|
|||||||||
Темп жизни современного мира оставляет все меньше возможностей для передышки, люди тонут в море информации, они все время не успевают, они все время "в цейтноте". Эта атмосфера технологической гонки оказалась благодатной средой для насаждения быстрых и конвейерно-технологичных изобретений, в стиле американских точек "быстрого питания" или вещей одноразового использования, которые дьявольски незаметно стали подменять и вытеснять истинные ценности. На уровне подсознания насаждается слепая вера в безудержное, беспредельное технотронное развитие, которое, якобы, и есть спаситель человечества. Удобство, компактность и доступность стали символами наступившей эры. Все красивое, помпезное и... бездушное. Голливуд заменяет книги, виртуальная реальность - общение с живой природой и реальными друзьями. Все направлено на формирование среднестатистической личности с очень поверхностными и примитивными суждениями, но жаждущей все новых "фаст-фуд" изделий и услуг. Это отвлекает от действительности и убивает в человеке его внутренний мир и культуру восприятия качества окружающей жизни. Воспитание вкуса - это большая внутренняя работа. Но когда все силы и время уходят на зарабатывание денег и на их трату в отчаянных потугах приобщиться к "клубной жизни" под звуки кислотных ритмов, о какой культуре можно говорить? Народ начинает покупать совершенно безликую аудиотехнику и слушать компрессированную MPEG-музыку через Интернет. Глубокие внутренние переживания, эмоции, благодаря которым человек духовно совершенствуется, при этом невозможны. А между тем, в основе любого созидания лежит искренняя любовь. Музыка требует особой любви. Музыка не является прикладной забавой, это одна из основ духовности цивилизации на Земле. Восприятие музыки представляет собой интеллектуальный процесс, требующий вовлеченности и страсти. |
|||||||||
Носитель сигналов или хранилище духовных ценностей? |
|||||||||
Всего четверть века назад, пожалуй, единственным эффективным способом сохранить звуковую информацию - была аналоговая запись:- магнитная и механическая. Затем мир захлестнула волна цифровых технологий, агрессивно проникающих во все сферы жизни. Несмотря на то, что первые цифровые аудио компакт диски и устройства для их воспроизведения звучали отвратительно, появления стандарта CDDA оказалось очень своевременным, с коммерческой точки зрения. Простота в обращении, небольшие размеры, заявленный динамический диапазон и отсутствие шума в паузах казались невероятными и сразу околдовали массового потребителя, слушавшего музыку всуе. Аналоговые носители стали восприниматься как что-то архаично - неуклюжее и бесполезное... К сожалению, потенциальные преимущества звукового компакт диска сыграли с ним злую шутку. Стремительное коммерческое распространение компакт дисков сначала не потребовало, а потом просто не позволило своевременно избавить стандарт CDDA от детских болезней, в том числе низкой частоты дискретизации, 16-битного квантования, несовершенства алгоритма коррекции ошибок. Однако эйфория цифрового звука оказалась недолговечной... Компакт диски звучат недостаточно эмоционально, порой безжизненно. Производители аппаратуры пытаются улучшить качество воспроизведения компакт дисков, применяя разнообразные схемотехнические ухищрения. Но, пока еще, современный уровень развития цифровых аудиотехнологий не позволяет приблизиться к живому звучанию. Собственно, вообще нет уверенности в том, что даже в будущем удастся полноценно воспроизвести звук в "цифре". В природе любые процессы плавно перетекают друг в друга, пусть даже в течение бесконечно малого промежутка времени. Звук, будучи неотъемлемой частью окружающего нас мира, представляет собой настолько сложную материю, что до сих пор нет досконального математического описания всех процессов, связанных с ним. Возможно, дискретная сущность цифровых технологий так и останется в противоречии с природой. И как бы далеко не зашло развитие цифровых носителей звука, они рискуют навсегда остаться пусть виртуозно сделанным, но протезом музыкального звучания. |
|||||||||
Не удивительно, что сегодня во всем мире резко возрос интерес к аналоговой записи на виниловых дисках. История развития механической звукозаписи насчитывает более 100 лет. За это время она претерпела много изменений, но не потеряла главного и неоспоримого преимущества: способности без потерь донести до слушателя эмоции и индивидуальность артиста. В отличие от неодушевленного цифрового звука, рано или поздно вызывающего утомление даже при прослушивании на очень дорогой аппаратуре, винил позволяет слушателю раствориться в музыке, почувствовать мистическое единство звука и тишины, перенестись в атмосферу прошлого. |
|||||||||
Взгляд ближе |
|||||||||
Когда компакт диски начали массировано завоевывать мировые рынки, потребителям стали тонко воздействовать на подсознание, внушая пренебрежение к "вертушкам" и "винилу". Формировался образ интегрированной в музыкальный центр пластмассовой вертушки с легким штампованным диском, который годился, разве что, в качестве тарелки в придорожной шашлычной. Комплектовались такие "проигрыватели" убогими хлипкими тонармами с одноразовыми легкосъемными (P-mount) головками. Они были "компактны и доступны", но неимоверно корежили звук, что окончательно убеждало потребителя в никчемности грампластинок. Однако все это имело мало общего с настоящими проигрывателями винила. |
