A lemezhibák megszüntetésének fizikai és analóg módjai

A hanglemez lejátszása során hallható hibák megszüntetését az alkalmazott módszerek szerint három fő csoportra lehet osztani:

Ebben a fejezetben a fizikai és az analóg eszközökkel történő minőségjavításról lesz szó.

Fizikai eszközökkel történő minőségjavítás

A lemezfelület kezelésével elsősorban a lemezfelületen levő, kattogást illetve sercegést okozó port lehet eltávolítani és a műanyaglemez elektrosztatikus feltöltődését lehet megakadályozni, ami csökkenti a lemez újra porosodását.

Száraz lemeztisztítás

A száraz lemeztisztítás egyik legegyszerűbb módja a hanglemez felületének egy törlőkendővel, kézi úton történő megtisztítása. A tisztításhoz antisztatikus anyaggal impregnált kendőket használnak, amelyek nehezen szálasodnak. A hanglemezt fel kell helyezni a lemezjátszóra, majd a kendőt a lemezhez kell nyomni. A lemez felületén a kendőt csak forgásirányban szabad mozgatni, különben a kendő porral keveredett vegyi anyagai könnyen újra a barázdafalra kenődhetnek. A lemezt nem szabad kézzel megfogva tisztítani, mert ekkor esetleg megvetemedhet.

Ennek a kézi módszernek az alkalmazása nem túl jó. A finomabb kivitelű lemezhajtóművek nem viselik el károsodás nélkül, ha a forgó lemeztányéron levő lemezt erősen lefékezik, illetve aszimmetrikus erőhatással terhelik.

A száraz lemeztisztítás további formái az automatikus lemeztörlők (6. ábra). Ekkor a törlőeszközt vagy arra a karra erősítik, amelyik a hangszedőt is tarja, vagy a sasszin elhelyezett külön tengelyre. Ezzel a módszerrel egyenletes nyomóerővel, automatikusan végigtisztítható a lemez felülete. A szükséges nyomóerő kb. 2-4 cN [1].


6. ábra Külön lejátszókarra felszerelt automatikus lemeztörlő berendezés
(a rajz Degrell László - Lemezjátszók és hanglemezek című könyvéből származik)

A száraz lemeztisztítási módszerek közé tartozik a vákuumos lemeztisztítás (7. ábra). A tisztító eszköz nem sokban különbözik egy közönséges porszívótól. Egy szívócső helyezkedik el a lemez felülete felett. A szívócső finom kefében végződik, ami a barázdák mélyebb részeiben is fellazítja a port. Az eszköz előnye a rendkívül kis (kb. 0.6 cN) nyomóerő [1].


7. ábra Vákuumos lemeztisztító fej metszete
(a rajz Degrell László - Lemezjátszók és hanglemezek című könyvéből származik)

Folyadékos lemeztörlés

A folyadékos lemeztörlő egy rövidszőrű tisztítókeféből áll, ami egy műanyag csőhöz van rögzítve (8. ábra). A csövet vegyileg semleges tisztítófolyadékkal töltik fel. A tisztítófolyadék a kefén keresztül kerül a lemezre. A lemezjátszótű a lejátszás teljes ideje alatt ebben a tisztítófolyadék-fürdőben halad.


8. ábra Folyadékos lemeztisztító berendezés
(a rajz Degrell László - Lemezjátszók és hanglemezek című könyvéből származik)

Sellak lemezeket csak tiszta desztillált vízzel szabad tisztítani, mert a tisztítófolyadékok alkohol komponense kárt tehet a lemezben [1].

A nedves lemeztörlő eljárást a sztatikus feltöltődési hajlam csökkentésén kívül az a megfigyelés is indokolja, hogy a barázda és a tű érintkezési pontján nagy fajlagos nyomás jön létre, ami a lemez forgásakor erős hőt fejleszt a tűben és a lemezben. A folyadékos lemeztörlés előnye a súrlódó felületek hűtése és a súrlódás csökkentése, ezáltal a hanglemez jóval többszöri lejátszhatósága. Hátránya ennek a módszernek, hogy a tisztítófolyadék beszáradva ragacsos felületet képezhet a lemez felületén, ezért az egyszer nedvesen lejátszott lemezt ezután már csak nedves lemeztörléssel lehet lejátszani [6].

Nagy forgalmú lemezszaküzletekben, illetve hangstúdiókban lemezmosó automatákat alkalmaznak. Ezek az automaták első fázisként különleges tisztítófolyadékot visznek fel a lemezre, amely az összes szennyeződést feloldja, majd második munkafázisként a folyadékot az oldott szennyeződéssel együtt vákuumelszívóval eltávolítják. Az egész folyamat kb. másfél percet vesz igénybe, és nem lesznek vegyszermaradványok a lemezen [1].

