Лікнеп про вінілі. Частина 1

частина I

Технічні запитання

Система воспороізведенія вінілових грампластнінок (далі LP) складається з комбінації пристрою обертання диска (turntable), тонарма (tonearm) і звукознімача (phono cartridge), який перетворює механічні коливання голки в електричний сигнал, який може бути в подальшому посилений Вашої звуковідтворювальної системою. Кожен з цих елементів окремо і їх взаємодія грають ключову роль в отриманні якісного звуковідтворення на Вашій системі. Навіть найдосконаліші цифрові джерела звуковідтворення не можуть зрівнятися в музикальності з хорошим LP програвачем, і в цьому впевнені тисячі аудиофилов з усіх кінців нашої планети. Якщо у Вашій системі CD грає краще вінілу, значить щось не так у Вашій системі. Швидше за все Ви неправильно вибрали окремі компоненти тракту або не змогли правильно відрегулювати Ваш LP програвач. Можливо, що поєднання звукознімач-тонарм-вертушка також невдало.

Взагалі зауважу, що досягти хороших результатів з LP програвачем незрівнянно важче і займає набагато більше часу ніж з будь-яким цифровим джерелом звуку.

Крім езотеричного підбору кабелів і художнього фарбування CD диска зеленим фломастером доведеться напружити мізки і для початку вивчити кілька технічних питань, знання яких дозволить Вам усвідомлено виробляти магічні паси руками над Вашим LP програвачем. І пам'ятайте - Вам воздасться !!!

Підстава, стіл вертушки
(Грамофон)

Є основним елементом вертушки, на якому встановлюються практично всі вузли і механізми. Від жорсткості, маси і конструкції підстави значною мірою залежить рівень механічних шумів (рокіт) і якість відтворення. Часто застосовуються різні методи демпфірування і механічної розв'язки між мотором, приводом диска і тонармом, а також застосовуються спеціальні амортизатори для віброізоляції столу від впливу зовнішніх вібрацій. Саме підставу часто виконують дуже потужним, а всі поверхні покривають спеціальними віброгасильними матеріалами. Іноді навіть виготовляють корпус з акрилу. У високоякісної вертушці як правило існує масивний корпус і субшассі, підвішене до корпусу на амортизаторах. При цьому часто двигун кріпиться до корпусу а диск до субшассі. Така схема застосовується в пассікових вертушках, дозволяючи віброізольованого диск і мотор. При цьому субшассі може як спиратися на дно основного корпусу, так і бути підвішеним на пружинах. Сам корпус так само стоїть на віброгасильних опорах. Більш того резонансні частоти амортизаторів вибираються різними не тільки за місцем призначення, а й в різних напрямках (горизонтальному і вертикальному), дозволяючи тим самим максимально зменшити механічну добротність системи підвісу. Зробити якісний стіл - це складна інженерія і мистецтво одночасно.

Диск, привід диска, підвіс диска
(Platter, Platter bearing)

Від якості виготовлення диска в значній мірі залежить коефіцієнт детонації. Також дуже важливий матеріал, з якого виконаний сам диск. У кращих сучасних конструкціях це часто акрил або лексан. У дешевших моделях застосовують скло або сплави алюмінію. Іноді диск виготовляють з декількох частин, кожна з яких зроблена з різних матеріалів з різними частотами власних механічних резонансів, що дозволяє в значній мірі усунути призвуки самого диска. Так наприклад в професійному програвачі EMT-930 сам маховик виконаний зі спеціального сплаву, зверху на нього "одягнений" сталевий диск, поверх якого пластиковий диск з м'яким ворсистим матом. До речі про матах - для тих хто не знає - це не ненормативна лексика, а всього лише тонкий диск з гуми або іншого матеріалу, що забезпечує надійний механічний контакт між диском і безпосередньо платівкою, що необхідно для передачі крутного моменту від диска - платівці. Також мат в значній мірі поглинає власні механічні коливання пластинки, що виникають в матеріалі з якого вона виготовлена. Іноді для кращого контакту пластинки з матом на шпиндель зверху одягають спеціальний вантаж-засувку (clamp) або навіть притягають її вакуумною присоскою. І про шпинделі - його діаметр повинен бути 7,24 мм з допуском +0,05 -0,15мм. Також дуже важливо мінімізувати биття диска, що забезпечується за рахунок підвищення класу точності сполучення підшипник - вісь диска і за рахунок подовження втулки підшипника і осі. Ось чому в професійній техніці і топ моделях побутової минулих років можна знайти величезний стакан висотою до 20 см залитий мало не півлітра спеціального масла. А про якість виготовлення підшипників ковзання можна складати легенди. Не кожен агрегат турбонаддува (автомобільного) може похвалитися такою точністю виготовлення. Існує два основних типи підвісу диска - з нижньою опорою (більшість моделей) і з верхньої (SOTA). Також іноді зустрічається магнітна (La Platine Verdier) або навіть повітряна подушка.

