Реставрация грамзаписей. Часть 2.1

В начале 90-х годов прошлого века произошел резкий спад производства грампластинок в связи с удешевлением компакт-дисков и аппаратуры для их воспроизведения. Некоторые скептики прочили смерть грампластинке как носителю звука. Многие заводы, выпускавшие грампластинки, закрыли производство или перепрофилировались. Производители оборудования для воспроизведения грампластинок тоже почти свернули выпуск аппаратуры. Однако этот носитель не умер, и в настоящее время продажи грампластинок растут. Это происходит не только благодаря ди-джеям, для которых грампластинка — наиболее удобный источник звука. Многие артис-ты, наряду с компакт-дисками, стали снова выпускать свои альбомы на грампластинках. Промышленность не замедлила откликнуться на это явление. Если четыре года назад на рынке присутствовало не более десятка моделей проигрывателей грампластинок, то теперь их уже более полусотни. Большинство современных моделей проигрывателей имеют в своем названии приставку «pro-», намекая на то, что это профессиональное оборудование. Но так ли это? Действительно ли их можно отнести к разряду профессиональной техники? Ведь «профессиональность» определяется не только повышенной износостойкостью. По каким критериям выбирать проигрыватель для качественного воспроизведения грампластинок? Давайте попробуем разобраться в этом.

Одна из наиболее важных деталей проигрывателя грампластинок — тонарм. (Мы не будем рассматривать конструкции тонармов бытовых аппаратов). Как ни странно, тонарм тоже вносит свою лепту в звучание. На первый взгляд — это достаточно простое устройство, которое должно только обеспечивать перемещение головки звукоснимателя. Однако это не так. Тонарм — воплощение инженерной мысли, и его конструкция основана на очень тонкой грани технических компромиссов. «Итак, в чем же хитрость?» — спросите вы. Первое, что приходит в голову, — это то, что тонарм должен иметь чрезвычайно легкий подвес, позволяющий ему плавно перемещаться абсолютно без усилий. Помимо этого, он должен иметь минимальную инертную массу. С другой стороны — он не должен иметь собственных резонансов в области звуковых частот, чтобы даже самые низкочастотные колебания иглы в процессе воспроизведения грампластинки не приводили к колебаниям тонарма. Как же удается совместить все эти противоречивые требования в одной конструкции? Какие еще «подводные камни» есть у этих устройств?

Существует два вида тонармов: поворотный и тангенциальный. Поворотным тонармом в настоящее время оборудуется большинство проигрывателей грампластинок. Это объясняется, в первую очередь, тем, что такая конструкция имеет гироскопический подвес и значительно дешевле. Тангенциальный тонарм, помимо более сложной механической системы, имеет достаточно сложную электронную схему, обеспечивающую контроль его положения и управляющую сервоприводом, который перемещает его в процессе проигрывания грампластинки.

Что общего у обеих конструкций? В первую очередь — это система, обеспечивающая прижим иглы к канавке грамзаписи (она же является регулятором давления). Существуют два типа регуляторов давления: противовесный и пружинный. Наиболее широкое распространение имеют противовесные системы.

Почти все современные ди-джейские проигрыватели грампластинок оборудованы поворотным тонармом Technics либо его точной копией. Исключения составляют лишь проигрыватели класса High End, которые оснащаются тонармами собственных разработок. Тем не менее, конструкция, придуманная инженерами для Technics, считается одной из самых удачных, несмотря на то, что разработана более 25 лет назад.

Посмотрим внимательно на этот тонарм (рис. 1). В нем имеется ряд регулировок и настроечных элементов.

