Ренессанс виниловой дорожки. Журнал "AVREPORT.ru"

В данной статье мы коснемся аспектов правильной настройки, а для начала познакомимся с устройством грампластинок, проигрывателей и дадим основные понятия и термины, которые используются в данной индустрии.

---

Вероятно, многие из тех, кто читает данный материал, застали эпоху грампластинок. Во всяком случае, среди людей старше 30 лет таких будет явное большинство. У меня, к примеру, до сих пор хранится дома внушительная стопка пластинок с записями. В основном это, конечно, детские сказки (или как бы их сейчас назвали, аудиокниги), есть музыкальные записи каких-то непонятных и увядших ныне эстрадных звезд времен заката социализма, а есть и действительно интересные записи – Высоцкий, Окуджава или, к примеру, двойной альбом Pink Floyd, происхождение которого мне никак не удается установить… Как бы то ни было, я прекрасно помню эти пластинки, ведь они были частью моего детства, помню, как слушал их на душераздирающем по качеству проигрывателе (впрочем, это стало понятно только сейчас), не обращая особого внимания на щелчки, потрескивания, звуковые искажения, неравномерности, детонации и прочие атрибуты винилового воспроизведения, отлично знакомые любителям музыки 70-х – 80-х годов. Впрочем, нельзя сказать, что я был влюблен в грампластинки. У меня просто не было альтернативы. Когда эта альтернатива появилась (году, наверное, в 87) – в лице черного, блестящего, с обтекаемым корпусом и встроенными в него стереодинамиками, двухкассетника JVC (кстати, до сих пор исправно работающего и звучащего на мой вкус, на порядок интереснее современных «бумбоксов»), старенький проигрыватель и вся коллекция грампластинок была тут же без сожаления забыта. Слушать кассеты на японском магнитофоне было намного удобнее, да и, что уж греха таить, куда более круто.

Через какое-то время в продаже появились проигрыватели компакт-дисков, и казалось, что с их появлением, открывшим новую цифровую эпоху в звукозаписи, виниловые пластинки и их проигрыватели должны безвозвратно кануть в лету. Действительно, удобные в использовании компакт-диски не требовали практически никакого ухода, обладали недостижимой по тем временам чистотой звучания (практически полным отсутствием посторонних шумов при воспроизведении), обеспечивали мгновенный доступ к любому треку, записанному на диск, а сами проигрыватели вовсе не нуждались ни в какой чистке, уходе или настойке.

Прошло время, но грампластинки и техника для их воспроизведения вовсе и не думают покидать рынок, сохраняя за собой пусть небольшую, но вполне стабильную, а в последнее время даже растущую нишу. Если в самом начале после появления цифровых носителей и аппаратуры для их воспроизведения, этот факт можно было объяснить определенной инерционностью мышления людей, привыкших к грампластинкам, а также испытывающих ностальгию при звуках щелчков и шорохов, издаваемых при их воспроизведении, то сейчас, по прошествии двух десятков лет, такие объяснения не подходят. Тем более это удивительно, что среди покупателей винила встречаются совсем молодые люди, которые просто не могут испытывать никакой ностальгии в силу своего нежного возраста.

На самом деле ничего удивительного нет. Люди ведь отказываются от виниловых проигрывателей по двум причинам. Во-первых, их не устраивает качество звучания проигрывателей (низкое соотношение сигнал/шум, малый динамический диапазон, ограниченные возможности при воспроизведении низких и высоких частот), а во-вторых, им представляется слишком утомительным сам процесс воспроизведения дисков – чистка и необходимость правильного хранения самих пластинок, настройка проигрывателей и соблюдение всех занудных предписаний их производителей. Если со вторым обстоятельством ничего поделать нельзя – пластинки надо чистить и переворачивать, а проигрыватели настраивать, причем не один раз, а периодически, вовремя менять иглы, защищать от вредоносного воздействия внешней среды, то первое, т.е. низкое качество звучания – это вопрос достаточно спорный. Дело в том, что мало кто слушал хорошую пластинку на хорошем и безупречно настроенном проигрывателе. Лично у меня такой опыт есть. Я не могу сказать, что был шокирован и навсегда распрощался с цифровой аудио техникой, выкинув на помойку всю свою коллекцию компакт-дисков. Подобные популистские заявления вы можете услышать со стороны воинствующих фанатов виниловых записей, которых в избытке можно встретить на всяких аудио выставках и в тематических интернет - форумах. Мне нравится, как звучат хорошие CD на хорошей же аппаратуре и мои уши не убивает наличие пресловутых «цифровых артефактов», о которых твердят проповедники «истинного» аналогового звука. Тем не менее, я признал, что виниловые записи могут звучать ничуть не хуже компакт-дисков, хотя не хуже – это не совсем правильное слово, характеризующее только уровень шумов, динамику, уровень детализации и пространственного разрешения. Вернее было бы сказать, что они звучат по-другому. Звук винилового проигрывателя действительно показался мне более естественным, более близким к живому музыкальному исполнению. Еще одно обстоятельство, на которое я обратил внимание при проведении тестирования проигрывателей грампластинок, это то, что их звучание оказалось совершенно неутомительным. Обычно, после нескольких часов тестов выходишь из комнаты прослушивания с совершенно «чугунной» головой, а здесь, проведя в компании с «вертушками» целый день, усталости не было и в помине. Выводы из этого обстоятельства я делать не готов, но на определенные мысли этот факт все же наводит.

