱针到转盘圆心的半径，单位为mm；r0为唱片有记录轨迹的最小直径，单位为mm，根据标准为106mm；R0为唱针臂长半径，单位为mm；θ为唱针臂相对基准位置的夹角，单位为弧度。（5）根据式（2）线速度、角速度和唱针位置处轨迹圆的半径的关系，不断修正角速度使线速度恒定；ω=v/R（2）式中：ω为线速度，单位为rad/s；v为线速度，单位为mm/s；R为唱针到转盘圆心的半径，单位为mm。由于线速度已知并且固定，R可以通过测量夹角θ得到，这样我们就可以通过不断地修正角速度来达到线速度恒定的目的。（6）在保持线速度恒定的条件下播放和/或记录所述唱片。在采用上述技术方案的同时，本专利技术还可以采用或者组合采用以下进一步的技术方案：2）超音频导频信号法在唱片录制时，在音频里加入低幅度的超音频导频基准频率参考信号，在唱片播放时用鉴频器监测采集到的超音频导频与标准超音频导频之间的频差，用这个频差修正信号来修正播放电机的转速，来到达恒线速播放之目的。本专利技术的有益效果是：本专利技术不仅能够保留胶木唱片的原材质，还能保留唱片比CD盘更大的动态之特点和更强的小信号细节之解析能力，确保唱片本身的音响质量不受到影响，更重要的是，本专利技术大大提高记录内容的容量，能在有限的记录空间里记录更多的模拟音频内容，同样尺寸的唱片记录时间大幅提升。附图说明图1是本专利技术中唱针臂转轴的摆放位置的布置示意图。图2是本专利技术的播放部分和偏角检测部分结构图。图3是用莫尔条纹角度传感器法设计的电唱机工作原理框图。图4是用超音频导频信号法设计的电唱机工作原理框图。具体实施方式实施例1。1）容量计算12英寸唱片直径为300mm，记时长从25分钟，提高到44分钟，记录时长提升76%。总圈数：25*33.333=833.33圈最小直径106mm最大242mm最小线速度106*3.1416*（33.333/60）=185mm/s轨迹长（106+290）*3.1416*833.33/2=492182.03mm恒线速时长492182.03/（185*60）=44分钟增加（44-25）/25*100%=76%。2）误差分析如图1所示，分别计算A、B、C三点的近似度情况：A点：R=r0+R0θ=r0=53θ=0，R实际=r0，误差为0；B点：θ=arcsin(46/225)=0.2058R=r0+R0θ=r0+225*.2058=r0+46.35=99.35误差为（R-R实际）*100%/R实际=(99.35-99.114)*100%/99.114=0.238%C点：θ=2arcsin(46/225)=0.4116R=r0+R0θ=r0+225*0.4116=r0+92.61=145.61R实际=r0+92=145误差为（R-R实际）*100%/R实际=(145.61-145)*100%/145=0.42%3）误差修正：通过以上计算，可以发现如果插入一个反向修正系数γ，则可以进一步降低偏差，如本例中：取γ=θ*100%/100则A点：γ=0，误差为0；则B点：γ=0.2058%；误差为[R*(100%-γ)-R实际]*100%/R实际=(99.35*99.7942%-99.114)*100%/99.114=0.0318%则C点：γ=0.4116%；误差为[R*(100%-γ)-R实际]*100%/R实际=(145.61*99.5884%-145)*100%/145=0.0074%适当选择合适的唱针臂长，并且合理布置唱针臂转轴位置，测量角度的方法可以保证足够的精度。实施例2。10英寸唱片直径为250mm，记时长从17分钟，提高到28分钟，记录时长提升64.7%。总圈数：17*33.333=566.67圈最小直径106mm最大242mm最小线速度106*3.1416*（33.333/60）=185mm/s轨迹长（106+242）*3.1416*566.67/2=309763.58mm恒线速时长309763.58/（185*60）=28分钟增加（28-17）/17*100%=64.7%。可以采用与实施例1相同的方法对本专利技术的误差进行分析和修正，从而得到合适的唱针臂长以及合理的唱针臂转轴位置的布置。实施例3。7英寸唱片直径为170mm，记时长从8分钟，提高到10分钟，记录时长提升25%。总圈数：8*33.333=266.67圈最小直径106mm最大168mm最小线速度106*3.1416*（33.333/60）=185mm/s轨迹长（106+168）*3.1416*266.67/2=114774.55mm恒线速时长114774.55/（185*60）=10分钟增加（10-8）/8*100%=25%。可以采用与实施例1相同的方法对本专利技术的误差进行分析和修正，从而得到合适的唱针臂长以及合理的唱针臂转轴位置的布置。实施例4。图3所示为用莫尔条纹角度传感器法设计的电唱机工作原理框图。其工作原理为：莫尔条纹角度传感器对唱针臂的角度进行检测和放大，把所测得的角度的的数据送至微控制器MCU，利用前面公式（1）和公式（2），计本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种恒线速胶木唱片的播放和/或记录方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）选择设计合理唱针臂转轴的摆放位置，主要是考虑计算方便，同时可减少内环和外环速度探测误差和补偿修正的不均匀性，通常可选择在有效记录范围的中部对应半径的切线处，如图1所示；（2）用莫尔条纹传感器装置测量唱针臂相对于初始状态时的角度θ（单位为弧度）；（3）选择合适的唱针臂长R0，取较大值，其线性度较好，过长会影响唱机尺寸和增加对唱盘的压力；（4）通过合理设计唱针臂转轴的摆放位置，如图1所示，此时可以用式（1）近似公式确定唱针此时离转盘圆心的距离（旋转半径）：R=r0+R0θ   （1）式中：R为唱针到转盘圆心的半径，单位为mm；r0为唱片有记录轨迹的最小直径,单位为mm，根据标准为106mm；R0为唱针臂长半径，单位为mm；θ为唱针臂相对基准位置的夹角，单位为弧度;（5）根据式（2）线速度、角速度和唱针位置处轨迹圆的半径的关系，不断修正角速度使线速度恒定；ω=v/R   （2）式中：ω为线速度，单位为rad/s；v为线速度，单位为mm/s；R为唱针到转盘圆心的半径，单位为mm；（6）在保持线速度恒定的条件下播放和/或记录所述唱片。...

【技术特征摘要】
1.一种恒线速胶木唱片的播放和/或记录方法，其特征在于：包括以下步骤：（1）选择设计合理唱针臂转轴的摆放位置，主要是考虑计算方便，同时可减少内环和外环速度探测误差和补偿修正的不均匀性，通常可选择在有效记录范围的中部对应半径的切线处，如图1所示；（2）用莫尔条纹传感器装置测量唱针臂相对于初始状态时的角度θ（单位为弧度）；（3）选择合适的唱针臂长R0，取较大值，其线性度较好，过长会影响唱机尺寸和增加对唱盘的压力；（4）通过合理设计唱针臂转轴的摆放位置，如图1所示，此时可以用式（1）近似公式确定唱针此时离转盘圆心的距离（旋转半径）：R=r0+R0θ（1）式中：R为唱针到转盘圆心的半径，单位为mm；r0为唱片有记录轨迹的最小直径,单位为mm，根据标准为106mm；R0为唱针臂长半径，...

【专利技术属性】
技术研发人员：温怀疆，温金凡，
申请(专利权)人：浙江传媒学院，
类型：发明
国别省市：浙江;33