Реставрация грамзаписей. Часть 1.2

Начнем по порядку.

Изначально звук при воспроизведении грампластинки рождается в механической части звукоснимателя. Эта система состоит из трех важных деталей. Первая — игла, вторая — иглодержатель и третья — подвес иглодержателя.

Именно эти детали вносят наибольшие искажения в воспроизводимые сигналы, потому, что это — механическая система, имеющая собственную механическую инертность и резонансные частоты.

Суммарный вес современных систем иглодержателя и подвеса не превышает нескольких миллиграмм. Однако даже такой, казалось бы, незначительный вес играет существенную роль в окрашивании звучания. Сейчас иглодержатели изготавливаются из тонкостенных трубок. Материалом для них служат сплавы алюминия или бериллия. Иглодержатель должен быть одновременно необычайно жестким и легким. Бериллиевые иглодержатели в этом случае имеют более привлекательное соотношение между жесткостью и легкостью.

Сменная игла Grado бирадиальной формы для проигрывания долгоиграющих грампластинок и инструмент для замены вставок иглодержателей

Подвес иглодержателя должен иметь высокую податливость, однако при этом он должен выдерживать давление в несколько грамм для того, чтобы обеспечить надежный контакт иглы с поверхностью канавки грамзаписи даже на самых громких низкочастотных звуках. Конструктивных решений подвеса иглодержателя существует очень много. В основном, все конструкции разработаны по схожему принципу: иглодержатель вставлен во втулку из пористого и/или резиноподобного композита либо в мембрану из такого материала.

Подобное техническое решение позволяет унести собственные резонансы механической системы звукоснимателя выше 35 кГц. Таким образом, эти резонансы практически не оказывают влияния и не окрашивают звук при проигрывании грамзаписи. Чем выше значение собственных резонансов механической системы звукоснимателя, тем более высокое качество воспроизведения можно ожидать от звукоснимателя.

Особое место в механической системе звукоснимателя играет сама игла. Точнее — материал, из которого она изготовлена, и форма ее заточки.

Современные иглы изготавливаются из корунда, сапфира и алмаза. Сторонники теории «аутентичного звучания» рекомендуют своим последователям использовать «аутентичные» стальные и деревянные иглы. Я — против! Почему? Дело в том, что закругление на кончике иглы всего несколько десятков микрон. Предположим, что мы проигрываем грампластинку с давлением на нее в два грамма. Нехитрые вычисления — и мы получим, что давление в точке, где игла касается грампластинки, составляет более 100 кг на квадратный метр. Понятно, что в таких условиях с первых же секунд воспроизведения стальная или деревянная игла начинает стачиваться. При этом образующаяся микроскопическая стружка оседает на дне и стенках канавки и действует как дополнительный абразив, усиливая износ иглы и стенок канавки грамзаписи. В общем, ничего хорошего использование таких игл не дает.

Так какие же иглы надо использовать, если мы собираемся получить высококачественный результат?

Я рекомендовал бы только алмазные иглы. Тому есть две причины. Первая — алмаз наиболее износостойкий материал, и вторая — минимальное значение силы трения, которая возникает при контакте алмаза со стенками канавки. Экспериментально установлено, что сила трения у сапфировых игл несколько выше, а у корундовых — значительно выше, чем у алмазных.

Микрофотография иглы Shure SS78E эллиптической формы заточки для проигрывания патефонных грампластинок.

Микрофотография иглы Shure VN5xMR с формой заточки «микроребро» для проигрывания долгоиграющих грампластинок. Последние годы при производстве игл для проигрывания патефонных пластинок в целях экономии алмазов иглы запрессовываются в металлическую втулку

Теперь следует поговорить о форме иглы. Вернее, о том, какие они бывают вообще, и о том, как их выбирать. Выпускаемые в настоящее время иглы делятся на два больших класса: конические и эллиптические. Эллиптические иглы гораздо дороже конических.

Коническая игла имеет форму конуса, с небольшим сферическим закруглением на конце. По этой причине их иногда еще называют сферическими.

Эллиптических игл выпускается несколько типов, однако их тоже можно классифицировать. Для простоты опишу три типа. Большинство производимых эллиптических игл являются либо точной копией, либо незначительной модификацией описанной ниже конструкции.

Первый тип — собственно эллиптические иглы. Внешне игла мало чем отличается от конической, однако в сечении ближе к концу иглы мы увидим не круг, а точный эллипс.

