Дамы и господа, аудиофилы и меломаны, здравствуйте.
Добро пожаловать на Dzen-канал магазина Demograf AE, посвященный аудиотехнике.
Напоминаем Вам, что ознакомиться с нашей аудиотехникой вы можете на сайте audio-tube.ru
Сегодня у нас сборная очередная, интересная статья, честно скомунизженная с просторов интернета для ознакомления нашей дорогой публики - хайфай.ру, аудиомания.ру, пульт.ру, овертон.ру и др. (источники-авторы)
Отдельно отмечаем, что мнение Demograf Audio может не совпадать с мнением автора статьи.
Итак, поехали!
Основы иглостроя
Что такое головки звукоснимателя?
Звук рождается на острие алмазной иглы
Звукосниматель (фонокартридж) — ключевой элемент проигрывателя виниловых дисков, устройство, способное преобразовывать механические колебания иглы в электрические. По сути, именно фонокартридж «считывает звук» с пластинки.
Устройство
Все фонокартриджи состоят из корпуса, кантелевера (иглодержателя), иглы, и генерирующей аудиосигнал системы. В зависимости от типа, конструкции и материала изготовления каждый из этих элементов может обладать теми или иными исключительными свойствами. Все это определят электромеханические характеристики звукоснимателя и, как следствие, его звук и те впечатления «вкуса» и «послевкусия», которые возникают у слушателя.
Принцип действия
Корпус защищает конструкцию звукоснимателя от внешних воздействий. Игла — это «кусочек» алмаза определенной формы, прикрепленный к основе из более практичного материала. Иглодержатель (кантелевер) — несущая консоль, своего рода, рычаг, способный следовать за иглой (под влиянием изгибов звуковой канавки). Движения кантеливера преобразуются в электрический сигнал генерирующей системой тем или иным способом (ММ или МС). Затем этот сигнал усиливается и преобразуется в звук при помощи фонокорректора, усилителя и акустической системы.
Удержать и направить
Алмазную иглу удерживает специальный миниатюрный рычажок, называемый кантилевером. Его задача – как можно точнее передать механические колебания с той стороны, где расположена игла, на противоположную, где находятся магниты (в MM-головках), или катушки (в MC). Отсюда следует, что кантилевер должен быть как можно более легким и в то же время жестким, чтобы работать точно, и в то же время не создавать паразитных вибраций. На это влияет материал, размер и форма данного элемента картриджа. Обычно в качественных головках кантилевер представляет собой алюминиевую трубочку, однако в моделях высокого класса он может быть изготовленным из бора, карбона или каких-нибудь металлических сплавов.
С иглой связана еще одна хитрость. Иногда в названии модели картриджа рядом с обозначением типа заточки может стоять еще одно слово – Nude. Оно означает, что игла полностью выполнена из цельного алмаза и закреплена на кончике кантилевера (на рисунке вариант a). Альтернативным решением является использование металлического стержня с алмазным наконечником (вариант b), что позволяет сэкономить на размерах последнего и сделать картридж дешевле. Однако с точки зрения качества звука иглы Nude предпочтительнее, так как менее склонны к возникновению паразитных резонансов. Игла такого типа установлена, например, в MC-звукоснимателе Ortofon, который ценится среди меломанов за точный и сбалансированный звук.
Тонармы бывают разные
По способу монтажа к тонарму звукосниматели можно разделить на два основных типа. Самым популярным является крепление картриджа к держателю (шеллу) тонарма с помощью двух винтов. Расстояние между отверстиями на шелле и корпусе звукоснимателя стандартизовано, и составляет полдюйма. Есть также картриджи, которые стыкуются к торцевой части тонарма, если последний поддерживает именно этот тип подключения. Эти картриджи могут быть или уже установлены на шелл (P-Mount), или иметь конструкцию, аналогичную моделям Ortofon серии SPU.
Законы механики
Важным механическим параметром звукоснимателя, на который нужно обращать внимание – трекинг. Он показывает, с какой максимальной амплитудой может перемещаться игла в дорожке пластинки до того, как в звуке появятся искажения. Эта величина измеряется в микрометрах (мкм), и чем она больше, тем лучше.
Для определения совместимости картриджа и тонарма необходимо обратить внимание на два параметра. Первый называется податливость и измеряется как соотношение микрометр на микроньютон (мкм/мН) либо см/дин х 10-6. Оптимальная податливость картриджа для проигрывателя зависит от эффективной массы установленного на нем тонарма (см. таблицу).
