Audio - postup nastavenia geometrie prenosky gramofónu

0

Počúvanie hudby z vinylových platní v posledných rokoch znovu získava na popularite, hlavne náročnejší poslucháči si vychutnávajú kúzlo analógového zvuku. Aby bola kvalita zvuku čo najvyššia, je potrebné mať gramofón správne nastavený. Konštrukcia gramofónu je veľmi jednoduchá, samozrejme každý komponent musí byť vyrobený s maximálnou presnosťou a v neposlednom rade musí aj „vyzerať“, pretože pôžitok z hmotnej reprezentácie hudby je nielen zvukový, ale komplexný. Nastavenie geometrie prenosky voči drážkam v platni je dôležité, kvôli obmedzeniu skreslenia pri prehrávaní. Pri nesprávnom nastavení geometrie polohy prenosky môže byť skreslenie až 3 %.

Postup nastavenia geometrie prenosky podľa šablóny Schön, typ 2



Skreslenie tvorí predovšetkým druhá harmonická (k2) základného tónu. Skreslenie 3 % je alarmujúca hodnota, pretože elektronické komponenty bežného hi-fi reťazca strednej triedy dosahujú spolu hodnoty skreslenia pod 0,1%, u najkvalitnejších komponentov dokonca pod 0,01%. To je rozdiel jedného až dvoch rádov. Inak povedané, presné nastavenie geometrie, ktoré zaberie niekoľko desiatok minút môže priniesť „počuteľnejšie“ zlepšenie kvality zvuku, než  štvorciferná investícia do kvalitnejšej elektroniky. Napokon pri nesprávne nastavenom gramofóne, ktorý je na začiatku reťazca bude táto investícia aspoň teda pri počúvaní platní márna.

Úvod do problematiky nastavenia gramofónu (veta o nastavení antiskatingu na hladkej podložke bola myslená ako demonštrácia princípu, že dostredivá sila ťahá ramienko prenosky smerom od obvodu platne ku stredu)



Prečo je dôležité nastavenie geometrie polohy prenosky voči ramienku? Pri rezaní zvlnenej drážky so zvukovým signálom do vrstvy laku z ktorej sa potom vyrobí matrica na lisovanie platní sa používa tangenciálne ramienko. Je posúvané tak, že poloha je vždy tangenciálna, čiže v smere dotyčnice k oblúku drážky. Posúvanie tangenciálneho ramienka pri prehrávaní je pomerne komplikované, rovnako aj skonštruovanie mechanizmu, ktorý by prenosku posúval úplne nehlučne, prípadne pohyb prenosky by zabezpečilo vedenie hrotu v drážke.  Aj preto  má väčšina gramofónov ramienko radiálne, ktoré sa neposúva, ale otáča okolo osi, takže hrot prenosky sa pohybuje nie lineárne, ale po oblúku. Takéto ramienko nepotrebuje servomotor na posun, hrot je vedený drážkou.

Rezanie platne tangenciálnym ramienkom (vľavo) a prehrávanie radiálnym ramienkom (vpravo)

Os otáčania ramienka je umiestnená mimo taniera v definovanej vzdialenosti od jeho osi otáčania. Nakoľko však hrot opisuje oblúk, tak sa uhol, ktorý zviera os prenosky s drážkou pri nesprávnom nastavení znateľne mení.  Treba si uvedomiť, že polomer vonkajšej drážky je približne 2,5-násobkom polomeru vnútornej drážky. Nakoľko platňa sa otáča konštantnou rýchlosťou – u dlhohrajúcej (LP) platne je to 33 a 1/3 otáčok za minútu, zvlnenie drážky sa smerom od obvodu k stredu zhusťuje. Preto má prípadný šikmý smer vibrácií hrotu 2.5 krát výraznejší účinok, než vo vonkajšej drážke. 

Teraz by mal nasledovať siahodlhý popis troch teórií nastavenia geometrie ramienka prenosky, nazvaných podľa Baerwalda, Loefgrena a Stevensona.  Líšia sa podľa toho, či je skreslenie väčšie na začiatku, alebo na konci platne a podľa týchto teórií sú k dispozícii aj nastavovacie šablóny. Teóriu preskočíme, kto chce, môže si ju naštudovať.

Pri správnom zosúladení uhla osi prenosky a vzdialenosti hrotu od bodu otáčania, je odchýlka od tangenty a teda aj skreslenie podstatne menšia a dosiahne sa najmenší možný maximálny uhol chyby sledovania. Konkrétne úroveň skreslenia nepresiahne 0.6 %. To je ešte stále pomerne veľa, avšak do hry vstupuje ďalší jav, tentokrát pozitívny.

