Сучасні програвачі вінілу - прилади високої точності. частина 1

З моменту винаходу компакт-дисків їх було продано більше 200 мільярдів. Грамплатівка була винайдена в середині XIX в. Але і сьогодні вінілові програвачі впевнено розширюють свою нішу на ринку! Всякий цінитель джазу і класики знає - саме вініл найкраще передає теплоту і атмосферу музики.

Але програвач вінілу - це набагато більше, ніж просто мода на ретро. Сьогодні на вінілі випускається кожен багатообіцяючий музичний альбом або сингл. Якісні вінілові програвачі завоювали величезну повагу і в професійній ді-джейський середовищі.

На перший погляд, вінілові програвачі влаштовані досить просто: дисковий привід, тонарм і звукознімач. Чим же відрізняється сучасний програвач вінілу, прилад високої точності, від своїх «старших братів»? Перш за все, змінилися матеріали: акрил і лексан, резонують в нешкідливому для звуку діапазоні, замінили застарілий алюміній. Віджили своє роликові приводи, які вносили масу акустичних перешкод в старий програвач вінілу. Основною вимогою до приводу стали стабільність і відсутність коливань. З'явилися вінілові програвачі класу Hi-End з прямим і пассіковим приводом, що ізолює диск від найменших вібрацій мотора. Тонарм, що відповідає за стан звукознімача над доріжкою, сьогодні виготовляється з вуглепластика. Вінілові програвачі «просунулися» і за частиною голок. У професійних звукознімачах тепер використовуються еліптичні і гіпереліптичних голки: вони менше деформують пластинку, ніж сферичні, і мають цілий ряд інших достоїнств.

Навіть найсучасніший програвач вінілу потребує ретельного догляду: його потрібно регулярно налаштовувати, змінювати голки, захищати від пилу ... Але для справжнього меломана все це стане приємним і необтяжливим ритуалом. Вибираючи вінілові програвачі, ненадовго забудьте про сучасний прагненні до портативності будь-якого обладнання. Якісний програвач вінілу повинен важити не менше 10 кг. Основа його повинно бути максимально стабільним, мати масивний литий диск. Сьогодні вінілові програвачі - це глибокий, прозорий і промальовані звук для справжніх цінителів музики!

Конструкція

Ймовірно, багато хто з тих, хто читає цей матеріал, застали епоху грамплатівок. У всякому разі, серед людей старше 30 років таких буде явна більшість. Як би там не було, багато прекрасно пам'ятають свої улюблені пластинки, адже вони були частиною нашого дитинства. Пам'ятають, як слухали їх на несамовиті за якістю програвачі (втім, це стало зрозуміло тільки зараз), не звертаючи особливої ​​уваги на клацання, потріскування, звукові спотворення, нерівномірності, детонації і інші атрибути вінілового відтворення, добре знайомі любителям музики 70-х - 80 -х років.

Через якийсь час у продажу з'явилися програвачі компакт-дисків, і здавалося, що з їх появою, який відкрив нову цифрову епоху в звукозапису, вінілові платівки і їх програвачі повинні безповоротно канути в лету. Дійсно, зручні у використанні компакт-диски не вимагали практично ніякого догляду, володіли недосяжною на ті часи чистотою звучання (практично повною відсутністю сторонніх шумів при відтворенні), забезпечували миттєвий доступ до будь-якого треку, записаного на диск, а самі програвачі зовсім не потребували ні в який чищенні, догляді або настоянці.

Минув час, але грамплатівки і техніка для їх відтворення зовсім і не думають покидати ринок, зберігаючи за собою нехай невелику, але цілком стабільну, а останнім часом навіть зростаючу нішу. Якщо на самому початку після появи цифрових носіїв і апаратури для їх відтворення, цей факт можна було пояснити певною інерційністю мислення людей, які звикли до грамплатівка, а також зазнають ностальгію при звуках клацань і шерехів, що видаються при їх відтворенні, то зараз, після двох десятків років, такі пояснення не підходять. Тим більше це дивно, що серед покупців вінілу зустрічаються зовсім молоді люди, які просто не можуть відчувати ніякої ностальгії в силу свого ніжного віку.

