Реставрація грамзаписів. частина 1.2

Почнемо по порядку.

Спочатку звук при відтворенні грамплатівки народжується в механічної частини звукознімача. Ця система складається з трьох важливих деталей. Перша - голка, друга - иглодержатель і третя - підвіс голкотримача.

Саме ці деталі вносять найбільші спотворення в відтворювані сигнали, тому, що це - механічна система, що має власну механічну інертність і резонансні частоти.

Сумарна вага сучасних систем голкотримача і підвісу не перевищує декількох міліграмів. Однак навіть такий, здавалося б, незначна вага грає істотну роль у фарбуванні звучання. Зараз голкотримачі виготовляються з тонкостінних трубок. Матеріалом для них служать сплави алюмінію або берилію. Голкотримач повинен бути одночасно надзвичайно жорстким і легким. Берилієві голкотримачі в цьому випадку мають більш привабливе співвідношення між жорсткістю і легкістю.

Змінна голка Grado бірадіальной форми для програвання довгограючих грамплатівок і інструмент для заміни вставок голкотримачі

Подивись голкотримача повинен мати високу податливість, однак при цьому він повинен витримувати тиск в кілька грам для того, щоб забезпечити надійний контакт голки з поверхнею канавки грамзапису навіть на найгучніших низькочастотних звуках. Конструктивних рішень підвісу голкотримача існує дуже багато. В основному, всі конструкції розроблені за схожим принципом: иглодержатель вставлений у втулку з пористого і / або резіноподобного композиту або в мембрану з такого матеріалу.

Подібне технічне рішення дозволяє віднести власні резонанси механічної системи звукознімача вище 35 кГц. Таким чином, ці резонанси практично не впливають і не забарвлюють звук при програванні грамзапису. Чим вище значення власних резонансів механічної системи звукознімача, тим вища якість відтворення можна очікувати від звукознімача.

Особливе місце в механічній системі звукознімача грає сама голка. Точніше - матеріал, з якого вона виготовлена, і форма її заточки.

Сучасні голки виготовляються з корунду, сапфіра і алмазу. Прихильники теорії «автентичного звучання» рекомендують своїм послідовникам використовувати «автентичні» сталеві і дерев'яні голки. Я проти! Чому? Справа в тому, що закруглення на кінчику голки всього кілька десятків мікрон. Припустимо, що ми програємо грамплатівку з тиском на неї в два грами. Прості підрахунки - і ми отримаємо, що тиск в точці, де голка стосується грамплатівки, становить понад 100 кг на квадратний метр. Зрозуміло, що в таких умовах з перших же секунд відтворення сталева або дерев'яна голка починає сточуються. При цьому утворюється мікроскопічна стружка осідає на дні і стінках канавки і діє як додатковий абразив, посилюючи знос голки і стінок канавки грамзапису. Загалом, нічого доброго використання таких голок не дає.

Так які ж голки треба використовувати, якщо ми збираємося отримати високоякісний результат?

Я рекомендував би тільки алмазні голки. Для цього є дві причини. Перша - алмаз найбільш зносостійкий матеріал, і друга - мінімальне значення сили тертя, яка виникає при контакті алмаза зі стінками канавки. Експериментально встановлено, що сила тертя у сапфірових голок дещо вищий, а у корундових - значно вище, ніж у алмазних.

Мікрофотографія голки Shure SS78E еліптичної форми заточування для програвання патефонних грамплатівок.

Мікрофотографія голки Shure VN5xMR з формою заточування «мікроребро» для програвання довгограючих грамплатівок. Останні роки при виробництві голок для програвання патефонних пластинок з метою економії алмазів голки запресовуються в металеву втулку

Тепер слід поговорити про форму голки. Вірніше, про те, які вони бувають взагалі, і про те, як їх вибирати. Випускаються в даний час голки діляться на два великі класи: конічні і еліптичні. Еліптичні голки набагато дорожче конічних.

Конічна голка має форму конуса, з невеликим сферичним закругленням на кінці. З цієї причини їх іноді ще називають сферичними.

Еліптичних голок випускається кілька типів, однак їх теж можна класифікувати. Для простоти опишу три типи. Більшість вироблених еліптичних голок є або точною копією, або незначною модифікацією описаної нижче конструкції.

Перший тип - власне еліптичні голки. Зовні голка мало чим відрізняється від конічної, проте в перерізі ближче до кінця голки ми побачимо не коло, а точний еліпс.

