Vinuulplaadid
Heliplaadiks
nimetatakse
kettakujulist
, enamasti
plastist
helikandjat
.
Aegade jooksul on heliplaadi voi selle salvestuskihi materjalina kasutatud ka pehmemaid metalle voi magnetilisi materjale.
[
viide?
]
Levinuim
helisalvestusmeetod
on olnud mehaaniline salvestus, kuigi vahesel maaral on kasutatud ka magnetsalvestust (
diktofonides
).
[
viide?
]
Uuem, digitaalajastuga saabunud heliplaat on digitaalne andmekandja kas mehaanilise, optilise voi magnetoptilise salvestusviisiga.
[
viide?
]
Esimesed eestikeelsed heliplaadid Eestis salvestati 1906. aastal hotellis Kommerts Riia tanaval Tartus.
[1]
Mehaanilise helisalvestuse leiutajaks peetakse
Thomas Alva Edisoni
, kes patenteeris
fonograafi
1877. aastal. Algselt oli selles kasutusel perpendikulaarne ehk sugavussalvestus. Salvestati trumlile kinnitatud vahaga kaetud kandjale, mis algul oli lehe-, hiljem suka- voi muhvitaoline. Salvestuseks kasutas ta membraani keskkohta kinnitatud ummargust koonilise teravikuga noela. Sama noela abil toimus ka taasesitamine.
[
viide?
]
Emile Berliner
vottis 1887. aastal kasutusel kulgsuunalise salvestuse, mida oli optilisel-mehaanilisel kujul varem kasutatud helisignaalide uurimise ja analuusi jaoks. Ta vottis trumli peale tommatava vahatatud pehmel materjalil kandja (muhvi voi suka) asemel kasutusele poorleva plaadi (1895).
[
viide?
]
Helivonkumine salvestatakse heliplaadi originaalile selle pinda loigatud spiraalselt uhtlase kiirusega (sammuga) keskkoha poole koonduva heli poolt moduleeritud vaona ? mehaanilise
fonogrammina
. Selle vao korvalekalle salvestusseadmega ette antud keskjoonest valjendab heli hetkvaartust vastaval ajahetkel, ehk siis vao lainelisus piki vagu jaljendab salvestatud helivonkumise kulgu ajas, see tahendab heli hetkvaartuse ehk
amplituudi
muutumist ajas
analoogsignaalina
. Kuigi algul kasutati analoogiliselt fonograafile ka sugavuti salvestamist, sai laiema leviku kulgsuunaline salvestus, mille puhul piirangud amplituudile olid vaiksemad ja mehaanilise taasesituse korral oli taasesitatav heli seetottu tugevam ja ka moonutusvabam.
[
viide?
]
Salvestamisel tekib korgemal heli sagedusel heliplaadil vao tihedam ehk luhema
lainepikkusega
looklemine kui see oleks madalamal sagedusel, soltumata heli tugevusest ehk vao looklemise amplituudist. Suuremale helitugevusele vastab suurem looklemise amplituud (halve keskjoonest) kui norgemale helitugevusele (soltumata heli sagedusest). Looklemiste maksimaalne amplituud on piiratud naabervagude vahelise kaugusega. Seesama kehtib ka ristsuunalise salvestamise korral, valja arvatud maksimaalse amplituudi osas. Stereofoonilise heliplaadi korral ongi molemad suunad kasutusel.
[
viide?
]
Vao korvalekalde kiirus (vao kalle moeldava telje suhtes) on seda suurem, mida korgem on salvestatava perioodilise signaali sagedus ja mida suurem on selle amplituud. Liiga jarskude vongete valtimiseks, mida noel taasesitamisel ei saaks enam jargida, on kehtestatud sagedusest soltuv maksimaalse signaali norm ehk teisiti esitatult helivao maksimaalse korvalekalde kiiruse (vonkekiiruse) ehk kalde norm.
[
viide?
]
Teatud sageduse ja amplituudiga heli salvestamisel soltub vao maksimaalne kalle salvestatava helivao raadiusest (vao kaugusest plaadi tsentrist) ja plaadi poorlemise kiirusest. Kuna vao raadius muutub suuremate plaatide puhul plaadi valisservast keskkoha poole peaaegu kolm korda, siis muutub ka heliraja maksimaalne kalle sama sageduse ja amplituudiga signaali korral kolm korda.
[
viide?
]
Salvestamisel (otseloikamisel) kasutatakse vaga teravate servadega 45-kraadiste kalletega kulgedega loiketera. See tagab salvestatud vao kuju tapse vastavuse salvestatavale signaalile.
[
viide?
