|
Основание,
стол вертушки
(Turntable)
Является
основным элементом вертушки, на котором устанавливаются практически
все узлы и механизмы. От жесткости, массы и конструкции основания
в значительной мере зависит уровень механических шумов (рокот) и
качество воспроизведения. Часто применяются различные методы демпфирования
и механической развязки между мотором, приводом диска и тонармом,
а также применяются специальные амортизаторы для виброизоляции стола
от воздействия внешних вибраций. Само основание часто выполняют
очень массивным, а все поверхности покрывают специальными виброгасящими
материалами. Иногда даже изготовляют корпус из акрила. В высококачественной
вертушке как правило существует массивный корпус и субшасси, подвешенное
к корпусу на амортизаторах. При этом часто двигатель крепится к
корпусу а диск к субшасси. Такая схема применяется в пассиковых
вертушках, позволяя виброизолировать диск и мотор. При этом субшасси
может как опираться на дно основного корпуса, так и быть подвешенным
на пружинах. Сам корпус так же стоит на виброгасящих опорах. Более
того резонансные частоты амортизаторов выбираются различными не
только по месту назначения, но и в различных направлениях (горизонтальном
и вертикальном), позволяя тем самым максимально уменьшить механическую
добротность системы подвеса. Сделать качественный стол – это сложная
инженерия и искусство одновременно.
Диск,
привод диска, подвес диска
(Platter, Platter bearing)
От качества изготовления диска в значительной степени
зависит коэффициент детонации. Также очень важен материал, из которого
выполнен сам диск. В лучших современных конструкциях это часто акрил
или лексан. В более дешевых моделях применяют стекло или сплавы
алюминия. Иногда диск изготовляют из нескольких частей, каждая из
которых сделана из различных материалов с различными частотами собственных
механических резонансов, что позволяет в значительной степени устранить
призвуки самого диска. Так например в профессиональном проигрывателе
EMT-930 сам маховик выполнен из специального сплава, сверху на него
“одет” стальной диск, поверх которого пластиковый диск с мягким
ворсистым матом. Кстати о матах – для тех кто не знает – это не
ненормативная лексика, а всего лишь тонкий диск из резины или другого
материала, обеспечивающий надежный механический контакт между диском
и непосредственно пластинкой, что необходимо для передачи вращающего
момента от диска - пластинке. Также мат в значительной степени поглощает
собственные механические колебания пластинки, возникающие в материале
из которого она изготовлена. Иногда для лучшего контакта пластинки
с матом на шпиндель сверху одевают специальный груз-защелку (clamp)
или даже притягивают ее вакуумной присоской. И о шпинделе – его
диаметр должен быть 7,24 мм с допуском +0,05 –0,15мм. Также очень
важно минимизировать биения диска, что обеспечивается за счет повышения
класса точности сопряжения подшипник – ось диска и за счет удлинения
втулки подшипника и оси. Вот почему в профессиональной технике и
топ моделях бытовой прошлых лет можно найти огромный стакан высотой
до 20 см залитый чуть ли не поллитром специального масла. А о качестве
изготовления подшипников скольжения можно слагать легенды. Не каждый
агрегат турбонаддува (автомобильного) может похвастаться такой точностью
изготовления. Существует два основных типа подвеса диска – с нижней
опорой (большинство моделей) и с верхней (SOTA) . Также иногда встречается
магнитная (La Platine Verdier) или даже воздушная подушка.
Мотор
и тип привода
Всего различают три типа привода – роликовый, пассиковый
и прямой. Иногда применяют комбинированный – роликово-пассиковый
тип привода. Моторы ставят самые разнообразные синхронные и асинхронные,
а в вертушках с прямым приводом специальные сверхтихоходные, причем
ротором может служить сам диск. Устройства регулировки частоты вращения
бывают механические (EMT 930, Garrad 301, Thorens 124) и электронные
(Denon DP59L с кварцевой стабилизацией) или отсутствовать вовсе
(Rega Planar 3). Существует также два подхода в выборе мотора –
либо очень слабый мотор, мощности которого недостаточно для начальной
раскрутки диска, либо мощный мотор, который искусственно подтормаживается
механическим тормозом. К сожалению во многих современных вертушках
механический тормоз не применяется, это относится и к прямому приводу.
