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このページで、（このサイトのスタイルのように）すべての人に適した引数で定義してみます。「電子とオーディオのHi-Fi」という単純なフレーズの背後にある広大な世界は、単純なタスクを理解するようなものではありませんが、試してみます。 。 もちろん、他のページですでに述べたように、この小さなテキストで非常に広大な主題を凝縮することは不可能ですが、深くするつもりである場合（1984年に始まる主題に関する私の経験を考えると）、または専門家のアドバイスが必要な場合は、お問い合わせページからご連絡いただけます。

                                                        エレクトロニクスとオーディオ、歴史的なメモ

アクティブな電子部品のページや無線技術で見たように、電子機器の最も大規模な用途の1つは、オーディオ分野での使用です。 オーディオは、信号や電子機器を使用して特殊なメディアに録音し、続いて音楽や歌を再生する電子機器の分野です。電子機器は、アーティストの演奏をキャプチャ、条件、増幅、録音、再生するために、ライブミュージカルパフォーマンスでも当然使用されます。

1920年代まで、アマチュア以外のミュージカルパフォーマンスは、主にストリートやコンサートホール、オーケストラ、バンド、個々のミュージシャンによって劇場で行われ、譜表にある音符から派生して、録音と複製が行われました。グラモフォン（1887年からのみ）、非常に疑わしい品質の真に古風なシステム。これは、パフォーマンスを高品質で記録-再現できる技術が利用できず、すべての社会階級、電流の出現、したがって最初の電子機器の出現、およびダイオードとtriode。thermionicは、オーディオをピックアップするトランスデューサーとして、最初のターンテーブル、ターンテーブル（古風なレコーダー）、カーボンマイクを発明することを許可しました。無線送信の到着は、キャプチャ、録音、および録音するための新しいソリューションの研究と開発に強い刺激を与えました。音楽と声を再現しますが、それらは常に高価なソリューションであり、すべての人にとってではなく、忠実度が低くなっています。

1930年代の全体主義政権がラジオを政治宣伝目的で使用しようとした後、低価格の機器を製造して管理された価格で販売することにより、ラジオをすべての家庭に導入しようとしたときに、娯楽目的のオーディオ研究に対する新たな強い衝動が生まれました。 （交互の成功で）。

しかし、本当のターニングポイントは1950年代の終わりにヨーロッパの経済ブームと「スクリーマー」（非商業音楽と非オペラ歌手）の現象の出現で来ました。そしてそれはレコード産業とすべての社会的カテゴリーと非専門家への音楽の消費、周波数変調の現代的な出現は、ハイファイとステレオ品質のラジオ放送を導入しました。これは、より正確な忠実度を備えたオーディオ電子機器に対する一般の需要を引き起こしました。今日私たちが知っているHi-Fi（ハイファイ）、新しい信頼性パラメーターと小さな寸法を備えたトランジスターの現代的な到来は、オーディオ分野でも新しい世界を開きました。

次に、ビニールサポート（シーリングワックスの表面コーティングが施されたアルミニウムになる前）に、前述のディスクを読み取るためのステレオターンテーブルとステレオテープレコーダー（リールとコンパクトカセット）を彫刻することによって得られたステレオフォニックマイクログルーブディスクが発明されました。 PHILIPSとMatsuschita-Panasonicによるコンパクトディスク（CD）の発明後、1980年代に始まり、オーディオはデジタルになり始めた新しい革命を経験し、非の打ちどころのないオーディオ品質のCDプレーヤー、最近ではATRAC-MPEG-MPASCが登場しました。 -AAC-AMRおよびその他の圧縮エンコーディングにより、Hi-Fiオーディオ（低品質）をインターネットに導入できるようになり、音楽を世界的な遺産にすることができました。

ズーム可能な画像は次のとおりです。

                                   1900年代初頭の機械式蓄音機                                                                                                                                      1940年代のマルチレンジラジオ