Все вышесказанное приводится в данной статье для того, чтобы пояснить, что все те ужасы в воспроизведении грампластинок (щелчки, треск, неравномерность звучания и многое-многое другое) являются атрибутами некачественных или неправильно настроенных проигрывателей. Настроить же проигрыватель правильно – это совсем не такая тривиальная задача, как кажется на первый взгляд. Мне очень понравилась фраза, прочитанная в книге Роберта Харли: «Нет ничего более простого, чем неправильно проиграть винил». В данной статье мы коснемся аспектов правильной настройки, а для начала познакомимся с устройством грампластинок, проигрывателей и дадим основные понятия и термины, которые используются в данной индустрии.

Грампластинка. Что она из себя представляет?

Как это ни удивительно, но конструкция грампластинки практически не изменилась со времен ее изобретения в середине 19 века. Естественно, стали другими материалы, из которых их производят, изменилась и технология изготовления и записи мастер-дисков, но сама идея лежащая в основе грамзаписи осталась неизменной.

Идея эта в общем-то проста, но в то же время не совсем тривиальна. Для записи мастер-диска, т.е. диска, с которого в последствии производятся копии, используется резец, который под воздействием звука совершает колебательные движения и прорезает на вращающемся диске из аморфного материала извилистую канавку. Данная технология не претерпела значительных изменений с момента своего изобретения, изменились лишь принципы приведения резца в движение. Если в начале резец приводился в движение мембраной, которую заставляли колебаться непосредственно звуковые волны, усиленные рупором, то в дальнейшем, с появлением электродинамических преобразователей, механическая мембрана была заменена на звуковую катушку, якорь которой был соединен с резцом.

Первоначально, пока еще не было выработано единого стандарта грамзаписи, каждый производитель устанавливал свои собственные, результатом чего была различная скорость вращения записанных пластинок, а также различные виды модуляции записанных звуковых дорожек. Модуляция дорожки – это собственно ее форма, которая содержит информацию о записанном звуке. Модуляция может быть поперечной, при которой резец рекордера совершает колебания в плоскости вращения пластинки (глубина звуковой дорожки при этом остается постоянной), а также глубинная, при которой резец колеблется перпендикулярно плоскости вращения пластинки и нарезает на ней звуковую дорожку сферической формы, но с переменной глубиной. При проигрывании грампластинки происходит процесс обратный ее записи. Игла проигрывателя, следуя по звуковой канавке повторяет сложные колебания записывающего резца и будучи соединенной с преобразователем механических колебаний в звуковые (изначально механическим, а затем электродинамическим) позволяет генерировать звук.

В ходе развития индустрии грамзаписи глубинная модуляция звуковых дорожек показала себя недостаточно эффективной и неудобной, и все производители остановились на варианте поперечной модуляции.

В конце 50-х годов прошлого века в технологии записи грампластинок произошло весьма серьезное событие – появление стереофонической записи. При записи моно сигнала, процесс которой описан выше, резец рекордера приводится в движение при помощи одного электромеханического преобразователя и нарезает на поверхности пластинки модулированную канавку постоянной глубины и с краями абсолютно одинаковой формы. При стереофонической записи по прежнему используется один резец, но его двигают уже не один, а два преобразователя, установленные под прямым углом друг к другу и соответственно под углом 45 градусов к поверхности пластинки. Два независимых преобразователя вызывают колебания резца, реагируя независимо на звуковые сигналы, которые необходимо записать в правом и левом канале. Под их воздействием резец совершает сложное колебательное движение, модулируя нарезаемую канавку не только в поперечном направлении, но и по глубине. В результате правая стенка нарезанной канавки оказывается промодулированной сигналом одного канала, а левая стенка – сигналом другого канала.

Форма модулированной канавки при стереозаписи отличается от монофонической. В частности стенки ее не параллельны друг другу, а имеют различную форму. Как видите, стереофоническая запись грампластинки не является полностью независимой для обоих каналов, поскольку резец только один, а при воспроизведении оба канала считываются одной и той же иглой, находящейся при перемещении по звуковой дорожке в контакте сразу с обеими стенками и совершающей сложные колебательные движения, содержащие в себе информацию о звуковых колебаниях в обоих каналах. Нечего и говорить, что адекватная передача такого сложного сигнала является нетривиальной задачей и требует высочайшей точности всех механических и электрических деталей и узлов проигрывателя.

Виниловые проигрыватели как никакая другая аудио техника чувствительны к малейшим неточностям при установке и настройке, нуждаются в полнейшей защите от внешних и внутренних вибраций и очень требовательны к качеству самого носителя – т.е.винилового диска. Вот почему к хранению и уходу за грампластинками предъявляются повышенные требования. Микроскопические размеры звуковых дорожек и соответственно едва уловимые перемещения иглы звукоснимателя приводят к тому, что даже небольшие царапины на поверхности диска или мельчайшие частицы пыли становятся источниками помех и посторонних шумов при воспроизведении, приводя к паразитным перемещениям иглы звукоснимателя, т.е. таким перемещениям, которые вызваны не модуляцией звуковой дорожки, а внешними факторами. Звуковая катушка не умеет отличать полезные колебания от паразитных, поэтому если последние будут лежать в области звуковых частот, то они будут аккуратно преобразованы в электрический сигал и переданы на усилитель для последующего воспроизведения акустическими системами в виде шума.

Конструкция проигрывателя виниловых дисков, его основные узлы и элементы.

Виниловые проигрыватели, на первый взгляд, не представляют собой ничего особенно сложного, однако для получения от пластинки по настоящему качественного звука они требуют исключительной точности при проектировании и сборке каждого из составных узлов. Мелочей здесь нет, как вы сможет убедиться, читая данную статью дальше.

Основными элементами, из которых состоит проигрыватель грампластинок (или LP-проигрыватель) являются неподвижное шасси или основание, движущие механизмы, тонарм и головка звукоснимателя.