Иными словами, более жесткие (с малой податливостью) картриджи нуждаются в тяжелых тонармах и наоборот. При невыполнении этого требования в звуке появятся искажения, вызванные резонансами. Самые любознательные могут вычислить резонансную частоту своей системы:
F = 159/√((Mэф + Mг + Mк ) * С), где:
Mэф — эффективная масса тонарма в граммах (см. спецификацию производителя);
Mг — масса головки в граммах (см. спецификацию производителя);
Mк — масса крепежа, примерно 0,5 г, но можно взвесить самостоятельно;
С — податливость кантилевера в см/дин х 10-6 (см. спецификацию производителя).
Желательно, чтобы резонансная частота оказалась в области инфразвука, но не слишком низко, около 10 — 14 Гц, иначе у коробленых пластинок будет страдать устойчивость иглы в канавке. В то же время следует избегать резонанса системы на более высоких частотах, поскольку на 20 Гц официально начинается рабочая область фонограммы.
Вторым параметром, влияющим на совместимость картриджа с тонармом, является вес. Он должен попадать в диапазон регулировки противовеса, иначе тонарм не удастся сбалансировать. И, разумеется, при настройке проигрывателя необходимо убедиться в том, что установленная прижимная сила для головки совпадает с рекомендованной изготовителем.
Характеристики и стоимость важны, но знатоки всегда выбирают ушами
Здесь важно всё: материал корпуса, материал и форма иглы, материал иглодержателя и степень его податливости, материалы магнитной системы, вес головки… Но основными параметрами, на которые стоит обращать внимание при выборе, являются: тип звукоснимателя (ММ или МС), уровень выходного напряжения, частотный диапазон, разделение каналов, оптимальная прижимная сила, форма иглы, возможность замены иглы. Специалисты Pult.ru, будут рады помочь в выборе фонокартриджа, наиболее подходящего именно для вашей системы.
Тип звукоснимателя: ММ и МС
ММ (Moving Magnets) — звукосниматель с подвижным магнитом. Преобразование перемещений иглы в электрический сигнал осуществляется за счет движения магнита (прикрепленного к кантеливеру) между двумя катушками (в них индуцируется переменный ток аудиосигнала). ММ-картриджи, как правило, проще в изготовлении и выдают сигнал достаточно высокого уровня (около 4-5 м Вольт), что упрощает построение усиливающего тракта. Поэтому ММ-картриджи обычно используются в системах начального и среднего класса (но есть и исключения). Граница рабочего частотного диапазона обычно пролегает в области 20 кГц. ММ-звукосниматели также предлагают пользователю возможностью самостоятельно заменить иглу, когда она выйдет из строя. МС (Moving Coil) — звукосниматель с подвижной катушкой. Преобразование движения иглы происходит за счет перемещения катушки кантеливера в магнитном поле. Это очень «нежное» и сложное в изготовлении устройство. Сборка МС-головок выполняется вручную. Уровень выходного сигнала, как правило, невысок — около 0,3-0,5 мВольт (есть особые выскотехнологичные MC-картриджи, выдающие 1-2 и более мВольт). Частотный диапазон простирается до 30-50 кГц. МС-картририджи более требовательны к усиливающему тракту (необходим специальный MC-фонокорректор). Замена иглы может быть произведена только в специализированном центре. МС-картриджи способны передавать очень тонкие музыкальные нюансы — обычно именно эти картриджи выбирают завзятые поклонники винила.
Для того, чтобы звукосниматель и тонарм образовывали единую, полностью механически согласованную систему, их суммарная резонансная частота должна находится в пределах от 7 до 12 Гц, а в идеале быть максимально близкой к значению 10 Гц. Это азбука, а точнее, арифметика виниловодства, но если для вас она звучит пока еще не совсем понятно, то мы прямо сейчас во всем разберемся.
При выборе MM или MC-картриджа для вашего проигрывателя необходимо учитывать общую эффективную массу системы «тонарм + картридж + шелл», вместе со всем крепежом, которая должна соответствовать механической податливости картриджа (подвески его иглы). Именно в этом и заключается секрет получения правильной общей частоты резонанса такой системы, которая, в свою очередь, обеспечит оптимальное качество звучания проигрывателя. Эта зависимость следующая. Если комбинация «тонарм + картридж + шелл» обладает высокой массой, то для такого комплекта потребуется звукосниматель с низкой податливостью, в противном случае из-за деформации пластинки могут возникнуть нежелательные вибрации на частотах от 4 до 6 Гц, что приведет к ухудшению звучания уже на слышимых частотах. А теперь обо всем этом немного подробнее.