Pre záznam najnižších kmitočtov by drážka na platni musela byť veľmi široká, preto sa zvukový záznam pred rytím matrice na lisovanie upravuje tak, že sú zdôraznené výšky a potlačené basy. Táto korekcia je nelineárna a definuje ju krivka podľa normy RIAA. Pri prehrávaní sa preto musí uplatniť opačná korekcia na zdôraznenie nižších frekvencií. Strmosť krivky na potlačenie výšok je 4 dB / oktávu a teda druhá harmonická skreslenia, ktorá je presne o oktávu vyššie ako základný tón skreslený uhlom chyby sledovania sa potlačí taktiež o 4 dB. V praxi to znamená že potlačenie výšok podľa korekčnej krivky RIAA znižuje úroveň skreslenia o približne 63%, čiže na 100 – 63 = 37 %. A práva takto znížená hodnota, čiže 0.6 % x 0.37 = 0.22 % sa uplatní ako počuteľné skreslenie.

Montáž prenosky pri výmene

Prenoska sa pripája pomocou štyroch vodičov, ktoré sú označené farebne. Význam farieb:

  • Pravý kanál: červená – signál, zelená –zem
  • Ľavý kanál: biela - signál, modrá - zem 

Dôležité je aby rameno prenosky bolo pri prehrávaní presne vo vodorovnej polohe. Potom bude zachovaný vertikálny sledovací uhol hrotu, ktorý výrobca prenosky nastavil na 20°, pretože s takýmto uhlom sa režú matrice na platne. Predpokladáme, že azimut, čiže kolmosť hrotu pri pohľadu spredu, ktorá je daná výrobnými toleranciami hlavy ramena a prenosky bude správny.  

Nastavenie geometrie posunu a natočenia prenosky

Na nastavenie som použil šablónu Schön, typ 2, známu aj ako šablóna ELAC. Vychádza z údajov polomeru vonkajšej a vnútornej drážky podľa noriem DIN IEC 98, IEC a NAB. Polomer vonkajšej drážky je 146,05 mm a polomer vnútornej 60,33 mm (u niektorých platní môže byť 57,5 ​​mm). Šablóna má vypočítané nulové body, čiže body v ktorých je nulová odchýlka bočného snímacieho uhlu na polomeroch A = 117,2 mm a B = 62,5 mm. 

Nulové body, čiže body v ktorých je nulová odchýlka bočného snímacieho uhlu

Pri nastavovaní polohy prenosky je potrebné najskôr prenosku upevniť skrutkami v strede drážok hlavy, takže následne sa v prípade potreby dá posúvať na obidve strany. Skrutky treba dotiahnuť tak aby sa prenoskou dalo pohybovať.

Na presné meranie a nastavovanie uhlov odporúčam nalepiť na prednú stenu prenosky kúskom lepiacej pásky tuhu z pentelky, prípadne niečo podobné tenké a nemagnetické. 

Na jednoduché a rýchle nastavenie sa používa bod I, pričom priamka H musí smerovať do osi otáčania ramena prenosky. Prenosku je potrebné v drážkach držiaka posúvať a natáčať tak aby ihla, či tuha prilepená k prednej hrane prenosky bola rovnobežná s čiarami. Pred zafixovaním polohy prenosky pre istotu skontrolujeme, či sa tanier náhodou počas merania nepootočil a či priamka H stále smeruje do osi otáčania ramena prenosky.

Body I (vľavo) a C (vpravo) a k nim zodpovedajúce priamky, ktoré musia smerovať do osi otáčania ramena prenosky

Na presnejšie nastavenie  sa využíva zložitejší postup. Začína nastavením efektívnej dĺžky prenosky, čiže vzdialenosti ihly od osi otáčania ramena prenosky. Na tento účel použijete bod C. Najskôr je potrebné tanier natočiť tak, že priamka G musí čop najpresnejšie smerovať do osi otáčania ramena prenosky. Následne natočíme rameno tak aby ihla bola presne v bode C. Ak je ihla mimo tohoto bodu, posúvame prenosku tak aby hrot ihly bol v bode C. Pred zafixovaním polohy prenosky pre istotu skontrolujeme, či sa tanier náhodou počas merania nepootočil a či priamka G stále smeruje do osi otáčania ramena prenosky. Teraz je potrebné nastaviť uhol. Na tento účel slúžia nulové body a a B. Najskôr treba hrot ihly umiestniť do bodu A a pohľadom hora skontrolujete či tuha nalepená na prednej hrane prenosky  je rovnobežná s čiarami na šablóne. Ak áno, nastavenie je presné. Ak nie, je potrebné opatrne povoliť upevňovacie skrutky prenosky a miene ju pootočiť, ale bez posunutia aby sa dosiahla rovnobežnosť. Mierne dotiahneme skrutky.

V nulovom bode A sa nastavuje natočenie prenosky a v bode B sa koriguje posunutie.

Podobne v druhom nulovom bode B nastavíme posuv. Položíme hrot na začiatok drážky pred týmto bodom B a pomaly otáčame šablónou v smere hodinových ručičiek až kým tuha nie je rovnobežná s čiarami. Potom skorigujeme posunutie – len posunutie, nie pootočenie. Pomocou týchto dvoch mierok určíme, do akej miery bude potrebné opraviť presah v bode B alebo uhol odsadenia v bode A. Pomocou B sa môže meniť iba presah a pomocou bodu A len uhol odsadenia. Opakujeme obidva testy, až kým nalepená tuha nie je rovnobežná s čiarami na šablóne.

