Современные проигрыватели винила – приборы высокой точности. Часть 1

С момента изобретения компакт-дисков их было продано более 200 миллиардов. Грампластинка была изобретена в середине XIX в. Но и сегодня виниловые проигрыватели уверенно расширяют свою нишу на рынке! Всякий ценитель джаза и классики знает – именно винил лучше всего передает теплоту и атмосферу музыки.

Но проигрыватель винила – это гораздо больше, чем просто мода на ретро. Сегодня на виниле выпускается каждый многообещающий музыкальный альбом или сингл. Качественные виниловые проигрыватели завоевали огромное уважение и в профессиональной ди-джейской среде.

На первый взгляд, виниловые проигрыватели устроены довольно просто: дисковый привод, тонарм и звукосниматель. Чем же отличается современный проигрыватель винила, прибор высокой точности, от своих «старших братьев»? Прежде всего, изменились материалы: акрил и лексан, резонирующие в безвредном для звука диапазоне, заменили устаревший алюминий. Отжили свое роликовые приводы, вносившие массу акустических помех в старый проигрыватель винила. Основным требованием к приводу стали стабильность и отсутствие колебаний. Появились виниловые проигрыватели класса Hi-End с прямым и пассиковым приводом, изолирующим диск от малейших вибраций мотора. Тонарм, отвечающий за положение звукоснимателя над дорожкой, сегодня изготавливается из углепластика. Виниловые проигрыватели «продвинулись» и по части игл. В профессиональных звукоснимателях теперь используются эллиптические и гиперэллиптические иглы: они меньше деформируют пластинку, чем сферические, и имеют целый ряд других достоинств.

Даже самый современный проигрыватель винила нуждается в тщательном уходе: его нужно регулярно настраивать, менять иглы, защищать от пыли… Но для настоящего меломана все это станет приятным и необременительным ритуалом. Выбирая виниловые проигрыватели, ненадолго забудьте о современном стремлении к портативности любого оборудования. Качественный проигрыватель винила должен весить не менее 10 кг. Основание его должно быть максимально стабильным, иметь массивный литой диск. Сегодня виниловые проигрыватели – это глубокий, прозрачный и прорисованный звук для истинных ценителей музыки!

Конструкция

Вероятно, многие из тех, кто читает данный материал, застали эпоху грампластинок. Во всяком случае, среди людей старше 30 лет таких будет явное большинство. Как бы то ни было, многие прекрасно помнят свои любимые пластинки, ведь они были частью нашего детства. Помнят, как слушали их на душераздирающем по качеству проигрывателе (впрочем, это стало понятно только сейчас), не обращая особого внимания на щелчки, потрескивания, звуковые искажения, неравномерности, детонации и прочие атрибуты винилового воспроизведения, отлично знакомые любителям музыки 70-х — 80-х годов.

Через какое-то время в продаже появились проигрыватели компакт-дисков, и казалось, что с их появлением, открывшим новую цифровую эпоху в звукозаписи, виниловые пластинки и их проигрыватели должны безвозвратно кануть в лету. Действительно, удобные в использовании компакт-диски не требовали практически никакого ухода, обладали недостижимой по тем временам чистотой звучания (практически полным отсутствием посторонних шумов при воспроизведении), обеспечивали мгновенный доступ к любому треку, записанному на диск, а сами проигрыватели вовсе не нуждались ни в какой чистке, уходе или настойке.

Прошло время, но грампластинки и техника для их воспроизведения вовсе и не думают покидать рынок, сохраняя за собой пусть небольшую, но вполне стабильную, а в последнее время даже растущую нишу. Если в самом начале после появления цифровых носителей и аппаратуры для их воспроизведения, этот факт можно было объяснить определенной инерционностью мышления людей, привыкших к грампластинкам, а также испытывающих ностальгию при звуках щелчков и шорохов, издаваемых при их воспроизведении, то сейчас, по прошествии двух десятков лет, такие объяснения не подходят. Тем более это удивительно, что среди покупателей винила встречаются совсем молодые люди, которые просто не могут испытывать никакой ностальгии в силу своего нежного возраста.