Другий тип - бірадіальние голки. Мають в перерізі складну фігуру, утворену колами великого і малого радіусу, схожу на сплюснутий еліпс. Такі голки ще називають «суперелліптіческімі» або «гіпереліптичних».

Третій тип - голки з заточкою «мікроребро». Перетин кінця такої голки має складну фігуру, що нагадує паралелепіпед з округленими гострими кутами. Іноді такі голки мають комерційні назви типу «суперточні лінії» або «суперточні поверхні».

Майже всі сучасні голки мають кінчик з високоточною лазерною поліруванням, завдяки якій істотно зменшується сила тертя і поліпшується контакт голки з поверхнею стінок канавки грамзапису.

Навіщо ж потрібні такі хитрощі і більш дорогі голки?

Давайте подивимося, що відбувається під час відтворення грамплатівки.

Для ідеального відтворення голка повинна бути підібрана за розміром таким чином, щоб вона стосувалася стінок канавки грамзапису тільки в двох точках, розташованих на достатньому видаленні від поверхні грамплатівки і від дна канавки (приблизно в нижній третині). Таке розташування дозволить уникнути «чирканья» по дну канавки в найгучніших місцях, а також дозволить уникнути впливу дефектів поверхні грамплатівки на відтворення.

Ефект «виштовхування» при відтворенні грамзапису. Найбільше цей ефект проявляється при відтворенні грамзапису конічними голками, найменше - при використанні голок «мікроребро»

На малюнку показані фази руху різця (який в перерізі схожий на тупоугольние трикутник) при нарізці майстер-диска. Тут же видно, що ширина канавки виходить не скрізь однаковою. При відтворенні такого запису конічної голкою в деяких точках поряд з нормальним поперечним коливанням голка буде здійснювати вимушене вертикальне паразитное коливання, яке несприятливо позначається на звучанні і призводить, як правило, до нелінійних спотворень. Голки еліптичної форми більш вільні від цього недоліку, причому голки з заточкою «мікроребро» в таких ситуаціях найбільш добре справляються з відтворенням.

Очевидно, що при виборі голок для потреб високоякісного відтворення та реставрації грамзаписів треба зупинитися на еліптичних голках. Я не раджу використовувати голки для ді-джеїв - неважливо, гіпереліптичних форми або «мікроребро». Справа в тому, що в процесі роботи ді-джеї часто сотні разів прокручують рукою грамплатівку (з опущеним на неї звукоснимателем) на одному і тому ж місці, підшукуючи на слух потрібний музичний момент. Незважаючи на те, що голки для такої роботи створюють значно менший тиск на грамплатівку, навантаження у них в точці дотику все ж дещо більше, ніж у конічних і простих еліптичних голок, так як площа зіткнення менше .. З цієї причини при «скретчеваніі» зношування грамплатівки відбуватиметься швидше, особливо в запиленому приміщенні дискотеки, насиченому тютюновим димом і парами гліцерину від дим-машин.

Приблизне співвідношення між розмірами голок і канавок довгограючою грамплатівки (а) і патефонної (б)

Спроби програти довготривалу грамплатівку патефонної голкою (а) і патефон пластинку голкою для довгограючих грамплатівок (б)

Часто задають питання: який же оптимальний розмір голки використовувати для відтворення грамплатівок? Або типова ситуація, коли вдається зовсім засмучена людина зі словами: «Я купив дорогущую голку, поставив улюблену платівку, а вона тільки шипить і тріщить, а звук як з труби».

У чому ж справа? Відповідь проста і банальна: голка повинна точно відповідати розміру канавки грамзапису і торкатися стінок канавки в строго відведеному для цього місці.

На жаль, до початку 30-х років минулого століття не існувало жорсткого стандарту і на розмір канавки грамзапису. Але, на щастя, одна обставина зіграло нам на руку: фірм-виробників різців було всього кілька в світі, та й зношувалися різці при нарізці воскових майстер-дисків не швидко. Звичайно ж, технологія обробки різців удосконалювалася, але, навіть не маючи стандартів, всі виробники різців дотримувалися приблизно однакових розмірів. І тут можна з упевненістю сказати, чим старше грамплатівка, тим ширше в ній канавка. Ширина канавки грамзапису, починаючи з кінця XIX століття до кінця 20-х років XX століття, змінилася не набагато. У будь-якому випадку для отримання оптимального результату необхідно мати кілька голок різного діаметру і перед записом провести експеримент з метою з'ясування, який же голкою програвати цю грамплатівку.