                    ステレオヘッドで読み取ったマイクログルーブディスク                                                                                                           コンパクトな90分のテープカセット

           1938年にCBSマイクで有名なラジオ指揮者オーソンウェルズ                                                                                    初期のオーディオ機器で使用されていた熱電子管

                                                        Hi-FIオーディオ録音および録音システム

ハイファイオーディオの撮影と録音は、特定のクラス（およびコスト）のプロ仕様の機器を使用して行われます。チェーンの最初のリンクであり、最も重要なのはマイクです。

マイクは音波を電圧変動に変換するトランスデューサーであり、圧電、コンデンサー、リボン、カーボンマイクがあり、変換に使用される材料の種類に応じて名前が付けられています。 これは、歪みを発生させることなく、可能な限り最も忠実な方法でサウンドを電子信号に変換する必要があるため、オーディオ録音システムの最も重要なコンポーネントです。 それらは楽器やボーカルの音波を非常に弱い電気信号に変換し、内部の低ノイズアンプによって事前に増幅され、XLRコネクタ（バランスコネクタ）で接続されたシールドケーブルを介してミキサーの入力に伝達されます（またはミキサー）。

ミキサーは、さまざまなマイクや入力の弦楽器（コードフォン）のピックアップからのすべてのオーディオ信号の受信を処理する電子デバイスであり、音量、トーン、イコライゼーション、および増幅、そして最後にポテンショメータを使用してそれらを同時に混合するために、ミキサー出力で、さまざまな楽器の信号が混合され、アナログまたはデジタルモードで録音できるようになっていることがわかります。ミキサーには、録音する演奏の一部にするオーディオソースを接続できるように十分な数の入力が必要であり、低ノイズ、低歪み、高信頼性が必要です。入力には番号が付けられ、入力は対応するボリューム調整ポテンショメータの入力に対応しているため、調整するソースを簡単に特定できます。ミキサーはアナログまたはデジタルにすることができます。この場合、入力は直接デジタルにすることができます。アナログ信号を処理する必要がある場合は、最初にA / Dコンバーターを使用してデジタルに変換するか、ミキサー自体がアナログ入力と内部コンバーターを介して変換できます。

A.S.P.（アナログ信号プロセッサ）またはD.S.P. （デジタルシグナルプロセッサ）は、オーディオ信号を処理して、強弱を拡張-圧縮し、空間性を追加-削除し、録音する演奏に関連付ける音色に応じて音量とトーンを変更するデバイスです。

レコーダは、ミキサーとASP-DSPからの信号を再現可能なサポートに固定し、演奏やスピーチを永続的にするデバイスです。 低ノイズリールレコーダーと19.2cm / Sの最小スクロール速度を備えた磁気テープにアナログで録音が行われると、優れたオーディオ品質を実現するために、デジタルの出現により、録音はデジタルで直接実行されます。サンプリング周波数が192KHz〜256 KHzのWav形式のワークステーション（圧縮なし）。これにより、非常に高い周波数応答が保証され、ノイズはほとんど発生しません。 デジタルオーディオファイルは、D.A.Tを介してキャプチャすることもできます。 （デジタルオーディオテープ）。

撮影チェーンの最後にあるレコーダーを使用すると、マスターコピーまたはマスターコピーを取得できます。これは、パフォーマンスの最初のオリジナルコピーであり、イコライズ後に、ビニールディスクとマスターコンパクトのマザーレコーディングを取得します。ディスク。

レコーディングスタジオではなくライブでレコーディングされるパフォーマンスでは、上記のすべての機器は通常、パフォーマンスが行われるステージの近くにあるコンテナまたはバンに収容され、その後、レコーディングは次の目的でスタジオに持ち込まれます。処理。

何が露出されているかをよりよく理解するのに役立つズーム可能な図をいくつか示します。

                                                                                                            Hi-Fi記録品質の撮影および記録システムのブロック図。

                    アンチポップデバイスを備えたプロフェッショナルマイク                                                                                                 XLRコネクタ付きシールドマイクケーブル