Регулятор давления
Регулятор противоскатывающей силы	а)			Регулятор угла наклона	б)
Рис. 1. Внешний вид регулировочных элементов тонарма Technics. Основание тонарма регулируется по высоте для настройки угла наклона иглы, шкала отградуирована в миллиметрах (для нулевого угла наклона надо взять из паспорта головки звукоснимателя значение его высоты и сложить с разностью между толщиной оригинального резинового слип-мата и того, который используется для работы). Давление иглы на грампластинку регулируется поворотом груза противовесной системы. Регулятор противоскатывающей (anti-skating) силы отградуирован в зависимости от давления на грампластинку

Регулятор давления на иглу является одним из самых важных для получения качественного звука. После установки головки звукоснимателя на тонарм необходимо настроить нулевое значение давления, чтобы впоследствии можно было пользоваться шкалой, нанесенной на этот регулятор. Для установки нулевого значения необходимо добиться, чтобы тонарм был в равновесии и не отклонялся ни в сторону противовеса, ни в сторону головки. В этом положении нуль на шкале необходимо перевести к риске, не изменяя положения противовеса.

Очень важно помнить, что давление на иглу должно соответствовать паспорту головки и иглы. Обычно производители указывают минимальное и максимальное значения давления. Я бы рекомендовал использовать давление больше среднего значения или даже ближе к максимальному. Большинство современных игл для проигрывания долгоиграющих грампластинок рассчитаны на работу с давлением от 1 до 4 граммов. Для конических игл это значение, как правило, 2…3 грамма, а для эллиптических — 1…2 грамма. Современные иглы для проигрывания патефонных грампластинок работают с давлением от 1 до 5 граммов. Конические иглы здесь так же требуют несколько большего давления, чем эллиптические.

Ни в коем случае нельзя устанавливать значения давления выше рекомендованного производителем игл! Избыточным давлением можно повредить иглодержатель и/или испортить грамплас-тинку. При повышенном давлении игла начнет работать как резец!

Рис. 2. Угол наклона может быть отрицательным, нулевым и положительным. Синяя линия — перпендикулярна поверхности грампластинки

Рис. 3. Прямой (сверху) и S-образный тонарм

Регулятор высоты тонарма служит для компенсации угла наклона иглы относительно канавки грампластинки. На рисунке 2 видно, что при нарезке мастер-диска угол наклона резца может быть положительным, нулевым или отрицательным. При воспроизведении грампластинки угол наклона может измениться из-за различной толщины грампластинок, слип-мата и разницы в размерах по высоте у разных головок звукоснимателей. Для получения наиболее верного воспроизведения грампластинки угол наклона иглы в проигрывателе должен точно соответствовать углу наклона резца, нарезавшего мастер-диск. Несоответствие этого угла в два-три градуса уже существенно сказывается на воспроизведении высоких частот.

Регулятором противоскатывающей силы оборудуются тонармы S-образной формы для компенсации скатывающей силы, возникающей при сложении векторов скорости и трения. Тонармы прямой формы не имеют подобного компенсатора, поскольку скатывающая сила в них практически отсутствует. Скатывающая сила зависит от трения иглы о стенки канавки грамзаписи, а следовательно от давления иглы на поверхность стенок канавки грамзаписи. Этот регулятор обычно градуируется таким образом, чтобы можно было выставлять значение противоскатывающей силы в зависимости от давления на иглу. Это значение зависит также от формы и качества заточки иглы и от содержания воспроизводимой записи. Действительно, если канавка не содержит звуковой информации — она гладкая, и сила трения будет иметь минимальное значение, а если на пластинку записан розовый шум, то поверхность канавки грамзаписи будет походить на наждачную бумагу. В такой ситуации сила трения будет иметь максимальное значение.

Рис. 4. Внешний вид регулировочных элементов тонарма EMT-929. Давление регулируется рычжком в верхней части тонарма. Противоскатывающая сила регулируется путем перемещения точки подвеса грузика

Системы компенсации скатывающей силы бывают различных конструкций. Наиболее распространенные — магнитные и противовесные. Противовесные системы компенсаторов скатывающей силы имеют небольшой рычаг, на котором закрепляется противовес (рис. 4а). Изменяя расстояние до точки крепления противовеса, можно регулировать противоскатывающую силу. Грампластинки для настройки проигрывателей имеют специальную дорожку без канавки, по которой настраивается противоскатывающая сила. Опустив иглу на такую дорожку на вращающемся диске и регулируя противоскатывающую силу, добиваются того, чтобы тонарм не перемещался по поверхности настроечной дорожки на поверхнос-ти тестовой грампластинки. Некоторые специалисты рекомендуют устанавливать противоскатывающую силу таким образом, чтобы тонарм медленно перемещался от центра к краю настроечной дорожки. Эта рекомендация основана на том, что трение в реальной канавке грамплас-тинки несколько выше, чем при движении по зеркальной поверхности настроечной дорожки тестовых грампластинок.