Объясню чем это плохо. Дело в том что когда диск (маховик) раскрутится
до номинальных оборотов, резко уменьшается нагрузка на мотор и все
подшипники привода, Мотор некоторое время работает как бы в режиме
холостого хода. При этом нередко возникает колебательный процесс
резко увеличивающий мгновенное значение коэффициента детонации.
Через некоторое время маховик теряет набранную скорость и снова
нагружает мотор, опять происходят перераспределение нагрузок в подшипниках
и как следствие мгновенные выбросы детонации. Потом все повторяется.
И это чисто механика, а если добавить еще электронику. Этим недостатком
практически не обладают вертушки со слабыми моторами, т.к. для них
нагрузкой уже является момент трения в подшипниках и вертушки с
мощными моторами с механическим тормозом. К сожалению первые гораздо
больше подвержены влиянию внешних дестабилизирующих факторов. Вторые
же слишком дороги в производстве, но по моему мнению роликовые вертушки
с механическим тормозом и мощным мотором являются лучшими по звуку
(EMT927, EMT930). Основным недостатком роликовых вертушек является
жесткая связь вала мотора и диска и, как следствие, умопомрачительные
требования к качеству изготовления всех узлов и выбору материала
ролика. При малейших погрешностях в изготовлении значительно возрастает
рокот и детонация. Все это очень дорого для массового производства
и нашло применение только в лучших моделях профессиональной техники.
К сожалению, несмотря на явный выигрыш в качестве звучания, дороговизна
производства высококлассных роликовых вертушек привела к их полному
исчезновению. На их место пришли пассиковые. Основным недостатком
пассиковых вертушек, отрицательно сказывающиеся на качестве звуковоспроизведения,
является сам пассик, в котором возникают колебательные процессы.
От выбора материала пассика в сильной степени зависит коэффициент
детонации. Да и моторы приходится применять низкооборотные, так
как передаточное число пассиковой передачи ниже чем роликовой. Все
это сместило частоты вибраций в более низкочастотную область, что
плохо, так как для поглощения более низкочастотных колебаний требуются
большие массы и более сложные демпферы. В референсных моделях применяют
даже три мотора и два пассика (Voyd Reference), чтобы “размыть”
механические резонансы привода. В результате стоимость таких вертушек
достигает заоблачных высот и становится сравнима с ценой лучших
роликовых. И стоило ли напрягаться ??? Признаю, что в массовом производстве
ширпотреба пассик победил – рокот меньше и производство дешевле.
Прямоприводные вертушки обсуждать не буду, так как даже лучшие профессиональные
модели уступают в звучании аналогичным роликовым и пассиковым.
Звукосниматель
(Phono Cartridge)
Нас интересует два основных типа звукоснимателей
– Moving Magnet (MM) или звукосниматель с подвижным магнитом и Moving
Coil (MC) с подвижными катушками. Каждый звукосниматель обладает
высокочастотным и низкочастотным механическим резонансами. Они ограничивают
частотный диапазон сверху и снизу и оказывают влияние на износ иглы.