                           プロのオープンリール式磁気テープレコーダー                                                                                       D.S.P. 完全にデジタル処理の専門家

                オーディオ制作およびミキシングスタジオプロの                                                                                                                              オーディオミキサーを垣間見る

                                  アナログテープ（1980）、ビニールレコード、コンパクトディスクへのマスター録音は、イコライズ後にマスターテープから録音されます。

                                                                                          Hi-FIオーディオ再生システム

オーディオの再生は、高品質（および高コスト）の機器とより安価な（ただしパフォーマンスの低い）システムの両方で行うことができます。いずれの場合も、再生チェーンは同じままです。低コストの機器は、充実度が低く、定義も少なくなります。 忠実度の高いオーディオを得るには、チェーン全体がHi-Fi機器で構成されている必要があり、再生されるオーディオサポートもそうである必要があります。そうしないと、オーディオ品質が大幅に低下します。

以下は、Hi-Fiオーディオ再生チェーンのブロック図です。

チェーン内の機器の分析を始めましょう。

ターンテーブルは、ビニールレコード（または過去のシーリングワックス）に録音されたオーディオを両側で再生するために使用されるデバイスです。それは、アルミニウムの大皿を一定の速度で回転させる電子制御の電気モーターによって形成され、再生されるレコードは大皿に置かれ、ダイヤモンドの針を備えたヘッドがレコードの溝の間をスライドし、溝自体。音では、ヘッドから得られた信号が増幅され、RIAA規則に従ってイコライズされたプリアンプの入力に送信されます。片側の端で、レコードを回転させ、ガイド溝に針を再配置する必要があります。反対側に耳を傾ける。ディスクはさまざまな形式にすることができ、さまざまな速度で、標準形式は16 rpm（過去形）、33 rpm（長時間再生）、45 rpm（2回の実行のみを含む）、および78 rpm（以前）です。もちろん、再生を開始する前に、ターンテーブルで正しい回転速度を設定する必要があります。過去にはレコードが多用されていましたが、デジタルの登場で徐々に廃れていきましたが、今では比類のない音色を返すことができるという理由だけで、熱電子管アンプとともに徐々に流行に戻ってきています。デジタルで、とても暖かく、細部にまでこだわっています。

                                      証拠に溝のあるビニールレコード                                                                                                                         マイクログルーブディスクを読み取るヘッド    

テープレコーダー-再生装置は、磁気テープサポート（リールまたはコンパクトカセット）に以前に録音された音を再生します。テープは、1つのリールから別のリールに流れる間、専用のメカニズムによって一定の速度で移動します。内部に電気コイルが収容されているパーマロイヘッドは、自己誘導の原理により、テープに堆積した磁性粒子の配向（レコーダーによって事前配向）を弱い電気信号に変換し、得られた信号を増幅します-イコライズされ、プリアンプ入力に送信されます。テープの記録手順は、少し前に言われたこととは完全に逆の方法で行われ、入力信号は増幅されて均等化され、記録ヘッドに送信されます。記録ヘッドは、テープ上の磁性粒子の方向に電気信号を変換します（磁化）。記録する前に、テープを準備する必要があります（事前磁化）。つまり、粒子を無秩序に事前配向する必要があります（BIAS電流）。これは、新しい磁気テープであるかどうか、およびすでに記録されているテープが使用されるかどうかです（キャンセル）、これは、BIAS電流が適用されるレコード再生ヘッドの前にある専用ヘッドによって行われます。重要なのは、再生記録ヘッドのエアギャップがランニングテープ（方位角）に対して正しく方向付けられていることです。そうしないと、ヘッドが適切に位置合わせされている他のプレーヤーでは再生が不十分になり、位置合わせは次の方法で実行されます。バネと頭のネジと正しい基準に従って記録されたテストテープを再生します。

                                         リールの磁気テープ                                                                                                                                                コンパクトカセットの力学