Шасси проигрывателя представляет собой неподвижную основу, на которой монтируются все его узлы. Конструкций основания бывает великое множество и каждый из производителей приводит вескую аргументацию применения именно своей конструкции, а не какой-нибудь другой.

Движущие механизмы включают в себя собственно диск, на который кладется грампластинка, привод диска, сообщающий ему вращательное движение, а также подшипник, на котором собственно и происходит вращение диска.

Тонарм представляет собой устройство позиционирования иглы звукоснимателя относительно звуковой дорожки. Тонармы могут иметь различную конструкцию, но в рамках данного материала мы остановимся лишь на самой распространенной поворотной конструкции.

Наконец, головка звукоснимателя состоит из иглы, иглодержателя и звуковой катушки, которая собственно и преобразует механические колебания в электрические импульсы, передаваемые в последствии на фонокорректор для правильного предусиления.

Рассмотрим составляющие элементы LP-проигрывателей более подробно.

 ШАССИ

Шасси винилового проигрывателя – это, собственно говоря, основа, на которую крепятся все его узлы и детали. На первый взгляд, в его конструкции не может быть ничего сложного – подставка и подставка, но на самом деле это не так. Те из вас, кто всерьез интересуется качественным звуковоспроизведением, прекрасно знакомы с позицией профессионалов (особенно тех, кто производит или продает AV-мебель, аксессуары и виброизолирующие материалы) о том, что аудиотехника должна быть тщательно изолирована от внешних вибраций.

Значение виброизоляции, на мой взгляд, несколько преувеличено, но только не в случае с виниловой техникой. Как уже писалось выше, игла звукоснимателя при считывании информации со звуковой канавки испытывает буквально микроскопические перемещения, которые, однако, содержат всю информацию о записанном звуке. Если пластинка или тонарм испытывают вибрацию, то у звукоснимателя нет никакой возможности отделить ее от полезного звукового сигнала. Игла под воздействием вибрации перемещается, а следовательно эти перемещения приведут к генерации электрического сигнала в катушке звукоснимателя, который и будет усилен и воспроизведен в качестве звуковой помехи.

Помимо собственно частотных искажений вибрация приводит к еще одному неприятному моменту. При воспроизведении стереозаписи игла должна постоянно находиться в контакте с обеими стенками звуковой дорожки, ведь каждая из них несет в себе информацию о звуке в соответствующем канале. Вибрация же приводит к тому, что контакт иглы с одной из стенок будет нарушен или же произойдет не в том месте. В результате произойдет рассогласование звучания правого и левого каналов, что приведет к нарушению фазовых характеристик воспроизводимого звука и неизбежно ухудшит пространственную картину музыкального произведения. Все вышесказанное прекрасно осознается производителями, которые стремятся всеми силами защитить свои проигрыватели от вибраций.

Источники вибраций можно условно подразделить на четыре типа. Во-первых, это внешние вибрации, передаваемые на корпус проигрывателя со стороны пола помещения прослушивания. Во-вторых, это вибрации, вызванные перемещением иглы звукоснимателя по поверхности грампластинки. В-третьих, это собственные вибрации проигрывателя, вызванные движущимися элементами, такими, как электродвигатель и опорный диск, установленный на подшипнике. Ну и наконец нельзя забывать о вибрации, вызванной самим воспроизведением звука. Проигрыватель ведь обычно устанавливают в том же помещении, что и колонки, поэтому звуковые волны, излучаемые ими, оказывают на него механическое воздействие. Этот эффект носит название акустической обратной связи. Действительно, представьте себе, что проигрыватель испытывает на себе механическое воздействие, вызванное звуком, воспроизводимым акустическими системами и при этом не обладает удовлетворительными средствами защиты от вибрации. В этом варианте звуковые колебания, переданные на корпус, приведут к паразитным колебаниям иглы, а следовательно и к наводке паразитного электрического сигнала в звуковой катушке. Этот сигнал будет усилен и воспроизведен акустическими системами в виде шума, который опять будет воздействовать на корпус проигрывателя и вызывать паразитные колебания иглы, т.е. процесс будет повторяться. При достаточно высоком уровне громкости этот процесс становится неконтролируемым и приводит к быстрому возрастанию громкости помехи. На слух он воспринимается как быстро нарастающий вой и прекрасно знаком звукорежиссерам, устанавливающим, к примеру, уровень громкости микрофона.

Для борьбы с вибрациями шасси проигрывателя зачастую изготавливают из материалов, обладающих хорошими антирезонансными свойствами. Механические колебания в них быстро затухают и не оказывают серьезного влияния на движение иглы. Одним из таких материалов, который применяется в дорогих моделях, является акрил. Другая возможность заключается в том, чтобы максимально изолировать опорный диск и тонарм проигрывателя от его шасси. Для этого пользуются разнообразными пружинными или даже гидравлическими подвесами, на которых крепится субшасси с установленными на нем опорным диском и тонармом. Наконец, не следует забывать о специальных вибропоглащающих материалах (так называемых «шок-абсорберах»), которые помогают механически развязать шасси со стойкой, на которую установлен проигрыватель, а также о самой стойке, которая и сама может обладать хорошими виброзащитными характеристиками. На наш взгляд оптимальным с точки зрения затрат и результата будет сочетание хорошей подставки под аппаратуру, корпуса шасси, изготовленного из материала с вибропоглощающими свойствами и применения пружинного подвеса диска и основания тонарма.

Пружинные подвесы разрабатываются, как правило, таким образом, чтобы их собственные резонансные частоты лежали за пределами звукового диапазона, к тому же производители стремятся к тому, чтобы значения вертикального и горизонтального резонансов подвеса сильно отличались друг от друга.