Насправді нічого дивного немає. Адже люди відмовляються від вінілових програвачів з двох причин. По-перше, їх не влаштовує якість звучання програвачів (низьке співвідношення сигнал / шум, малий динамічний діапазон, обмежені можливості при відтворенні низьких і високих частот), а по-друге, їм видається занадто стомлюючим сам процес відтворення дисків - чистка і необхідність правильного зберігання самих пластинок, настройка програвачів і дотримання всіх занудних приписів їх виробників. Якщо з другим обставиною нічого вдіяти не можна - пластинки треба чистити і перевертати, а програвачі налаштовувати, причому не один раз, а періодично, вчасно міняти голки, захищати від шкідливого впливу зовнішнього середовища, то перше, тобто низька якість звучання - це питання досить спірне.

Справа в тому, що мало хто слухав хорошу пластинку на хорошому і бездоганно налаштованому програвачі. Багатьом подобається, як звучать гарні CD на хорошій же апаратурі і нас не вбиває наявність горезвісних «цифрових артефактів», про які твердять проповідники «істинного» аналогового звуку. Проте, вінілові записи можуть звучати нітрохи не гірше компакт-дисків, хоча не гірше - це не зовсім правильне слово, що характеризує тільки рівень шумів, динаміку, рівень деталізації і просторового дозволу. Вірніше було б сказати, що вони звучать по-іншому. Звук вінілового програвача дійсно здається більш природним, ближчим до живого музичного виконання. Ще одна обставина, на яку варто звернути увагу при прослуховуванні грамплатівок, це те, що їх звучання здається абсолютно неутомливим.

Про все вищесказане йдеться для того, щоб пояснити, що всі ті жахи в відтворенні грамплатівок (клацання, тріск, нерівномірність звучання і багато-багато іншого) є атрибутами неякісних або неправильно налаштованих програвачів. Налаштувати же програвач правильно - це зовсім не така тривіальна задача, як здається на перший погляд. Існує така фраза з книги Роберта Харлі: «Немає нічого простішого, ніж неправильно програти вініл». Для початку все таки давайте познайомимося з пристроєм грамплатівок, програвачів і дамо основні поняття і терміни, які використовуються в цій індустрії.

Грамплатівка. Що вона собою являє?

 

Глибинна модуляція звукової доріжки

Поперечна модуляція звукової доріжки

Як це не дивно, але конструкція грамплатівки практично не змінилася з часів її винаходу в середині 19 століття. Природно, стали іншими матеріали, з яких їх виробляють, змінилася і технологія виготовлення і записи майстер-дисків, але сама ідея лежить в основі грамзапису залишилася незмінною.

Ідея ця в общем-то проста, але в той же час не зовсім тривіальна. Для запису майстер-диска, тобто диска, з якого надалі проводяться копії, використовується різець, який під впливом звуку здійснює коливальні рухи і прорізає на обертовому диску з аморфного матеріалу звивисту канавку. Дана технологія не зазнала значних змін з моменту свого винаходу, змінилися лише принципи приведення різця в рух. Якщо на початку різець приводився в рух мембраною, яку змушували коливатися безпосередньо звукові хвилі, посилені рупором, то в подальшому, з появою електродинамічних перетворювачів, механічна мембрана була замінена на звукову котушку, якір якої був з'єднаний з різцем.

Спочатку, поки ще не було вироблено єдиного стандарту грамзапису, кожен виробник встановлював свої власні, результатом чого була різна швидкість обертання записаних пластинок, а також різні види модуляції записаних звукових доріжок. Модуляція доріжки - це власне її форма, яка містить інформацію про записане звуці. Модуляція може бути поперечної, при якій різець рекордера робить коливання в площині обертання пластинки (глибина звукової доріжки при цьому залишається постійною), а також глибинна, при якій різець коливається перпендикулярно площині обертання пластинки і нарізає на ній звукову доріжку сферичної форми, але зі змінною глибиною . При програванні грамплатівки відбувається процес зворотний її записи. Голка програвача, слідуючи по звуковий канавці повторює складні коливання записуючого різця і, будучи з'єднаної з перетворювачем механічних коливань в звукові (спочатку механічним, а потім електродинамічним), дозволяє генерувати звук.

