Amit a hangszedőről tudni érdemes. 2. rész

Amit a hangszedőről tudni érdemes. 2. rész

A tűszár:

A tűszár feladata, hogy a barázdával közvetlen kapcsolatba lévő tű mozgását bevezesse a generátorba. Mivel korábban tisztáztuk a tű rendkívül kis méretét, fogalmat alkothat arról, hogy mennyire kismértékű mozgásról van itt szó. A tökéletes tűszár tömege a lehető legkisebb, hogy ne befolyásolja a tű barázda követését. Nagyon merevnek is kell lennie, hogy ne veszítsen semmit a továbbított energia. Általában alumíniumból, vagy bórból készítik, lehet rúd, vagy cső forma, de sokféle egyéb anyag is alkalmazható.

A felfüggesztés:

A felfüggesztés egyfajta portás szerepet tölt be a hangszedőben, és nagyban befolyásolja annak teljesítményét. Rugalmas anyagkeverék, amely lehetővé teszi a tűszár mozgását a tű által megkövetelt mértékben, de elnyeli a káros rezonanciákat. Megfelelő pozícióban tartja a tűszárat a generátoron belül. A mozgásának mértékegysége a CU (Compliance Unit), vagy engedékenység. Számszerűsítve a gyártók által megadott értéket, az például 10-6cm/dyne@100Hz lehet, amit rövidítve 10 cu-nak nevezhetünk. A magasabb első szám nagyobb engedékenységet jelöl. Az alacsonyabb érték merevebb felfüggesztést jelent (kevesebb az engedékenység). A felfüggesztés ahol a tűszárhoz kapcsolódik, az forgáspontot jelöl ki. Általában a generátorhoz közel, a tűtől távol van ez a forgáspont, az arányok változhatnak. Ha rosszul van megtervezve, és túl merev, vagy nem eléggé merev, akkor sokat csillapíthat, illetve rezonálhat, és rontja a barázda követés képességét. Ez hangminőség romlást idéz elő, amellett csökkenti a tű és a lemez élettartamát. A tűnyomás és a külső hőmérséklet is befolyásolja a felfüggesztés pillanatnyi teljesítményét. A jól megválasztott felfüggesztés lehetővé teszi a tű szabad mozgását, a barázda pontos követését, és a tűszár másik végén pedig biztosítja a generátoron belüli optimális elhelyezkedést. Anyaga gyakran egyfajta gumi keverék, de a technológia fejlődésével, illetve az éghajlathoz való alkalmazkodás miatt is változhat. Élettartama meleg és párás környezetben nem olyan hosszú, mint a mediterrán égövben. Ez alapján kiderült tehát az is, hogy a hangszedő teljesítményére hatással van a külső hőmérséklet. Audiofil szokás például az, hogy lámpát helyeznek el a lemezjátszóhoz közel, ami a hangszedő hőmérsékletét közvetve képes szabályozni. Végül is nem nehéz belátni, hogy a túl alacsony hőmérsékleti viszonyok között a felfüggesztés merevebb, ezért csökken az engedékenysége, nagy melegben pedig túlságosan nagy az engedékenység, ami ugyanúgy rontja a hangszedő teljesítményét.

Mozgó mágneses (MM) generátorok:

Ha a tűszár generátorban lévő végére mágnest rögzítenek, akkor beszélünk mozgó mágneses hangszedőről. A mágnes mágneses teret hoz létre maga körül, amit erővonalnak, fluxusnak neveznek, és az erősségét Gaussban mérjük. A mágneshez közel két tekercset helyeznek el fixen, és a két tekercs két vége a hangszedő kimenete, amelyen az indukált feszültség kilép. Az elektromágneses törvény értelmében a mágneses tér változása feszültséget indukál a tekercsekben. Az indukált feszültség mértéke a mágneses erővonalak számától, a tekercs menetszámától függ, és természetesen a mágnes elmozdulásának mértéke is befolyásolja. A mágneses tér változását a mágnes elmozdulása okozza. Ezeket az összefüggéseket alaposan megértve lehet csak jó hangszedőt tervezni. A hang rezgése mechanikus felület változásba van zárva, amelyet egy mágnes mozgásával olvasunk ki. Teljesen analóg a folyamat, nincs köze a digitális technikához, ahol matematikai összefüggések határozzák meg a hallott hangot. Úgy is fogalmazhatnánk, hogy egy analóg LP azt modellezi, ami a valóságban is megtörténik. A mikrofon ehhez nagyon közeli megközelítés. A levegő nyomáshullámait a felvevő felület feszültség változássá alakítja, amit felerősítve hallgathatunk. A mikrofon felvevő felületének helyébe képzelve a hangszedőt, a tű a barázda mechanikus változásait alakítja feszültség változássá, amit ugyanígy fel lehet erősíteni, hogy hallgathatóvá váljon.