Движущие механизмы: опорный диск, опорный подшипник, привод диска

Опорный диск винилового проигрывателя имеет очень большое значение для качественного воспроизведения, поскольку находится в непосредственном контакте с пластинкой, оказывая через нее влияние на иглу звукоснимателя.

Одним из важнейших требований, которым должен соответствовать опорный диск, является стабильность скорости его вращения. Скорость вращения для большинства современных пластинок должна быть строго равна 33 1/3 оборотов в минуту. Отклонение от этого значения крайне нежелательно, но гораздо хуже, если это отклонение не постоянное, а носит периодический характер. В этом случае звук начинает «плавать», что хорошо заметно на слух. Для предотвращения этого неприятного явления большинство производителей высококлассных проигрывателей стремятся делать свои диски достаточно массивными. Тяжелый диск выполняет роль маховика и в гораздо меньшей степени подвержен внешним факторам, оказывающим влияние на стабильность скорости его вращения. Поскольку опорный диск представляет собой вращающийся объект, то на стабильность его вращения влияет не столько собственная масса, сколько момент инерции. Для его увеличения диски часто делают неоднородной толщины (более толстыми у краев) либо же делают у краев диска специальную выемку, которую заполняют более тяжелым материалом. Такое решение позволяет добиться требуемой стабильности вращения без катастрофического увеличения общей массы диска, которая неизбежно привела бы к повышенному износу опорного подшипника.

Помимо высокой инерции диск должен быть очень точно изготовлен и идеально сбалансирован, чтобы самому не становиться источником вибраций.

Для того чтобы противостоять внешним вибрациям, а также гасить паразитные колебания, возникающие в результате движения иглы по поверхности пластинки опорные диски часто изготавливают из материалов с хорошими виброрезонансными свойствами, такими как углепластик, винил или акрил.

Во многих проигрывателях на поверхность диска кладется специальный коврик, изготовленный из войлока или резины. Коврик обеспечивает дополнительную виброизоляцию между диском и пластинкой и предотвращает контакт диска с пластинкой, что совершенно недопустимо, если диск изготовлен из металла.

К сожалению, материалы с хорошими антирезонансными свойствами, а также войлочные и резиновые коврики не всегда обладают достаточной жесткостью. Проще говоря, они достаточно податливые. В некоторых случаях это может приводить к потере артикуляции звучания, особенно на низких частотах. Общей рекомендации здесь дать невозможно и установить, насколько хорош тот или иной опорный диск, можно только опытным путем, то есть с помощью прослушивания.

Для того чтобы обеспечить оптимальный контакт пластинки с опорным диском многие производители предлагают использовать дополнительный прижим. Мы не будем рассматривать здесь вакуумные прижимы, принцип действия которых основан на постоянной откачке воздуха из пространства между диском и грампластинкой, поскольку мне такие устройства кажутся, мягко говоря, спорными. Более близкими к народу являются прижимы, представляющие собой просто массивный груз, который одевается на шпиндель поверх пластинки, резьбовой прижим, который накручивается на шпиндель, а также прижим со специальной защелкой, позволяющей зафиксировать его на шпинделе достаточной длины.

Чтобы свести уровень детонации при вращении диска к минимуму ему нужно обеспечить максимально плавный и легкий ход. Эту задачу выполняет опорный подшипник. Подшипник не должен иметь никаких люфтов, а с учетом того, что диски зачастую имеют весьма приличную массу, он должен быть еще и достаточно износостойким. Одна из самых распространенных конструкций подшипников представляет собой стальную ось, которая крепится к диску одним концом, а другим вставляется в металлический (как правило, бронзовый) «стакан» и упирается в шарик, лежащий на его дне. Шарики могут быть изготовлены из разных материалов, но обязаны сохранять износостойкость в течение всего периода эксплуатации. Поверхности сопряжения шарика и оси диска должны быть хорошо смазанными и идеально гладкими для того, чтобы оказывать вращающемуся диску минимальное сопротивление и не становиться источником дополнительных вибраций.

Наконец, необходимо упомянуть о таком важном элементе как привод диска. Для вращения диска в виниловых проигрывателях используются маломощные и низкооборотные электродвигатели, имеющие минимальный уровень собственных вибраций. Скорость вращения электродвигателя должна быть постоянной, поэтому в проигрывателях достаточно высокого класса применяется кварцевая стабилизация скорости вращения. В зависимости от конструкции проигрывателя привод может быть прямым, роликовым и пассиковым. В варианте с прямым приводом диск насаживается непосредственно на вал электродвигателя. Плюсом такой конструкции является пониженный уровень детонации, поскольку между двигателем и диском нет никаких посредников, которые могут повлиять на стабильность вращения. Минусы же здесь весьма серьезные. Во-первых, двигатель является источником вибрации и в случае с прямым приводом все они передаются на опорный диск. Во-вторых, двигатель излучает магнитное поле, которое создает помехи в звуковой катушке, которая при таком расположении находится от него в непосредственной близости.

Роликовый привод, при котором диск приводится в движение роликом, соединенным с валом электродвигателя практически не применяется в высококлассной аппаратуре.

Наиболее же распространенным в проигрывателях, относящихся к категории Hi-Fi, является пассиковый привод. При такой схеме электродвигатель соединяется с опорным диском с помощью специального пассика, изготовленного, как правило, из резины или реже из шелковой нити. Пассиковый привод позволяет погасить вибрации, источником которых является электродвигатель, и которые передаются на опорный диск через его вал в конструкции с прямым приводом. К тому же, в этом случае электродвигатель располагается на удалении от звуковой катушки и не влияет на ее магнитное поле. В некоторых проигрывателях высшего класса электродвигатель вообще располагают на отдельном шасси, полностью изолируя его таким образом от опорного диска и основания тонарма. Естественно, что реализовать такую конструкцию можно только с использованием пассика. Минус такого привода заключается в том, что пассик изготавливается из эластичного материала и в связи с этим может стать причиной нарушения стабильности вращения диска. Впрочем, для массивных дисков качественных проигрывателей это не очень важно. Работая подобно маховику, они сглаживают эту нестабильность.