|||||||||
Что же представляет собой современная система воспроизведения механической записи? |
|||||||||
Основные составляющие те же, что и в конце 70-х, во времена расцвета винила: стол (turntable), тонарм (tonearm), головка звукоснимателя (cartridge) и собственно сам виниловый диск или LP. Однако при всей кажущейся простоте это точнейшая электромеханическая система. |
|||||||||
Для того чтобы прочувствовать все тонкости этой системы, нам было бы неплохо на время уменьшиться в размерах раз эдак в 200 и посмотреть на виниловую пластинку "в непосредственной близости". Но поскольку это невозможно, придется напрячь свое воображение и аналитические способности и, опираясь на цифры и схемы, приступить к детальному изучению вопроса. |
|||||||||
|
|||||||||
|
|||||||||
Стол |
|||||||||
Неискушенные люди думают, что единственная задача стола - вращение грампластинки. На самом деле стол в такой же степени влияет на получаемый звук, как тонарм и головка звукоснимателя, и их правильный взаимный подбор определяет достигаемый результат. |
|||||||||
Поскольку все компоненты проигрывателя и сама грампластинка механически связаны между собой, любые посторонние вибрации воздействуют на иглу и в результате ухудшают качество звука. Основных источников таких вибраций четыре: акустическая обратная связь, вибрации стен и пола помещения (передающиеся через стойку или подставку), вибрации механических частей самого проигрывателя (двигатель, узел подшипника) и опосредованное воздействие на тонарм рельефа канавки и неровностей грампластинки. Для того чтобы правильно передать колебания от рельефа канавок необходимо свести к минимуму все паразитные вибрации и собственные резонансы стола. |
|||||||||
В настоящее время наиболее распространенной является конструкция с применением мягкого подвеса субшасси (sub-chassis), на котором установлены: узел подшипника (bearing assembly), диск (platter), площадка для тонарма (armboard) и тонарм. |
|||||||||
|
|||||||||
Таким образом, упругая подвеска субшасси обеспечивает практически полную изоляцию чувствительных элементов проигрывателя от внешних вибраций. Кроме этого может применяться дополнительная развязка, как, например, в столе Orbe фирмы J.A.Michell Engineering Ltd. Основание состоит из двух акриловых плит. Верхняя опирается на нижнюю через микроконусы, а опорные стержни не цельные и не проходят сквозь основание стола. |
|||||||||
Подвес может включать дополнительные демпфирующие элементы, гасящие колебания в вертикальной и горизонтальной плоскостях. Это решение применяется в столах С.Е.С., но единого мнения о целесообразности такой схемы нет, так как дополнительные демпферы повышают жесткость подвеса. |
|||||||||
Некоторые производители считают, что мягкий подвес все же не решает проблему полностью, т.к. любые упругие элементы вносят едва заметную дополнительную окраску звучания. В связи с этим существует другой класс столов - без подвески. Основная идея состоит в том, что основание стола имеет большую массу, в несколько десятков килограммов, что и позволяет противостоять вибрациям. Например, в проигрывателе S7 английской фирмы Simon Yorke Designs масса основания порядка 25 кг и вдобавок весь проигрыватель покоится на массивной плите из итальянского сланца. |
|||||||||
Диск |
|||||||||
Помимо иголки звукоснимателя только диск стола является деталью проигрывателя, находящейся в непосредственном контакте с носителем - виниловой пластинкой. Поэтому виброакустические свойства диска оказывают сильное влияние на общий характер звучания системы. Здесь решающую роль играет подбор материала, из которого изготовлен диск, и его механическое взаимодействие с материалом грампластинки. Одним из наиболее удачных считается сложный компаунд, включающий в себя углепластик, винил и акрил. Именно из такого материала изготавливаются диски проигрывателей Michell. |
|||||||||
Для поддержания идеальной равномерности вращения пластинки диск должен обладать большой инерционностью, иными словами выполнять функции маховика. Это достигается увеличением массы диска и распределением ее у внешнего края. Кроме этого важна точность изготовления и балансировки диска. |
|||||||||
Нередко на диск кладется специальный мат из резины или полимера. В зависимости от материала диска это может оказать положительное влияние на характер звука, но при ошибочном подборе может привести к "ватности" звука, потере артикуляции низких частот и размазыванию фронтов звуковой картины. |
|||||||||
Обязательной деталью Hi-End стола является осевой прижим пластинки (clamp). Во-первых прижатая к центру диска пластинка "разглаживается", уменьшаются волнообразные неровности коробленных виниловых дисков. Во-вторых, пластинка становится как бы единым целым с диском проигрывателя, что исключает ее собственные колебания.