A hangszedő tűje jobbra, balra fel és lefelé mozog. Ez a mozgás tevődik át a mágnesre, amely az álló tekercsek között azokban a pillanatnyi elmozdulás iránya szerint indukál feszültséget. Így lehetővé válik azt meghatározni, hogy a csatornák között mekkora legyen a hangerő különbség, egyáltalán legyen-e hangerő különbség, és előáll a sztereó térábrázolás. A mágnes erőssége, és a tekercs menetszáma határozza meg a kimenő feszültség értékét. A dolog itt válik ismét érdekessé, mert új tényező lép be a képbe. Az integrált erősítők, és az előerősítők legalább 1-1,5 V bemeneti jelet igényelnek. A hangszedő ekkorát előállítani önmagában nem képes, tehát egy újabb erősítőt kell a rendszerbe iktatni, ezt nevezzük lemezjátszó előerősítőnek. Feladata az, hogy vonalszintre erősítse a hangszedő nagyon kicsi jelét. A hangszedő rendszere vagy kimeneti jelszintje határozza meg, hogy mekkora erősítésre van szükség. MM hangszedők esetében például 45 dB az átlagos érték. (Az MC például 60-65 dB erősítést igényel, mert sokkal kisebb a hangszedő kimeneti feszültsége.) Figyelembe kell venni, hogy a nagyobb erősítés előállítása nagyobb zajt is generál. Ezt figyelembe véve az MM hangszedők elsődleges előnye az, hogy mivel nincs szükség nagyon nagy erősítésre, a rendszer zaja alacsonyabb lehet. Hátránya az, hogy relatív nagy tömegű mágnest kell a tűnek mozgatni, aminek a tehetetlensége is nagyobb. Ez csökkenti a felbontást. A mágnes tömegének csökkentésével lehetséges javítani a kiolvasás pontosságán, de az csökkenti a kimeneti jelszintet is. Meg kell tehát találni az arany középutat, amely a lehető legkisebb mozgó tömeg mellett az ideális nyomkövetésre, és kiolvasási pontosságra képes. A tekercsek méretét sem lehet akármekkorára változtatni, mert 47 kiloohm az általánosan alkalmazott lezáró impedancia érték. Ezt különböző kondenzátor értékekkel lehet hangolni. A lezáró kapacitás érték módosítja a frekvencia átvitelt. A 400 pF kapacitás például a régi hangszedőkhöz hosszú ideig általánosan elfogadott volt. A 150 pF a magas frekvenciás átvitelben okoz némi emelést, amely 3 kHz-től kezdődik, és 10 kHz-en +2dB értéket ér el. A 256 pF lezárás esetén az emelés már korábban elkezdődik, és +5 dB csúcsot ér el 9 kHz-en. Napjainkban a kapacitás érték 200 pF alatt tartása egyfajta ökölszabály, de mindenképpen a gyártó javaslata legyen a mérvadó.

Mozgó tekercses CMC) generátorok:

A mozgó tekercses generátor működési elve alapvetően megegyezik a fent ismertetett MM rendszerrel, de a tűszár generátor felőli végére a nehéz mágnes helyett két tekercs van rögzítve, és a mágnes motor pedig fixen köré építve foglal helyet. Nagy előnye ennek a konstrukciónak az, hogy sokkal kisebb tömeg van a tűszár végén, ami kevésbé akadályozza annak szabad mozgását. Többféle tekercselési, és elrendezési mód ismeretes. A kimeneti feszültség értékét itt is a mágneses tér erőssége, és a huzal mennyisége határozza meg. Megoldandó feladat az, hogy a tekercsek körül a mágneses motornak homogén mágneses teret kell létrehoznia. Erre többféle megoldást is kifejlesztettek. Néhány MC hangszedőben a tekercs felett és mögött helyezték el a mágnest. A mágneshez aztán u.n. pólusvasat csatlakoztattak, amely kiterjeszti a mágneses teret a tekercs teljes hosszában. Ahogy aztán a tekercs elmozdul a mágneses térben, feszültség indukálódik benne. Mivel az a cél, hogy a tű által létrehozott elmozdulást a lehető legpontosabban alakítsák feszültség változássá, az egyenletes mágneses tér létrehozása elsődleges fontosságú. Vannak olyan MC formatervek, amelyekben mágnes gyűrűket helyeznek a tekercsek két oldala mellé, hogy ezzel homogenizálják a fluxus mezőt.

Az elmozdulás mértékének megértéséhez gondolja végig a felépítést. A tű a felfüggesztéstől távol helyezkedik el, és emiatt a tűszár generátorban lévő vége még kevésbé mozdul el, mint a tű maga. A barázda legkisebb mechanikus méretbeli változása 0,01 mikron. Egy ilyen apró elmozdulás elektronikus leképezése során minden paraméter számít. A mágneses tér ereje, a tekercs huzal ellenállása, a tekercselés elrendezés módja, de még talán a holdfázis is befolyásolja az indukált feszültég mértékét. Az MC hangszedők kimeneti feszültség értéke 0,15 mV-tól maximum 3 mV környékéig változik felépítéstől függően. Ha a hangszedő kimeneti feszültsége 0,2 mV vagy alacsonyabb, legalább 62 dB, vagy magasabb mértékű erősítést kell alkalmazni, ami viszont háttér zajjal kapcsolatos kérdéseket vet fel. Jó hír, hogy a nagy jelszintű MC hangszedők 2 mV körüli kimeneti feszültsége már elegendő lehet MM előerősítők bemenetének meghajtásához, ami költség csökkentő tényező, ráadásul a háttérzaj kevésbé lesz sarkalatos kérdés.

Hangszedő ház:

Ez is nagyon fontos alkatrész. A hangszedő háza tartja fixen a generátort. A generátor legcsekélyebb mértékű elmozdulása hatással van a rendszer teljesítményére. A hangszedő házat jelentős erőhatások érik, emiatt elengedhetetlen a kiváló rezonancia csillapítás, hiszen a rezgése hallhatóvá válik a hangban. A legjobb megoldás az, ha a ház direkt energia áramlással, alacsony mechanikai ellenállással csatlakozik úgy a headshell, mint a beépített generátor felé. Az energia ilyen módon a hangkar felé lesz továbbítva. A direkt alacsony mechanikus ellenállású felépítmény nem tárol magában energiát, amit a generátor felé továbbíthatna, emiatt a hangzást nem fogja befolyásolni. Mint minden dolog ami a hanggal kapcsolatos, erre is többféle megoldást alkalmaznak a gyártók. Vannak hatékonyabb, és kevésbé hatékony stratégiák. Egy biztos, a hangszedőt a hangkarhoz biztonságosan rögzíteni kell. Nem mindegy például a csavar anyaga. Mágnesesen semlegesnek kell lennie, hogy ne befolyásolja a generátor fluxus mezejét. Rozsdamentes acél, alumínium vagy a bronz a legnépszerűbb csavar alapanyagok, amelyek ugyan nem mágnesezhetők, de mindegyik más módon befolyásolja a rezonancia ellenállást a hangszedő és a headshell között. Növelik a tömeget a kar végén, emiatt a súlyuk nem mindegy. Jó ötlet például különböző alátét anyagokkal javítani a hatásfokot, ahol még a csavar meghúzásának ereje sem mindegy.

A hangszedő lezáró ellenállás:

Az MC hangszedő tekercseinek pozitív és negatív végpontja közé bekötött ellenállást nevezzük lezáró ellenállásnak. Kétféle szempontból kell vizsgálni ezt a könnyen félreérthető témát. Egyrészt azt kell górcső alá venni, hogy milyen hatással van magára a hangszedőre, másrészt pedig azt, hogy milyen hatással van az előerősítőre.