Тонарм

Задачей тонарма винилового проигрывателя является позиционирование иглы звукоснимателя на звуковой дорожке грампластинки. Слово позиционирование подразумевает ее перемещение от края к центру грампластинки, а также обеспечение необходимого угла между иглой и грампластинкой.

Тонарм состоит из трубки, поворотного механизма, регулятора прижимной силы, компенсатора скатывающей силы и площадки для установки звукоснимателя. Как мы уже говорили, все узлы винилового проигрывателя являются очень ответственными, но конструкция тонарма, пожалуй, самая сложная с точки зрения механики.

Тонарм должен перемещать головку звукоснимателя таким образом, чтобы сглаживать неровности на поверхности пластинки. Пластинка имеет достаточно большую поверхность, и сделать ее идеально плоской невозможно. Если присмотреться, то на любой из них вы найдете пологие волны. При воспроизведении тонарм должен перемещаться по этим волнам, не оказывая собственного влияния на величину давления иглы на стенки звуковой канавки. Как вы понимаете, для выполнения этого требования необходимо, чтобы тонарм был настолько легким, насколько это возможно. К сожалению, сделав его слишком легким, мы тут же получим снижение динамики воспроизведения. Изгибы звуковой дорожки, приводящие в движение иглу звукоснимателя, будут приводить в движение весь тонарм целиком, а поскольку именно на нем закреплена звуковая катушка, то сигнал, генерируемый в ней, будет слишком слабым. Иными словами, колебаться будет не только игла, но и весь тонарм, что с точки зрения воспроизведения звука абсолютно бесполезно. Что же получается? А получается, что с одной стороны тонарм должен быть достаточно легким, а с другой – достаточно тяжелым. Чтобы выполнить эти противоречивые требования необходимо очень тонко соблюдать правильный баланс. Малейшее несоответствие и все… Поклонником винилового звука вы после этого точно не станете.

Для того чтобы понять, какими механическими характеристиками должен обладать тонарм, давайте посмотрим, какие помехи влияют на него при воспроизведении пластинки. Вернее будет сказать, что эти помехи влияют не только на тонарм, а на всю колебательную систему, которую он образует вместе с головкой звукоснимателя и ее подвижной системой.

С одной стороны на нее воздействуют источники низкочастотных вибраций, такие как изгибы и эксцентриситет пластинки (когда отверстие не совпадает в точности с ее геометрическим центром), вибрации, вызванные вращением подшипника, а также внешние вибрации со стороны пола или стен, которые передаются на проигрыватель. Частота этих вибраций лежит в инфранизкочастотной области (менее 8 Гц), а следовательно резонансная частота колебательной системы тонарм-звукосниматель-подвижная система должна быть выше этого значения. С другой стороны, на иглу звукоснимателя передаются колебания от звуковой дорожки грампластинки, которые пытаются раскачать колебательную систему тонарма со звуковыми частотами (т.е. от 20 Гц и выше). Это означает, что резонансная частота колебательной системы тонарм-звукосниматель-подвижная система должна быть ниже звуковых частот. В противном случае проигрыватель будет иметь резкое снижение отдачи на басах. Искусство производителя качественных тонармов как раз и состоит в том, чтобы их изделия обладали правильными резонансными характеристиками, т.е. имели частоты собственных резонансов, лежащие в области между указанными выше значениями.

Помимо расчета собственной резонансной частоты тонарма производитель должен также позаботиться и о хороших виброгасящих свойствах самой трубки тонарма. Она ни в коем случае не должна передавать вибрации от шасси к подвижной системе звукоснимателя, а также должна быть достаточно жесткой для того, чтобы не оказывать собственного влияния на воспроизведение звука.

Угловые искажения: Давайте рассмотрим еще раз, каким образом производится запись фонограммы на мастер-диск, с которого впоследствии тиражируются грампластинки. Звуковая дорожка нарезается на поверхности диска резцом, который движется строго вдоль радиуса пластинки, т.е. по линии, проходящей через ее центр. Как вы помните, резец при стереофонической записи совершает сложные колебательные движения, модулируя каждую сторону звуковой дорожки сигналом одного из соответствующих каналов. При воспроизведении грампластинки на проигрывателе, оборудованном поворотным тонармом, игла не может двигаться строго вдоль радиуса пластинки. Она описывает дугу с центром в точке крепления тонарма на шасси проигрывателя. Это означает, что угол, под которым игла заходит в звуковую дорожку отличается от угла, под которым устанавливается резец рекордера. Это явление приводит к тому, что звучание разных каналов становится рассогласованным. В этом случае каждая из сторон иглы реагирует на модуляции звуковой дорожки, записанные резцом для разных моментов времени. Чем больше угол между направлением захода иглы в звуковую дорожку и касательной к ней в этой точке, тем сильнее будет выражена разбалансировка каналов, которая приведет к потере корректности передачи звукового пространства.

Для того чтобы избавиться от этого неприятного явления, которое называется угловыми искажениями, было предложено множество решений. Наиболее интересное из них – применение так называемого тангенциального тонарма, в котором звукосниматель скользит по специальной штанге, установленной вдоль радиуса грампластинки. К сожалению, такая конструкция – весьма сложная и требует либо применения специального сервопривода для звукоснимателя, либо других устройств, обеспечивающих передвижение звукоснимателя вдоль штанги практически без трения.