На самом деле ничего удивительного нет. Люди ведь отказываются от виниловых проигрывателей по двум причинам. Во-первых, их не устраивает качество звучания проигрывателей (низкое соотношение сигнал/шум, малый динамический диапазон, ограниченные возможности при воспроизведении низких и высоких частот), а во-вторых, им представляется слишком утомительным сам процесс воспроизведения дисков — чистка и необходимость правильного хранения самих пластинок, настройка проигрывателей и соблюдение всех занудных предписаний их производителей. Если со вторым обстоятельством ничего поделать нельзя — пластинки надо чистить и переворачивать, а проигрыватели настраивать, причем не один раз, а периодически, вовремя менять иглы, защищать от вредоносного воздействия внешней среды, то первое, т.е. низкое качество звучания — это вопрос достаточно спорный.

Дело в том, что мало кто слушал хорошую пластинку на хорошем и безупречно настроенном проигрывателе. Многим нравится, как звучат хорошие CD на хорошей же аппаратуре и нас не убивает наличие пресловутых «цифровых артефактов», о которых твердят проповедники «истинного» аналогового звука. Тем не менее, виниловые записи могут звучать ничуть не хуже компакт-дисков, хотя не хуже — это не совсем правильное слово, характеризующее только уровень шумов, динамику, уровень детализации и пространственного разрешения. Вернее было бы сказать, что они звучат по-другому. Звук винилового проигрывателя действительно кажется более естественным, более близким к живому музыкальному исполнению. Еще одно обстоятельство, на которое стоит обратить внимание при прослушивании грампластинок, это то, что их звучание кажется совершенно неутомительным.

Обо всем вышесказанном говорится для того, чтобы пояснить, что все те ужасы в воспроизведении грампластинок (щелчки, треск, неравномерность звучания и многое-многое другое) являются атрибутами некачественных или неправильно настроенных проигрывателей. Настроить же проигрыватель правильно — это совсем не такая тривиальная задача, как кажется на первый взгляд. Существует такая фраза из книги Роберта Харли: «Нет ничего более простого, чем неправильно проиграть винил». Для начала все таки давайте познакомимся с устройством грампластинок, проигрывателей и дадим основные понятия и термины, которые используются в данной индустрии.

Грампластинка. Что она из себя представляет?

 

Глубинная модуляция звуковой дорожки

Поперечная модуляция звуковой дорожки

Как это ни удивительно, но конструкция грампластинки практически не изменилась со времен ее изобретения в середине 19 века. Естественно, стали другими материалы, из которых их производят, изменилась и технология изготовления и записи мастер-дисков, но сама идея лежащая в основе грамзаписи осталась неизменной.

Идея эта в общем-то проста, но в то же время не совсем тривиальна. Для записи мастер-диска, т.е. диска, с которого в последствии производятся копии, используется резец, который под воздействием звука совершает колебательные движения и прорезает на вращающемся диске из аморфного материала извилистую канавку. Данная технология не претерпела значительных изменений с момента своего изобретения, изменились лишь принципы приведения резца в движение. Если в начале резец приводился в движение мембраной, которую заставляли колебаться непосредственно звуковые волны, усиленные рупором, то в дальнейшем, с появлением электродинамических преобразователей, механическая мембрана была заменена на звуковую катушку, якорь которой был соединен с резцом.

Первоначально, пока еще не было выработано единого стандарта грамзаписи, каждый производитель устанавливал свои собственные, результатом чего была различная скорость вращения записанных пластинок, а также различные виды модуляции записанных звуковых дорожек. Модуляция дорожки — это собственно ее форма, которая содержит информацию о записанном звуке. Модуляция может быть поперечной, при которой резец рекордера совершает колебания в плоскости вращения пластинки (глубина звуковой дорожки при этом остается постоянной), а также глубинная, при которой резец колеблется перпендикулярно плоскости вращения пластинки и нарезает на ней звуковую дорожку сферической формы, но с переменной глубиной. При проигрывании грампластинки происходит процесс обратный ее записи. Игла проигрывателя, следуя по звуковой канавке повторяет сложные колебания записывающего резца и,будучи соединенной с преобразователем механических колебаний в звуковые (изначально механическим, а затем электродинамическим), позволяет генерировать звук.

