Amit a hangszedőről tudni érdemes. 1. rész

Amit a hangszedőről tudni érdemes. 1. rész

Amit a hangszedőről tudni érdemes. 1. rész

Mi a hangszedő?

Úgy kell rá gondolni, mint egyfajta mechanikus mikrofonra. Ám míg a normál mikrofonok a levegő nyomásváltozását alakítják feszültség változássá, a hangszedő a lemez barázda mechanikus változásait alakítja feszültség változássá. Hogy csinálja? Először is lássuk a hangszedő felépítését. Alapvetően egyszerű, néhány részből áll, de mindegyiknek fontos szerepe van a hangképzésben. Egymással együtt működve, közösen határozzák meg a végeredményt. Nem lehet független alkatrészenként tekinteni az egyes elemekre, mert ha módosul az egyik, az hatással van a többire is.

Tű, vagy stylus:

 

Ez az egység érintkezik közvetlenül a lemez felületével. A tömege és a formája befolyásolja, hogy milyen pontossággal képes követni a barázdát. A barázdának, vagy horonynak is több típusa van, de erről később majd még beszélni fogunk. Minden esetre az a cél, hogy a tű a barázdával folyamatosan mechanikus kapcsolatban maradjon.

Tűszár:

 

Rúd, vagy cső, amelyhez a tű van rögzítve. Feladata az, hogy a tű mozgását bevezesse a hangszedő generátor részébe.

Felfüggesztés:

Rugalmas anyag, általában valamilyen gumifajta, amely stabilan tartja a tűszárat úgy, hogy elég szabadságot engedélyezzen neki, a mozgás generátorba való bevezetéséhez.

Felfüggesztő kábel csak MC hangszedők esetén:

A generátor részben vezeték van csatlakoztatva a tűszárra amely szerepe, hogy mechanikus előfeszítést hozzon létre, és pozícióban tartsa a mozgó tekercseket a generátorban. Az előfeszítés mértéke a tűnyomástól, és a tömegtől függ. Rendkívül pontos beállítást igényel, mert kritikusan befolyásolja a teljesítményt.

Generátor:

A hangszedőnek azon része, amelyben a tű mozgása feszültség változássá alakul át. Nagyon sok fajtája létezik. Ebben a cikkben azokra a típusokra koncentrálunk, amelyeket a Sumiko alkalmaz a mozgó mágneses, és mozgó tekercses hangszedőiben. A tű mágnest, vagy tekercset mozgat a generátorban, eszerint különböztethető meg a két alapvető típus. Ahhoz, hogy a lehető legmagasabb kimeneti feszültséget érjék el, nagy gyártási pontosság szükséges mindkét esetben.

Hangszedő ház:

A hangszedő házba vannak az egyes részek beleszerelve, és ez csatlakozik a hangkarhoz.

Most pedig lássuk részletesebben az egyes alkatrészeket:

A tű anyaga, és formája:

A tű kerül közvetlen kapcsolatba a barázdával. Nincs könnyű dolga. Elég kicsinek kell lennie, hogy beleférjen az apró vájatba, ugyanakkor elég erősnek kell lennie, hogy kibírja a relatív nagy nyomást, amit a csekély érintkezési felület generál. Nem szabad, hogy nagy legyen a súrlódása a lemez anyagán, mert az túlságosan koptatná az információt, ráadásul alacsony tömegűnek is kell lennie, hogy követhesse a barázda minden apró változását. Ezeknek a szigorú elvárásoknak a gyémánt felel meg a legjobban. A gyémánt jól bírja a hőhatásokat, sokféle formára vágható, és csiszolható. A különböző lemeztípusokba vágott barázdák hasonlók, de alakjukban és méretükben jelentősen eltérnek egymástól. A monó lemezek legyenek akár 78-as, vagy 33-as fordulatosak, a barázdáik két oldalát kell követni, és a vájat mérete eltér a napjainkban használatostól. A sztereó lemezek barázdája az u.n. Microgrove rendszerű, amelynél a két oldal követése mellett a vájat mélysége is hordoz információt. A tű formája tehát alapvetően meghatározza, hogy milyen pontossággal képes a lekövetésre.

A monó lemezek barázda mérete és a tű mérete:

A régi 78-as lemezek hozták el a zenehallgatás élményét az otthonokba, és ezek alapozták meg az analóg lejátszás sikerét. Érdekes módon azonban nem volt egységes szabvány, amit a lemezek nyomásakor alkalmaztak, minden gyártó más és más barázda méretet használt. Általánosságban kimondható, hogy a 78-as lemezek barázda mérete szélesebb annál, amit napjainkban használunk. A tű méretének és alakjának ehhez kellett igazodni. A 78-as lemezekhez elsősorban félgömb, vagy kúp alakú tűket lehetett használni. A korai időkben a tűszár végére félgömböt ragasztottak, később vált elterjedtté a négyzetes alapra ragasztott lekerekített hegy forma. A sugár 1,8 és 4 mikrométer között változott attól függően, hogy a lemez melyik gyártótól származott.