Другой вариант – применение сочлененного тонарма, который имеет дополнительное сочленение, позволяющее менять угол позиционирования головки звукоснимателя в зависимости от угла поворота тонарма. К сожалению, такая конструкция из-за применения дополнительных узлов обладает существенно худшими виброрезонансными свойствами по сравнению с традиционными поворотными тонармами. Несмотря на наличие угловых искажений, поворотные тонармы все же являются самыми распространенными на сегодняшний день. Для того чтобы снизить эти искажения производители часто делают тонармы изогнутой формы, рассчитывая ее таким образом, чтобы эти искажения были равны нулю примерно в средней части воспроизводимой грампластинки. Еще один вариант – применение очень длинных тонармов, которые позволяют довести угловые искажения до рекордно малых значений.

Скейтинг: применение тонармов изогнутой формы приводит к одной не вполне очевидной, но, тем не менее, вполне реальной проблеме, которая называется скейтинг или скатывающая сила. При вращении пластинки на иглу звукоснимателя действует сила трения, которая направлена по касательной к звуковой дорожке в точке контакта с иглой звукоснимателя. То обстоятельство, что тонарм имеет изогнутую форму, приводит к тому, что направление касательной отличается от параллели к трубке тонарма, в результате чего на тонарм действует сила, имеющая составляющую, направленную к центру пластинки. Эта составляющая называется скатывающей силой.

Скатывающая сила стремится повернуть тонарм к центру пластинки. В результате действия скатывающей силы игла звукоснимателя испытывает разное давление со стороны стенок звуковой канавки – более сильное со стороны внутренней стенки и менее – со стороны внешней. В результате этого уровень звука, а также его детальность и проработка в разных каналах могут отличаться. Чтобы этого не происходило, проигрыватели оборудуются компенсаторами скатывающей силы (антискейтингом), т.е. такими устройствами, которые обеспечивают усилие равное по величине, но противоположно направленное по отношению к скатывающей силе.

Среди основных типов подобных устройств можно назвать грузик, подвешиваемый на нитке с обратной стороны тонарма, пружинный антискейтинг, где обратное усилие обеспечивается с помощью пружин, а также магнитный, где оно возникает за счет взаимодействия двух магнитов.

Поворотная система тонарма: очевидно, что вращение тонарма как в горизонтальной, так и в вертикальной плоскостях должно происходить совершенно свободно. Сопротивление вращению в любой из этих плоскостей немедленно скажется на правильности считывания звуковой информации с дорожки грампластинки, поэтому конструкции поворотного узла производители уделяют очень высокое внимание.

Для его конструирования как правило применяются подшипники крупных размеров, шарики которых выполняются из исключительно твердых материалов и подвергаются тщательной полировке для того, чтобы избежать малейших шероховатостей, способных повлиять на плавное и равномерное вращение узла.

Балансировка: игла звукоснимателя должна оказывать строго выверенное давление на звуковую дорожку при воспроизведении. Превышение этого давления может привести к разрушению звуковой дорожки. Кроме того, отклонение этого давления от расчетных значений приводит к тому, что контакт иглы происходит со стенками канавки не в расчетных точках, а в каких-либо других, что вызовет появление искажений в воспроизводимом звуке.

Для правильной установки баланса тонармов большинство производителей предусматривают наличие специального противовеса, установленного за поворотным механизмом. Регулируя положение груза противовеса можно с высокой точностью регулировать давление иглы на звуковую дорожку. Для этого большинство грузов снабжаются специальной шкалой. Окончательно давление иглы звукоснимателя на пластинку лучше всего отрегулировать с помощью специально выпускаемых электронных весов высокой точности.

Звукосниматель

Задачей звукоснимателя винилового проигрывателя является преобразование механических колебаний иглы, вызванных ее перемещением вдоль модулированной звуковой дорожки, в электрические колебания, которые затем попадают на усилитель и акустические системы для воспроизведения. За долгую историю развития виниловой записи было предложено множество конструкций звукоснимателей, например, пьезоэлектрические (в которых электрический ток генерируется пьезокристаллом, соединенным с иглой), емкостные и даже фотоэлектрические. Все эти конструкции имеют определенные преимущества, но все же наиболее распространенными стали электромагнитные звуковые преобразователи, которые состоят из звуковой катушки и магнита.

MM и MC-головки: В зависимости от особенностей конструкции магнитные головки звукоснимателей подразделяются на MM (т.е. moving magnet) и MC (moving coil), т.е. конструкции с подвижным магнитом и с подвижной катушкой соответственно.

В аппаратуре начального и среднего классов в подавляющем большинстве случаев используют звукосниматели с подвижным магнитом. В этой конструкции иглодержатель соединен с магнитом, которому и передаются его колебания. Переменное магнитное поле движущегося магнита является источником электродвижущей силы в неподвижно закрепленной катушке индуктивности. Катушки с подвижным магнитом имеют ряд конструктивных преимуществ. Они относительно просты в изготовлении и имеют достаточно высокие значения выходного напряжения (порядка 0,8 мВ). Это достигается за счет того, что неподвижную катушку можно сделать достаточно большой, т.е. с большим количеством витков. Минус головок типа ММ заключается в том, что для их работы требуются достаточно большие по размерам магниты. Применение крупных магнитов увеличивает инертность подвижной системы звукоснимателя, а следовательно снижает динамику воспроизведения, разрешение на высоких частотах, а также разделение каналов. Кроме того, головки ММ весьма чувствительны к характеристикам нагрузки, что предъявляет дополнительные условия к входным сопротивлению и емкости фонокорректора.