]
Alates elektromehaanilise salvestusviisi kasutuselevotmisest 1920. aastatel kasutatakse salvestamise juures helisignaali sageduslikku korrigeerimist ehk eelmoonutust (
pre-emphasis
). Alates 1954. aastast kasutatakse uldtunnustatud standardset eelmoonutust (nn
RIAA equalization
[2]
). Lihtsustatult voib oelda, et see ahel tekitab sageduskarakteristiku esimest jarku tousu alates sagedusest 2,1 kHz ja esimest jarku languse sagedusest 500 Hz allapoole kuni sageduseni 50 Hz, mis ulekandefunktsioonina esitatult oleks kirjeldatav esimest jarku nullkohtadega sagedustel 50 Hz ja 2,1 kHz ning poolustega kohtadel 500 Hz ja 21 kHz. Kuigi selline korrigeerimine tekitab probleeme helivao kalde (vonkekiiruse) osas, annab see fonogrammi taasesitamisel olulise voidu murataseme osas.
[
viide?
]
Seetottu vahendatakse lubatavat maksimaalset salvestusnivood alates sagedusest 2 kHz poordvordeliselt sageduse kasvuga. Teadaolevalt selle piirangu soltuvust salvestusraja raadiusest salvestuse juures ei kasutata, kuigi raadiuse muutudes ligi kolm korda oleks see usna loogiline. Arvestades sellise korrektsiooni olemasolu salvestamisel, mis suurendab signaali amplituudi korgemate sageduste osas, tekitab see piirang probleeme vonkekiiruse osas. Salvestamisel tekkida voivate signaalitehniliste probleemide lahendamiseks kasutatakse nii tehnilisi (helisignaali spektri voi vonkekiiruse indikatsiooni ja/voi analuusi kasutamine) kui ka re?iilisi votteid (suure korgemate sagedustega komponentide sisaldusega fonogrammi osade paigutamine plaadi alguse poole, korge sagedusega komponentide norgendamine nendes, jms). See on teostatav, kuna uldjuhul on plaadile kantav fonogramm voi selle osad enne
magnetofoniga
salvestatud magnetlindile.
[
viide?
]
Heliplaadi originaalist tehakse kullaltki keerukate tehnoloogiliste votete abil heliplaadi matriits, mille abil pressitakse sobivast plaadimaterjalist vajalik hulk heliplaate. Vaga suurte tiraa?ide korral tehakse mitu matriitsi, sest matriitsid plaatide tootmise kaigus kuluvad.
[
viide?
]
Heliplaadid varustatakse nendele salvestatud fonogrammi kirjeldavate etikettidega, erinevatega kummagi plaadipoole jaoks, ning paigutatakse sobivalt kujundatud plaadiumbristesse voi karpidesse (nn plaadialbumitena).
[
viide?
]
Heliplaadile salvestatud mehaanilise fonogrammi taasesitamiseks kasutatakse heliplaadi mangimise seadet ehk
grammofoni
. Heliplaat pannakse selles plaadiajuri poolt uhtlase kiirusega poorlema normitud nimipoorlemiskiirusel.
[
viide?
]
Helisignaali taasesitamiseks helina kasutatakse
helipead
, mis muundab spiraalse helivao kujus oleva helisignaali kas otse kuuldavaks heliks voi elektriliseks helisignaaliks. Otse heliks muundamine oli kasutusel varastes grammofonides kuni II maailmasoja eelse ajani.
[
viide?
]
Taasesitamisel tuleb kasutada sageduskorrektsiooni, mis peab korvaldama (
de-emphasize
) salvestuse juures kasutatud eelmoonutuse. Seda tehakse eelmoonutusahela suhtes poordkarakteristikut omava korrektsiooniahela abil, mille sageduskarakteristikul on samad iseloomulikud sagedused, kuid nullkohad ja poolused on eelmoonutusahelaga vorreldes omavahel vahetatud.
[
viide?
]
Korrektsiooniahela viimasel poolusel (sagedusega 2,1 kHz) on oluline osa taasesituse murataseme vahendamisel. Hinnanguliselt norgestab see plaadi omamura umbes 5 korda ehk 14 dB, viies helisalvestuse taasesituse
dunaamilise diapasooni
peaaegu kuni 60 detsibellini ?ellakplaatide korral ja kuni 80 detsibellini vinuulplaatide korral (arvestamata plaadimangija poolt tekitatavaid murasid ja haireid).
[
viide?
]
Lopliku suurusega umardusraadiusega noela abil taasesitamisel pohimotteliselt tekkivate mittelineaarmoonutuste vahendamiseks on valja tootatud ka spetsiaalseid mittelieneaarmoonutuste korrektoreid. Nende kasutamine praktikas oli aga vaga piiratud, sest need moonutused on suured vaid korgematel helisagedustel, nii et moonutustest tekkivad korgemad harmoonikud jaavad suures osas inimese kuuldealast valja.
[
viide?