Более точно установить противоскатывающую силу можно так: необходимо включить воспроизведение монозаписи тона 1 кГц с той же настроечной грампластинки и подкорректировать противоскатывающую силу таким образом, чтобы уровень сигнала, контролируемый по осциллографу на выходе проигрывателя, в обоих каналах стал одинаковым.

Многие задают вопрос: «Зачем же нужен S-образный тонарм, если можно обойтись прямым, не имеющим скатывающей силы?». Ответ на этот вопрос можно получить, рассмотрев на «микроскопическом» уровне процессы, происходящие при воспроизведении грампластинки.

Обратимся к рисунку 5. На нем видно, что при нарезке мастер-диска грампластинки резец, установленный на тангенциальном приводе, перемещается по линии радиуса грампластинки. При воспроизведении грампластинок поворотным тонармом игла, поворачиваясь вместе с тонармом, двигается вдоль линии радиуса грампластинки по дуге окружности. Таким образом, она оказывается несколько повернута относительно перпендикуляра к радиусу. Угол отклонения от перпендикуляра к радиусу грампластинки называют углом погрешности. Как видно на рисунке, у тонармов прямой формы этот угол изменяется в несколько большем диапазоне, чем у тонармов S-образной формы. Большие значения угла погрешности приводят к существенному ухудшению воспроизведения высоких частот в монозаписи и к фазовым сдвигам между стереоканалами в стереозаписях. Для точной настойки на минимальный угол погрешности отверстия в держателе звукоснимателя делаются не круглой, а вытянутой формы, в виде пазов.

Рис. 5. Угол погрешности у проигрывателя с S-образным тонармом значительно меньше, чем у проигрывателя с прямым тонармом. На нижних рисунках показано положение головки в точках «а» и «б» относительно положения резца, нарезавшего мастер-диск грампластинки. Синим пунктиром показана траектория движения головки в процессе проигрывания грампластинки. Красным цветом показаны линии радиуса грампластинки (по этой линии двигался резец, нарезавший мастер-диск)

Рис. 6. Угол погрешности настраивается путем продольного перемещения головки в пазах держателя таким образом, чтобы игла попала на точку пересечения штриха для данного типа тонарма и осевой линии на шкале. Настройка осуществляется для двух положений тонарма на поверхности грампластинки

Головка звукоснимателя с иглой закрепляется в держателе и помещается на тонарм. Затем на диск проигрывателя устанавливается специальная шкала (рис. 6). Такие шкалы, как правило, печатаются на конвертах тестовых грампластинок. Диск со шкалой на нем поворачивается так, чтобы соответствующая отметка указывала на основание тонарма.

Перемещением головки в пазах держателя добиваются того, чтобы игла оказалась в точке, отмеченной на шкале для данного типа тонарма. Только после этого головка фиксируется винтами в держателе. Таким образом, при повороте тонарма в процессе воспроизведения грампластинки угол погрешности не будет превышать заявленного значения.

Тангенциальный тонарм практически свободен от этого недостатка. Датчик изменения угла тонарма в сервоприводе, перемещающем головку звукоснимателя вдоль оси радиуса грампластинки, реагирует на изменение угла порядка нескольких долей градуса. Однако тангенциальный привод тоже имеет свои недостатки. Самым существенным является шум от работы электродвигателя и механики, перемещающей головку.

Для минимизирования угла погрешности у профессиональных проигрывателей делают очень длинные тонармы (до 25 см и более). Чем короче тонарм — тем существеннее оказывается угол погрешности.