Рассмотрим теперь звуковую головку типа МС, т.е. такую головку, в которой ЭДС в катушке возникает за счет перемещения самой катушки в постоянном поле магнита. За счет того, что магнит здесь неподвижен, его можно сделать достаточно большим без потери динамики и разрешения воспроизведения. Перемещение катушек не влияет на поле магнита в отличие от ММ-головок, поэтому поле все время остается однородным, позволяя таким образом свести к минимуму звуковые искажения. Миниатюрные звуковые катушки совсем незначительно увеличивают инертность подвижной системы звукоснимателя, за счет чего достигаются гораздо лучшие характеристики в области воспроизведения высоких частот, а также лучшее разделение сигналов в стереоканалах. Минусом головок типа МС можно считать значительно более низкое значение выходного напряжение по сравнению с ММ головками, которое не позволяет напрямую подключать их ко входу фонокорректора, а требует применения дополнительного повышающего трансформатора. Кроме того, при столь малых значениях выходного сигнала необходима очень тщательная экранировка от паразитных наводок. Если в ММ-головках замена иглы, как правило, производится вместе с магнитом, что упрощает эту процедуру в домашних условиях, то для замены иглы в звукоснимателях с подвижной катушкой их зачастую приходится отдавать в сервисный центр или даже посылать производителю.

Несмотря ни на что в настоящее время звуковые характеристики МС-головок существенно превосходят ММ-конструкции, и проигрыватели высокого класса чаще всего комплектуются именно ими.

В обоих случаях для передачи колебаний иглы звукоснимателя к подвижным элементам электромеханического преобразователя предназначено дополнительное звено, которое называется иглодержателем. Как следует из названия, к одному из его концов крепится игла, а к другому магнит или катушки индуктивности (в зависимости от конструкции звукоснимателя). Иглодержатель должен быть максимально жестким (для того, чтобы в точности передавать все колебания иглы подвижной системе звукоснимателя) и в то же время легким для снижения инерционности всей подвижной системы. Для достижения этих характеристик производители идут на всяческие ухищрения, порой применяя для производства иглодержателей совершенно экзотические материалы.

Игла: Игла звукоснимателя находится в непосредственном контакте со звуковым носителем, т.е. с грампластинкой. Она также является и самым первым звеном в тракте звуковоспроизведения. Ваша аудиосистема воспроизведет именно ту информацию, которую удалось считать игле, поэтому к конструкции игл предъявляются не просто высокие, а высочайшие требования. Выполнение этих требований затрудняется тем, что игла звукоснимателя должна иметь микроскопические размеры, но при этом иметь тщательно выверенную форму и обладать рядом физических параметров, которые диктуются требованиями получения качественного звука. Вот почему проектирование и производство игл для современных звукоснимателей – это без преувеличения ювелирная работа, требующая от производителя абсолютной безупречности.

Эпитет «ювелирная работа» подходит к процессу изготовления игл еще и по той причине, что в качестве материалов для их производства лучше всего подходят такие кристаллы, как алмаз и сапфир. Они обладают высокой твердостью и медленно стачиваются в процессе эксплуатации.

Износоустойчивость иглы очень важна не только для получения звука хорошего качества, но и для сохранности самих записей. Дело в том, что на поверхности сточенной иглы могут возникать шероховатости или острые режущие кромки, которые вполне в состоянии повредить модулированную звуковую канавку. Кроме того, при стачивании иглы образуется мельчайшая крошка, которая оседает в звуковой канавке и, являясь по сути, превосходным абразивом, вносит свой вклад в разрушение модулированных поверхностей ее стенок.

Самые простые в производстве и недорогие иглы имеют в разрезе сферическую форму. При той плотности, с которой сейчас записываются грампластинки, необходимо, чтобы зона контакта иглы со стенками модулированной дорожки имела исчезающе малые размеры (порядка 10 мкм). Применение таких тонких игл предъявляет, кстати, повышенные требования к производству самих грампластинок – они должны хорошо противостоять кратковременным нагрузкам, сохраняя форму дорожек.

Простые в изготовлении сферические иглы, к сожалению, обладают и определенными недостатками. При воспроизведении звука высокой частоты, записанного с высоким уровнем, игла не может отследить все изгибы модулированной канавки, в результате чего происходит потеря музыкальной информации и разбалансировка каналов. Кроме того, в некоторых ситуациях игла входит в контакт не с теми участками, которые были записаны резцом для текущего момента времени, а с другими. При этом участки на правой и левой стенках канавки, с которыми контактирует игла, могут соответствовать различным моментам времени. Что при этом происходит со звуком, вы можете догадаться сами. Ни о какой точности построения звукового пространства речи уже быть не может.

Для того чтобы в той или иной степени устранить этот недостаток была предложена игла, имеющая в разрезе форму эллипса. Эллиптическая игла позволяет гораздо более точно отслеживать изгибы глубоко модулированной канавки, а за счет большей площади контакта с ее поверхностью гораздо меньше портит пластинку. Эллиптическая игла гораздо больше соответствует по своей форме треугольному резцу, с помощью которого записывается мастер-диск и поэтому обеспечивает гораздо более точное воспроизведение в плане временных характеристик, а следовательно и в плане построения пространственной картины. Помимо эллиптической формы были предложены и другие варианты изготовления игл звукоснимателей, каждая из которых обладала тем или иным преимуществом. Фантазию теоретиков, предлагающих эти варианты, как обычно ограничивают суровые реалии. Производить микроскопические иглы с экзотическими формами – задача практически невозможная, а если и возможная, то очень дорогая.