マルチバンドチューナーは、このサイトの受信機セクションの無線工学ページにある指示に従って構築されたスーパーヘテロダイン無線受信機であり、午前中に中波帯域を受信することができます。 そしてとりわけ、送信がF.M.で行われるVHFバンドIIおよびIII （アナログ）およびD.A.B. （デジタル）Hi-Fi受信品質を可能にします。 それを使用すると、音楽やニュースの無限のレパートリーを提供する民間放送を受信することができます。 マルチバンドチューナーは回路の面で非常によく世話されています、これはそれが非の打ちどころのない周波数安定性、弱い信号に対する非常に高い感度を持たなければならず、Hi-Fiオーディオ品質を提供しなければならないためです、それはアナログストリングチューニングと可変コンデンサーを持つことができますスピーキングスケールディスプレイ、または7セグメントデジタルディスプレイを備えた電子バリキャップダイオード。

                                                                                   バリキャップダイオードデジタルチューニングを備えたマルチバンドチューナー

コンパクトディスク（CD）プレーヤーは、精密な機構と、オーディオをデジタルからアナログD / Aに変換するための専用回路で構成されるデジタル電子デバイスです。次のプリアンプセレクターを使用すると、変換せずにデジタル出力を維持できます。このタイプの信号を処理することができます。 CDは、透明なプラスチック材料の2つのディスクを重ねて接着したもので、2つのディスクの間に、所定の波長のレーザー光線に敏感な膜がトラップされます。記録段階では、レーザービームが膜に影響を与えます（燃焼します）。音楽情報をデジタルで記録するために、セクターの（非反射信号0）と他のセクターを解放します（反射信号1）。再生中、補正された波長（精度と複雑なコンポーネント）のレーザーピックアップを介してプレーヤーは、非反射セクター（0）と反射セクター（1）を読み取り、CDに以前に記録されたデジタル信号を再構築します。デジタル情報を高忠実度のアナログに変換し、シールドされた出力ソケットに転送します。今説明したプロセスは非常に複雑なプロセスであり、高品質で高精度の機構と光学部品のおかげで可能になりました。マイクロエレクトロニクスは、機械光学部品と信号変換の複雑な制御ループを、管理しやすい他のループに変換しました。集積回路技術がなければ、コストは法外に高く、おそらくデジタルオーディオ革命は起こらなかったでしょう。 CDは非常に高品質のオーディオを持ち、バックグラウンドノイズやスクラッチがないことに注意してください。これは、読み取りがレーザービームを介して行われるため、ピックアップとオーディオサポートが物理的に接触しないためです。

                   アクションとレーザーピックアップを備えたCDプレーヤー                                                                        アナログオーディオキャリアとデジタルオーディオキャリアの比較

数年前から、デジタルUSBポート（ユニバーサルシリアルバス）がオーディオシステムにも登場しており、圧縮MP3形式（MPEG layer3）でオーディオファイルを保存するために使用できるFLASH-ROMメモリを含むいわゆるUSBスティックを接続できます。またはWMA（Windows Media Audio）は、特別な統合電子回路が圧縮ファイルを読み取ってデコードし、それらをアナログに変換して、圧縮によって影響を受ける元のオーディオ品質を可能な限り復元します。

セレクタープリアンプは非常に重要なデバイスであり、上記のさまざまなオーディオデバイスからの信号を入力で受け取り、スイッチを介して一度に1つずつ選択できるようにし、録音するオーディオ信号をレコーダーに送信します。 （テープ、USBまたはCD）、トーンコントロールまたはDSP-ASPを介してその生理学的特性を変更し、その出力レベル（音量）を調整し、最後に次の低周波パワーオーディオアンプを駆動するために適切なレベルに増幅します。プリアンプは低ノイズである必要があり、電圧を増幅し、高調波歪みが非常に低い必要があります。セレクタスイッチは、優れた品質と非常に信頼性の高いものである必要があります。プリアンプセレクターはアナログとデジタルの両方にすることができ、入力と回路は2つのタイプ間で変化します。デジタルの場合、アナログオーディオデバイスで動作できるように、特定の数のA / Dコンバーターを提供する必要があります。パワーアンプと組み合わせて見つけることもできます。その場合、統合アンプについて説明します。