В конце 80-х годов фирма Garard выпускала тонарм с компенсатором угла погрешности. В настоящее время некоторые производители техники Hi End разрабатывают тонармы с компенсатором угла погрешности, однако в серийной технике они пока не нашли широкого применения. Принцип работы компенсатора примерно такой же, как у изламывающихся автомобильных дворников. Однако эта конструкция существенно увеличивает инертную массу тонарма и имеет собственные резонансы.

Чрезмерная инертная масса тонарма неблагоприятно сказывается на звучании. Любая грамплас-тинка имеет не идеально ровную поверхность. Сильно покоробленные грампластинки видно сразу. При их проигрывании головка как бы покачивается вниз-вверх при вращении грампластинки. Однако более мелкие неровности тоже всегда имеются в большом количестве. При избыточной инертной массе давление на иглу будет периодически изменяться: когда игла идет «в гору», оно будет увеличиваться, а когда игла «скатывается с горы», давление будет уменьшаться. Также в самой верхней и в самой нижней точках будут происходить переходные процессы. В результате в фонограмме изменяется уровень высоких и низких частот. В случае, если пластинка сильно покороблена, проигрывание тонармом с большой инертной массой может стать вообще невозможным — игла будет просто выскакивать из канавки.

Как же достичь компромисса между большой длиной тонарма, минимальной инертной массой и минимальным углом погрешности? Венцом технической мысли я считаю разработку немецких инженеров фирмы EMT, которые в середине 60-х годов сконструировали тонарм EMT-928. При длине 27 см этот тонарм с головкой весом 9 граммов имеет инертную массу всего 7 граммов. До сих пор ни одному производителю не удалось создать подобной конструкции (рис. 4б). Тонарм Technics, которым в большинстве оборудуются современные проигрыватели грампластинок, имеет меньшую длину и несколько большую инертную массу. Однако в настоящее время выбора у покупателя недорогого проигрывателя грампластинок просто нет.

Двигатель и привод, обеспечивающий вращение диска, — несомненно, одни из самых важных деталей проигрывателя грампластинок. Принципиальных конструкций приводов бывает три: роликовый, пассиковый и прямой. Эволюция этого элемента в конструкции проигрывателя оставила только два варианта — пассиковый и прямой.

Какие же требования предъявляются к этой конструкции? Несомненно, основные требования — это отсутствие шума при работе, высокая стабильность вращения диска проигрывателя и минимальные детонации при вращении.

Проигрыватели с прямым приводом, выпускаемые в настоящее время, имеют двигатель, в основу конструкции которого положен двигатель Technics SL-10. Эта модель является одним из наиболее удачных многополюсных двигателей. Разработанная в конце 70-х годов конструкция дожила до наших дней практически в неизменном виде. Пожалуй, лучше SL-10 лишь двигатель, разработанный для EMT-950. Модель Technics SL-15 отличается от предыдущей наличием в ней скорости вращения 78 об/мин. Несмотря на то, что уровень шума (рокота), возникающий при работе этого двигателя, порядка -70 дБ, можно уверенно сказать, что это одна из самых удачных конструкций.

Недостатком конструкции, возможно, является то, что сам диск проигрывателя является ротором двигателя, а полюса статора находятся слишком близко к головке звукоснимателя (не далее 7 см). Поэтому в некоторых случаях применение МС-головок в таком проигрывателе может вызвать электрические наводки от двигателя на головку звукоснимателя.

Пассиковые приводы имеют меньшую стабильность вращения диска и больший коэффициент детонации, поэтому производители делают диск весом 3, а иногда и более 5 кг. Для увеличения пускового момента и улучшения значения неравномерности вращения диска в таких конструкциях зачастую используются два и даже три двигателя с независимыми пассиками для привода диска проигрывателя. Даже при использовании сверхтихоходных двигателей, работающих совместно, инженерам-конструкторам приходится прибегать к многочисленным техническим ухищрениям, чтобы минимизировать возникающий шум и рокот. Хочется заметить, что стоимость проигрывателей с двух- или трехмоторными приводами составляет несколько тысяч долларов. До сих пор неясно, насколько выигрышна эта конструкция, хотя чисто внешне такое изделие выглядит очень внушительно.