Как мы уже говорили, игла нуждается в постоянном контроле износа. Изношенная игла будет иметь протяженные площадки контакта, которые не позволят ей точно отслеживать сильно модулированные участки записи. Кроме того, изношенная игла будет погружаться в канавку на большую глубину и вполне может контактировать с дном звуковой дорожки, что приведет к появлению посторонних и крайне неприятных звуковых шумов. О том, что изношенная игла наносит непоправимый вред самой записи, мы уже говорили.

Фонокорректоры

Головка звукоснимателя имеет очень низкий уровень выходного сигнала, который не соответствует тем значениям (порядка 1 В), которые необходимы для подключения к линейному входу предусилителя. Чтобы увеличить уровень выходного сигнала до этого значения предусмотрены специальные усилители, которые называются фонокорректорами.

Фонокорректоры могут представлять собой как самостоятельные устройства, так и входить в состав предварительных усилителей. Кроме того, некоторые производители LP-проигрывателей предлагают аппараты со встроенными фонокорректорами. Помимо входов для сигнала с звукоснимателя фонокорректор в обязательном порядке оснащается дополнительным разъемом для заземления.

Коэффициенты усиления фонокорректоров для каждой конкретной головки звукоснимателя должны подбираться индивидуально. Это не значит, что с той или иной головкой может работать только один конкретный фонокорректор, но на порядок величин внимание обращать необходимо. Как мы уже говорили, значения выходного напряжения у головок с подвижным магнитом и подвижной катушкой могут отличаться достаточно сильно. Если для конструкции ММ типичное значение составляет порядка 3 мВ, то для МС-головки типичным считается напряжение 0,2 мВ. Естественно, что без использования специального повышающего трансформатора использование фонокорректора, рассчитанного на работу с ММ звукоснимателем, не подойдет для МС конструкции.

Помимо усиления слабого сигнала звукоснимателя до линейного уровня фонокорректор выполняет еще одну важнейшую задачу, а именно осуществляет RIAA коррекцию. Аббревиатура RIAA происходит от названия Американской Звукозаписывающей Ассоциации (Recording Industry Association of America), которая произвела стандартизацию записи на грампластинки. В соответствии с ней запись музыкального сигнала на виниловый диск производится с понижением уровня низких частот и повышением высоких. Эта процедура позволяет уменьшить амплитуду модуляции звуковой канавки при записи НЧ-сигнала и соответственно поместить на пластинке более продолжительные записи. Естественно, что при воспроизведении необходимо провести обратную процедуру, т.е. усилить низкие частоты и ослабить высокие. Именно этот процесс и называется RIAA коррекцией и осуществляется он фонокорректором. При правильной коррекции результирующая амплитудно-частотная характеристика системы должна быть совершенно плоской. Ослабление высоких частот при воспроизведении имеет, кстати, еще один положительный момент, а именно, позволяет ослабить шумы, попадающие в тракт воспроизведения из-за трения иглы звукоснимателя о шероховатости поверхности грампластинки.

Точность RIAA-коррекции является одним из важнейших параметров аудиосистемы, в состав которой входит виниловый проигрыватель, и свидетельствует о том, насколько точно воспроизведение будет соответствовать оригиналу в плане корректной передачи разных частот.

Настройка и модернизация

Самостоятельная настройка проигрывателя виниловых дисков – дело не самое простое, но очень благодарное. Пожалуй, ни один другой класс аудио техники не является столь чувствительным к точности установки, виброизоляции и настройке всех узлов и элементов.

Виброизоляция, как мы уже писали выше, может быть достигнута за счет применения специальных подставок, а также при использовании проигрывателей с субшасси на пружинном подвесе.

После установки проигрывателя необходимо проверить его горизонтальность. Сделать это можно с помощью самого обыкновенного уровня.

Самая сложная и ответственная процедура при настройке проигрывателя – это правильная установка головки звукоснимателя. Начинать ее нужно с подключения 4 тонких проводков с цветовой маркировкой к соответствующим контактам на корпусе головки. Затем необходимо установить правильный вертикальный угол и азимут звукоснимателя, т.е. обеспечить правильную ориентацию иглы как в направлении вдоль звуковой дорожки, так и в поперечном направлении. При неправильной установке этих углов звуковая информация будет считываться с ошибками, что приведет к потере музыкального контента или искажениям.

Регулировка баланса тонарма осуществляется с помощью специальных высокоточных электронных весов, на которые помещается игла звукоснимателя. Передвигая противовес, можно добиться такого значения давления иглы на весы, которое рекомендует производитель для данного звукоснимателя.

Регулировка антискейтинга производится в соответствии с величиной прижимной силы установленного тонарма. Компенсатор скатывающей силы, как правило, имеет градуировку, соответствующую величине силы давления иглы на пластинку.

Пожалуй, ни в одном другом классе техники нет такого количества аксессуаров для ухода, а также модернизации.

Естественно, что самый элементарный уход, такой как очистка пластинок и иглы звукоснимателя от пыли необходим для аппаратуры любой ценовой категории. А вот модернизация, при которой аудиофилы экспериментируют с заменой тонармов, звуковых головок, проводов от звукоснимателя к фонокорректору, или с самими фонокорректорами, требует уже определенной увлеченности самим процессом. Я затрудняюсь сказать, чего тут больше – стремления к безупречному звуку или же любви к тюнингу и модернизации. Однако, глядя на то, как серьезный на вид человек преображается, рассказывая о том, каких успехов он добился, заменив одну головку на другую или же поменяв соединительные провода, начинаешь понимать, что в этом есть особенное удовольствие, тем более, что все эти изменения, о которых говорят виниловые поклонники, не являются мифическими, как во многих других классах техники, а прекрасно слышны даже не самому тренированному человеку.

Подготовлено по материалам журнала "AVREPORT.ru" www.avreport.ru