В ходе развития индустрии грамзаписи глубинная модуляция звуковых дорожек показала себя недостаточно эффективной и неудобной, и все производители остановились на варианте поперечной модуляции.

Устройство электромеханического резца

В конце 50-х годов прошлого века в технологии записи грампластинок произошло весьма серьезное событие — появление стереофонической записи. При записи моно сигнала резец рекордера приводится в движение при помощи одного электромеханического преобразователя и нарезает на поверхности пластинки модулированную канавку постоянной глубины и с краями абсолютно одинаковой формы. При стереофонической записи по прежнему используется один резец, но его двигают уже не один, а два преобразователя, установленные под прямым углом друг к другу и соответственно под углом 45 градусов к поверхности пластинки. Два независимых преобразователя вызывают колебания резца, реагируя независимо на звуковые сигналы, которые необходимо записать в правом и левом канале. Под их воздействием резец совершает сложное колебательное движение, модулируя нарезаемую канавку не только в поперечном направлении, но и по глубине. В результате правая стенка нарезанной канавки оказывается промодулированной сигналом одного канала, а левая стенка — сигналом другого канала.

Форма модулированной канавки при стереозаписи отличается от монофонической. В частности стенки ее не параллельны друг другу, а имеют различную форму. Как видите, стереофоническая запись грампластинки не является полностью независимой для обоих каналов, поскольку резец только один, а при воспроизведении оба канала считываются одной и той же иглой, находящейся при перемещении по звуковой дорожке в контакте сразу с обеими стенками и совершающей сложные колебательные движения, содержащие в себе информацию о звуковых колебаниях в обоих каналах. Нечего и говорить, что адекватная передача такого сложного сигнала является нетривиальной задачей и требует высочайшей точности всех механических и электрических деталей и узлов проигрывателя.

Виниловые проигрыватели как никакая другая аудио техника чувствительны к малейшим неточностям при установке и настройке, нуждаются в полнейшей защите от внешних и внутренних вибраций и очень требовательны к качеству самого носителя — т.е. винилового диска. Вот почему к хранению и уходу за грампластинками предъявляются повышенные требования. Микроскопические размеры звуковых дорожек и, соответственно, едва уловимые перемещения иглы звукоснимателя приводят к тому, что даже небольшие царапины на поверхности диска или мельчайшие частицы пыли становятся источниками помех и посторонних шумов при воспроизведении, приводя к паразитным перемещениям иглы звукоснимателя, т.е. таким перемещениям, которые вызваны не модуляцией звуковой дорожки, а внешними факторами. Звуковая катушка не умеет отличать полезные колебания от паразитных, поэтому если последние будут лежать в области звуковых частот, то они будут аккуратно преобразованы в электрический сигал и переданы на усилитель для последующего воспроизведения акустическими системами в виде шума.

Схема стереофонической записи

Конструкция проигрывателя виниловых дисков, его основные узлы и элементы

 

Виниловые проигрыватели, на первый взгляд, не представляют собой ничего особенно сложного, однако для получения от пластинки по настоящему качественного звука они требуют исключительной точности при проектировании и сборке каждого из составных узлов. Мелочей здесь нет, как вы сможет убедиться, читая данную статью дальше.

Основными элементами, из которых состоит проигрыватель грампластинок (или LP-проигрыватель) являются неподвижное шасси или основание, движущие механизмы, тонарм и головка звукоснимателя.

Шасси проигрывателя представляет собой неподвижную основу, на которой монтируются все его узлы. Конструкций основания бывает великое множество и каждый из производителей приводит вескую аргументацию применения именно своей конструкции, а не какой-нибудь другой.

