Heliplaat

Vinüülplaadid

Heliplaadiks nimetatakse kettakujulist enamasti plastist helikandjat.

Aegade jooksul on heliplaadi või selle salvestuskihi materjalina kasutatud ka pehmemaid metalle või magnetilisi materjale.

Enam levinud helisalvestusmeetodid on olnud mehaaniline salvestusviis, kuigi vähesel määral on kasutatud ka magnetilist salvestust (diktofonides). Uuem, "digitaalse ajastuga" saabunud on optiline või magnetoptiline salvestusviis.

Esimesed eestikeelsed heliplaadid Eestis salvestati 1906. aastal hotellis Kommerts Riia tänaval Tartus.

Mehaaniline salvestusviis

Mehaanilise helisalvestuse leiutajaks peetakse Thomas Alva Edisoni, kes patenteeris fonograafi 1877. aastal. Emile Berliner leiutas külgsuunalise salvestuse (1887) ja võttis trumli asemel kasutusele pöörleva plaadi (1895).

Helivõnkumine salvestatakse heliplaadi originaalile selle pinda lõigatud spiraalselt ühtlase kiirusega (sammuga) keskkoha poole koonduva heli poolt moduleeritud vaona – mehaanilise fonogrammina. Selle vao kõrvalekalle etteantud keskjoonest väljendab heli hetkväärtust vastaval ajahetkel, ehk siis vao lainelisus piki vagu jäljendab salvestatud helivõnkumise kulgu ajas, see tähendab heli hetkväärtuse ehk amplituudi muutumist ajas analoogsignaalina.

Kõrgemal heli sagedusel tekib heliplaadil vao tihedam ehk lühema lainepikkusega looklemine kui see oleks madalamal sagedusel, sõltumata heli tugevusest ehk vao looklemise amplituudist.

Suuremale helitugevusele vastab suurem amplituud (hälve keskjoonest) kui nõrgemale helitugevusele (sõltumata heli sagedusest).

Heli taasesitamiseks mehaaniliselt fonogrammilt pannakse heliplaat grammofoni plaadiajuri poolt ühtlaselt pöörlema normitud nimipöörlemiskiirusel. Heli taasesitamiseks kasutatakse helipead, mis taastab spiraalvao kujus oleva helisignaali kas kuuldava helina või elektrilise signaalina.

Monofooniline ja stereofooniline salvestus

Monofooniliselt salvestatud fonogramm on püsiva sügavuse ja laiusega kiilukujuline vagu, mis koondub teatava tavaliselt konstantse sammuga plaadi keskkoha poole loogeldes heli olemasolu korral mõeldava spiraalse keskjoone ümber.

Kahekanalisel stereofoonilisel salvestamisel kannab vagu samaaegselt ja sõltumatult kummagi kanali informatsiooni – ühe kanali signaal on salvestatud vao ühe nõlva looklemisena (võnkumise suund 45° plaadi pinna suhtes, teine nõlv jääb sellest puutumata) ja teise kanali signaal samaaegselt vao teise samuti 45° nõlva looklemisena. Vao kumbki serv lookleb selle tõttu erikujuliselt vastavalt heli hetkväärtusele ühes või teises kanalis.

Monofoonilise plaadimängijaga taasesitamisel peaksid kummagi kanali signaalid liituma üheks monofooniliseks horisontaalsuunaliseks signaaliks teguriga 0,707.

Kvadrofooniline salvestus

Puhtakujulise (diskreetse) kvadrofoonia puhul, tuleb simultaanselt salvestada neli sama helipilti kajastavat signaali nii, et neid saab pärast lahus taasesitada. Et tavalise stereoplaadi vakku ei saa salvestada mehaaniliselt, see tähendab võnkesuundade poolest eraldatuna, rohkem kui kaht sõltumatut signaali, rakendatakse kvadroheliplaadil ultrahelisageduspiirkonda kuuluvat 30 kHz kandevõnkumist, mis on lisatud kummalegi vao kaldpinnale ühega neljast signaalist sagedusmoduleeritud signaalina (süsteem 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 küündima 45 000 hertsini. See saavutatakse vastava konstruktsiooniga ja erikujulise nn shibata-astla kasutamisega (mis on ligilähedaselt elliptilise, mitte sfäärilise otsaga).