Податливость звукоснимателя в диапазоне от 5 до 10 мкм / мН считается очень низкой, в диапазоне от 10 до 20 мкм / мН — средней, а картридж со значением податливости выше 35 мкм / мН считается очень податливым.
Тонарм, эффективная масса которого составляет 10 грамм или менее, считается легким (например, ранние модели SME, тонармы проигрывателей Pro-Ject Debut Carbon EVO, X1 и серии T1, Ortofon AS-309S, RS-309D, TA-110 и TA-210). Такие тонармы хорошо сочетаются со звукоснимателями как со средней, так и с очень высокой податливостью. Тонарм с эффективной массой от 11 до 25 граммов считается моделью среднего веса (например, SME IV, IV, V, VI, тонармы на проигрывателях Pro-Ject X2). Они хорошо работают с картриджами со средней и низкой податливостью. Ну, а тонармы массой более 25 граммов считаются тяжелыми (Eminent Technology, Dynavector).
Если картридж с низкой податливостью используется с тонармом малой массы, в слышимом диапазоне могут возникать нежелательные резонансы, а, кроме того, возможны и ошибки трекинга. Если же картридж с высокой податливостью установить на тонарм средней массы, в дополнение к искажениям на высоких частотах могут возникать резонансы в инфразвуковом диапазоне.
На диаграмме ниже показана взаимосвязь между податливостью картриджа, массой тонарма и результирующей резонансной частотой.
Резонансную частоту можно рассчитать по формуле
f = 1000 : (2 x π x √ (M x C)), где:
f - резонансная частота картриджа (Гц)
π - 3,14
C — Боковая податливость картриджа (мкм / мН)
M - Общая масса тонарма, которая складывается из массы картриджа, массы корпуса и винтов и эффективной массы тонарма (все значения в граммах).
Как мы уже выяснили, оптимальная частота резонанса для системы тонарм/звукосниматель должна находится в пределах то 7 до 12 Гц, однако ее значение, немного выходящее за пределы данного диапазона, примерно от 6,5 Гц до 14 Гц, также может рассматриваться как допустимое, при котором не возникнет каких либо проблем. Однако за пределами этих значений, как вверх, так и вниз, возникновение резонансов и ухудшение трекинга уже вполне возможны, и, скорее всего, будут иметь место.
Игла
Игла — крохотный кусочек алмаза заданной формы, способный беспрепятственно входить в звуковую канавку пластинки (радиус окончания должен составлять примерно 15 мкм). Самые доступные иглы — сферические и конические (по форме острия). Далее идут эллиптические иглы. Их овальное острие с двумя сплющенными поверхностями лучше «ощупывает» канавку. Бывают иглы и более сложных, нетривиальных форм. В ММ-звукоснимателях игла является съемной и заменяемой.
Кантилевер (иглодержатель)
Его миссия — точно и быстро реагировать на все движения алмазной иглы. Поэтому кантелевер должен быть достаточно легким. При этом иглодержатель также должен обладать достаточной жесткостью, чтобы любой рельеф звуковой канавки, не вносил искажения и окраску звука за счет деформации самого кантелевера. Очевидно, что малый вес и высокая прочность при изготовлении требуют от производителей большой изобретательности в области дизайна и выборе материалов.
На что обращать внимание при выборе и как не платить лишнего
Начинающие пользователи проигрывателей виниловых пластинок зачастую не вполне представляют себе, насколько важной частью аналоговой системы является головка звукоснимателя. Однако именно она определяет большую часть потенциала системы, поскольку отвечает за правильное считывание и преобразование записанного на пластинке сигнала. И в её конструкции нет несущественных мелочей.
Мысль о замене головки звукоснимателя к начинающим аудиофилам обычно приходит с опытом, поэтому чаще всего покупатель уже имеет некоторое представление о том, чего именно он хочет от новой модели. Однако наиболее распространенным сценарием замены головки звукоснимателя сегодня является следующий – молодой человек покупает проигрыватель винила с предустановленной головкой, слушает его некоторое время, понимает, что чего-то ему в звуке не хватает, и решает – нужно заменить головку. Решение, может быть, и правильное, но вот с его реализацией спешить не нужно. Тем более, что в процессе могут быть некоторые подводные камни.
