Система тонарм-звукосниматель
 

Некоторые рекомендации о том, как заменить в проигрывателе головку звукоснимателя и не наломать дров. Часть этих рекомендаций уже была в виде отдельных комментариев, но лучше когда всё в куче в одном месте.

Если требуется просто поменять звукосниматель без лишних заморочек, например, оживить старый проигрыватель, то нужно подобрать новую головку соответствующую по основным характеристикам старой. Это геометрические размеры: расстояние по вертикали от кончика иглы до верхней площадки и расстояние по горизонтали от кончика иглы до крепежных отверстий.

Вложение 414765

Масса новой головки должна отличаться не более чем на 0.5 гр. от старой. Комплианс (гибкость подвеса кантилевера) новой головки не должен отличаться от старой. Ну и прижимная сила с антискейтингом также должны поддерживаться регулировками тонарма.

Если геометрические отличия можно побороть разными ухищрениями (подкладки под головку, изменение высоты установки тонарма, сдвиг головки по креплению вперед/назад), то отличия по массе и комплиансу потребуют серьезной перенастойки балансировки тонарма, а при сильном отличии это может быть невозможно в принципе.

Если подходящая головка найдена, она ставится в тонарм с соблюдением простейших принципов

Вложение 414766

Далее скачивается в интернете или рисуется в графическом редакторе шаблон для настойки головки по азимуту и оверхенгу (Overhang – «свес» - заход иглы далее точки центра шпинделя диска) для данного типа проигрывателя, и по этому шаблону производится окончательная настройка положения головки звукоснимателя по азимуту и свесу.

Ну и не забываем, что нагрузочные характеристики новой и старой головок тоже должны совпадать. Если нагрузка по активному сопротивлению практически для всех головок составляет 47 кОм, то нагрузочная емкость может сильно отличаться. В этом случае следует скорректировать параллельную входу емкость в фонокорректоре или проигрывателе.

Например в Веге-122 под тонармом, в месте подключения выходного кабеля, установлены емкости 270 пкФ. Нагрузочная емкость головок Unitra Mf составляет 300-500 пкФ. Если у новой головки нагрузочная емкость составляет 200 пкФ, то емкости в проигрывателе нужно либо совсем убрать, либо поставить 51-100 пкФ.

Если хочется поставить какую-то другую головку, отличающуюся по параметрам от родной, то наступает следующая стадия, требующая более серьезного подхода.

Тонарм имеет массу. Кантилевер (трубка/штырь на которой закреплена игла) удерживается пружинящим подвесом (гибкость/жесткость этого подвеса и есть комплианс). Масса с пружинкой создают резонансную систему. Резонанс этой системы должен находиться в диапазоне 8-13 Гц. Если он будет ниже, проигрыватель начнет ловить дрожь здания, шаги, игла будет плохо следовать за канавкой записи. Если резонанс выше, возможно самовозбуждение на низких частотах из-за акустической связи между динамиком АС и поверхностью пластинки. Что –то типа свиста с микрофоном, только на низких частотах.

Тут нужно отметить, что комлианс (дублирующие названия: гибкость подвеса кантилевера, гибкость подвижной системы) определяет условное отношение головки к классу по массе. Именно не масса головки, а комплианс. Связано это с тем, что в классификации головок по массе определяющим является масса всего тонарма. Если подвеска кантилевера мягкая, то для сохранения резонансной частоты масса тонарма должна быть небольшой, то есть считается что тонарм и головка легкие. По мере уменьшения мягкости подвеса тонарм тяжелеет. Хотя данная классификация придумана винилофилами и имеет весьма условный характер, тем не менее понятие о ней следует иметь. Принято, что головки с комплиансом до 10 мкм/мН считаются тяжелыми, от 12 до 20 мкм/мН – средней массы, более 20 мкм/мН – тяжелые. Тонармы с эффективной массой до 11 гр – легкие, от 11 до 25 гр. – средней массы, более 25 гр. – тяжелые.

Еще одно пояснение. Эффективная масса тонарма хоть и называется массой и измеряется в граммах, но на самом деле это момент инерции тонарма приведенный к кончику иглы звукоснимателя. Также нужно знать, что эффективная масса тонарма не отделима от конкретной головки звукоснимателя. Без конкретной головки значение эффективной массы фикция. Хотя иногда некоторые производители и указывают значение эффективной массы тонарма, но делается это для того, чтобы потребитель знал, на работу с какими головками ориентирован этот тонарм.

Конечно, никто не отрубит руки если легкую головку поставить на тяжелый тонарм или наоборот. И оно даже будет издавать звук. Но если хочется получить максимум качества и стабильности системы (без вылета головки из дорожки), то тонарм должен быть согласован с головкой звукоснимателя.