|
|||||||||
Прижимы бывают трех основных видов: |
|||||||||
а) "пассивный" тяжелый прижим, который просто кладется сверху на диск, центровка обеспечивается вхождением направляющего шпинделя диска в отверстие в прижиме; |
|||||||||
б) универсальный прижим с цанговым зажимом, который можно использовать на любом проигрывателе при условии достаточной высоты шпинделя диска; |
|||||||||
в) прижим, накручиваемый на резьбовую часть направляющего шпинделя. |
|||||||||
Подшипник диска |
|||||||||
|
|||||||||
|
|||||||||
Привод диска |
|||||||||
Привод диска призван сообщить грампластинке, лежащей на диске, вращение с определенной частотой, не создавая при этом механических и акустических помех. В рамках этой статьи мы не будем рассматривать роликовый и прямой привод, которые используются в массовых бытовых проигрывателях. Обе эти схемы обладают высоким уровнем вибраций, а прямой привод вдобавок ко всему уверенно обеспечивает значительные электромагнитные наводки на головку звукоснимателя. Все это несовместимо с высококачественным воспроизведением. |
|||||||||
Во всех проигрывателях класса Hi-End используется пассиковый привод диска (belt drive), т.к. он прекрасно изолирует диск от вибраций мотора. Чаще всего применяются резиновые пассики круглого сечения. Но встречаются и более экзотические решения в виде шелковых нитей или тонких стальных тросиков. При достаточной массе диска эластичность такой передачи не оказывает влияния на равномерность вращения (детонацию). Чтобы погасить вибрации от двигателя, он устанавливается на мягком подвесе внутри массивного металлического корпуса, который часто располагается отдельно от проигрывателя. |
|||||||||
|
|||||||||
ТОНАРМ |
|||||||||
Основная задача тонарма - перемещать иглу звукоснимателя по проигрываемой пластинке вдоль ее радиуса или с минимальным отклонением от него. Кроме этого он должен отвечать совершенно противоположным требованиям, а именно не влиять на полезные колебания иглы (быть совершенно инертным) и одновременно мгновенно реагировать на кривизну поверхности пластинки (обладая в идеале нулевой инерцией), обеспечивая нечувствительность подвижной системы звукоснимателя к паразитным внешним воздействиям. При этом тонарм должен обеспечивать поддержание надежного и симметричного контакта иглы с обеими стенками канавки. Основными элементами тонарма являются: трубка тонарма (armtube), поворотный узел (bearing), противовес (counterweight), компенсатор скатывающей силы (anti-skating) и площадка для крепления головки звукоснимателя (head shell). |
|||||||||
Угловые искажения |
|||||||||
Как известно резец рекордера при записи перемещается по прямой линии вдоль радиуса записываемого диска; классический же тонарм представляет собой поворотную конструкцию (pivoted tonearm), где игла перемещается по дуге с радиусом, равным расстоянию между поворотной осью тонарма и кончиком иглы. Поэтому между направлением колебаний иглы и радиусом, вдоль которого колеблется резец при поперечной записи, образуется некоторый угол, называемый горизонтальным углом погрешности (tracking error). |
|||||||||
С точки зрения отсутствия угловых ошибок при проигрывании, наилучшим решением является прямой тангенциальный тонарм. Однако устройство сервосистемы его движения очень сложно и такой тонарм не инертен по отношению к звукоснимателю, т.к. механизм его движения отслеживает изменение усилия бокового воздействия канавки на иглу, в результате чего подвижная система головки испытывает циклически повторяющееся переменное боковое воздействие. Вдобавок, сервосистема является источником (причем непосредственно связанным с тонармом) дополнительных вибраций. Была разработана конструкция с применением так называемого воздушного подшипника. В зазор между направляющей штангой тонарма и его опорной втулкой подается воздух под давлением, что обеспечивает отсутствие трения. Это позволило обойтись без сервостстемы поскольку усилия давления канавки на иглу достаточно для перемещения тонарма. Правда сама пневмосистема очень сложная, дорогая и требует размещения компрессора вдали от проигрывателя. |
|||||||||
Проигрыватель Garrard Z2000 с сочлененным тонармом. |
|||||||||
|
|||||||||
В связи с этим основным типом тонарма, используемым сегодня, все же остается поворотный тонарм, тем более что, будучи грамотно сконструированным и установленным, он обеспечивает минимальные угловые искажения, практически не ухудшающие качество воспроизведения. |