В ході розвитку індустрії грамзапису глибинна модуляція звукових доріжок показала себе досить ефективною і незручною, і всі виробники зупинилися на варіанті поперечної модуляції.

Пристрій електромеханічного різця

В кінці 50-х років минулого століття в технології запису грамплатівок відбулося досить серйозна подія - поява стереофонічного запису. При записи моно сигналу різець рекордера приводиться в рух за допомогою одного електромеханічного перетворювача і нарізає на поверхні пластинки модульовану канавку постійної глибини і з краями абсолютно однакової форми. При стереофонічного запису і раніше використовується один різець, але його рухають вже не один, а два перетворювача, встановлені під прямим кутом один до одного і відповідно під кутом 45 градусів до поверхні пластинки. Два незалежних перетворювача викликають коливання різця, реагуючи незалежно на звукові сигнали, які необхідно записати в правому і лівому каналі. Під їх впливом різець робить складний коливальний рух, модулюючи нарізану канавку не тільки в поперечному напрямку, а й по глибині. В результаті права стінка нарізаною канавки виявляється промодулірованной сигналом одного каналу, а ліва стінка - сигналом іншого каналу.

Форма модульованої канавки при стереозаписи відрізняється від монофонічною. Зокрема стінки її не паралельні один одному, а мають різну форму. Як бачите, стереофонічний запис грамплатівки не є повністю незалежною для обох каналів, оскільки різець тільки один, а при відтворенні обидва канали зчитуються однієї і тієї ж голкою, що знаходиться при переміщенні по звуковій доріжці в контакті відразу з обома стінками і здійснює складні коливальні рухи, що містять в собі інформацію про звукові коливання в обох каналах. Годі й казати, що адекватна передача такого складного сигналу є нетривіальним завданням і вимагає найвищої точності всіх механічних і електричних деталей і вузлів програвача.

Вінілові програвачі як ніяка інша аудіо техніка чутливі до щонайменших неточностей при установці і настройці, потребують цілковитої захисту від зовнішніх і внутрішніх вібрацій і дуже вимогливі до якості самого носія - тобто вінілового диску. Ось чому до зберігання та догляду за грамплатівками пред'являються підвищені вимоги. Мікроскопічні розміри звукових доріжок і, відповідно, ледь вловимі переміщення голки звукознімача призводять до того, що навіть невеликі подряпини на поверхні диска або дрібні частинки пилу стають джерелами перешкод і сторонніх шумів при відтворенні, приводячи до паразитних переміщенням голки звукознімача, тобто таким переміщенням, які викликані не модуляцією звукової доріжки, а зовнішніми чинниками. Звукова котушка не вміє відрізняти корисні коливання від паразитних, тому якщо останні будуть лежати в області звукових частот, то вони будуть акуратно перетворені в електричний сигал і передані на підсилювач для подальшого відтворення акустичними системами у вигляді шуму.

Схема стереофонічного запису

Конструкція програвача вінілових дисків, його основні вузли і елементи

 

Вінілові програвачі, на перший погляд, не є нічим особливо складного, проте для отримання від пластинки по справжньому якісного звуку вони вимагають виняткової точності при проектуванні і складанні кожного із складових вузлів. Дрібниць тут немає, як ви зможе переконатися, читаючи цю статтю далі.

Основними елементами, з яких складається програвач грамплатівок (або LP-програвач) є нерухоме шасі або підстава, рушійні механізми, тонарм і головка звукознімача.

Шасі програвача є нерухому основу, на якій монтуються всі його вузли. Конструкцій підстави буває велика кількість і кожен з виробників призводить вагому аргументацію застосування саме своєю конструкцією, а не який-небудь інший.