Точно частоту резонанса тонарма можно определить только используя измерительную пластинку. Но так как она имеется очень далеко не у всех, то на помощь приходит расчетный путь. Хоть расчетный результат не слишком точен, но это лучше чем ничего и поставленной задачи добиться позволяет.

Для определения эффективной массы тонарм следует разобрать, точнее снять его качающуюся часть. Снять противовес и шелл (головкодержатель). Измерить длину трубки (Lтр) от вертикальной оси до дальнего кончика . Измерять следует именно от оси, хотя трубка может быть закреплена так, что не доходит до оси или заходит за неё. И расстояние измеряется по прямой, даже если трубка изогнутая. После этого трубка снимается и взвешивается. Также взвешиваются противовес, головка, крепления головки и шелл. Положив противовес на пару спичек/зубочисток, определяется его центр масс. Головка, крепления головки и шелл можно взвешивать в сборе, то тоже с определением общего центра масс. Остальные детали тонарма взвешивать не надо, так как они находятся близко к вертикальной оси и их влияние незначительно.

Далее тонарм собирается, уравновешивается, выставляется прижимная сила и измеряются расстояния от центра вертикальной оси до центра масс противовеса (Lпр) и центра масс головка+больты+шелл (Lшелл). Также можно измерить расстояние от вертикальной оси до кончика иглы, хотя это эффективная длина тонарма (Lэф) и должна быть известна заранее.

Вычисляем момент инерции притивововеса: Jпр = Мпр * (Lпр)* (Lпр)
Вычисляем момент инерции головка+больты+шелл: Jшелл = Мшелл*(Lшелл)* (Lшелл)
Вычисляем момент инерции трубки: Jтр = Мтр*(Lтр)*(Lтр) /3
И определяем эффективную массу тонарма: Мтонарма = (Jпр + Jшелл + Jтр)/(Lэф* Lэф)

Рассмотрим на конкретном примере тонарма Вега-122-ЭП с головкой MF-105 и эффективной длиной тонарма 230 мм. Все расстояния при расчетах следует брать в метрах.

Трубка длиной 181мм и массой 7.85гр.
Противовес на расстоянии до центра масс 36мм и массой 77.94гр
Головка+больты+шелл на расстоянии до центра масс 210мм и общей массой 11.36гр.

Jтр = 7.85х0.181х0.181/3 = 0.0857
Jпр = 77.94х0.036х0.036 = 0.101
Jшелл = 11.36х0.21х0.21 = 0.5
Мтонарма = (0.0857+0.101+0.5)/(0.23х0.23) = 12.98 гр

Как видим, по массе тонарм относится к средним, недалеко от легких. Также обращаю внимание, что шелл в сборе массой 11гр вносит в эффективную массу тонарма в 5 раз больший вклад, чем противовес массой 77гр. То есть чем дальше от вертикальной оси тонарма находится груз, тем большее влияние на эффективную массу он оказывает. Поэтому и не имеет смысла измерять детали расположенные вблизи вертикальной оси, так как их влияние на конечный результат совсем незначителен.

Данных по комплиансу МФ105 у меня нет, но у аналогов от Tenorel он 25 мкм/мН. Далее смотрим график и определяем, что резонансная частота тонарма составляет около 9Гц, что в общем не плохо.

Вложение 414827

Хоть здесь и далее в качестве примеров будет приводиться проигрыватель Вега-122, но никому его не советую, так как это недоразумение, а не проигрыватель. Просто он оказался у меня под рукой для экспериментов.

В приведенном графике оптимальной резонансной частотой считается 10Гц. Но некоторые считают что более оптимально будет 11Гц. Поэтому вполне допустимо расширение графика до 13Гц. Предельным диапазоном считается 5-16 Гц.

И другой вариант графика.

Вложение 414828


Эффективную массу тонарма достаточно просчитать один раз. Дело в том, что практически вся масса головки звукоснимателя целиком уходит в эффективную массу тонарма. Поэтому подбирая новую головку, нужно посмотреть её массу и скорректировать значение эффективной массы тонарма на разницу масс головок.

Например, звукосниматель Ortofon OM5E имеет массу 5 гр., то есть на 2 гр. меньше МФ105. Значит при установке в Вегу-122 звукоснимателя Ortofon OM5E эффективная масса тонарма также уменьшится на 2 гр. и станет равна 11 гр. Комплианс (динамическая податливость) у Ortofon OM5E составляет 20 мкм/мН. Определяем по графикам, что при замене МФ105 на Ortofon OM5E резонансная частота тонарма станет около 10.5 Гц, что даже лучше чем со штатной головкой.