Несмотря на наличие недостатков у обоих типов привода диска, при выборе проигрывателя я бы предпочел аппарат с прямым приводом, имеющий скорости вращения диска 33, 45 и 78 об/мин.

Рис. 7. Шок-адсорбер проигрывателя Technics SL-1210 вмонтирован в ножки, на которых установлено шасси проигрывателя. Если между шасси и поверхностью стола, на котором стоит проигрыватель попадет жесткий предмет, шок-адсорбер будет заблокирован и проигрыватель может «завестись»

Шок-адсорбер — это деталь проигрывателя грампластинок, мало известная широкой публике (рис. 7). Известно, что звук в проигрывателе грампластинок рождается в результате механических колебаний иглодержателя в головке звукоснимателя. В идеальном случае эти колебания должны возникать только в результате колебаний иглы. Однако мы живем в реальном мире, и вполне естест-венно, что механические колебания будут приходить в головку звукоснимателя не только от иглы, но и с другой стороны системы, то есть через тонарм от корпуса проигрывателя. Поскольку проигрыватель не висит в воздухе, а стоит на столе, а стол стоит на полу комнаты или студии — все колебания, «собранные» полом и столом, будут передаваться к головке звукоснимателя. Шок-адсорбер как раз предназначен для гашения и поглощения колебаний, приходящих извне на корпус проигрывателя.

Ди-джеи знают, какие проблемы возникают, когда шок-адсорберы некачественные или заблокированы. В дискотеке это в большинстве случаев приводит к электроакустической обратной связи. Для компенсации возможных неприятных явлений, связанных с вибрацией, корпус проигрывателя намеренно утяжеляется, а шок-адсорбер устанавливается таким образом, чтобы диск и тонарм были механически развязаны с точками опоры проигрывателя.

Для недорогих моделей проигрывателей сущест-вуют дополнительные устройства механической развязки корпуса и поверхности, на которой он установлен. Конструкций таких устройств существует великое множество. При выборе дополнительного шок-адсорбера надо иметь в виду, что его амортизатор не должен иметь собственных механических резонансов в области низких и сверхнизких частот. При этом конструкция должна быть достаточно жесткой, чтобы исключить покачивание проигрывателя.

Большинство современных проигрывателей грампластинок имеют прямые выходы с головки звукоснимателя. Однако многие модели «цифровых» проигрывателей имеют встроенный предусилитель-корректор и даже встроенный АЦП и цифровой выход S/PDIF. На мой взгляд, такое дополнение может пригодиться только ди-джеям, работающим на гастролях с собственным аппаратом. Действительно, стоимость ди-джейского проигрывателя не превышает 500…600 долларов, причем эта сумма почти одинакова как для моделей, имеющих АЦП, так и для не имеющих его. Хороший АЦП стоит, как правило, не менее 300 долларов. Понятно, что АЦП, установленный в таком проигрывателе, — невысокого качества. Он может оказаться полезным только для быстрой установки и коммутации привозной аппаратуры на гастролях, когда нет уверенности в качестве оборудования, к которому подключается ди-джейский аппарат. В таких случаях использование цифровой коммутации действительно может помочь избежать наводок и прочих неприятных явлений, связанных с некачественным электропитанием и развязкой.

При выборе недорогого проигрывателя для стационарной установки лучше предпочесть модели, не имеющие такого дополнения. Действительно, наличие в корпусе проигрывателя цифровых схем как дополнительного источника электрических помех, а также цепей коммутации сигналов от головки звукоснимателя не идет на пользу звуку.

Студийные проигрыватели грампластинок имеют встроенные предусилители-корректоры. Вот таким моделям можно доверять. Но тем, кто собирается приобрести студийный проигрыватель, необходимо приготовиться потратить несколько тысяч долларов. Некоторые модели оборудования Hi End по своим заявленным характеристикам вполне могли бы претендовать на то, чтобы их использовать в студийной работе. Однако стоимость таких проигрывателей зачастую в несколько раз выше, чем стоимость аналогичного студийного оборудования.