Рушійні механізми включають в себе власне диск, на який кладеться грамплатівка, привід диска, повідомляє йому обертальний рух, а також підшипник, на якому власне і відбувається обертання диска.

Тонарм являє собою пристрій позиціонування голки звукознімача щодо звукової доріжки. Тонарм можуть мати різну конструкцію, але в рамках даного матеріалу ми зупинимося лише на найпоширенішою поворотної конструкції.

Нарешті, головка звукознімача складається з голки, голкотримач і звукової котушки, яка власне і перетворює механічні коливання в електричні імпульси, які передаються згодом на фонокоректор для правильного передпідсилення.

Розглянемо складові елементи LP-програвачів більш докладно.

шасі 

 

Шасі вінілового програвача - це, власне кажучи, основа, на яку кріпляться всі його вузли і деталі. На перший погляд, в його конструкції не може бути нічого складного - підставка і підставка, але насправді це не так. Ті з вас, хто серйозно цікавиться якісним звуковідтворенням, прекрасно знайомі з позицією професіоналів (особливо тих, хто виробляє або продає AV-меблі, аксесуари і виброизолирующие матеріали) про те, що аудіотехніка повинна бути ретельно ізольована від зовнішніх вібрацій.

Значення віброізоляції може бути і дещо перебільшено, але тільки не у випадку з вінілової технікою. Як уже писалося вище, голка звукознімача при зчитуванні інформації із звуковою канавки відчуває буквально мікроскопічні переміщення, які, однак, містять всю інформацію про записане звуці. Якщо пластинка або тонарм відчувають вібрацію, то у звукознімача немає ніякої можливості відокремити її від корисного звукового сигналу. Голка під впливом вібрації переміщається, а отже ці переміщення приведуть до генерації електричного сигналу в котушці звукоснимателя, який і буде посилений і відтворений в якості звукової перешкоди.

Крім власне частотних спотворень вібрація призводить до ще одного неприємного моменту. При відтворенні стереозаписи голка повинна постійно перебувати в контакті з обома стінками звукової доріжки, адже кожна з них несе в собі інформацію про звук у відповідному каналі. Вібрація ж призводить до того, що контакт голки з однієї зі стінок буде порушений або ж відбудеться не в тому місці. В результаті відбудеться неузгодженість звучання правого і лівого каналів, що призведе до порушення фазових характеристик відтвореного звуку і неминуче погіршить просторову картину музичного твору. Все вищесказане прекрасно усвідомлюється виробниками, які прагнуть всіма силами захистити свої програвачі від вібрацій.

Джерела вібрацій можна умовно поділити на чотири типи.

По-перше, це зовнішні вібрації, що передаються на корпус програвача з боку підлоги приміщення прослуховування.

По-друге, це вібрації, викликані переміщенням голки звукознімача по поверхні грамплатівки.

По-третє, це власні вібрації програвача, викликані рухомими елементами, такими, як електродвигун і опорний диск, встановлений на підшипнику.

Ну і нарешті можна забувати про вібрації, викликаної самим відтворенням звуку. Програвач зазвичай встановлюють в тому ж приміщенні, що і колонки, тому звукові хвилі, які випромінює ними, надають на нього механічний вплив. Цей ефект називається акустичного зворотного зв'язку. Дійсно, уявіть собі, що програвач відчуває на собі механічний вплив, викликане звуком, відтворюваним акустичними системами і при цьому не володіє задовільними засобами захисту від вібрації. У цьому варіанті звукові коливання, передані на корпус, приведуть до паразитних коливань голки, а отже і до наводкою паразитного електричного сигналу в звуковій котушці. Цей сигнал буде посилений і відтворений акустичними системами у вигляді шуму, який знову буде впливати на корпус програвача і викликати паразитні коливання голки, тобто процес буде повторюватися. При досить високому рівні гучності цей процес стає неконтрольованим і призводить до швидкого зростанню гучності перешкоди. На слух він сприймається як швидко наростаючий виття і прекрасно знайомий звукорежисерам, що встановлює, наприклад, рівень гучності мікрофона.

