Тонарм с головкой звукоснимателя это одновременно механическая, акустическая и электрическая система. Набор параметров определяет то, какими будут характеристики тонарма. А значит и звук будет зависеть от этого множества параметров и составляющих.
Основные параметры, или составляющие звука тонарма:
1. Эффективная длина
2. Эффективная масса
3. Момент инерции
4. Акустическое демпфирование трубки тонарма
5. Сопротивление внутренней проводки
Рассмотрим эти параметры подробнее.
1. Эффективная длина — в случае тонармов Reed она может варьироваться от 9 до 12 дюймов.
2. Эффективная масса
Это очень существенный параметр для подбора головки звукоснимателя и ее согласования с тонармом. Суть в том, что собственная резонансная частота должна быть в диапазоне 8-12 Гц, иначе рассогласование будет влиять на звук. Рассчитать резонансную частоту тонарма можно по формуле:
где:
frez — собственная резонансная частота тонарма
mef — эффективная масса
mc — вес головки звукоснимателя
ms — вес крепежа — винтов, гает, проставок
c — податливость иглодержателя головки звукоснимателя
Эффективная масса тонармов Reed в зависимости от модели и комплектации варьируется от 10 до 22 грамм, а это указывает на то, что тонармы совместимы с большинством моделей головок звукоснимателя.
3. Момент инерции
Момент инерции тонарма It складывается из двух составляющих, момента инерции головки звукоснимателя Ic и момента инерции противовеса Iw. (It)=(Ic)+(Iw)
Обычно момент инерции противовеса как минимум в 10 раз меньше момента инерции головки звукоснимателя, то в расчетах этим значением можно пренебречь.
Момент инерции головки звукоснимателя может быть рассчитан по следующей формуле:
(Ic)=(mc+(mef /2))*lef 2
где
mc — вес головки звукоснимателя
mef — эффективная масса тонарма
lef — эффективная длина тонарма
Наилучшие результаты получаются тогда, когда Ic менее 20000 г*см2.
В тех случаях, когда пластинка идеально-ровная момент инерции не имеет особого значения, но если есть искривления, нарушения геометрии то на скорости при воспроизведении даже небольшие отклонения в 0,5 мм на какое то время изменяют параметры работы тонарма, так как по сути правильные настройки оказываются несоответствующими действительности.
4. Акустическое демпфирование трубки тонарма
Во время воспроизведения пластинки головка звукоснимателя происходит не только точное преобразование снятого рельефа дорожки в электрический сигнал, но так же возникают колебания частей головки. Эти колебания могут передаваться по конструкции тонарма, переотражаться и возвращаться к головке, так же к ним могут прибавляться внешние акустические воздействия на трубку тонарма.
Избавится от этих явлений можно двумя способами. Первый — увести все в одну сторону, на корпус проигрывателя, на стойку и дальше. В случае с вибрациями диска проигрывателя хорошо известна тенденция увеличения массы диска, корпуса. Но с трубкой тонарма поступить подобным образом сложно, к тому же она неплохо изолирована от остальной конструкции поворотным узлом.
Второй способ — подбор конструкции и материала трубки тонарма. В случае с тонармами Reed мы подобрали такую форму и такие материалы, которые экспоненциально гасят колебания и не дают им распространяться. Выбранные сорта дерева хорошо подошли для этих задач, что было подтверждено измерениями.
5. Сопротивление внутренней проводки
Это важный показатель, особенно в случае использования низковыходных MC-головок. Трансформатор или фонокорректор подстраивается обычно под параметры головки, а параметры проводки при этом не учитываются, соответственно ее влияние должно быть минимальным. Мы используем кабели Stereo-Lux Musikanlagen и монтируем их без дополнительных точек спайки.
Настройка высоты (VTA) на лету — в чем смысл?
Тонарм Reed 3P, так же как и его предшественник P2, оснащен дополнительной быстрой регулировкой высоты. Конечно, тонарм можно настроить при помощи основной регулировки (по сути в конструкции предусмотрено две параллельные системы регулировки), так зачем же нужна вторая «версия» настройки? Основная идея в том, что в большинстве случаев наиболее точно и ощутимо мы слышим разницу тогда, когда настройка меняется быстро. Если прошло какое то время — сложно формализовать и описать различия и охарактеризовать изменения. Второй момент — тонкая подстройка на слух возможно окажется лучшей в том случае, когда формальные параметры будут немного отличаться от идеальных математических. Результат может сильно зависеть от модели головки. И конечно еще стоит помнить, что разные пластинки имеют разную толщину, и в идеальных условиях это тоже стоит принимать во внимание.
Так же две дублирующие системы регулировки высоты имеют разную чувствительность, на один оборот регулирующей ручки мы получаем разные значения отклонения в градусах, что позволяет использовать обе регулировки в чисто практических целях, так, что они не противоречат, а взаимодополняют друг друга.
Материал для трубки тонарма
Есть самые разные мнения и взгляды на то, какой материал является оптимальным для изготовления трубки тонарма. Это может быть металл, углеволокно, или дерево, как в случае с тонармами Reed. Прежде чем выбрать дерево, и не только дерево, а определенные сорта древесины, мы провели серию исследований, чтобы иметь научное подтверждение своего выбора. В пересказе этот материал может помочь и вам понять, как различные материалы влияют на звук.
Рис. 1 показывает, почему звучание зависит от материала трубки тонарма (а качество звучания проигрывателя в целом от материала мата).
Рис. 1. Акустические вибрации распространяется через звуковую систему
Если рассмотреть проигрыватель виниловых пластинок как систему, то становится ясно, что в любом, даже самом идеальном проигрывателе происходит некая циркуляция резонансных эффектов от работы мотора и подшипника. И трубка тонарма непосредственно участвует в распространении этих резонансных колебаний. Или не участвует. Точнее, участвует всегда, но как и в какой степени, вот в чем вопрос. Точно так же в эти процессы вовлечены стол проигрывателя, диск и даже
мат, расположенный между диском и пластинкой.
Для исследования различных материалов нам пришлось построить специальный тестовый стенд, позволивший измерить происходящие при участии трубки тонарм процессы.
Рис. 2. Схема устройста для тестирования материала трубок тонармов
Мы протестировали следующие материалы:
Western redcedar,
Ebony Macassar,
Cocobolo,
Pernambucco,
Pao Ferro,
Panzerholtz (Tankwood)
Zirocote
Wenge.
Для чистоты эксперимента в тестируемую группу были добавлены трубки из алюминия и углеволокна
Результаты измерений можно увидеть на графиках, по ним очевидно видно, что демпфирующие свойства одних сортов дерева близки к идеальным (Teak, Wenge и Zirocote), они не имеют ярко выраженной резонансной частоты, другие же несколько хуже. Позже тестовые прослушивания прототипов полностью подтвердили результаты, полученные при помощи измерений.
Тонармы с трубками из Redcedar and Pernambucco обладают очень открытым, воздушным и глубоким звучанием. В то же время, практически идеальный Panzerholz получил довольно разные оценки аудиофилов.