А вот звукосниматель Ortofon OM Arkiv при массе 5 гр. имеет комплианс всего 9 мкм/мН. Значит при установки его в Вегу-122 эффективная масса тонарма станет равна 11 гр, а резонансная частота тонарма станет 16 Гц, что не очень хорошо. Поэтому звукосниматель Ortofon OM Arkiv лучше в Веге-122 не использовать.

Замена штатной головки на головку с другой массой обычно приводит к вертикальной (поперечной) разбалансировки тонарма. Центр тяжести качающейся части тонарма должен находиться на линии проходящей от кончика иглы через вертикальную ось.

Вложение 414829

Если центр тяжести качающейся части тонарма находится в стороне от этой оси, то помимо неравной нагрузки на подшипники горизонтальной оси, при вертикальном перемещении головки (например на коробленой пластинке) возникает крутящий момент приводящий к возникновению бокового усилия воздействующего на иглу. Что приводит к дополнительным искажениям сигнала.

Не все проигрыватели имеют регулировку вертикальной (поперечной) балансировки тонарма.

Вложение 414830

Возможно производитель проигрывателя при разработке тонарма произвел его вертикальную балансировку, но под конкретную головку идущую в комплекте. В этом случае на замену следует подбирать головку с такими же как у штатной комплиансом и прижимной силой. Масса новой головки можеть быть меньше штатной, но доведена до нужной массы с помщью дополнительного груза из немагнитного материала. Грузик может быть закреплен над шеллом с помощью пластилина. Звук в этом случае даже улучшится, так как грузик на пластилине будет демпфировать колебания звукоснимателя.

Вертикальная балансировка тонарма может осуществляться различными способами. В одних случаях это дополнительный грузик в районе противовеса или вертикальной оси. В проигрывателе Вега-122 вертикальная балансировка осуществляется боковым смещением противовеса.

Если посмотреть рекомендации производителей проигрывателей по настойке вертикальной балансировки, то там советуют уравновесить тонарм до свободного качения и приподнять заднюю часть проигрывателя. Если головка при этом сместится в горизонтальной плоскости, то тонарм не сбалансирован. Лично у меня подобным образом ничего не получилось.

Для вертикальной балансировки тонарма Веги-122 была снята качающаяся часть и подвешена за выходящие провода, выходят они как раз из отверстия напротив вертикальной оси.

Вложение 414832

Далее, смещая противовес вбок, настраивалось отсутствие бокового заваливания. Несмотря на примитивность способа, он оказался работающим. С родной головкой МФ105 балансировка совпала с заводскими метками. А ГЗМ-155, которая на 2гр. легче, показала смещение противовеса от заводских меток МФ105.


Вложение 414833

В заключение остается добавить, что установка прижимной силы головки по меткам противовеса не слишком точна. А установка головки с другой массой еще более снижает точность этого метода. Поэтому настройку прижимной силы лучше осуществлять по электронным весам с разрешающей способностью 0.01 гр..

Настройка головки по азимуту и оверхенгу делается по шаблонам, которых полно в сети для разных проигрывателей. Можно было бы рассмотреть вопрос самостоятельного построения шаблонов, но этот вопрос заслуживает отдельной темы.

А у меня получился финт с подниманием задней части вертушки. До 5см,может чуть больше примерно держит на месте, потом уже ползет к середине диска. Вот сегодня только закончил установку. Обзор у вас получился довольно подробный, но некоторые фишки по ловле углов можно подробнее расписать. Не зная как это делать, в жизни бы не выставил головку. Ну это так, замечания дилетанта. Меня, в смысле.вот финта с поднятием не знал, спасибо

И наверное придется все-таки приклеить на шелл дробину мелкую.после всех обтачиваний, головка значительно полегчала. Хотя по мануалу вертухи, от 4 до 14 грамм головка может быть. Довольно широкие ворота

Зачем , ты же прижим будешь ставить по паспорту головки , разве регулировки противовеса не хватает .

Не.не хватает. Тут не в этом дело.головка явно легковата для тонарма.видать получилась на самом нижнем допустимом пределе.или около того.явный признак этого,по шелу видно что он чуть гуляет из стороны в сторону.дробина будет в качестве стабилизатора. Вообще эта голова, даже в оригинальном состоянии не очень подходит для тяжелых тонармов.у меня он конечно далеко не самый тяжелый, но и не из легких. Больше она подходит на вторую вертуху, на тонарм ТR-24, но просто хочу пока здесь ее использовать. Там МI стоит.

Это говорит о том, что настройками тонарма можно сбалансировать головки в указанном диапазоне масс. Но это вовсе не значит, что туда можно ставить любую головку из указанного диапазона масс, не считаясь с её другими характеристиками. Поймите, главное, это подобрать такую головку, чтобы резонансная частота тонарма лежала в диапазоне 8-13 Гц. А резонансная частота тонарма от комплианса головки может зависеть даже больше чем от её массы.