Согласование проигрывателя виниловых пластинок, тонарма и звукоснимателя между собой связано не только с эстетическим выбором того, какое сочетание звучит наиболее музыкально, но и с определёнными техническими решениями. Прежде всего, тонарм должен подходить к зоне его установки на проигрывателе. Многие проигрыватели имеют монтажную площадку для тонарма — armboard, к которой крепится тонарм.
Armboard (армаборд или монтажная площадка для установки тонарма)
Эта площадка (армаборд) должна быть как минимум такой же большой, как основание тонарма, и обеспечивать его надёжную фиксацию — любая степень люфта здесь серьёзно ухудшит звучание.
Armboard с установленным на нём тонармом
После установки на монтажную площадку конец тонарма со стороны звукоснимателя должен иметь возможность перемещаться в пределах, позволяющих установить картридж на точно рассчитанном расстоянии от точки поворота тонарма (pivot point). Этот параметр называется вылетом (overhang).
Вылет, о котором подробнее говорится далее в этой главе, в разделе «Тонарм», можно установить с помощью шаблона, поставляемого производителем проигрывателя, либо с помощью стороннего транспортира для юстировки звукоснимателя.
Подвес проигрывателя (turntable suspension) должен быть достаточно жёстким, чтобы выдерживать вес тонарма. Если тонарм слишком тяжёл для подвески проигрывателя, сам проигрыватель не будет находиться в горизонтальном положении. Производители проигрывателей указывают диапазоны массы тонармов, подходящие для конкретных моделей.
Далее необходимо согласовать эффективную массу тонарма с податливостью (compliance) звукоснимателя. Прежде чем рассматривать их взаимодействие, определим эти термины.
Эффективная масса тонарма — это не просто масса тонарма, а величина, учитывающая массу и то, где именно вдоль тонарма эта масса распределена. Например, один грамм массы, добавленный непосредственно в точке поворота тонарма, практически не вносит вклада в его эффективную массу. Но один грамм, добавленный в месте расположения иглы, вносит ровно один грамм в эффективную массу.
Спецификация эффективной массы показывает величину инерции, которую «ощущает» картридж, когда он пытается перемещать тонарм в то время, как игла модулируется канавкой пластинки.
Технически эффективная масса тонарма — это такая масса, которая, будучи расположенной в точке иглы, создавала бы такую же суммарную вращательную инерцию движущихся частей тонарма относительно расстояния от точки поворота тонарма. Эта вращательная инерция называется моментом инерции.
Проще говоря, эффективная масса тонарма - это не реальный вес тонарма в граммах на весах, а сумма приведенных масс всех его элементов (противовеса, трубки тонарма с местом крепления картриджа) с учётом их удалённости от точки опоры. Данный параметр указывается в паспорте устройства.
Тонарм с эффективной массой менее 10 г считается низкомассовым, 11–20 г — среднемассовым, а более 20 г — высокомассовым.
Податливость (compliance) звукоснимателя характеризует, насколько жёстко или мягко его подвес удерживает кантилевер (cantilever).
Кантилевер — это тонкая трубка, выступающая из корпуса звукоснимателя и удерживающая иглу.
Если кантилевер легко перемещается, считается, что звукосниматель имеет высокую податливость. Если кантилевер закреплён жёстко, звукосниматель имеет низкую податливость.
Податливость выражается числом, показывающим, насколько перемещается кантилевер при приложении к нему силы. В частности, прикладывается сила 10⁻⁶ дин, а перемещение кантилевера измеряется в миллионных долях сантиметра. Полученное значение является податливостью звукоснимателя.
Например, звукосниматель с низкой податливостью (то есть с жёстким подвесом) может переместиться всего на десять миллионных долей сантиметра; говорят, что его податливость равна 10.
Поскольку такой способ выражения податливости стандартизирован, указание на миллионные доли сантиметра обычно опускается и остаётся только числовое значение 10.
Звукосниматели со средней податливостью имеют значения от 12 до 20, а звукосниматели с высокой податливостью — выше 20.
Согласование эффективной массы тонарма с податливостью картриджа - залог качественного воспроизведения-LP системы. Об этом поговорим в следующий статье.