]
Monofooniline ja stereofooniline heliplaat
[
muuda
|
muuda lahteteksti
]
Monofooniliselt
salvestatud fonogramm on pusiva sugavuse ja laiusega kiilukujuline vagu, mis lookleb heli olemasolu korral moeldava spiraalse keskjoone (vao telje) umber.
[
viide?
]
Kahekanalisel
stereofoonilisel
salvestamisel kannab vagu samaaegselt ja soltumatult kummagi kanali informatsiooni ? uhe kanali signaal on salvestatud vao uhe nolva looklemisena (vonkumise suund 45° plaadi pinna suhtes, teine nolv jaab sellest puutumata) ja teise kanali signaal samaaegselt vao teise samuti 45° nolva looklemisena. Vao kumbki serv lookleb selle tottu erikujuliselt vastavalt heli hetkvaartusele uhes voi teises kanalis. Sellise salvestusviisi uldnimetuseks on 45/45 salvestus.
[
viide?
]
Monofoonilise plaadimangijaga taasesitamisel peaksid kummagi kanali signaalid liituma uheks monofooniliseks horisontaalsuunaliseks signaaliks teguriga 0,707. Selle saavutamiseks on molema kanali signaalid salvestatud radiaalsuunas samafaasilistena. Uhtlasi saavutatakse sellega tuupilise helipildi korral helivao vaiksem vertikaalsuunaline koikumine, sest see hakkab vastama kanalite signaalide hetkvaartuste vahele (erinevusele). Vertikaalsuunalise vonkumise lubatav amplituud (korvalekalle helivao pohja keskjoonest) on normeeritud kaks korda vaiksemana kui seda on norm horisontaalsuunalise vonkumise jaoks (mille jaoks norm on 20 μm).
[
viide?
]
Puhtakujulise (diskreetse)
kvadrofoonia
puhul, tuleb simultaanselt salvestada neli sama helipilti kajastavat signaali nii, et neid saab parast lahus taasesitada. Et tavalise stereoplaadi vakku ei saa salvestada mehaaniliselt, see tahendab vonkesuundade poolest eraldatuna, rohkem kui kaht soltumatut signaali, rakendatakse kvadroheliplaadil ultrahelisageduspiirkonda kuuluvat 30 kHz
kandevonkumist
, mis on lisatud kummalegi vao kaldpinnale uhega neljast signaalist
sagedusmoduleeritud
signaalina (susteem CD-4). Nii salvestatud signaal katab kokku sagedusala 20 kuni 45 000
hertsi
, millest taasesitatava heli sagedusala on kahel otse loetaval kanalil 20...20 000 Hz, kahel kandevsagedust kasutaval kanalil aga veidi kitsam (hinnanguliselt 20...15 000 Hz). Sellise kompleksse ja laiaribalise signaali taasesitamiseks vajatakse aga niisugust kahekanalilist stereohelipead, mille talitlussagedusala peab kuundima 45 000 hertsini. See saavutatakse vastava konstruktsiooniga ja erikujulise nn shibata-astla kasutamisega (mis on ligilahedaselt elliptilise, mitte sfaarilise otsaga).
[
viide?
]
On puutud kasutada ka nn maatrikseerimisega kvadrofoonilist susteemi, mille puhul samast helipildist voetud nelja kanali signaalid kombineeritakse (kodeeritakse, matrikseeritakse) teatud reegleid jargides kaheks kompleksseks signaaliks, mida saab taasesitada tavalise stereogrammofoniga. Kahest signaalist uuesti nelja signaali saamiseks tuleb kasutada dekodeerimist spetsiaalse maatriksdekooderi abil. Tulemus ei ole taiesti tapne kvadrofoonia, vaid
kvaasikvadrofooniline
heli, kuid see annab paljude fonogrammide puhul usnagi rahuldava umbritseva ruumi taju efekti. Tavalise grammofoniga kuulamisel voib sellise helisalvestuse kolapilt taieliku uhilduvuse puudumise tottu olla monevorra ebaloomulik.
[
viide?
]
Omaaegsed heliplaadid poorlemissagedusega 78 pooret minutis (voi selle umbruses) olid pohiliselt valmistatud
?ellaki
ja mitmesuguste taidisainete nagu tahm (
nogi
), peen mineraalipulber voi muu sellise segust. Taidisaineid kasutati mitte ainult soovitud varvitooni saamiseks, vaid ka plaadi mehaanilise kulumiskindluse tostmiseks. Taiteained pohjustavad aga ka abrasiivsuse ja murataseme tousu.
[
viide?
]
Salvestusvagu nendel plaatidel on umbes 140...180 μm laiune, nende paigutustihedus raadiuse sihis on umbes 4 vagu millimeetrile. See annab 25 cm labimoodu puhul plaadi uhe kulje mangimiskestuseks kuni 3 minutit 15 sekundit ja 30 cm labimoodu puhul kuni 4 minutit ja 30 sekundit.