Зліва: спеціальні віброзахисні конуси.
Справа: Пружинні опори, відмінно гасять зовнішні вібрації

Для боротьби з вібраціями шасі програвача часто виготовляють з матеріалів, що володіють хорошими антирезонансним властивостями. Механічні коливання в них швидко згасають і не роблять істотного впливу на рух голки. Одним з таких матеріалів, який застосовується в дорогих моделях, є акрил.

Інша можливість полягає в тому, щоб максимально ізолювати опорний диск і тонарм програвача від його шасі. Для цього користуються різноманітними пружинними або навіть гідравлічними підвісами, на яких кріпиться субшассі з встановленими на ньому опорним диском і тонармом. Нарешті, не слід забувати про спеціальні вибропоглащающими матеріалах (так званих «шок-абсорбера»), які допомагають механічно розв'язати шасі зі стійкою, на яку встановлений програвач, а також про саму стійці, яка і сама може володіти хорошими віброзахисними характеристиками.

На наш погляд оптимальним з точки зору витрат і результату буде поєднання хорошої підставки під апаратуру, корпусу шасі, виготовленого з матеріалу з вібропоглинаючими властивостями і застосування пружинного підвісу диска і підстави тонарма.

Пружинні підвіси розробляються, як правило, таким чином, щоб їх власні резонансні частоти лежали за межами звукового діапазону, до того ж виробники прагнуть до того, щоб значення вертикального і горизонтального резонансів підвісу сильно відрізнялися один від одного.

Столи LP-програвачів часто виготовляють з матеріалів з хорошими віброгасильними властивостями
Рушійні механізми: опорний диск, опорний підшипник, привід диска

 

Опорний диск вінілового програвача має дуже велике значення для якісного відтворення, оскільки знаходиться в безпосередньому контакті з платівкою, надаючи через неї вплив на голку звукознімача.

Одним з найважливіших вимог, яким повинен відповідати опорний диск, є стабільність швидкості його обертання. Швидкість обертання для більшості сучасних платівок повинна бути строго дорівнює 33 1/3 обертів на хвилину. Відхилення від цього значення вкрай небажано, але набагато гірше, якщо це відхилення не постійне, а носить періодичний характер. У цьому випадку звук починає «плавати», що добре помітно на слух. Для запобігання цього неприємного явища більшість виробників висококласних програвачів прагнуть робити свої диски досить масивними. Важкий диск виконує роль маховика і в набагато меншому ступені схильний до зовнішніх чинників, який впливає на стабільність швидкості його обертання. Оскільки опорний диск являє собою обертовий об'єкт, то на стабільність його обертання впливає не стільки власна маса, скільки момент інерції. Для його збільшення диски часто роблять неоднорідною товщини (товщими у країв) або ж роблять у країв диска спеціальну виїмку, яку заповнюють більш важким матеріалом. Таке рішення дозволяє домогтися необхідної стабільності обертання без катастрофічного збільшення загальної маси диска, яка неминуче призвела б до підвищеного зносу опорного підшипника.

Крім високої інерції диск повинен бути дуже точно виготовлений і ідеально збалансований, щоб самому не ставати джерелом вібрацій.

Для того щоб протистояти зовнішнім вібрацій, а також гасити паразитні коливання, що виникають в результаті руху голки по поверхні пластинки, опорні диски часто виготовляють з матеріалів з хорошими віброрезонанснимі властивостями, такими як вуглепластик, вініл або акрил.

У багатьох програвачах на поверхню диска кладеться спеціальний килимок, виготовлений з повсті або гуми. Килимок забезпечує додаткову виброизоляцию між диском і платівкою і запобігає контакт диска з платівкою, що абсолютно неприпустимо, якщо диск виготовлений з металу.

На жаль, матеріали з хорошими антирезонансним властивостями, а також повстяні і гумові килимки не завжди володіють достатньою жорсткістю. Простіше кажучи, вони досить податливі. У деяких випадках це може призводити до втрати артикуляції звучання, особливо на низьких частотах. Загальною рекомендацією тут дати неможливо і встановити, наскільки хороший той чи інший опорний диск, можна тільки досвідченим шляхом, тобто за допомогою прослуховування.