Мотор і тип приводу

Всього розрізняють три типи приводу - роликовий, пассіковий і прямий. Іноді застосовують комбінований - роликово-пассіковий тип приводу. Мотори ставлять найрізноманітніші синхронні і асинхронні, а в вертушках з прямим приводом спеціальні сверхтіхоходние, причому ротором може служити сам диск. Пристрої регулювання частоти обертання бувають механічні (EMT 930, Garrad 301, Thorens 124) і електронні (Denon DP59L з кварцовою стабілізацією) або бути відсутнім зовсім (Rega Planar 3). Існує також два підходи у виборі мотора - або дуже слабкий мотор, потужності якого недостатньо для початкової розкрутки диска, або потужний мотор, який штучно пригальмовується механічним гальмом. На жаль в багатьох сучасних вертушках механічний гальмо не застосовується, це відноситься і до прямого приводу. Поясню чому це погано. Справа в тому що коли диск (маховик) розкрутиться до номінальних обертів, різко зменшується навантаження на мотор і все підшипники приводу, Мотор деякий час працює як би в режимі холостого ходу. При цьому нерідко виникає коливальний процес різко збільшує миттєве значення коефіцієнта детонації. Через деякий час маховик втрачає набрану швидкість і знову навантажує мотор, знову відбуваються перерозподіл навантажень в підшипниках і як наслідок миттєві викиди детонації. Потім все повторюється. І це чисто механіка, а якщо додати ще електроніку. Цим недоліком практично не мають вертушки зі слабкими моторами, тому що для них навантаженням вже є момент тертя в підшипниках і вертушки з потужними моторами з механічним гальмом. На жаль перші набагато більше схильні до впливу зовнішніх дестабілізуючих факторів. Другі ж занадто дорогі у виробництві, але на мою думку роликові вертушки з механічним гальмом і потужним мотором є кращими по звуку (EMT927, EMT930). Основним недоліком роликових вертушок є жорстка зв'язок вала двигуна і диска і, як наслідок, запаморочливі вимоги до якості виготовлення всіх вузлів і вибору матеріалу ролика. При найменших погрішності в виготовленні значно зростає рокіт і детонація. Все це дуже дорого для масового виробництва і знайшло застосування тільки в кращих моделях професійної техніки. На жаль, незважаючи на явний виграш в якості звучання, дорожнеча виробництва висококласних роликових вертушок привела до їх повного зникнення. На їх місце прийшли пассіковие. Основним недоліком пассікових вертушок, що негативно позначаються на якості звуковідтворення, є сам пассік, в якому виникають коливальні процеси. Від вибору матеріалу пассіка в сильному ступені залежить коефіцієнт детонації. Та й мотори доводиться застосовувати низькообертовий, так як передавальне число пассіковой передачі нижче ніж роликового. Все це змістило частоти вібрацій в більш низькочастотну область, що погано, так як для поглинання більш низькочастотних коливань потрібні великі маси і більш складні демпфери. В референсних моделях застосовують навіть три мотора і два пассіка (Voyd Reference), щоб "розмити" механічні резонанси приводу. В результаті вартість таких вертушок досягає захмарних висот і стає порівнянна з ціною кращих роликових. І чи варто було напружуватися ??? Визнаю, що в масовому виробництві ширвжитку пассік переміг - рокіт менше і виробництво дешевше.