[
viide?
]
Standardse noela teraviku umardusraadiuse puhul ja poorlemiskiirusel 78 p/min osutub taasesitatava heli sagedusala plaadi keskkoha laheduses inimkorva jaoks juba ulaltpoolt piiratuks
[3]
.
Poorlemiskiirusega 33 1/3 ja 45 pooret minutis poorlevad nn
kauamangivad plaadid
, nende hulgas koik kahekanaliselt salvestatud stereofoonilised plaadid on valmistatud poluvinuulkloriidist (ehk vinuulist), vinuliidist voi muust sobivate omadustega plastist. Nendel on ?ellakplaatidega vorreldes marksa vaiksemate mootmetega salvestusvagu ja vastavalt on suurendatud ka salvestusvagude paiknemise tihedust (vahendatud spiraali sammu). Seetottu neid hakati nimetama ka mikrokiriplaatideks, aga enam on nad tuntud kui
kauamangivad plaadid
, sest vagude tihedama paigutuse ja plaadi aeglasema poorlemise tottu mahutavad nad sama moodu juures mitu korda pikema helisalvestuse.
[
viide?
]
Mikrokiriplaadi vagu on umbes 45 μm laiune
[4]
. Vao vonkumise maksimaalseks amplituudiks (korvalekaldeks vao moeldavast telgjoonest) on horisontaalsuunas 20 μm, vertikaalsuunas kaks korda vaiksem. Seega mahub plaadile keskmiselt 8...12 vagu millimeetrile. See annab plaadi 25 cm labimoodu puhul uhe kulje mangimiskestuseks kuni 18 minutit ja 30 cm labimoodu puhul kuni 22 minutit, aga fonogrammile amplituudi piirangute rakendamise ja vastavalt vagude vahekauguse vahendamise korral isegi ule 30 minuti. Selliste astla ja vao mootmete puhul (astla teraviku umardusraadius on 18 μm) ja plaadi materjali vaikese kovaduse tottu on heli taasesitamine ilma plaati kahjustamata voimalik vaid astla vaga vaikese survejou juures. Helipea konstruktsioonist olenevalt on see tuupiliselt vahemikus 70...5 mN (see on 7...0,5 grammi). Nende plaatide taasesitamine on praktiliselt voimalik ainult elektrilise helipea vahendusel.
[
viide?
]
Vonkumiste maksimaalsele amplituudi vaiksusele vaatamata on vinuulplaadi muratase vaga madal. Lairibamootmiste jargi peab see olema alla ?50 dB
[5]
, aga tanu salvestusel kasutatavale eelmoonutusele ja moningatele inimkorva omadustele
[5]
vastab vinuulplaadi salvestuse muratase umbes 80-detsibellisele signaali-mura suhtele. Erinevalt ?ellakplaadist on materjali struktuuriomadustest lahtuva mura osa plaadi kogumuras vaga vaike. Seda selgemini on aga kuuldavad igasuguste plaadile tekitatud kahjustuste (kriimustuste) tekitatud raginad ja plaadile kogunenud tolmust pohjustatav mura. Viimasest pole ?ellakplaatide puhul peaaegu uldse pohjust raakida.
[
viide?
]
Vinuulplaatide puhul kasutatava standardse noela teraviku oluliselt vaiksema umardusraadiuse tottu (18 μm) ei peaks taasesitatava heli sagedusala kitsenemine ulaltpoolt plaadi keskkoha laheduses olema inimkorva jaoks praktiliselt margatav, seda vaatamata vaikeste poorlemiskiiruste kasutamisele vinuulplaatide puhul.
[
viide?
]
Painduvat heliplaati ehk
elastikut
("lastikut") kasutati tema omaduste ja odavuse tottu heliajakirjadega kaasa antud muusika jaoks. Ohukesele plastfooliumile pressitud nn mikrokiri-heliplaadid, mis annavad edasi praktiliselt vinuliitplaatide helikvaliteedi, kuid on ruumisaastlikumad, kergemad ja odavamad valmistada. Need plaadid kuluvad aga vaga kiiresti, andes hea helikvaliteedi vaid mone esimese mangimiskorra jooksul.
[
viide?
]
Heliplaate salvestati Eestis salvestusseanssideks siia toodud aparatuuri abil juba enne I maailmasoda.
[
viide?
]
Riigi Ringhaaling hankis plaadistamisseadmestiku 1936. aastal. Plaate tira?eerida tuli siiski mujal. Tavaliselt toimus see Saksamaal.
[
viide?
]
NSV Liidu ajal oli lahim plaadivabrik Riias. Sinna saadeti plaadistatavad fonogrammid
magnetlindil
.
[
viide?
]
Seoses heliplaadi nn uue tulekuga on hakatud Eestis parast riigi taasiseseisvumist taas ka heliplaate tootma.
[
viide?
]