Технический форум - Виниловые проигрыватели

Решил копнуть малоизученную тему - "Тяжелый-легкий тонарм", что это за зверь и с чем его едят?
На форумах частенько бродят фразы типа - АА, эта голова там петь не будет, она для легкого тонарма, или - Нее, мясо можно получить только на тяжелом тонарме...
Позволю немного теории в доступном изложении (выжимки из сети, что сам понял)

Технические аспекты воспроизведения грамзаписи.
При взаимном подборе движущих механизмов, тонармов и звукоснимателей вам придется принимать не только эстетические, но и некоторые технические решения относительно того, какие именно сочетания имеют наилучшее качество звучания.
В первую очередь, тонарм должен соответствовать характеристикам места, предназначенного для его крепления. Многие проигрыватели имеют панель для
монтажа тонарма, на которой последний и закрепляется. Эта панель должна, как минимум, соответствовать размерам базы тонарма, чтобы надежно выполнять свои функции. Любые несоответствия неминуемо снизят качество звучания. Игла звукоснимателя, закрепленного на тонарме, должна находиться на вполне определенном расстоянии от оси вращения тонарма, называемом рабочей длиной тонарма. Рабочую длину можно отрегулировать, руководствуясь шаблоном, поставляемым изготовителем, или с помощью специального транспортира.
Подвес проигрывателя должен быть достаточно жестким, чтобы удерживать вес тонарма. Если тонарм окажется слишком тяжелым для данного подвеса, проигрыватель не обеспечит должного качества звучания. Производители проигрывателей обычно указывают тот весовой диапазон тонармов, который допустим для данного аппарата.
Следующая характеристика — действующая масса тонарма должна соответствовать гибкости звукоснимателя. Рассмотрим эти термины подробнее.
Действующая масса тонарма не тождественна его полной массе, а представляет собой массу подвижных частей, распределенную по всей длине тонарма. Каждое тело обладает инерцией: покоящееся тело стремится сохранять состояние покоя, движущееся — состояние движения. Мерой инерции тела и является его масса. У вращающегося тела мерой инерции в направлении вращения является момент инерции. Действующая масса вращающегося или закрепленного на оси вращения тела представляет собой массу, которую имел бы данный предмет, если бы вся она была сосредоточена в одной точке, называемой "центром масс".
Например, если мы добавим к трубке тонарма груз весом в 1 грамм непосредственно возле оси вращения, это изменит его действующую массу очень незначительно. При размещении того же груза возле звукоснимателя, действующая масса значительно возрастет. Если вам уже доводилось регулировать балансировку тонарма, сдвигая противовес на противоположном от звукоснимателя конце, вы должны знать, в какой степени добавление груза весом в 1 грамм в районе звукоснимателя меняет соответственное положение противовеса. Чем дальше находится груз от оси вращения, тем больше он влияет на изменение действующей массы тонарма.
Действующая масса величиной менее 10 г считается малой, от 11 до 20 г -средней, а свыше 20 г — большой.
Параметр гибкости звукоснимателя показывает, насколько гибко или жестко подвес поддерживает иглодержатель. Иглодержатель — это тонкая трубка, отходящая от основного тела звукоснимателя и несущая иглу. Если иглодержатель движется легко, то говорят, что звукосниматель обладает высокой гибкостью, Если он установлен жестко, звукосниматель имеет малую гибкость.
Гибкость иглодержателя выражается числом, показывающим, на какое расстояние перемещается его конец под воздействием определенной силы. Точнее говоря, этот параметр показывает, на сколько миллионных долей сантиметра изгибается консоль под воздействием силы в Ю-6 дин. Например, консоль звукоснимателя с малой гибкостью (жестким подвесом) изгибается на 10 миллионных долей сантиметра, следовательно, она имеет показатель гибкости 10. Поскольку этот показатель стандартизирован, то упоминание о миллионных долях сантиметра опускают, оставляя только целое число. Умеренно гибкий звукосниматель имеет этот параметр от 12 до 20, а у звукоснимателей с высокой гибкостью он свыше 20.
Совокупность гибкости звукоснимателя и действующей массы тонарма образует колебательную систему. На определенной частоте эта система будет колебаться легче, чем на всех других. Если ударить по колокольчику, он зазвенит, и тон звука будет соответствовать его резонансной частоте. Аналогичным образом, если привести в движение тонарм и звукосниматель, они также будут резонировать. Энергия различного рода движений и колебаний поступает на тонарм и
звукосниматель от изгибов и деформации пластинки, толчков, вибрации и резонанса движущего механизма, эксцентриситета пластинки (центральное отверстие в ней, как правило, не соответствует точному геометрическом центру), от чьих-то шагов в помещении, передающихся на проигрыватель. Все эти источники энергии имеют очень низкую частоту, где-то около 8 Гц. На тонарм и звукосниматель поступают и сигналы более высокой частоты — от изгибов канавки на пластинке, несущей музыкальную информацию. Их нижняя частота составляет 20 Гц. Хотя мы и не можем полностью избежать резонанса в колебательной системе тонарма, в нашей власти сместить его туда, где он будет выше низкочастотных посторонних шумов, но ниже нижней границы диапазона частот, воспроизводимых с пластинки. Подбирая соотношение действующей массы тонарма и упругости звукоснимателя, можно найти такое сочетание, при котором частота резонанса будет располагаться как раз между двумя этими диапазонами.
И так, коротко, что нам нужно?
А нужно нам получить резонанс системы(тонарм-картридж) в районе 8-13 герц. Выше этой частоты он уже может лезть в полезный(слышимый сигнал), ниже- звук становится унылым, медленным(но жирно-басовитым) и многие удифилы уходят к 5 гц. Золотой серединой принимают резонанс в 11гц.
Основных параметров, влияющие на резонанс системы, не так уж и много
1. Приведенная(эффективная масса) тонарма (без башки и шелла). Не путать с настоящей массой железной трубки.
2. Масса шелла (обычно 5-8гр, редко больше)
3. Масса самой головки(средние ходовые головы 6-12гр)
4. Комплианс (податливость подвеса иглодержателя). Он измеряется в хитрых единицах, но нам достаточно цифр 10-15(обычные бюджетные головы, типа Унитры, Аудиотехник 91,95, Ортофонов 3,5). Есть, правда, головы с комплиансом и 45...