|||||||||
Достигается это, во-первых, расположением головки под некоторым углом к продольной оси тонарма (offset angle), а во-вторых, увеличением расстояния от оси поворота тонарма до острия иголки по отношению к расстоянию от центра поворота тонарма до центра диска. Таким образом, обеспечивается заход иглы за шпиндель диска (overhang). |
|||||||||
|
|||||||||
Эффективная масса тонарма |
|||||||||
Из школьного курса физики известно, что любое тело обладает инерцией, т.е. свойством сохранять состояние покоя или равномерного прямолинейного движения. Если же приложить к такому физическому телу внешнее усилие, то оно будет сопротивляться изменению своего состояния, причем тем сильнее, чем больше его масса. Если же речь идет о вращающемся объекте это называется моментом инерции и в таком случае влияние оказывает не только масса объекта, но и характер расположения этой массы относительно точки вращения. Применительно к тонарму это означает, что любые его части расположенные дальше от оси поворота значительно сильнее увеличивают момент инерции тонарма, чем детали, расположенные близко к оси поворота (например, противовес). Иными словами для снижения момента инерции тяжелые части тонарма должны располагаться как можно ближе к его оси поворота. |
|||||||||
Эффективная масса (effective mass) тонарма характеризует момент инерции тонарма и отражает сумму масс всех подвижных частей тонарма с учетом их расположения относительно оси вращения. Поэтому важно не путать эффективную массу тонарма с его общей массой |
|||||||||
Тонарм с головкой звукоснимателя и ее подвижная система образуют вместе механическую колебательную систему с определенным резонансом. С одной стороны, на нее воздействуют сверхнизкочастотные источники колебаний, такие как эксцентриситет и коробление пластинки, вибрации подшипника диска, колебания пола и стен и т.п. Частота этих воздействий лежит в области ниже 7-8 Гц. С другой стороны канавка пластинки через иглу "пытается раскачать" тонарм со звуковой частотой от 20 Гц и выше. |
|||||||||
|
|||||||||
В ином случае при толчках и под воздействием сил, вызванных короблением и биениями пластинки, тонарм не будет успевать следовать в такт за инфранизкими колебаниями подвижной системы, в результате контакт иглы со стенками канавки будет ненадежным, а в тракт усиления попадут сгенерированные инфранизкочастотные помехи. |
|||||||||
Виброрезонансные свойства |
|||||||||
Конечным результатом любых взаимных колебаний иглы звукоснимателя и тонарма с закрепленной на нем головкой является электрический сигнал, который попадает на вход усилителя. Если кроме колебаний иглы, вызванных огибанием рельефа канавки пластинки, присутствуют любые другие, даже ничтожно малые вибрации, в выходной сигнал подмешиваются помехи и искажения, что приводит к значительной деградации звука. |
|||||||||
Масса тонарма и его жесткость при работе на изгиб и кручение определяют уровень собственных резонансных колебаний. Виброгасящие (демпфирующие) свойства тонарма влияют на скорость затухания возникших резонансных колебаний. |
|||||||||
|
|||||||||
|
|||||||||
Переменное сечение обеспечивает отсутствие стоячих волн и оптимизацию эффективной массы тонарма. Магниевый сплав сам по себе обладает хорошими демпфирующими свойствами, однако для достижения максимальной акустической нейтральности трубка тонарма изнутри покрыта слоем пористого материала, пропитанного вязким полимером. |
|||||||||
Поворотная система тонарма |
|||||||||
Поворот тонарма в горизонтальной и вертикальной плоскости должен происходить свободно, с минимальным трением. С этой целью в высококачественных тонармах применяются прецизионные шариковые подшипники большого диаметра. Cила трения в них весьма мала и составляет 0,5-1% прижимной силы звукоснимателя. |
|||||||||
|
|||||||||
Такое изящное инженерное решение имеет очевидные плюсы, но требует для своей реализации высокотехнологичное оборудование, а также предъявляет повышенные требования к сбалансированности конструкции тонарма в целом. |
|||||||||
Баланс тонарма |
|||||||||
Для симметричного и надежного контакта иголки со стенками канавки тонарм должен быть статически и динамически сбалансирован. |
|||||||||
|
|||||||||
|
|||||||||
|
|||||||||
|
|||||||||
|
|||||||||
Москва, 1999 г. |
|||||||||
|