Először lássuk az előerősítőre gyakorolt hatást. A hangkarból a lemezjátszó előerősítőig futó kábelnek kapacitása van. A hangszedő tekercsének induktivitása ezzel kapcsolatba lépve rezgőkört alkot, amely nagyfrekvenciás tüskéket okoz megahertzes tartományban. Fontos tisztázni, hogy a jelenség nem egyezik meg az MM hangszedőknél tapasztalhatóval, ahol a lezáró kapacitás értéke befolyásolja a frekvencia átvitelt 3 kHz-től kezdődően. Az MC hangszedő tekercsének ehhez nem elegendően nagy az induktivitása. A nagyfrekvenciás tüskék energiáját és frekvenciáját a hangszedő kimeneti impedanciája és a kar kábel kapacitása befolyásolja. Annak ellenére, hogy a rezonancia frekvencia messze túl van a hallható tartományon, sőt az erősítő átviteli sávszélességén is, mégis okoz zavart. Csökkenti a jel stabilitását, növeli a zajt, és intermodulációs torzítást okoz az erősítő elektronikájában. A lezáró ellenállás csaknem nullára tudja csökkenteni a rezonáns energiákat, ami jelentősen javítja az erősítő védelmét. Általános szabály, hogy a nagyobb kapacitású kábelek esetén (150 pF felett) alacsonyabb ellenállás érték hatékony, míg a kisebb kapacitású vezeték (50 pF alatt) magasabb ellenállás a jobb. Fontos tudnivaló, hogy egy ultra alacsony kapacitású kábel egy alacsony belső ellenállású hangszedővel jelentős mértékű rezonancia létrehozására képes.

A lezáró ellenállás hangszedőre gyakorolt hatása a másik, amit tisztázni kell. A tekercs kivezetései közé beiktatott ellenálláson feszültség esik, amely csökkentheti a hangszedő generátorának hatásfokát, azaz jelszintjét. Egy olyan ellenállás érték, amely közel esik a hangszedő tekercs impedanciájához jelentősen befolyásolja azt, és csökkenti a kimenő feszültségét. A túl alacsony ellenállás tehát csökkenti a dinamikát, és az átviteli sávszélességet, emellett arra kényszeríti, hogy növelje az erősítést vagy az előerősítőben, vagy a hangerő beállítás magasabb értékre állításával. A megfelelő lezáró ellenállás értékének meghatározása igen bonyolult lehet, ha minden elméleti szabályt be akar tartani. Jó hír, hogy az előerősítőkbe többféle lezáró ellenállás érték fixen be van építve, és ezek közül egyszerűen hallás alapján lehet választani. Azt tapasztalhatja, hogy a legtöbb alacsony jelszintű MC hangszedő valahol a 100-1000 ohm körüli tartományban fog jót mutatni. Válasszon egy tiszta hangú, jó minőségű felvételt, és figyelje a dinamikát, meg a mély átvitelt a megfelelő lezáró ellenállás érték megkereséséhez. A rendszer elektronikái, és az alkalmazott csatlakozó kábelek is befolyásolják majd az ideális érték kiválasztását.

A lemezjátszó előerősítő:

A lemezjátszó előerősítő fogja megfelelő mértékben felerősíteni a hangszedő jelét ahhoz, hogy például az integrált erősítő bemeneti fokozata számára értékelhető nagyságú legyen. Akkora erősítést kell végeznie, hogy a kimenetén hozzávetőleg 1 V legyen a jelszint. Mivel a hangszedők kimeneti feszültsége eltérő, fontos, hogy a megfelelő szintű erősítést alkalmazzuk. Ha túl nagy az erősítés mértéke, az torzítást okozhat azzal, hogy túlvezérli az integrált erősítő bemenetét. Ha túl kicsi az erősítés mértéke, akkor pedig zajos, dinamikátlan lehet a bemutató.

Néhány jellemző feszültség erősítés érték a hangszedő kimeneti jelszintjének függvényében:

3-6 mV: 36 dB

1-3 mV: 43 dB

03-1,0 mV: 53 dB

0,25-0,3 mV: 62 dB

0,15-0,3 mV: 65 dB

Folytatása következik itt ……. Amit a hangszedőről tudni érdemes. 3. rész