Что такое эффективная(приведенная) масса тонарма?
эф.масса тонарма характеризует его момент инерции,а мы должны пользоваться полной приведенной к кончику иглы массой.Как её посчитать? - да очень просто :
- имеем трубку тонарма,пусть массой Мтр. и длинной L1.
ситаем её момент инерции J1 = 1/3 х Мтр х L1^2
- имеем противовес ,пусть массой Мпр. и находится эта "сосредоточенная" масса на расстоянии L2 от оси тонарма.
считаем его момент инерции J2 = Мпр. х L2^2
- имеем шелл с головкой с массами Мш. и Мг.,находящиеся на расстоянии от си тонарма равном эф.длинне тонарма Lэф.
считаем их момент инерции J3 = (Мг.+ Мш.) х Lэф.^2

(Последнюю операцию можно и не делать,а тупо прибавить ,в последствии их общий вес к эф.массе тонарма)
Теперь считаем общий момент инерции Jt = J1+J2+J3
Наконец находим ПРИВЕДЕННУЮ МАССУ М = Jt/Lэф^2.
Проделав все эти вычисления с конкретными цифрами,вы легко поймёте ,что именно вносит наибольший вклад в ПРИВЕДЕННУЮ МАССУ и как этим делом можно управлять.Легко показать,что уменьшив вес противовеса,но отодвинув его дальше от оси(приведя к исходному балансу) мы получим физически более лёгкий тонарм,НО ПРИВЕДЕННАЯ МАССА БУДЕТ БОЛЬШЕ!
Теперь зная приведенную массу и значение подвижности кантиливера(комплианс) можем определить резонанс .