Движущие механизмы включают в себя собственно диск, на который кладется грампластинка, привод диска, сообщающий ему вращательное движение, а также подшипник, на котором собственно и происходит вращение диска.

Тонарм представляет собой устройство позиционирования иглы звукоснимателя относительно звуковой дорожки. Тонармы могут иметь различную конструкцию, но в рамках данного материала мы остановимся лишь на самой распространенной поворотной конструкции.

Наконец, головка звукоснимателя состоит из иглы, иглодержателя и звуковой катушки, которая собственно и преобразует механические колебания в электрические импульсы, передаваемые впоследствии на фонокорректор для правильного предусиления.

Рассмотрим составляющие элементы LP-проигрывателей более подробно.

Шасси 

 

Шасси винилового проигрывателя — это, собственно говоря, основа, на которую крепятся все его узлы и детали. На первый взгляд, в его конструкции не может быть ничего сложного — подставка и подставка, но на самом деле это не так. Те из вас, кто всерьез интересуется качественным звуковоспроизведением, прекрасно знакомы с позицией профессионалов (особенно тех, кто производит или продает AV-мебель, аксессуары и виброизолирующие материалы) о том, что аудиотехника должна быть тщательно изолирована от внешних вибраций.

Значение виброизоляции может быть и несколько преувеличено, но только не в случае с виниловой техникой. Как уже писалось выше, игла звукоснимателя при считывании информации со звуковой канавки испытывает буквально микроскопические перемещения, которые, однако, содержат всю информацию о записанном звуке. Если пластинка или тонарм испытывают вибрацию, то у звукоснимателя нет никакой возможности отделить ее от полезного звукового сигнала. Игла под воздействием вибрации перемещается, а следовательно эти перемещения приведут к генерации электрического сигнала в катушке звукоснимателя, который и будет усилен и воспроизведен в качестве звуковой помехи.

Помимо собственно частотных искажений вибрация приводит к еще одному неприятному моменту. При воспроизведении стереозаписи игла должна постоянно находиться в контакте с обеими стенками звуковой дорожки, ведь каждая из них несет в себе информацию о звуке в соответствующем канале. Вибрация же приводит к тому, что контакт иглы с одной из стенок будет нарушен или же произойдет не в том месте. В результате произойдет рассогласование звучания правого и левого каналов, что приведет к нарушению фазовых характеристик воспроизводимого звука и неизбежно ухудшит пространственную картину музыкального произведения. Все вышесказанное прекрасно осознается производителями, которые стремятся всеми силами защитить свои проигрыватели от вибраций.

Источники вибраций можно условно подразделить на четыре типа.

Во-первых, это внешние вибрации, передаваемые на корпус проигрывателя со стороны пола помещения прослушивания.

Во-вторых, это вибрации, вызванные перемещением иглы звукоснимателя по поверхности грампластинки.

В-третьих, это собственные вибрации проигрывателя, вызванные движущимися элементами, такими, как электродвигатель и опорный диск, установленный на подшипнике.

Ну и наконец нельзя забывать о вибрации, вызванной самим воспроизведением звука. Проигрыватель обычно устанавливают в том же помещении, что и колонки, поэтому звуковые волны, излучаемые ими, оказывают на него механическое воздействие. Этот эффект носит название акустической обратной связи. Действительно, представьте себе, что проигрыватель испытывает на себе механическое воздействие, вызванное звуком, воспроизводимым акустическими системами и при этом не обладает удовлетворительными средствами защиты от вибрации. В этом варианте звуковые колебания, переданные на корпус, приведут к паразитным колебаниям иглы, а следовательно и к наводке паразитного электрического сигнала в звуковой катушке. Этот сигнал будет усилен и воспроизведен акустическими системами в виде шума, который опять будет воздействовать на корпус проигрывателя и вызывать паразитные колебания иглы, т.е. процесс будет повторяться. При достаточно высоком уровне громкости этот процесс становится неконтролируемым и приводит к быстрому возрастанию громкости помехи. На слух он воспринимается как быстро нарастающий вой и прекрасно знаком звукорежиссерам, устанавливающим, к примеру, уровень громкости микрофона.