С чего начать, если звучание имеющейся головки звукоснимателя вас перестало устраивать? При условии, конечно, что вы точно знаете – проблема именно в головке, а не в неправильной геометрической настройке или плохом электрическом согласовании с фонокорректором. Итак, отвечаем на возникающие обычно при замене головки вопросы:
Можно ли вообще поставить другую головку?
Прежде всего, нужно убедиться в том, что тонарм на вашем проигрывателе допускает установку и правильную настройку головки, отличной от штатной. Что может этому помешать? Дело в том, что иногда на бюджетных вертушках устанавливаются тонармы, в которых отсутствует не только возможность регулировки высоты основания, но и любые регулировки антискейтинга. В таком случае воспользоваться преимуществами более дорогого картриджа со сложной заточкой иглы вряд ли получится, если только не произвести апгрейд просто путем замены вставки на более качественную от того же производителя. Сегодня такой путь апгрейда своих бюджетных ММ-головок предлагают компании Ortofon, Audio-Technica, Goldring.
Будет ли новая головка совместима с имеющимся тонармом?
В случае, если ваш тонарм имеет все необходимые регулировки, следующим вопросом будет определение совместимости с ним новой головки. К счастью, сегодня крайне редки ситуации, когда в полный рост встает проблема несовместимости новых тонармов и картриджей. Практически все популярные тонармы имеют сегодня среднюю эффективную массу и отлично работают с головками разных производителей.
Из распространенных на рынке недорогих звукоснимателей разве что легендарный Denon DL-103 требует использования тяжелого тонарма. Можно также привести в пример Ortofon серии SPU, однако люди, интересующиеся подобными картриджами, как правило прекрасно осведомлены об их особенностях. В итоге современному покупателю, особенно если речь идет о бюджетном и среднем классе головок звукоснимателя, нет нужды заучивать наизусть формулу расчета частоты резонанса системы тонарм-головка. Практически любая новая головка будет совместима с любым из широко распространенных сегодня на рынке тонармов.
Какой тип головки выбрать – ММ, MI или МС?
Выбор будет обусловлен не только потенциальной разницей в звучании, но и тем, какой фонокорректор вы используете. Если в вашем распоряжении корректор, предназначенный для работы только с головками с подвижным магнитом (ММ) или недорогой универсальный ММ/МС корректор, более надежным выбором будет покупка хорошей ММ-головки, либо МС-головки с высокой чувствительностью. MI-головки в эксплуатации идентичны ММ-картриджам, за исключением моделей с низкой чувствительностью, для которых требуется высокий уровень усиления и высокое входное сопротивление.
Если же вы решите остановить свой выбор на головке с подвижной катушкой (МС) и низкой чувствительностью, то вам придется озаботится покупкой хорошего корректора с возможностью регулировки входного сопротивления и уровня усиления или вообще подбирать к такой головке связку из отдельного повышающего трансформатора и хорошего ММ-корректора.
Какую иглу предпочесть?
Вне зависимости от типа, более дорогие головки звукоснимателя оснащаются иголками из цельного алмаза (в дешёвых часто используются корончатые иглы, где алмазным является только самый кончик иглы) с более сложным профилем. В рамках данного материала важно отметить следующее – чем сложнее профиль иглы, тем более чувствительна она к правильной геометрической настройке во всех плоскостях.
И если ваш тонарм не имеет функции свободной регулировки высоты основания для точного выставления угла захода (SRA) и угла вертикального следования (VTA), то лучше приобретать головку того же производителя, только более высокого класса. При использовании проставок под основание тонарма (как вынуждены делать владельцы вертушек Rega при установке головок сторонних производителей), погрешность получается довольно существенной. Утешать себя тем, что «и так играет нормально», конечно, можно, но потенциал новой дорогой головки полностью реализован не будет.
Итак, резюмируем наши вредные советы:
1. Если тонарм вашего проигрывателя имеет ограничения по настройкам, просто замените вставку на более дорогую от того же производителя
2. За редчайшими исключениями, любая новая головка начального и среднего класса подойдет к вашему тонарму
3. Если вы используете ММ-корректор или дешевый универсальный фонокорректор ММ/МС, покупайте хорошую головку ММ или MI/МС с высокой чувствительностью
4. Иглы со сложной заточкой лучше огибают канавки, но требуют тщательной настройки. Принцип plug’n’play с ними не работает, поэтому убедитесь, что в тонарме есть все необходимые регулировки.