Низкочастотный резонанс вызван взаимодействием суммарной массы звукоснимателя
с тонармом и гибкостью подвижной системы. Высокочастотный резонанс
определяется действующей массой подвижной системы ( по аналогии
с неподрессоренными массами в подвеске автомобиля) и гибкостью материала
виниловой пластинки. У большинства, но далеко не у всех, звукоснимателей
низкочастотный резонанс находится ниже 15Гц а высокочастотный превышает
20 кГц. Вообще то чем выше гибкость подвижной системы тем лучше,
тем точнее игла следует по канавке и тем большие ускорения может
приобретать. Также тем меньшая прижимная сила требуется для обеспечения
непрерывного следования по канавке, а, следовательно, меньше износ
иглы и материала пластинки. У большинства современных звукоснимателей
гибкость подвижной системы указывается в вертикальном и горизонтальном
направлениях и часто бывает различной. Обычно эти значения лежат
в диапазоне 8/8 до 20/20 mkM/mN соответственно. Итак, важнейшими
показателями качества головки звукоснимателя являются гибкость подвижной
системы и необходимая прижимная сила, которая у большинства звукоснимателей
лежит в пределах 1,5 – 2,5 gr. Еще одним немаловажным параметром
является собственный полный вес звукоснимателя, который может составлять
от 4 до 30 gr. И попутно замечу, что этот вес должен соответствовать
допустимому весу головки, указанному в паспорте на тонарм.
Оба типа MM и MC имеют один и тот же принцип действия,
отличия ясны из названия. Головки MM обычно имеют выход от 2 до
8 mV , MC от 0.15 до 2.5 mV. Головки MM как правило имеют достаточно
много витков в обмотках и должны нагружаться на 47 кОм и конденсатор
200-400 пФ. MC головки не критичны к емкости нагрузки. Масса подвижной
системы у MM головок как правило выше, чем у MC и гибкость подвижной
системы ниже.
Иглы
и кантеливры
Кантеливр – это рычаг, на котором закреплена игла
звукоснимателя. Резак (Cutter) устройства записи имеет всегда треугольное
сечение. А вот формы иглы для воспроизведения бывают различны. К
сожалению применение треугольной формы иглы(1) для воспроизведения
недопустимо, так как из-за очень малой площади поверхности контакта,
возникают очень большие силы, способные разрушить материал грампластинки.
Самая
простая – сферическая форма иглы. Основное достоинство – высокая износостойкость
и простота в изготовлении.
Бирадиальная игла с двумя фасками
Бирадиальная игла с двумя радиальными фасками
Бирадиальная игла с четырьмя фасками
Эллиптическая игла, по сравнению со сферической,
обеспечивает в два раза более низкие искажения сигнала и более широкий
спектр воспроизводимых частот. Также эта форма иглы менее подвержена
так называемому питч-эффекту, или эффекту выдавливания иглы из канавки.
Дальнейшим развитием эллиптической формы иглы стали
иглы типа microridge, Shibata, Line-contact, Fine-line, van den
Hul, и hyperelliptical.
Игла типа Pramanik
Знаменитая Shibata
Гиперэллиптическая
Хорошая алмазная игла служит до 1000 часов, при
условии правильной эксплуатации. Рекомендую Вам рассматривать Вашу
иглу под микроскопом хотя бы через каждые 300-400 часов работы,
иначе повреждение грампластинки неизбежно!
Кантеливр – очень важная деталь звукоснимателя.
Он должен одновременно отвечать ряду противоречивых требований –
быть очень легким, жестким и не иметь собственных резонансов. Чем
легче кантеливр, тем ниже масса подвижной системы и тем лучше игла
следует по канавке. Поэтому в высококачественных головках кантеливр
изготавливают из редких, даже экзотических материалов – бора, алмаза,
бериллия, титана, керамики, сапфира. Кантеливр часто изготовляют
полым внутри и заполняют его специальным демпфирующим материалом.
Кантеливр крепится на специальном упругом подвесе, механические
свойства которого стабилизируются через 100-150 часов с начала эксплуатации.
Это так называемое время приработки (break-in time), по истечении
которого улучшается звучание звукоснимателя.
Тонарм
(Tonearm)
Бывают
двух типов – поворотные (pivoted) и тангенциальные (tangential-tracking).
Поворотные тонармы характеризуются ошибкой следования (tracking
error) . Эта ошибка компенсируется путем поворота и смещения части
тонарма (offset) . Такие тонармы бывают в форме буквы “J” или “S”.