Слева: специальные виброзащитные конусы.
Справа: Пружинные опоры, отлично гасящие внешние вибрации

Для борьбы с вибрациями шасси проигрывателя зачастую изготавливают из материалов, обладающих хорошими антирезонансными свойствами. Механические колебания в них быстро затухают и не оказывают серьезного влияния на движение иглы. Одним из таких материалов, который применяется в дорогих моделях, является акрил.

Другая возможность заключается в том, чтобы максимально изолировать опорный диск и тонарм проигрывателя от его шасси. Для этого пользуются разнообразными пружинными или даже гидравлическими подвесами, на которых крепится субшасси с установленными на нем опорным диском и тонармом. Наконец, не следует забывать о специальных вибропоглащающих материалах (так называемых «шок-абсорберах»), которые помогают механически развязать шасси со стойкой, на которую установлен проигрыватель, а также о самой стойке, которая и сама может обладать хорошими виброзащитными характеристиками.

На наш взгляд оптимальным с точки зрения затрат и результата будет сочетание хорошей подставки под аппаратуру, корпуса шасси, изготовленного из материала с вибропоглощающими свойствами и применения пружинного подвеса диска и основания тонарма.

Пружинные подвесы разрабатываются, как правило, таким образом, чтобы их собственные резонансные частоты лежали за пределами звукового диапазона, к тому же производители стремятся к тому, чтобы значения вертикального и горизонтального резонансов подвеса сильно отличались друг от друга.

Столы LP-проигрывателей часто изготавливают из материалов с хорошими виброгасящими свойствами
Движущие механизмы: опорный диск, опорный подшипник, привод диска

 

Опорный диск винилового проигрывателя имеет очень большое значение для качественного воспроизведения, поскольку находится в непосредственном контакте с пластинкой, оказывая через нее влияние на иглу звукоснимателя.

Одним из важнейших требований, которым должен соответствовать опорный диск, является стабильность скорости его вращения. Скорость вращения для большинства современных пластинок должна быть строго равна 33 1/3 оборотов в минуту. Отклонение от этого значения крайне нежелательно, но гораздо хуже, если это отклонение не постоянное, а носит периодический характер. В этом случае звук начинает «плавать», что хорошо заметно на слух. Для предотвращения этого неприятного явления большинство производителей высококлассных проигрывателей стремятся делать свои диски достаточно массивными. Тяжелый диск выполняет роль маховика и в гораздо меньшей степени подвержен внешним факторам, оказывающим влияние на стабильность скорости его вращения. Поскольку опорный диск представляет собой вращающийся объект, то на стабильность его вращения влияет не столько собственная масса, сколько момент инерции. Для его увеличения диски часто делают неоднородной толщины (более толстыми у краев) либо же делают у краев диска специальную выемку, которую заполняют более тяжелым материалом. Такое решение позволяет добиться требуемой стабильности вращения без катастрофического увеличения общей массы диска, которая неизбежно привела бы к повышенному износу опорного подшипника.

Помимо высокой инерции диск должен быть очень точно изготовлен и идеально сбалансирован, чтобы самому не становиться источником вибраций.

Для того чтобы противостоять внешним вибрациям, а также гасить паразитные колебания, возникающие в результате движения иглы по поверхности пластинки, опорные диски часто изготавливают из материалов с хорошими виброрезонансными свойствами, такими как углепластик, винил или акрил.

Во многих проигрывателях на поверхность диска кладется специальный коврик, изготовленный из войлока или резины. Коврик обеспечивает дополнительную виброизоляцию между диском и пластинкой и предотвращает контакт диска с пластинкой, что совершенно недопустимо, если диск изготовлен из металла.