Набір змінних голок Shure для програвання грамплатівок і щіточка для чищення голки

Набір змінних голок Grado для програвання патефонних грамплатівок

Як уже відзначено, розмір канавки у довгограючих і патефонних пластинок відрізняється істотно, тому програвати довгограючі грамплатівки голками, призначеними для патефонних, не можна, і навпаки, не можна програвати патефонні пластинки голками для платівок. І в тому і в іншому випадку результат буде невтішним, і існує ймовірність зіпсувати грамплатівку. Всі виробники пропонують спеціальні голки для програвання довгограючих і патефонних грамплатівок. Універсальних моделей не існує.

В кінці 80-х років минулого століття всі виробники пропонували також набори голок різного діаметру. В даний час фірма Stanton вирішує питання про відновлення випуску таких наборів, але реально виробляє і пропонує такий набір зараз тільки фірма Grado. Він складається з 5 конічних голок діаметром від 2 до 4? (З кроком 0,5?), Призначених для програвання патефонних грамплатівок. Раніше ця фірма пропонувала подібний набір еліптичних голок, проте в даний час виробництво згорнуто через високого відсотка вибракування. Під час бесіди на цю тему з власником компанії я дізнався, що, ймовірно, виробництво відновиться, проте ціна буде суттєво збільшена, оскільки постачальники і огранщики алмазів підвищили розцінки на свою роботу.

У маркуванні голок для програвання патефонних грамплатівок до сих існує деяка плутанина. Одна з характеристик голки для програвання грамплатівок - це фізичні розміри її кінчика. Зазвичай, цей параметр вказується в паспорті голки. Прийнято вказувати або діаметр закруглення (для конічних голок), або великий і малий розмір (для еліптичних голок). Проте багато виробників вказують величину в умовних одиницях. Так, наприклад, набір змінних голок Grado має маркування від 2.0 до 4.0 μ. Але, якщо взяти μ (в даному випадку) за мікрони - виходить невідповідність. Ширина канавки патефонної грамплатівки близько 63 мікрон. Можливо, в даному випадку μ означає частки дюйма? Інше припущення може звучати так: насправді 2.0 ... 4.0 - це не що інше, як 62 ... 64 мікрона. Можливо, перша цифра відкинута для простоти. З'ясувати, що ж насправді мав на увазі виробник, поки не вдалося. Проте, голки дійсно підходять для програвання патефонних грамплатівок, як і заявлено виробником, і дають прекрасні результати в складних випадках, коли потрібно підбирати голку для отримання якісного відтворення. Фірма Shure вказує розміри своїх голок в мікронах. Так в маркуванні голок для програвання патефонних грамплатівок вказано діаметр закруглення 63 μ, 64 μ і 65 μ (в різних моделях). У довідковій інформації Denon, Gold Ring, Ortofon, Stanton та інших виробників головок і голок розміри голок теж часто вказуються в умовних одиницях. При виборі голки необхідно переконатися, що вона дійсно призначена для програвання того типу грамплатівок (патефонних або довгограючих), які передбачається відтворювати при її допомоги. Тут доводиться покладатися на компетентність виробника і сподіватися на те, що реальний розмір голки відповідає стандарту.

Отже, ми визначилися з вибором системи «голка-иглодержатель-підвіс голкотримача». Що далі?

Будемо рухатися по електричному тракту з моменту перетворення механічних коливань голкотримача в електричні. Яким чином відбувається цей процес перетворення? Які типи головок існують для цієї мети? Магнітні, пьезо, конденсаторні та оптичні.

Останні два типи головок майже не випускаються серійно через складність конструкції і дорожнечі. Магнітні і пьезозвукоснімателей найбільш широко поширені.

Який тип звукознімача вибрати?

Розглянемо пьзоголовку. Технологія виготовлення п'єзокристал не дозволяє вирощувати абсолютно ідентичні за своїми властивостями кристали. Тому вони мають істотний розкид в параметрах, і потрібні тривалі випробування при їх підборі для стереозвукоснімателей. До того ж податливість і нерівномірність частотної характеристики п'єзокристал істотно гірше, ніж у магнітних систем. Їх високий електричний опір змушує конструювати головки з досить високим вихідним рівнем електричного сигналу, щоб зменшити вплив електричних наведень на дроти, що йдуть від головки до передпідсилювач.