Второй тип — бирадиальные иглы. Имеют в сечении сложную фигуру, образованную окружностями большого и малого радиуса, похожую на сплюснутый эллипс. Такие иглы еще называют «суперэллиптическими» или «гиперэллиптическими».

Третий тип — иглы с заточкой «микроребро». Сечение конца такой иглы имеет сложную фигуру, напоминающую параллелепипед со скругленными острыми углами. Иногда такие иглы имеют коммерческие названия типа «суперточные линии» или «суперточные поверхности».

Почти все современные иглы имеют кончик с высокоточной лазерной полировкой, благодаря которой существенно уменьшается сила трения и улучшается контакт иглы с поверхностью стенок канавки грамзаписи.

Зачем же нужны такие ухищрения и более дорогостоящие иглы?

Давайте посмотрим, что происходит во время воспроизведения грампластинки.

Для идеального воспроизведения игла должна быть подобрана по размеру таким образом, чтобы она касалась стенок канавки грамзаписи только в двух точках, расположенных на достаточном удалении от поверхности грампластинки и от дна канавки (примерно в нижней трети). Такое расположение позволит избежать «чирканья» по дну канавки в самых громких местах, а также позволит избежать влияния дефектов поверхности грампластинки на воспроизведение.

Эффект «выталкивания» при воспроизведении грамзаписи. Больше всего этот эффект проявляется при воспроизведении грамзаписи коническими иглами, меньше всего — при использовании игл «микроребро»

На рисунке показаны фазы движения резца (который в сечении похож на тупоугольный треугольник) при нарезке мастер-диска. Здесь же видно, что ширина канавки получается не везде одинаковой. При воспроизведении такой записи конической иглой в некоторых точках наряду с нормальным поперечным колебанием игла будет совершать вынужденное вертикальное паразитное колебание, которое неблагоприятно сказывается на звучании и приводит, как правило, к нелинейным искажениям. Иглы эллиптической формы более свободны от этого недостатка, причем иглы с заточкой «микроребро» в таких ситуациях наиболее хорошо справляются с воспроизведением.

Очевидно, что при выборе игл для нужд высококачественного воспроизведения и реставрации грамзаписей надо остановиться на эллиптических иглах. Я не советую использовать иглы для ди-джеев — неважно, гиперэллиптической формы или «микроребро». Дело в том, что в процессе работы ди-джеи часто сотни раз прокручивают рукой грампластинку (с опущенным на нее звукоснимателем) на одном и том же месте, подыскивая на слух нужный музыкальный момент. Несмотря на то, что иглы для такой работы создают значительно меньшее давление на грампластинку, нагрузка у них в точке касания все же несколько больше, чем у конических и простых эллиптических игл, так как площадь соприкосновения меньше.. По этой причине при «скрэтчевании» изнашивание грампластинки будет происходить быстрее, особенно в пыльном помещении дискотеки, насыщенном табачным дымом и парами глицерина от дым-машин.

Примерное соотношение между размерами игл и канавок долгоиграющей грампластинки (а) и патефонной (б)

Попытки проиграть долгоиграющую грампластинку патефонной иглой (а) и патефонную пластинку иглой для долгоиграющих грампластинок (б)

Часто задают вопрос: какой же оптимальный размер иглы использовать для воспроизведения грампластинок? Или типичная ситуация, когда прибегает совершенно расстроенный человек со словами: «Я купил дорогущую иглу, поставил любимую пластинку, а она только шипит и трещит, а звук как из трубы».

В чем же дело? Ответ прост и банален: игла должна точно соответствовать размеру канавки грамзаписи и касаться стенок канавки в строго отведенном для этого месте.

К сожалению, до начала 30-х годов прошлого века не существовало жесткого стандарта и на размер канавки грамзаписи. Но, к счастью, одно обстоятельство сыграло нам на руку: фирм-производителей резцов было всего несколько в мире, да и снашивались резцы при нарезке восковых мастер-дисков не быстро. Конечно же, технология обработки резцов совершенствовалась, но, даже не имея стандартов, все производители резцов придерживались примерно одинаковых размеров. И здесь можно с уверенностью сказать, чем старше грампластинка, тем шире в ней канавка. Ширина канавки грамзаписи, начиная с конца XIX века до конца 20-х годов XX века, изменилась ненамного. В любом случае для получения оптимального результата необходимо иметь несколько игл разного диаметра и перед записью провести эксперимент с целью выяснения, какой же иглой проигрывать данную грампластинку.