звукознімач
(Phono Cartridge)

Нас цікавить два основних типи звукознімачів - Moving Magnet (MM) або звукознімач з рухомим магнітом і Moving Coil (MC) з рухомими котушками. Кожен звукознімач володіє високочастотним і низькочастотним механічним резонансами. Вони обмежують частотний діапазон зверху і знизу і впливають на знос голки. Низькочастотний резонанс викликаний взаємодією сумарною маси звукознімача з тонармом і гнучкістю рухомий системи. Високочастотний резонанс визначається діючої масою рухомої системи (по аналогії з безпружинні маси в підвісці автомобіля) і гнучкістю матеріалу вінілової платівки. У більшості, але далеко не у всіх, звукознімачів низькочастотний резонанс знаходиться нижче 15Гц а високочастотний перевищує 20 кГц. Взагалі то чим вище гнучкість рухомої системи тим краще, тим точніше голка слід по канавці і тим більші прискорення може набувати. Також тим менша притискна сила потрібна для забезпечення безперервного проходження по канавці, а, отже, менше знос голки і матеріалу пластинки. У більшості сучасних звукознімачів гнучкість рухомої системи вказується в вертикальному і горизонтальному напрямках і часто буває різною. Зазвичай ці значення лежать в діапазоні 8/8 до 20/20 mkM / mN відповідно. Отже, найважливішими показниками якості головки звукознімача є гнучкість рухомої системи і необхідна притискна сила, яка у більшості звукознімачів лежить в межах 1,5 - 2,5 gr. Ще одним важливим параметром є власний повний вага звукознімача, який може становити від 4 до 30 gr. І принагідно зауважу, що ця вага повинен відповідати допустимому вазі головки, вказаною в паспорті на тонарм.

Обидва типи MM і MC мають один і той же принцип дії, відмінності зрозумілі з назви. Головки MM зазвичай мають вихід від 2 до 8 mV, MC від 0.15 до 2.5 mV. Головки MM як правило мають досить багато витків в обмотках і повинні навантажувати на 47 кому і конденсатор 200-400 пФ. MC головки не критичні до ємності навантаження. Маса рухомої системи у MM головок як правило вище, ніж у MC і гнучкість рухомої системи нижче.

Голки і кантеліври

Кантелівр - це важіль, на якому закріплена голка звукознімача. Різак (Cutter) пристрої запису має завжди трикутний перетин. А ось форми голки для відтворення бувають різні. На жаль застосування трикутної форми голки (1) для відтворення неприпустимо, так як через дуже малу площу поверхні контакту, виникають дуже великі сили, здатні зруйнувати матеріал грамплатівки.

Найпростіша - сферична форма голки. Основна перевага - висока зносостійкість і простота у виготовленні.

Бірадіальная голка з двома фасками

Бірадіальная голка з двома радіальними фасками

Бірадіальная голка з чотирма фасками

Еліптична голка, в порівнянні зі сферичною, забезпечує в два рази нижчі спотворення сигналу і більш широкий спектр відтворюваних частот. Також ця форма голки менш схильна до так званого пітч-ефекту, або ефекту видавлювання голки з канавки.

Подальшим розвитком еліптичної форми голки стали голки типу microridge, Shibata, Line-contact, Fine-line, van den Hul, і hyperelliptical.

Голка типу Pramanik

знаменита Shibata

гіпереліптичних

Гарна алмазна голка служить до 1000 годин, за умови правильної експлуатації. Рекомендую Вам розглядати Вашу голку під мікроскопом хоча б через кожні 300-400 годин роботи, інакше пошкодження грамплатівки неминуче!

Кантелівр - дуже важлива деталь звукознімача. Він повинен одночасно відповідати ряду суперечливих вимог - бути дуже легким, жорстким і не мати власних резонансів. Чим легше кантелівр, тим нижче маса рухомої системи і тим краще голка слід по канавці. Тому в високоякісних голівках кантелівр виготовляють з рідкісних, навіть екзотичних матеріалів - бору, алмазу, берилію, титану, кераміки, сапфіру. Кантелівр часто виготовляють порожнистим усередині і заповнюють його спеціальним демпфирующим матеріалом. Кантелівр кріпиться на спеціальному пружному підвісі, механічні властивості якого стабілізуються через 100-150 годин з початку експлуатації. Це так зване час підробітки (break-in time), після закінчення якого поліпшується звучання звукознімача.