A sztereó 45-ös lemezek tű formája és mérete:

1948-ban a Columbia bemutatta a sztereó Microgroove LP lemezt. Ezen a barázda méret sokkal kisebb és sűrűbben volt nyomtatva. Ezzel született meg a modern LP. Az új barázda méret mellett más változások is voltak. A barázda oldalainak 45 fokos szögét kellett a hangszedő tűnek követni, de nem csak vízszintes, hanem függőleges irányba is. Ez lehetővé tette a frekvencia, az amplitúdó és a fázis arányok megjelenítését a két csatorna között, így jött létre a sztereó kép ábrázolás. A Columbia emellett bevezette azt a gyártási folyamatot is, amely a barázdák közötti távolság változtatását tette lehetővé a lemez vágásakor. A barázdák közötti távolság csökkent a halk, és nőtt a hangos zenei részleteken. Ez a módszer drámai módon megnövelte a műsoridőt, amit egy lemez oldalra lehetett felvinni, de jelentősen megnehezítette a hangszedő dolgát.

Néhány számadat a folytatás előtt:

  • A legkeskenyebb barázda méret: 4 mikron alatt
  • A legszélesebb barázda méret: 50 mikron felett
  • Kerületi sebesség a külső barázdákon: 20 inch másodpercenként
  • Kerületi sebesség a belső barázdákon: 8 inch másodpercenként
  • A tű által a lemez felületére kifejtett nyomás az érintkezési pontokon: 4 tonna per négyzetláb
  • A tűhegy hőmérséklete: 320 Kelvin lejátszáskor
  • A vinyl olvadási hőmérséklete: 500 Kelvin
  • A legkisebb barázda felbontás mérete: 0,075 mikron
  • Kerületi sebesség 10.000 Hz-en a külső barázdákon: 0,002 inch 50,8 mikron
  • Kerületi sebesség 10.000 Hz-en a belső barázdákon: 0,0008 inch 20,32 mikron

A fenti számadatokból látszik, hogy milyen aprók a barázdák az LP lemezeken, de az is kiolvasható belőlük, hogy a középpont felé haladva, az átmérő (kerületi sebesség) csökkenésével az átvitel hatékonysága is csökken. Egyben azt is jelenti, hogy a magas frekvenciák esetében a csökkenő kerületi sebesség (a tű által megtett út hossza) sűríti a barázda oldalának geometriai változását. A korabeli normál méretű gömb forma tűk túl nagyok voltak ahhoz, hogy a középpont felé közeledve a nagyfrekvenciás jeleket képesek legyenek kiolvasni. Egy ilyen barázdába csak nagyon kis sugarú tű férne bele, ám ez is képtelen lenne optimálisan lekövetni a hornyokon belüli geometriai változásokat. Ezen kívül a leszorító erő (tűnyomás) nagyon kis helyre koncentrálódna, ami olyan hatalmas nyomást helyezne az érintkezési pontra, ami már lemezkopást is eredményezne a megnövekedett torzítás mellett.

Eljött az elliptikus tűforma ideje. Ez a forma szélesebb érintkezési pontot biztosít, amely egyenletesebb súlyeloszlással csökkenti a barázda oldalára ható nyomást. A csúcs terhelés hozzávetőleg 50 százalékkal, vagy többel is csökken azáltal, hogy a kontakt felület nagy részét eltávolítják a tűről. Emellett ez a forma a lemez végén, a szorosabb modulációs távolság esetén is hatékony kiolvasást biztosít.

Az általánosan használt elliptikus tűformák méretei:

 