Набор сменных игл Shure для проигрывания грампластинок и щеточка для чистки иглы

Набор сменных игл Grado для проигрывания патефонных грампластинок

Как уже отмечено, размер канавки у долгоиграющих и патефонных пластинок отличается существенно, поэтому проигрывать долгоиграющие грампластинки иглами, предназначенными для патефонных, нельзя, и наоборот, нельзя проигрывать патефонные пластинки иглами для долгоиграющих пластинок. И в том и в другом случае результат будет удручающим, и существует вероятность испортить грампластинку. Все производители предлагают специальные иглы для проигрывания долгоиграющих и патефонных грампластинок. Универсальных моделей не существует.

В конце 80-х годов прошлого века все производители предлагали также наборы игл разного диаметра. В настоящее время фирма Stanton решает вопрос о возобновлении выпуска таких наборов, но реально производит и предлагает такой набор сейчас только фирма Grado. Он состоит из 5 конических игл диаметром от 2 до 4 ? (с шагом 0,5 ?), предназначенных для проигрывания патефонных грампластинок. Ранее эта фирма предлагала подобный набор эллиптических игл, однако в настоящее время производство свернуто из-за высокого процента выбраковки. Во время беседы на эту тему с владельцем компании я узнал, что, вероятно, производство возобновится, однако цена будет существенно увеличена, поскольку поставщики и огранщики алмазов повысили расценки на свою работу.

В маркировках игл для проигрывания патефонных грампластинок до сих существует некоторая неразбериха. Одна из характеристик иглы для проигрывания грампластинок — это физические размеры ее кончика. Обычно, этот параметр указывается в паспорте иглы. Принято указывать либо диаметр закругления (для конических игл), либо большой и малый размер (для эллиптических игл). Однако многие производители указывают величину в условных единицах. Так, например, набор сменных игл Grado имеет маркировку от 2.0 до 4.0 µ. Но, если принять µ (в данном случае) за микроны — получается несоответствие. Ширина канавки патефонной грампластинки около 63 микрон. Возможно, в данном случае µ означает доли дюйма? Другое предположение может звучать так: на самом деле 2.0…4.0 — это не что иное, как 62…64 микрона. Возможно, первая цифра отброшена для простоты. Выяснить, что же на самом деле имел в виду производитель, пока не удалось. Тем не менее, иглы действительно подходят для проигрывания патефонных грампластинок, как и заявлено производителем, и дают прекрасные результаты в сложных случаях, когда требуется подбирать иглу для получения качественного воспроизведения. Фирма Shure указывает размеры своих игл в микронах. Так в маркировке игл для проигрывания патефонных грампластинок указан диаметр закругления 63 µ, 64 µ и 65 µ (в разных моделях). В справочной информации Denon, Gold Ring, Ortofon, Stanton и других производителей головок и игл размеры игл тоже зачастую указываются в условных единицах. При выборе иглы необходимо убедиться, что она действительно предназначена для проигрывания того типа грампластинок (патефонных или долгоиграющих), которые предполагается воспроизводить при ее помощи. Здесь приходится полагаться на компетентность производителя и надеяться на то, что реальный размер иглы соответствует стандарту.

Итак, мы определились с выбором системы «игла-иглодержатель-подвес иглодержателя». Что дальше?

Будем двигаться по электрическому тракту с момента преобразования механических колебаний иглодержателя в электрические. Каким образом происходит этот процесс преобразования? Какие типы головок существуют для этой цели? Магнитные, пьезо, конденсаторные и оптические.

Последние два типа головок почти не выпускаются серийно из-за сложности конструкции и дороговизны. Магнитные и пьезозвукосниматели наиболее широко распространены.

Какой тип звукоснимателя выбрать?

Рассмотрим пьзоголовку. Технология изготовления пьезокристаллов не позволяет выращивать абсолютно идентичные по своим свойствам кристаллы. Поэтому они имеют существенный разброс в параметрах, и требуются длительные испытания при их подборе для стереозвукоснимателей. К тому же податливость и неравномерность частотной характеристики пьезокристаллов существенно хуже, чем у магнитных систем. Их высокое электрическое сопротивление заставляет конструировать головки с достаточно высоким выходным уровнем электрического сигнала, чтобы уменьшить влияние электрических наводок на провода, идущие от головки к предусилителю.