тонарм
(Tonearm)

Бувають двох типів - поворотні (pivoted) і тангенціальні (tangential-tracking). Поворотні тонарм характеризуються помилкою проходження (tracking error). Ця помилка компенсується шляхом повороту і зсуву частини тонарма (offset). Такі тонарм бувають у формі літери "J" або "S". У сучасних тонарма горизонтальний кут корекції становить 20-27 град., Що забезпечує мінімальну помилку проходження. Через це зміщення виникає ефект, званий ковзанням (skating) прагне змістити тонарм до центру програється пластинки. Для його компенсації застосовують спеціальні механізми антіскейтінга (anti-skatting). Якщо неправильно відрегулювати антіскейтінг, голка буде надавати неоднакове тиск на внутрішню і зовнішню поверхні канавки, що неминуче призведе до спотворень сигналу.

Здавалося б від усіх цих недоліків і проблем позбавлені тангенціальні тонарм. Але це зовсім не так. У тангенціальних тонарма значно більше так звана горизонтальна маса, яка значно вище, ніж у поворотних тонарма, тим самим у тангенціального тонарма дуже різні моменти інерції в горизонтальній і вертикальній площинах, що неминуче веде до спотворень звуковідтворення. У поворотного тонарма моменти інерції якщо не однакові, то, по крайней мере, дуже близькі. Тангенціальні тонарм набагато більш складні в налаштуванні і конструкції підвісу, вимагають наявності складної системи сервоприводу, який в свою чергу має свої помилки стеження. Єдиним рішенням є відмова від сервоприводу і підвіс тангенціального тонарма на повітряній подушці, що вкрай дорого і ненадійно, а також вимагає частого обслуговування.

Розглянемо ближче поворотний тонарм. Його складовими частинами є противагу (counterweight), підвіс (bearing), трубка (arm tube) і головка звукознімача. Одним з найважливіших частин тонарма є його підвіс. Він повинен забезпечувати мінімальне тертя і не впливати на переміщення тонарма. Одночасно він повинен бути виключно стабільним і жорстким. Це досить суперечливі умови і мистецтво конструювання тонарма полягає в знаходженні прийнятного компромісу. Розрізняють так званий gimball і unipivot системи підвісу. Перший застосовується в гіроскопах і чимось схожий на карданний шарнір, другий схожий на автомобільну кульову опору, тільки дуже маленьку. Перший тип підвісу застосовується фірмою SME, другий фірмою Graham. Трубка тонарма повинна бути одночасно жорсткої, легкої, стійкою до вібрацій і володіти вибропоглащающими властивостями. Для трубки тонарма використовують різні матеріали від алюмінію до карбонових комозітов. Часто застосовують додаткові покриття з різних матеріалів для придушення резонансних явищ в основному матеріалі. Ефективна маса тонарма дуже ретельно підбирається з умови дотримання балансу між здатністю утримувати картридж певної маси в квазістатичному положенні і в той же час встигати відслідковувати великі нерівності і викривлення грамплатівки. Неправильна конструкція тонарма або установка картриджа з невідповідним вагою може призводити до слабозатухающім коливальним процесам і навіть до стрибання тонарма. Такий ефект спостерігається в недорогому тонарма RB-300 в поєднанні з головками Grado. На жаль ні тонарм ні підвіс кантелівра головки не володіють достатніми демпфірувальними властивостями і при подоланні нерівностей пошкодженої пластинки в цій системі виникають паразитні коливання, видимі оком, чутні вухом, а в критичній ситуації це призводить до перескакування на сусідню доріжку і псування пластинки. Тому підбір комбінації тонарм-картридж є дуже відповідальною справою і купуючи головку треба обов'язково поцікавитися, чи підходить вона до Вашого тонарм по припустимій вазі.

Ефективна довжина тонарма (Effective length) це відстань від точки підвісу тонарма до вертикальної лінії, проведеної через голку звукознімача. У сучасних конструкціях вона коливається від 185 до 230 мм. Найдовший тонарм мав ефективну довжину 535 мм і був виготовлений американською фірмою Volpar. Також є ще один важливий розмір - установча база - відстань від осі обертання шпинделя до точки підвісу тонарма. В даний час загальноприйняті три бази 175 +2 мм, 195 +2 мм, 215 +2 мм. Але зустрічаються і великі розміри бази, наприклад у професійних вертушок EMT і тонарма Ortofon.