Очевидно, вибір падає на головки з магнітним перетворенням коливань в електричні сигнали. Вони діляться на два конструктивно різних типи.

Головка звукоснимателя Shure V15Vx зі змінною еліптичної голкою SS78E для програвання патефонних грамплатівок

Головка звукоснимателя Shure V15Vx зі змінною голкою заточки «мікроребро» (модель VN5xMR) для програвання довгограючих грамплатівок

Перший - з рухомим магнітом (комерційна назва - Moving Magnet або скорочено MM). У голівках цього типу зворотний кінець голкотримача є магнітом, який робить коливання поблизу полюсів котушки індуктивності, наводячи в ній електричні коливання.

Другий - з рухомої котушкою (комерційна назва - Moving Coil або скорочено MC). У таких голівках до зворотного кінця голкотримача жорстко приклеєна котушка з найтоншого дроту. Вона знаходиться між полюсами потужного постійного магніту. Таким чином, при її коливаннях в полюсах магніту в ній наводяться електричні коливання.

У чому ж переваги і недоліки першої та другої конструкцій?

Завдяки тому, що в конструкції MC котушка, жорстко пов'язана з голкотримач, складається всього з декількох десятків витків дроту, сумарна маса всієї системи незначно збільшується в порівнянні з масою системи «голка-іглодержалель-підвіс». В сучасних звукознімачах ММ-типу маса магніту теж не перевищує міліграма, але все одно вона трохи більше, ніж маса котушок, які застосовуються в конструкціях МС. Отже, загальна інертність системи у звукознімачів ММ-типу дещо більше.

У звукознімачів МС-типу, в силу меншого діаметра дроту і меншої кількості витків в котушці, значно нижче її індуктивність і опір, але і рівень вихідного електричного сигналу майже в 10 разів нижче, ніж у звукознімачів ММ-типу. Менша індуктивність котушки в звукознімачах МС сприятливо позначається на відтворенні високих частот, однак менший рівень вихідного електричного сигналу вимагає використання більш дорогих предусилителей.

Також важливо те, що конструкція звукознімача МС-типу не дозволяє використовувати змінні голки. МС-звукознімачі набагато складніше у виробництві (а отже, і дорожче), з цієї причини при зносі голки багато виробників пропонують користувачам надсилати звукознімач на завод, де на нього встановлюється нова голка замість зношеної.

При записи з грамплатівок для подальшої реставрації, при використанні головок МС-типу доведеться придбати кілька примірників з різними голками.

Як бачимо, обидва типи головок мають свої переваги і недоліки. Дати конкретну пораду, чому ж користуватися, - досить важко. Виграш в звучанні при використанні головок МС варто істотних фінансових вкладень. Наприклад, якщо пристойна головка ММ коштує близько 250 доларів, то головки МС такого ж класу коштують 500 і навіть 900 доларів.

Як правило, головки МС комплектуються тільки голками суперелліптіческой форми або форми «мікроребро».

Головка звукоснимателя Grado, модель Prestige Gold, зі змінною еліптичної голкою для програвання патефонних грамплатівок

Незважаючи на те, що наукові розробки в області виробництва головок для програвачів грамплатівок вже майже не ведуться, виробники все ж випускають на ринок нові моделі. Так за останні пару років на ринку з'явилися нові головки ММ-типу зі зменшеною індуктивністю котушок. Знизити цей показник вдалося за рахунок використання проводів з біметалу з дуже низьким опором і застосування нових неодімових магнітів. Таким чином, звучання цих головок істотно наближене до звучання МС-головок. При цьому їх вартість зросла не більше, ніж на чверть, порівняно з вартістю попередніх моделей.

"Добре!" - скажете ви. Давайте ж швидше візьмемо кращий програвач, кращу головку і будемо записувати архівні грамплатівки з високою якістю звучання!

Не раджу поспішати - перш ніж програвати грамплатівку, потрібно правильно налаштувати програвач і виконати ще кілька важливих маніпуляцій.

До речі, якщо у вас поки немає програвача грамплатівок, - не поспішайте бігти в магазин, щоб його купити. У наступній статті ми проведемо дослідження сучасного ринку програвачів грамплатівок, навчимося налаштовувати програвач перед відтворенням і дізнаємося ще багато, без чого неможливо отримати якісний результат в реставрації архівних грамзаписів.

Леонід Антонов, Журнал "Звукорежисер"