On püütud kasutada ka nn. maatrikseerimisega kvadrofoonilist süsteemi, mille puhul samast helipildist võetud nelja kanali signaalid kombineeritakse teatud reegleid järgides kaheks kompleksseks signaaliks, mida saab taasesitada tavalise stereogrammofoniga. Kahest signaalist uuesti nelja signaali saamiseks tuleb kasutada dekodeerimist spetsiaalse maatriksdekooderi abil. Tulemus ei ole täiesti täpne kvadrofoonia, vaid kvaasikvadrofooniline, kuid annab paljude fonogrammide puhul rahuldava ruumilisuse efekti.

Heliplaatide tüübid

Šellakplaat

Omaaegsed heliplaadid pöörlemissagedusega 78 pööret minutis (või selle ümbruses) olid põhiliselt valmistatud šellaki ja mitmesuguste täidisainete nagu tahm (nõgi), peen mineraalipulber või muu sellise segust. Täidisaineid kasutati mitte ainult soovitud värvitooni saamiseks, vaid ka plaadi mehaanilise kulumiskindluse tõstmiseks. Kahjuks põhjustavad täiteained aga ka abrasiivsuse ja mürataseme tõusu.

Salvestusvagu nendel plaatidel on umbes 140...180 μm laiune, nende paigutustihedus raadiuse sihis on umbes 4 vagu millimeetrile. See annab 25 cm läbimõõdu puhul plaadi ühe külje mängimiskestuseks kuni 3 minutit 15 sekundit ja 30 cm läbimõõdu puhul kuni 4 minutit ja 30 sekundit.

Vinüülplaat

Pöörlemiskiirusega 33 1/3 ja 45 pööret minutis pöörlevad plaadid, nende hulgas kõik kahekanaliselt salvetatud stereofoonilised plaadid on valmistatud polüvinüülkloriidist (ehk vinüülist), vinüliidist või muust sobivate omadustega plastist. Nendel on šellakplaatidega võrreldes märksa väiksemate mõõtmete salvestusvagu ja vastavalt on suurendatud ka salvestusvagude paiknemise tihedust (vähendatud spiraali sammu). Seetõttu neid hakati nimetama ka mikrokiriplaatideks, aga enam on nad tuntud kui kauamängivad plaadid, sest vagude tihedama paigutuse plaadi aeglasema pöörlemise tõttu mahutavad nad sama mõõdu juures mitu korda pikema helisalvestuse.

Mikrokiriplaadi vagu on kuni 45 μm laiune. Plaadile mahub keskmiselt 8...12 vagu millimeetrile. See annab 25 cm läbimõõdu puhul plaadi ühe külje mängimiskestuseks kuni 18 minutit ja 30 cm läbimõõdu puhul kuni 22 minutit, aga fonogrammile teatud piirangute rakendamise korral isegi üle 30 minuti. Selliste astla ja vao mõõtmete puhul on heli taasesitamine ilma plaati kahjustamata võimalik vaid astla väga väikese survejõu juures. Helipea konstruktsioonist olenevalt on see tüüpiliselt vahemikus 70...5 mN (see on 7...0,5 grammi). Nende plaatide taasesitamine on praktiliselt võimalik ainult elektrilise helipea vahendusel.

Painduv heliplaat ehk elastik

Painduvat heliplaati ehk elastikut ("lastikut") kasutati tema omaduste ja odavuse tõttu heliajakirjadega kaasa antud muusika jaoks. Õhukesele plastfooliumile pressitud nn mikrokiri-heliplaadid, mis annavad edasi praktiliselt vinüliitplaatide helikvaliteedi, kuid on ruumisäästlikumad, kergemad ja odavamad valmistada. Kahjuks kuluvad need plaadid väga kiiresti, andes hea helikvaliteedi vaid mõne esimese mängimiskorra jooksul..

Vaata ka

• Grammofoniplaat, hologramm
• CD, DVD, BRD
• Videoplaat