Для того щоб забезпечити оптимальний контакт пластинки з опорним диском багато виробників пропонують використовувати додатковий притиск. Ми не будемо розглядати тут вакуумні притиски, принцип дії яких заснований на постійній відкачування повітря з простору між диском і грамплатівки, оскільки такі пристрої здаються, м'яко кажучи, спірними. Ближчими до народу є притиски, що представляють собою просто масивний вантаж, який одягається на шпиндель поверх пластинки, різьбовій притиск, який накручується на шпиндель, а також притиск із спеціальною клямкою, що здатна сфокусуватися на шпинделі достатньої довжини.

Щоб звести рівень детонації при обертанні диска до мінімуму йому потрібно забезпечити максимально плавний і легкий хід. Це завдання виконує опорний підшипник. Підшипник не повинен мати ніяких люфтів, а з урахуванням того, що диски часто мають досить пристойну масу, він повинен бути ще й досить зносостійким. Одна з найпоширеніших конструкцій підшипників являє собою сталеву вісь, яка кріпиться до диска одним кінцем, а іншим вставляється в металевий (як правило, бронзовий) «стакан» і впирається в кульку, що лежить на його дні. Кульки можуть бути виготовлені з різних матеріалів, але зобов'язані зберігати зносостійкість протягом усього періоду експлуатації. Поверхні сполучення кульки і осі диска повинні бути добре змазаними і ідеально гладкими для того, щоб надавати диска, що обертається мінімальний опір і не ставати джерелом додаткових вібрацій.

Нарешті, необхідно згадати про такий важливий елемент як привід диска. Для обертання диска в вінілових програвачах використовуються малопотужні і низькообертовий електродвигуни, що мають мінімальний рівень власних вібрацій. Швидкість обертання електродвигуна повинна бути постійною, тому в програвачах досить високого класу застосовується кварцова стабілізація швидкості обертання. Залежно від конструкції програвача привід може бути прямим, роликовим і пасcіковим. У варіанті з прямим приводом диск насаджується безпосередньо на вал електродвигуна. Плюсом такої конструкції є знижений рівень детонації, оскільки між двигуном і диском немає ніяких посередників, які можуть вплинути на стабільність обертання. Мінуси ж тут дуже серйозні. По-перше, двигун є джерелом вібрації і у випадку з прямим приводом все вони передаються на опорний диск. По-друге, двигун має магнетичну поле, яке може бути небезпечним для звуковій котушці, яка при такому розташуванні знаходиться від нього в безпосередній близькості.

Роликовий привід, при якому диск приводиться в рух роликом, сполученим з валом електродвигуна практично не застосовується в висококласної апаратури.

Найбільш же поширеним в програвачах, що відносяться до категорії Hi-Fi, є пасиковий привід. При такій схемі електродвигун з'єднується з опорним диском за допомогою спеціального пассіка, виготовленого, як правило, з гуми або рідше з шовкової нитки. Пасиковий привід дозволяє погасити вібрації, джерелом яких є електродвигун, і які передаються на опорний диск через його вал в конструкції з прямим приводом. До того ж, в цьому випадку електродвигун розташовується на відстані від звукової котушки і не впливає на її магнітне поле. У деяких програвачах вищого класу електродвигун взагалі розташовують на окремому шасі, повністю ізолюючи його таким чином від опорного диска та підстави тонарма. Природно, що реалізувати таку конструкцію можна тільки з використанням пасіка. Мінус такого приводу полягає в тому, що пасик виготовляється з еластичного матеріалу і в зв'язку з цим може стати причиною порушення стабільності обертання диска. Втім, для масивних дисків якісних програвачів це не дуже важливо. Працюючи подібно маховика, вони згладжують цю нестабільність.

Для виготовлення опорного диска часто вибираються матеріали з хорошими демпфірувальними властивостями

...

Далі буде ...