У современных тонармов горизонтальный угол коррекции составляет
20-27 град., что обеспечивает минимальную ошибку следования. Из-за
этого смещения возникает эффект , называемый скольжением (skating)
стремящийся сместить тонарм к центру проигрываемой пластинки. Для
его компенсации применяют специальные механизмы антискейтинга (anti-skatting).
Если неправильно отрегулировать антискейтинг, игла будет оказывать
неодинаковое давление на внутреннюю и внешнюю поверхности канавки,
что неизбежно приведет к искажениям сигнала.
Казалось
бы от всех этих недостатков и проблем избавлены тангенциальные тонармы.
Но это совсем не так. У тангенциальных тонармов значительно больше
так называемая горизонтальная масса, которая значительно выше, чем
у поворотных тонармов, тем самым у тангенциального тонарма очень
разные моменты инерции в горизонтальной и вертикальной плоскостях,
что неизбежно ведет к искажениям звуковоспроизведения. У поворотного
тонарма моменты инерции если не одинаковые, то ,по крайней мере,
очень близки. Тангенциальные тонармы гораздо более сложны в настройке
и конструкции подвеса, требуют наличия сложной системы сервопривода,
который в свою очередь имеет свои ошибки слежения. Единственным
решением является отказ от сервопривода и подвес тангенциального
тонарма на воздушной подушке, что крайне дорого и ненадежно, а также
требует частого обслуживания.
Рассмотрим
поближе поворотный тонарм.
Его составными частями являются противовес (counterweight) , подвес
(bearing), трубка (arm tube) и головка звукоснимателя. Одним из
важнейших частей тонарма является его подвес. Он должен обеспечивать
минимальное трение и не влиять на перемещения тонарма. Одновременно
он должен быть исключительно стабильным и жестким. Это достаточно
противоречивые условия и искусство конструирования тонарма заключается
в нахождении приемлемого компромисса. Различают так называемый gimball
и unipivot системы подвеса. Первый применяется в гироскопах и чем-то
похож на карданный шарнир, второй похож на автомобильную шаровую
опору, только очень маленькую. Первый тип подвеса применяется фирмой
SME, второй фирмой Graham. Трубка тонарма должна быть одновременно
жесткой, легкой , устойчивой к вибрациям и обладать вибропоглащающими
свойствами. Для трубки тонармов используют различные материалы от
алюминия до карбоновых комозитов. Часто применяют дополнительные
покрытия из различных материалов для подавления резонансных явлений
в основном материале. Эффективная масса тонарма очень тщательно
подбирается из условия соблюдения баланса между способностью удерживать
картридж определенной массы в квазистатическом положении и в то
же время успевать отслеживать большие неровности и коробления грампластинки.
Неправильная конструкция тонарма или установка картриджа с неподходящим
весом может приводить к слабозатухающим колебательным процессам
и даже к прыганью тонарма. Такой эффект наблюдается в недорогом
тонарме RB-300 в сочетании с головками Grado. К сожалению ни тонарм
ни подвес кантеливра головки не обладают достаточными демпфирующими
свойствами и при преодолении неровностей покоробленной пластинки
в этой системе возникают паразитные колебания, видимые глазом, слышимые
ухом, а в критической ситуации это приводит к перескакиванию на
соседнюю дорожку и порче пластинки. Поэтому подбор комбинации тонарм-картридж
является очень ответственным делом и покупая головку надо обязательно
поинтересоваться, подходит ли она к Вашему тонарму по допустимому
весу.
Эффективная
длина тонарма (effective length) это расстояние
от точки подвеса тонарма до вертикальной линии, проведенной через
иглу звукоснимателя. В современных конструкциях она колеблется от
185 до 230 мм. Самый длинный тонарм имел эффективную длину 535 мм
и был изготовлен американской фирмой Volpar. Также есть еще один
важный размер – установочная база – расстояние от оси вращения шпинделя
до точки подвеса тонарма. В настоящее время общеприняты три базы
175+2мм, 195+2мм, 215+2мм. Но встречаются и большие размеры базы,
например у профессиональных вертушек EMT и тонармов Ortofon. |
|