К сожалению, материалы с хорошими антирезонансными свойствами, а также войлочные и резиновые коврики не всегда обладают достаточной жесткостью. Проще говоря, они достаточно податливые. В некоторых случаях это может приводить к потере артикуляции звучания, особенно на низких частотах. Общей рекомендации здесь дать невозможно и установить, насколько хорош тот или иной опорный диск, можно только опытным путем, то есть с помощью прослушивания.

Для того чтобы обеспечить оптимальный контакт пластинки с опорным диском многие производители предлагают использовать дополнительный прижим. Мы не будем рассматривать здесь вакуумные прижимы, принцип действия которых основан на постоянной откачке воздуха из пространства между диском и грампластинкой, поскольку такие устройства кажутся, мягко говоря, спорными. Более близкими к народу являются прижимы, представляющие собой просто массивный груз, который одевается на шпиндель поверх пластинки, резьбовой прижим, который накручивается на шпиндель, а также прижим со специальной защелкой, позволяющей зафиксировать его на шпинделе достаточной длины.

Чтобы свести уровень детонации при вращении диска к минимуму ему нужно обеспечить максимально плавный и легкий ход. Эту задачу выполняет опорный подшипник. Подшипник не должен иметь никаких люфтов, а с учетом того, что диски зачастую имеют весьма приличную массу, он должен быть еще и достаточно износостойким. Одна из самых распространенных конструкций подшипников представляет собой стальную ось, которая крепится к диску одним концом, а другим вставляется в металлический (как правило, бронзовый) «стакан» и упирается в шарик, лежащий на его дне. Шарики могут быть изготовлены из разных материалов, но обязаны сохранять износостойкость в течение всего периода эксплуатации. Поверхности сопряжения шарика и оси диска должны быть хорошо смазанными и идеально гладкими для того, чтобы оказывать вращающемуся диску минимальное сопротивление и не становиться источником дополнительных вибраций.

Наконец, необходимо упомянуть о таком важном элементе как привод диска. Для вращения диска в виниловых проигрывателях используются маломощные и низкооборотные электродвигатели, имеющие минимальный уровень собственных вибраций. Скорость вращения электродвигателя должна быть постоянной, поэтому в проигрывателях достаточно высокого класса применяется кварцевая стабилизация скорости вращения. В зависимости от конструкции проигрывателя привод может быть прямым, роликовым и пасcиковым. В варианте с прямым приводом диск насаживается непосредственно на вал электродвигателя. Плюсом такой конструкции является пониженный уровень детонации, поскольку между двигателем и диском нет никаких посредников, которые могут повлиять на стабильность вращения. Минусы же здесь весьма серьезные. Во-первых, двигатель является источником вибрации и в случае с прямым приводом все они передаются на опорный диск. Во-вторых, двигатель излучает магнитное поле, которое создает помехи в звуковой катушке, которая при таком расположении находится от него в непосредственной близости.

Роликовый привод, при котором диск приводится в движение роликом, соединенным с валом электродвигателя практически не применяется в высококлассной аппаратуре.

Наиболее же распространенным в проигрывателях, относящихся к категории Hi-Fi, является пасиковый привод. При такой схеме электродвигатель соединяется с опорным диском с помощью специального пассика, изготовленного, как правило, из резины или реже из шелковой нити. Пасиковый привод позволяет погасить вибрации, источником которых является электродвигатель, и которые передаются на опорный диск через его вал в конструкции с прямым приводом. К тому же, в этом случае электродвигатель располагается на удалении от звуковой катушки и не влияет на ее магнитное поле. В некоторых проигрывателях высшего класса электродвигатель вообще располагают на отдельном шасси, полностью изолируя его таким образом от опорного диска и основания тонарма. Естественно, что реализовать такую конструкцию можно только с использованием пасика. Минус такого привода заключается в том, что пасик изготавливается из эластичного материала и в связи с этим может стать причиной нарушения стабильности вращения диска. Впрочем, для массивных дисков качественных проигрывателей это не очень важно. Работая подобно маховику, они сглаживают эту нестабильность.

Для изготовления опорного диска зачастую выбираются материалы с хорошими демпфирующими свойствами

…

Продолжение следует…