Analóg elektronikus eszközökkel történő minőségjavítás

Megfelelő elektronikus eszközök segítségével a lejátszott hangban a lejátszás során csökkenthetők a kattogás, illetve az alapzaj jellegű hangtorzulások. Többféle eszközt dolgoztak ki külön a kattogások, és külön az alapzaj szűrésére. A kattogások csökkentése történhet némítóval, mono lemezfelvételek esetén pedig csatornakapcsolóval (switcher). Az alapzaj csökkentésénél elterjedten használt analóg eszközök a dinamikus zajhatároló áramkörök, mint a BRG által kifejlesztett zajcsökkentő rendszer, a Philips DNL és a Dolby zajcsökkentő technika.

Szűrők

A lineáris szűrők használata általában nem célravezető sem a kattogás, sem pedig az alapzaj hatásos csökkentéséhez. A kattogás és az alapzaj egyaránt széles spektrumú zavar és a spektrumuk átlapolódik a hasznos jel spektrumával. Ezért az alapzajt vagy a kattogást alul- illetve felüláteresztő szűrőkkel csökkentve a hasznos jelet is nagymértékben szűrjük. Egyedül a zúgás típusú zavaroknál használhatók lineáris szűrők. A zúgás keskeny spektrumvonalakból áll, lyukszűrők használatával ez a zavar csillapítható, a hasznos jel ezáltal csak kismértékben sérül. Lyukszűrőket használnak mikrofonoknál szélzajszűrőnek, illetve a hálózati zúgás csökkentésére.

Némító

A legegyszerűbb analóg, kattogást csökkentő eszköz egy némítóberendezés, ami abban a pillanatban, amikor a kattanást detektálták, némítja a hangcsatornákat, ily módon csökkentve a kattanás hatását. A tipikus időtartama a némításnak 2.5 ms. Ez az időtartam minden esetben hosszabb mint a kattanás [10]. A némítást a hangerő gyors lekeverésével majd felkeverésével lehet megvalósítani (ezzel a módszerrel nem viszünk be kontakthibára emlékeztető újabb kattanás hangot).

A kattanás detektálása egy felüláteresztő szűrő és egy komparátor segítségével történhet.

A módszer hátránya, hogy nem állítja vissza az elveszett jelrészletet, csupán a kattanást teszi kevésbé zavaróvá. A módszer csak akkor hoz javulást a hallgatás során, ha a kiszűrt kattanás energiája jóval nagyobb, mint a hasznos jel energiája, egyébként az így megvalósított szűrés zavaróbb lehet, mint az eredeti kattanás hangja. Éppen ezért elegendő csak a nagy amplitúdójú kattanások detektálása. Ehhez tökéletesen megfelelő a felüláteresztő szűrőből és komparátorból álló egyszerű eszköz.

A módszer előnye a rendkívüli egyszerűsége, ezért sok helyen alkalmazható. A némítást gyakran alkalmazzák digitális hanglejátszó eszközökben is. Ha a digitális jelfolyamban hiba lép fel és a lejátszó rendszer nem képes azt helyreállítani, a hangban erős kattanás hang lép fel. Ez nemcsak a műélvezetet zavarja, de a kattanás amplitúdója akkora lehet, hogy a lejátszó rendszer (a hangszórók) épségét veszélyeztetheti, a veszély azonban a némítással megszüntethető.

Csatornakapcsoló

Az analóg, kattogást csökkentő eszközök másik fajtája a csatornakapcsoló. Ez a módszer csak mono hanglemezek esetén használható. A módszer kihasználja a mono lemezek azon tulajdonságát, hogy a lemezen levő hangbarázda két oldalán ugyanaz az információ van rögzítve. Sztereo lemezjátszó berendezéssel lejátszva a hanglemezt, a két hangcsatornából előállítható egy tisztább hangcsatorna, ha mindig a két csatorna közül a tisztább hangjelet tartalmazót használjuk fel [10]. Az a tisztább csatorna, amelyik a vizsgált időszakban a kisebb energiájú jelet tartalmazza.

A módszerrel csökkenthető a sercegések, kattogások mennyisége az előállított hanganyagban. Hátránya a módszernek, hogy feltételezi a barázdafalak teljes azonosságát és feltételezi, hogy a sercegés vagy a kattanás egyszerre csak az egyik csatornában fordul elő. Gyakran előfordul azonban, hogy a barázdafal két oldala egyaránt megsérül, illetve a hangrögzítés során fellépő pontatlanságok miatt a két barázdafal sem teljes mértékben egyenlő. Ezek az okok gyengítik a módszer hatékonyságát.