10×18 mikron a belépő kategóriában

8×18 mikron a minőségi kategóriában

5×18 mikron a prémium kategóriában

A fenti méreteknek nincs külön elnevezésük, vagy konfigurációs megoldásuk. Méret és gyártási költség szinten lehetnek besorolva, és sok hangszedő gyártó alkalmazza őket. Az ellipszis forma egyébként jól működik a mindennapi sztereó lemez lejátszás során, de a CD-4 Quad (négycsatornás LP) új kihívást jelentett a fejlesztésben. Jelentősen szigorodtak a hangszedő felé támasztott követelmények, mivel a CD-4 technológia a frekvencia átvitelt 45 kHz-ig követelte meg. Ez az érték kétszeresen annak, amire az elliptikus tű fejlesztve lett. Az ilyen nagyfrekvenciát hordozó barázdák nagyon kényesek, és hajlamosak a repedésre, illetve a súrlódási kopásra. 1972-ben Norio Shibata a JVC számára kifejlesztette a híressé vált Shibata tűformát. Az új tű teljesítette a CD-4 szabványban előírt frekvencia átvitelt. A forma csökkenti az érintkező felület szélességét, és növeli a felület hosszúságát. Tömege jelentősen alacsonyabb, és kisebb a torzítása. A Shibata tűforma sokkal pontosabb lejátszást tesz lehetővé mint a kúpos, vagy elliptikus, emellett mivel nagyobb az érintkezési felülete, kisebb nyomást gyakorol a barázda oldalára, ami csökkenti a melegedést és a kopást.

Az általánosságban használt Shibata tű méretek:

 

6×75 mikron, nagy méret

6×50 mikron, kis méret

Azok a cégek, akik nem akarták népszerűsíteni vagy forgalmazni a Shibata nevet, ezt a tűformát általában Line Contact-nak nevezik. Persze márkanévtől függően sokféle elnevezést használnak napjainkban. A Shibata keskenyebb és hosszabb érintkezési felületének köszönhetően jelentősen javított a nyomkövetésen, a magas frekvenciák átvitelében, és a lemez kopást is csökkentette. Az LP lejátszás általa új szintre lépett. A kúpos vagy elliptikus formájú tűk által elkoptatott lemezeket a Shibata tű úgy játszotta le, mintha újak lennének, mivel mélyebben ül bele a barázdába, ezáltal a kopott oldalfalak csak részben jelentenek számára gondot. Az előnyei behozhatatlannak tűntek.

A hangszedő fejlesztésének új fázisa az a törekvés volt, hogy a vágófej teljesítményéhez próbálják közelíteni a kiolvasás pontosságát. A fejlesztők tisztában voltak azzal, hogy a gyártás során a lakklemezre a rubin vágófej által készített barázda még a Shibata tűnél is nagyobb pontosságra képes. Az új fejlesztési irány a rádiusz torzítás csökkentését célozta. Az eredmény szélesebb átviteli frekvencia tartomány, nagyobb dinamika, és hosszabb lemez élettartam lett. Mióta számítógép vezérlésű berendezések vágják a gyémántot, majd polírozzák, ilyen módon bármilyen egzotikus forma előállíthatóvá vált. A fejlesztés napjainkban sem állt le. Folyamatosan igyekeznek a lehető legkisebb méretben optimalizálni a kiolvasás pontosságát, és csökkenteni a tű által okozott kopást. A különleges tűformák azonban rendkívül pontos beállítást és magas minőségű alvázat igényelnek. Még a hangkar csapágyazása is jelentősen befolyásolja az elérhető minőséget. Ahogy az érintkező felület szélessége csökken, úgy egyre érzékenyebb a hangszedő a sérülésekre, a nyomó erőre, az azimuth szög beállítására, és az anti skating optimális értékére. Az természetesen kimondható, hogy minden tűforma csak a megfelelő beállítások alkalmazása mellett képes jó munkát végezni.

A különböző tűformák mindegyikének az a feladata, hogy a vágófej által készített barázdába zárt információból a lehető legtöbbet kiolvassa. Az elmúlt évek alatt nyilvánvalóvá vált, hogy a Line Contact forma képes a lehető legmagasabb teljesítményre úgy az új, mint a régi lemezeken.

Beszéljünk kicsit a hangkarokról:

Van, amelyik szélesebb, vagy hosszabb, mint az általános, ám a cél mindegyik esetében közös. Azzal mindenki tisztában van, hogy a tű a lemez felületén ívben mozog. Talán furcsának tűnhet, de mindössze két olyan pont van a lemez felületen, amelyet elérve a tű a barázda két oldalát a tű a vágófejjel megegyező tangenciális szögben érinti. Bárhol máshol a lemezen a két oldal információja soha nem lehet pontosan egyforma. Persze akadnak egzotikus tűformák, amelyek csökkenteni tudják ezt a hatást, de ezek általában egzotikus környezetet igényelnek, azaz csak rendkívül drága futóművek képesek kiszolgálni őket. Ha a tű rosszul van beállítva, és túl kis felületen érintkezik a barázdával, olyanná válik, mint egy penge, amely könnyedén tudja károsítani a lemezt, emellett önmaga is károsodhat a megnövekedett hőhatás és súrlódás miatt. Viszont egy pontosan beállított tű minimális követési torzítás mellett kiváló hangra képes, és az élettartama is hosszabb.

Folytatása következik itt……..: Amit a hangszedőről tudni érdemes. 2. rész