Очевидно, выбор падает на головки с магнитным преобразованием колебаний в электрические сигналы. Они делятся на два конструктивно разных типа.

Головка звукоснимателя Shure V15Vx со сменной эллиптической иглой SS78E для проигрывания патефонных грампластинок

Головка звукоснимателя Shure V15Vx со сменной иглой заточки «микроребро» (модель VN5xMR) для проигрывания долгоиграющих грампластинок

Первый — с движущимся магнитом (коммерческое название — Moving Magnet или сокращенно MM). В головках этого типа обратный конец иглодержателя является магнитом, который совершает колебания вблизи полюсов катушки индуктивности, наводя в ней электрические колебания.

Второй — с движущейся катушкой (коммерческое название — Moving Coil или сокращенно MC). В таких головках к обратному концу иглодержателя жестко приклеена катушка из тончайшего провода. Она находится между полюсами мощного постоянного магнита. Таким образом, при ее колебаниях в полюсах магнита в ней наводятся электрические колебания.

В чем же преимущества и недостатки первой и второй конструкций?

Благодаря тому, что в конструкции MC катушка, жестко связанная с иглодержателем, состоит всего из нескольких десятков витков провода, суммарная масса всей системы незначительно увеличивается по сравнению с массой системы «игла-иглодержалель-подвес». В современных звукоснимателях ММ-типа масса магнита тоже не превышает миллиграмма, но все равно она немного больше, чем масса катушек, применяемых в конструкциях МС. Следовательно, общая инертность системы у звукоснимателей ММ-типа несколько больше.

У звукоснимателей МС-типа, в силу меньшего диаметра провода и меньшего количества витков в катушке, значительно ниже ее индуктивность и сопротивление, но и уровень выходного электрического сигнала почти в 10 раз ниже, чем у звукоснимателей ММ-типа. Меньшая индуктивность катушки в звукоснимателях МС благоприятно сказывается на воспроизведении высоких частот, однако меньший уровень выходного электрического сигнала требует использования более дорогих предусилителей.

Также существенно то, что конструкция звукоснимателя МС-типа не позволяет использовать сменные иглы. МС-звукосниматели гораздо сложнее в производстве (а следовательно, и дороже), по этой причине при износе иглы многие производители предлагают пользователям отсылать звукосниматель на завод, где на него устанавливается новая игла взамен изношенной.

При записи с грампластинок для последующей реставрации, при использовании головок МС-типа придется приобрести несколько экземпляров с разными иглами.

Как видим, оба типа головок имеют свои достоинства и недостатки. Дать конкретный совет, чем же пользоваться, — довольно затруднительно. Выигрыш в звучании при использовании головок МС стоит существенных финансовых вложений. Например, если приличная головка ММ стоит около 250 долларов, то головки МС такого же класса стоят 500 и даже 900 долларов.

Как правило, головки МС комплектуются только иглами суперэллиптической формы или формы «микроребро».

Головка звукоснимателя Grado, модель Prestige Gold, со сменной эллиптической иглой для проигрывания патефонных грампластинок

Несмотря на то, что научные разработки в области производства головок для проигрывателей грампластинок уже почти не ведутся, производители все же выпускают на рынок новые модели. Так за последние пару лет на рынке появились новые головки ММ-типа с уменьшенной индуктивностью катушек. Снизить этот показатель удалось за счет использования проводов из биметалла с очень низким сопротивлением и применения новых неодимовых магнитов. Таким образом, звучание этих головок существенно приближено к звучанию МС-головок. При этом их стоимость выросла не более, чем на четверть, по сравнению со стоимостью предыдущих моделей.

«Хорошо!» — скажете вы. Давайте же скорее возьмем лучший проигрыватель, лучшую головку и будем записывать архивные грампластинки с высочайшим качеством звучания!

Не советую торопиться — прежде чем проигрывать грампластинку, потребуется правильно настроить проигрыватель и проделать еще несколько важных манипуляций.

Кстати, если у вас пока нет проигрывателя грампластинок, — не торопитесь бежать в магазин, чтобы его купить. В следующей статье мы проведем исследование современного рынка проигрывателей грампластинок, научимся настраивать проигрыватель перед воспроизведением и узнаем еще многое, без чего невозможно получить качественный результат в реставрации архивных грамзаписей.

Леонид Антонов, Журнал “Звукорежиссер”