Dinamikus zajhatároló áramkörök

A dinamikus zajcsökkentő eszközök a jel amplitúdójának függvényében változó frekvenciamenetű átvitelt valósítanak meg, hogy az emberi hallás számára minél kevésbé legyen érzékelhető a zaj, viszont a hasznos jel lehetőleg minél kisebb mértékben legyen módosított.

Az alapzaj olyankor a leginkább zavaró, amikor a felvételben csak halk hangok vannak jelen. A fül számára különösen az alapzaj magasabb frekvenciájú (1-10 kHz) része kellemetlen [7]. A dinamikus zajcsökkentő áramkörök ezért egy aluláteresztő szűrést végeznek, ahol a szűrés erősségét és törésponti frekvenciáját a jel amplitúdója függvényében változtatják. Minél nagyobb az amplitúdó, a szűrés annál gyengébb, a törésponti frekvencia annál feljebb tolódik.

Egyszerű dinamikus zajhatároló áramkör készíthető egy, a jel útjában elhelyezett aluláteresztő RC tag segítségével, ahol az ellenállás elektronikus eszköz segítségével van megvalósítva (például egy FET  csatornaellenállása) és az ellenállás értéke a bemenő jel alapján egy csúcsegyenirányító segítségével szabályozott. A szabályozást a csúcsegyenirányító dinamikus tulajdonságai segítségével úgy kell beállítani, hogy a jelben előforduló tranziensek a működést ne zavarják és kimenő jelben káros lengések ne jöhessenek létre [7]. Ilyen eszközt épített be magnókészülékeibe a BRG.

Az eszköz felépítése egyszerű, segítségével 6-8 dB jel-zaj viszony javulást lehet elérni a hasznos jel nagyon kis módosulásával [7]. Hátránya, hogy a zajcsökkentő készülék a jel útjában helyezkedik el és a készülék bármilyen torzítása közvetlenül a jelre hat.

A Philips cég által kidolgozott Dynamic Noise Limiter (DNL) áramkörben a jel a készülék főágában gyakorlatilag módosítás nélkül halad át (9. ábra). A jel egy felüláteresztő szűrőn keresztül egy mellékágon is továbbhalad. Nagy amplitúdójú jelek esetén a mellékág leválasztódik, kisebb amplitúdók esetén azonban egyre nagyobb mértékben engedi vissza a főággal ellentétes fázisban a jel magasabb összetevőit, egyre erősebb aluláteresztő szűrést megvalósítva. A DNL kapcsolás kb. 10 dB jel-zaj viszony javulást képes előállítani és nagyon kicsi a torzítása [7].


9. ábra A Philips DNL eljárás zajcsökkentő áramkörének blokkvázlata

A legelterjedtebb dinamikus zajcsökkentő áramkörök közé tartozik a Dolby zajcsökkentő rendszer. Elsősorban magnetofonoknál használják, ahol a magnetofonszalagnak eléggé nagy alapzaja van. A Dolby rendszert a felvétel során is kell használni. A Dolby eljárás lényege, hogy a felvétel során olyan módon rögzítsük a hangot, hogy az mindig hangosabb legyen mint a felvételben levő alapzaj. A hangos hangrészleteken nem kell változtatni, a halkabb részleteket azonban fel kell erősíteni. Ilyen módon a jelen dinamikakompressziót hajtunk végre. Lejátszás során az eredeti hang visszanyeréséhez dinamikaexpanziót hajtanak végre: az erősebb hangokon nem változtatnak, a halkabb hangokat gyengítik. A halkabb hangokkal együtt az alapzaj is gyengülni fog, vagyis a jel-zaj viszony nagy marad (10. ábra) [11].

A Dolby rendszerekkel 10-15 dB jel-zaj viszony javulást lehet elérni, miközben a rendszer frekvenciaátvitele változatlan. Hasonlóan a Philips DNL technikához, a Dolby rendszernél is egy mellékág segítségével gyengítik a halk hangokat, hogy a rendszer torzítása minél kisebb legyen.

A Dolby rendszereknek több fajtája is létezik. Ezek a zajcsökkentés erősségében és a hang dinamika változtatásának a frekvenciafüggésében térnek el egymástól [11].

Hátránya ennek a zajcsökkentő rendszernek, hogy a felvétel során is igényel korrekciót, így régi felvételek utólagos javítása nem lehetséges vele.


10. ábra A Dolby zajcsökkentő eljárás blokkvázlata
(a kép megjelenését a Dolby Laboratories Inc engedélyezte)
 
 
 

Vissza a tartalomjegyzékhez   -   Vissza az előző fejezetre   -   Tovább a következő fejezetre