Step #4: Principio fisico
PRINCIPIO FISICO
In fase di registrazione sul disco sono incise delle onde che hanno lo stesso andamento delle onde sonore che rappresentano. La lunghezza delle onde dipende dalla tipologia di suoni: se i suoni sono bassi la lunghezza delle onde sarà maggiore rispetto a quella di suoni acuti. Quindi le onde riportate sul supporto seguono l'andamento delle onde sonore originali che le hanno prodotte come si possono anche vedere su un oscilloscopio.
Il suono segue :
dove:
y è lo spostamento di un punto seguendo l'onda sonora;
x è la distanza dalla sorgente dell'onda del punto considerato;
t è il tempo trascorso;
yo è l'ampiezza delle oscillazioni,
c è la velocità dell'onda;
omega è la velocità angolare dell'onda.
La quantità x/c è il tempo necessario all'onda per percorrere la distanza x.
La frequenza f, in hertz, dell'onda è data da: omega/2pigreco
Per le onde sonore, l'ampiezza dell'onda è la differenza tra la pressione del mezzo non perturbato e la pressione massima causata dall'onda. La velocità di propagazione delle onde sonore dipende dalla temperatura e pressione del mezzo attraverso il quale si propagano. Come tutte le onde, anche quelle sonore sono caratterizzate da una frequenza (che nel caso del suono è in diretta, ma non esclusiva, relazione con la percezione dell'altezza) e un'intensità (che è in diretta, ma non esclusiva, relazione con il cosiddetto "volume" del suono). Inoltre, caratteristica saliente delle onde sonore è la forma d'onda stessa, che rende in gran parte ragione delle differenze cosiddette di timbro che si percepiscono tra suoni di tipo diverso.
L'ampiezza delle onde incise sul supporto influisce l'intensità del suono. Maggiore è l'ampiezza maggiore era il volume del suono che è inciso sul supporto.
L'incisione di un disco viene effettuata partendo dalla periferia del disco e procedendo con una spirale verso il centro.
Nelle prime incisioni (cilindro di Edison e primi dischi) l'onda veniva incisa sfruttando la profondità del solco, poi venne adottata l'incisione sulla superficie laterale del solco (incisione laterale), motivo per cui nelle incisioni i solchi sono esattamente concentrici solo in assenza di segnale registrato, mentre deviano rispetto all'ipotetico centro del solco in funzione dell'intensità del segnale registrato.
Quindi nelle incisioni dei dischi attuali la profondità del solco è costante.
Con l'incisione sulla superficie laterale della traccia la massima deviazione possibile della testina deve essere tale da non invadere le tracce adiacenti, ovvero meno della metà della distanza fra le due tracce adiacenti.
A questo punto sorgono due problemi:
1)a parità di volume del suono registrato la deviazione rispetto al centro della traccia di una frequenza bassa è enormemente maggiore rispetto a quella di un acuto. Questo per motivi fisici (energia associata alle varie frequenze e inerzia della testina di lettura / scrittura). Quindi occorreva trovare una soluzione per evitare uno spostamento eccessivo della testina per i suoni bassi.
2)la rugosità del materiale genera un fruscio spettralmente collocato sulle frequenze alte che si sovrappone al suono inciso.
Questi due problemi sono stati risolti con una particolare equalizzazione che riduce l'ampiezza delle frequenze basse e aumenta invece l'ampiezza delle frequenze alte. Così si riduce la deviazione della testina sui bassi e dall'altra si aumenta il rapporto segnale / rumore sulle frequenze alte. Negli apparati attuali questa equalizzazione è stata standardizzata (Recording Industry Association of America). L'equalizzazione RIAA si rende necessaria per ridurre l'escursione del pick-up di lettura per quello che riguarda le basse frequenze e per aumentare il rapporto segnale/rumore per quello che riguarda le alte frequenze che si sovrappongono al fruscio generato dalla rugosità seppur minima del materiale che funge da supporto fisico per la registrazione (il vinile). Si attua attenuando le basse frequenze ed esaltando le alte in fase di registrazione e facendo esattamente l'opposto in fase di riproduzione. In fase di riproduzione si attua in genere con una rete passiva composta da condensatori e resistenze messa sul percorso del segnale dopo il primo preamplificatore in modo da lavorare su un segnale di ampiezza abbastanza alta da ridurre il pericolo di inquinarlo con del rumore.Normalmente in fase di registrazione gli acuti vengono tagliati a 15Khz che è il limite della macchina che opera tale operazione.
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