Податливость картриджа и эффективная масса тонарма образуют резонансную систему, которую на инженерном жаргоне называют «системой масса–пружина» (a mass-spring system). Иными словами, такая система будет гораздо легче колебаться на определённой частоте, чем на других частотах.
Энергия передаётся тонарму и картриджу от нескольких источников: вследствие коробления (изменения формы) пластинки, рокота проигрывателя (rumble), собственного резонанса проигрывателя, эксцентриситета пластинки (центральное отверстие расположено не строго по центру), а также вибраций от шагов человека (footfalls), передающихся от пола к проигрывателю. Все эти источники энергии относятся к очень низким частотам, возможно ниже 8 Гц, и способны возбудить систему «тонарм–картридж» на её собственной резонансной частоте.
Чтобы резонансная частота системы «тонарм–картридж» не была слышна в музыкальном тракте, она должна быть ниже частоты любого музыкального сигнала, но выше резонансной частоты подвески проигрывателя. В противном случае могут возникнуть сильные искажения звука.
Хотя мы не можем полностью избежать резонанса тонарма и картриджа, мы можем настроить эту систему таким образом, чтобы её резонансная частота находилась выше очень низких частот рокота проигрывателя и коробления пластинки, но ниже самой низкой музыкальной частоты, записанной в канавках.
График на рисунке показывает резонансные частоты для различных значений эффективной массы тонарма и податливости картриджа. Нужно подбирать эти параметры таким образом, чтобы попасть в диапазон резонансных частот от 8 до 12 Гц.
Другой, совершенно отличный тип резонанса тонарма возникает тогда, когда сам тонарм резонирует независимо от картриджа; далее мы будем называть это структурным звоном (structural ringing). Подобно тому как колокол звенит на собственной резонансной частоте, тонарм после получения порции энергии будет некоторое время продолжать вибрировать.
Различные части тонарма, шелл (место крепления картриджа) и трубка тонарма могут иметь собственные структурные резонансные частоты и «звенеть» на них. В хорошо спроектированном тонарме эти резонансы изолируются и демпфируются, либо конструкция тонарма и используемые материалы подбираются таким образом, чтобы уменьшить этот звон.
Предотвращение такого «звона» тонарма и картриджа имеет исключительно важное значение. Аудиосигнал в звукоснимателе создаётся движением кантилевера относительно неподвижных элементов картриджа. Если тонарм и картридж вибрируют хотя бы совсем немного, эта вибрация преобразуется картриджем в электрический сигнал. Поскольку картридж не способен отличить модуляции канавки пластинки — то есть музыкальную информацию — от резонанса тонарма, эти искажения смешиваются с музыкой.
Избегай паразитных вибраций в тонармах!
Резонанс тонарма искажает тональный баланс музыки, окрашивает тембр инструментов, изменяет динамическую структуру музыки — то, как начинаются и заканчиваются ноты, — а также разрушает ощущение пространства и локализацию звуковых образов в записи. После того как такое искажение попало в аудиосигнал, удалить его уже невозможно. Этот паразитный сигнал, ставший частью музыкального сигнала, будет усиливаться каждым последующим элементом аудиотракта и в конечном счёте воспроизводиться вашими акустическими системами.
Есть одно важное предостережение, касающееся приведённого выше обсуждения согласования эффективной массы тонарма с податливостью картриджа: очень часто заявленные производителями технические характеристики оказываются неверными.
Бывает так, что указанная эффективная масса большинства тонармов может быть очень далека от действительной. Аналогичным образом характеристики податливости большинства картриджей не отражают их реальную податливость. Поэтому подобрать картридж и тонарм, основываясь только на паспортных характеристиках, довольно трудно.
Именно здесь становятся особенно важны опыт и знания продавца: за годы работы он, вероятно, имел дело с сотнями различных сочетаний тонармов и картриджей и знает, какие комбинации обеспечивают наилучшее звучание.
Разумеется, если вы выбираете полностью укомплектованный проигрыватель со штатными тонармом и картриджем, производитель уже выполнил такое согласование за вас.
Наглядное пособие для закрепления знаний