                                                                                                                                              統合アンプのブロック図

オーディオパワーアンプは、セレクタープリアンプから事前に調整およびプリアンプされた信号を入力で受け取り、リスニング環境のニーズまたはユーザーの好みに応じてパワー（電流および電圧）で増幅します。これは複雑です。増幅された信号に歪みやノイズを加えてはならないため、妥協することなく設計する必要があります。さまざまなタイプとクラスの動作のパワーアンプがあり、コストは使用するコンポーネントの品質と取得する電力に正比例します。アンプはスピーカーを駆動する必要がありますが、これは純粋ではない複雑な動作をします。抵抗性ですが、誘導性または容量性の場合もあるため、特定の負荷や余剰電力が必要な場合に問題が発生することなく、電力を供給する優れた能力が必要です。最近、クラスDデジタルアンプがHi-Fi市場に登場し、P.W.M。 （パワー幅変調）そしてほとんど加熱せずに高パワーを得ることができる（高効率）、従来のアンプは代わりにクラスAまたはA-Bで動作し、高効率ではありませんが、クラスAの場合は非の打ちどころのないオーディオ品質を提供します。

                        プッシュプルパワーアンプの簡略図                                                                                                                                     トーンコントロール付きプリアンプ

ラウドスピーカーは通常、木製のパネルで構築された機器であり、スピーカーの内部に含まれています。つまり、アンプからの電気信号を音圧に変換するトランスデューサーであり、HI-FI用のスピーカーを可能な限り忠実に実行しようとします。それらは、紙またはポリプロピレン（またはアルミニウム）膜と一体の銅コイルと波形布ダンパーで構成され、すべてが金属バスケットに取り付けられ、膜はゴムまたはフォームサスペンションによってそれに結合されます。コイルは強力な磁石のエアギャップに浸され、アンプからの信号をそれに適用すると、コイルはエアギャップ内を移動し、音声信号を音波に変換します。スピーカーは、低域を再現するメンブレン、コイル、大型のマグネットを備えたウーファー、小型のマグネットとメンブレンを備えた中域のミッドレンジ、そして再生に使用するツイーターの3種類に分けられます。より高い周波数と小さな膜を持っています。 3つのスピーカー（スリーウェイ）を備えたラウドスピーカーは、各周波数に最適化されたスピーカーのおかげで、すべてのオーディオ周波数（20Hzから20000Hz）を最適に再生できます。スピーカーは、損傷を避けるために適切な周波数帯域で駆動する必要があります。入力の前には、ウーファー用のローパスフィルター、ミッドレンジ用のバンドパスフィルター、ツイーター用のハイパスフィルターであるクロスオーバーフィルターを付ける必要があります。クロスオーバーフィルターは、過度の電力損失を回避し、パワーアンプの損傷を回避するために、高品質で一定のインピーダンスを備えている必要があります。また、管理が難しい周波数で信号を送信することにより、スピーカーの損傷を防ぐために十分に計算する必要があります。 。音響ボックスは十分に閉じており、スピーカーの後方放射を遮断するために内壁に吸音を適用する必要があります。これは、前方の放射と逆位相であるため、特に低周波数で音圧の減衰を引き起こします。ウーファーとツイーターだけの双方向スピーカーもあり、かなり忠実ですが、3方向スピーカーと同じではありません。 

                          スリーウェイスピーカーの配線図                                                                                                                                             フルレンジスピーカー

                                       ヴィンテージスリーウェイスピーカー                                                                                                                                                双方向スピーカー

                    個別のコンポーネントを備えたビンテージHI-FIシステム                                                                                              多くの機能を備えたコンパクトなミニHi-Fi

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