Nastavenie kolmosti prenosky na drážku

Toto nastavenie mnohé gramofóny neumožňujú takže sa treba spoľahnúť na výrobné tolerancie prenosky a držiaku. Kolmosť prenosky na drážku sa dá pomerne ľahko skontrolovať položením ihly na zrkadielko. Nesprávne nastavenie má za následok rôznu úroveň v ľavom a pravom kanáli. Na prípadné nastavenie na drahších strojoch môžete použiť testovaciu platňu ktorá má v ľavom a pravom kanáli nahratý monofónny zvuk s opačnou fázou, takže ak je správne nastavená kolmosť mali by ste počuť zvuk s čo najmenšou intenzitou. Prípadne môžete použiť malý trik.  Vyrobte si kábel, kde v jednom kanáli prerežete vodič a prispájkujete ho opačne, čiže signál na zem. Cez takýto obracač fázy potom púšťajte monofónnu platňu. 

Nastavenie uhla sledovania (VTA)

Uhol sledovania je uhol, ktorý zviera hrot prenosky s kolmicou na platňu. U novších platní je 20°a takto je nastavený aj sklon hrotu na prenoske. Aby aj výsledný sledovací uhol bol spomínaných 20°, rameno prenosky musí byť presne vodorovné s platňou. Niektoré gramofóny umožňujú výškovo nastaviť ložisko prenosky, ak nie, môžete si pomôcť správnou hrúbkou podložky pod platňu. 

Nastavenie sily na hrot 

Prítlačnú silu nastavíme v závislosti od konštrukcie gramofónu, väčšinou pomocou protizávažia. Najskôr sa nastaví nulová prítlačná sila, aby bolo ramienko v rovnováhe a otočná stupnica na závaží sa nastaví na hodnotu 0. Následne sa závažie aj so stupnicou otočí tak aby oproti ryske bola hodnota, ktorú chceme nastaviť. Tento postup je orientačný. Presne sa prítlačná sila nastaví pomocou mechanickej, či digitálnej váhy špeciálne určenej na meranie sily na hrot prenosky. Typicky sa hodnota prítlačnej sily nastavuje v rozmedzí 1,3 až 2 gramy, čiže 13 až 20 mN (milinewton). 

Nepodľahnite pokušeniu nastaviť menšiu silu ako udáva výrobca prenosky s tým že sa platne budú menej opotrebovávať. Je to mýtus a opak je pravdou. Ak má ihla nedostatočný prítlak bude mať tendenciu strácať kontakt so stenou drážky čo spôsobí poškodzovanie drážky, keď sa odrazí v snahe znovu získať kontakt.

Nastavenie antiskatingu

Pokračujeme nastavením antiskatingu. Skating je sila, ktorou vonkajšia strana drážky pôsobí na hrot prenosky a tlači ho dovnútra. Antiskating je kompenzácia tejto sily. Na hrot pri otáčaní pôsobí trecia sila, ktorá sa rozkladá na dve zložky. Ložisko zachytí zložku sily kolmú na dotyčnicu k drážke, avšak zložku v smere dotyčnice treba vykompenzovať. Ak by sme položili hrot prenosky na hladkú plochu, napríklad platňu bez drážok, začalo by sa rameno prenosky pohybovať smerom do stredu. Napríklad dvojalbum Diany Krall Turn Up The Quiet má na druhej platni hudbu len na jednej strane. Druhá strana je hladká. Znovu opakujeme, že antiskating je sila, ktorou vonkajšia strana drážky pôsobí na hrot prenosky a tlači ho dovnútra. Takže hladká strana platne bez drážok je dobrá na demonštrovanie tohoto javu, ale nie na nastavovanie.

Antiskating je väčšinou vyriešený pomocou pružiny alebo závažia a nastavuje sa na stupnici. Nastavuje sa rovnaká hodnota ako ste nastavili prítlačnú silu na hrot.

Úplne presné nastavenie antiskatingu je tak trochu mágia. Závisí aj od toho či prenoska má sférický, či eliptický hrot, od bočného uhlu snímania a podobne. Mne sa osvedčilo vypočuť si cez slúchadlá monofónny záznam buď na staršej, alebo na testovacej platni a pohrať sa s nastavením antiskatingu tak aby úroveň v obidvoch kanáloch bola rovnaká, prípadne to ešte skontrolovať na osciloskope. Alebo upraviť kábel tak aby v jednom kanáli obracal fázu a nastaviť antiskating aby pri mono zázname mal výsledný signál čo najmenšiu amplitúdu

Zobrazit Galériu

luboslav Lacko

Všetky autorove články
gramofon nastavenie gramofónu šablóna Schön šablóna ELAC antiskating

Pridať komentár

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať