Wprowadzenie

od Jurka:

24. Geometria

„Zdarzenie błahe na pozór, niewarte aż poematu” - pisał Julian Tuwim w jednym ze swoich wierszy.

Tak i teraz nic się wielkiego nie stało - „Polacy, nic się nie stało!” - po prostu prezes Klubu (d.s. organizacyjnych) wymontował swoją gramofonową wkładkę.

Wszystko ma swoją przyczynę - i swoje następstwa.

Przyczyną było, że Audio-Technica brzmiała Krzyśkowi za jasno.

Ponieważ jednak ustawił mu ją niegdyś Waldek „Wally” Malewicz, naszła mnie refleksja. 

Że choć pewnie na świecie sporo jeszcze wkładek osobiście przez „guru winylu” zamontowanych, to jednak w naszym środowisku ta była przedostatnia (została tylko jedna w Szwecji, u najznakomitszego audiofila gdańsko-upsalskiego, Adama Słyka). 

Skoro zaś wszystko ulotne, to zapewne będzie podobnie z pamięcią we mnie o pewnym impulsie nadeszłym od Waldka, niedługo przedtem, zanim go zabrakło. Zasiadam więc zrelacjonować to niezwłocznie - aczkolwiek burząc raz jeszcze zaplanowaną wpisów kolejność…

Za to w obrębie niniejszego, niezaplanowanego, zaczynam w porządku przyzwoitym, od samiutkiego początku: 

Rowek z muzyczną informacją jest nacięty na płycie winylowej spiralnie!

Poprawności wklejenia igły w gramofonowej wkładce nie jesteśmy w stanie ocenić bez użycia mikroskopu (mało istotne w przypadku kształtu sferycznego, czyli stożkowego, ale bardziej -  przy eliptycznym albo szlifach jeszcze wymyślniejszych) - i tak zresztą korekta nie jest możliwa. Pozostaje nam więc orientować się na pozycję owego pręcika, drążka (?), na którego to przytwierdzona jest końcu. Jak zwał, tak zwał, proponuję „kantilewer”, po prostu spolszczając pisownię jego powszechnie używanej angielskiej nazwy (cantilever).

I teraz najważniejsze: dla zminimalizowania zniekształceń przy odtwarzaniu płyty (TED, tracking-error distortion) jest pożądanym, aby w punkcie odczytu rowka przez igłę pozycja kantilewera pokrywała się w możliwie największym stopniu ze styczną wobec spirali - a więc była względem promienia płyty w miarę możliwości prostopadła…

Tutaj dygresja, iż idealna byłaby po prostu prostopadłość - i to w punkcie każdym. 

Zapewnia to ramię gramofonowe tzw. tangentalne, prowadzące igłę ku środkowi płyty wzdłuż jej promienia. Konstrukcja ta ma jednak inherentne wady. 

W przeciwieństwie do ramion piwotowych - jak większość przez nas posiadanych - nie występuje tutaj siła pchająca główkę ramienia do wewnątrz. I wprawdzie o tyle to dobrze, że nie ma konieczności przeciwdziałania (anitscating) - ze wszystkimi związanymi z tym kłopotami. Potrzebne jest jednak inne źródło energii zapewniającej podążanie igły torem rowka. Może wymuszać to jego ruch - i z tego założenia wychodzą niektórzy producenci. Wymaga to jednak luźnego zamocowania części ruchomych ramienia, co jest dla dynamiki i czystości brzmienia kontrproduktywne. Inni zaś stosują różnego rodzaju dodatkowe mechanizmy napędzające. Te jednak ograniczają swobodę igły w śledzeniu przebiegu rowka i odzwierciedlaniu jego modulacji - co pomniejsza naturalność muzycznego przekazu. 

Inna jeszcze wada ramion tangentalnych to brak możliwości mechanicznie neutralnego przytwierdzenia przewodów odprowadzających sygnał; naprężenie ich jest funkcją położenia główki ramienia, w zależności od niego ciągną lub popchają… 

Dygresja zaś w ramach dygresji - że efekt naprężenia występuje także w ramionach piwotowych. W postaci zróżnicowania stopnia skrętu wewnętrznego okablowania przy zmieniającym się położeniu ramienia ponad płytą. Skala tego oddziaływania jest jednak mniejsza - w dalszej  zaś przyszłości opiszę, w jaki sposób zminimalizować je nawet bardziej. 

Wracając zaś do ramion tangentalnych, pomimo tych wad są wśród nich konstrukcje wysokiej jakości. Zaś przyzwoitej - nawet na poziomie kompromisowym; przykładowo jestem usatysfakcjonowany brzmieniem wyposażonego w takowe jednego z moich gramofonów do odtwarzań niereferencyjnych, Revoxa B 795… 

Ponieważ zaś nie będzie mu dedykowany wpis osobny, to przynajmniej wskazówka dla ewentualnych użytkowników - w przypadku konieczności wymiany wkładki. Specyficzne wymogi w zakresie masy i podatności sugerują konstrukcje z lat dawnych (rekomendacje w dostępnej w internecie literaturze producenta), w handlu już jednak nieosiągalne. Po analizie więc - na moją prośbę - specyfikacji modeli współczesnych, Waldek rekomendował jako również pasującą Shure M97xe. Osobiście wolę jednak stare wino i poszukiwałem oryginalnej wkładki „Revox” (w istocie AKG P20MDR). Bezskutecznie. Ale zdobyta równie leciwa Goldring G900IGC jest więcej niż dobra. Aczkolwiek wyskakuje z rowka płyty Telarca przy wystrzale armatnim  w Czajkowskiego „1812” - ale to chyba nie ona jedna…

Przechodząc już teraz definitywnie do ramion piwotowych, zacznijmy od konstatacji, iż kantilewer zamocowanej w nich wkładki - zakreślającej po powierzchni płyty łuk - może być prostopadły do promienia tylko w dwóch miejscach kontaktu igły z rowkiem. Tzw. punktach zerowych: zewnętrznym i wewnętrznym; w nich to TED jest nieistniejący.   

Zależnie jednak od ustawienia wkładki, mogą to być pary punktów różnorodne. 

Przy każdej zaś z nich odmienne będą wielkości zniekształceń w pozostałych miejscach odczytu - pomiędzy tymi punktami oraz od nich na zewnątrz: około początku spirali i w pobliżu jej końcu; zarazem odmienna będzie ich maksymalna wielkość w całkowitym przebiegu odtwarzania. 

Skomplikowane obliczenia muszą uwzględniać wszelkie parametry geometryczne, jak również prędkość poruszania się igły w w konkretnych miejscach rowka (ściślej: prędkość obracającego się rowka względem będącej w spoczynku igły). Na szczęście policzyli za nas inni, a także zaproponowali przebiegi igły ich zdaniem optymalne. W rezultacie do naszej dyspozycji i naszego wyboru stoją - ochrzczone ich nazwiskami - gotowe wynikowe krzywe.

Loefgren/Baerwald (pierwszy z nich zaprojektował przebieg, drugi uściślił jego wyliczenia), Loefgren zmodyfikowany, Stevenson oraz - to już nie od nazwiska - UNI DIN; w rezultacie zaś kombinacji ich wartości powstały także rozmaite krzywe zniekształceń hybrydowe przeróżnych producentów ramion gramofonowych oraz redakcji hifi-owskich czasopism…

Rozważania i opinie dostępne są w sieci, kontrowersyjne, tak więc wartość tego wpisu - jeżeli jakakolwiek - niech zasadza się na poradach. Za najbardziej kompleksowy i kompetentny uznaję artykuł w angielskim „Hi-Fi News&RR” z lipca 1981 roku - autor Peter Heidenstroem - i stamtąd przyjąłem niegdyś dla ustawienia wkładki następujące wartości punktów zerowych: 70,2 mm dla wewnętrznego i 123,4 dla zewnętrznego. Przy pewnym jednak założeniu…

Rodzaj bowiem krzywej zniekształceń determinuje jej kształt - a w konsekwencji konkretne wartości - tylko zgrubnie. Korekty zaś szczegółowe wprowadza stopień jej rozciągnięcia w kierunku środka.

To zaś z kolei zdeterminowane jest  odległością pomiędzy środkiem płyty i końcem nacięcia. Określamy ją jako „rowek wewnętrzny”; 

w materiałach anglojęzycznych inner groove, Ri - i jest to dla naszych rozważań parametr bardzo istotny.

W przeciwieństwie do lokalizacji rowka zewnętrznego, wprowadzającego. Przyjęty w 1955 roku przez IEC (International Electrotechnical Commission) standardowy odstęp od środka (outer groove, Ro) wynosi dla dwunastocalowej płyty 146,304 mm; czy jednak będzie w praktyce przesunięty o milimetr w jakąkolwiek stronę, nie wpływa na zniekształcenia wydatnie. 

Co innego natomiast odległość rowka wewnętrznego, owo Ri, zdefiniowana dla tejże płyty jako 60,325 mm.  

Akceptacja jednak dokładnie takiej wartości determinuje położenie pary punktów zerowych - aczkolwiek dla każdej z powyższych krzywych odmienne - w przypadku każdej skutkujące niezbyt akceptowalną wielkością zniekształceń maksymalnych. 

Przykładowo dla krzywej Loefgrena/Baerwalda prawie 0,6%. 

Wprawdzie towarzyszyłyby temu niskie, bo maksymalnie nieco ponad 0,4%, zniekształcenia przy odtwarzaniu płyt siedmiocalowych, „singli” - ale komu z audiofilii jeszcze to przydatne?! 

 owo standardowe Ri nie jest przez producentów płyt respektowane. Z reguły „upychają” materiału muzycznego mniej. 

Stwarza to możliwość założenia w kalkulacjach większego promienia zewnętrznego - a w konsekwencji punktów zerowych dla wymiaru zniekształceń korzystniejszych.

Pozostaje pytanie, jakie Ri daje się przyjąć w praktyce jako maksymalne…

Zamiast dywagować, pomierzyłem 26 „longplayów” z mojej kolekcji, przypadkowo wybranych; średnia wartość Ri wyniosła 69,40 mm. Przyjąłem pewien margines bezpieczeństwa - i z kilku opcji w tabelach Heidenstroema wybrałem 64,445 mm.

Według zaś jego obliczeń skutkuje to przyjęciem pary punktów zerowych powyżej przez mnie podanej. Oraz maksymalną wartością zniekształceń około 0,5% , bardziej już akceptowalną (również i dla „singli” znośną: 0.6% - ale i tak nie mam już w kolekcji żadnych).

Interesował mnie wszakże rozkład zniekształceń w całym przebiegu rowka oraz wielkość ich w przypadkach, kiedy nagranie jest jednak dłuższe, z końcowym rowkiem bliższym środka.

I taka była geneza prośby pod adresem Waldka - o sporządzenie na podstawie tabel wykresów krzywych zniekształceń. W oparciu o  założone przeze mnie wartości - a także o dalsze parametry, które wynikły z zastosowania ich dla napędu LP12 i ramienia Fidelity Research 64fx, które zaś wyjaśnię we wpisie następnym.

Widzimy je - kilka możliwych - na obrazku pierwszym. 

Ta przeze mnie obrana określona jest tutaj jako LoefgrenA .  

W przypadku zaś Stevensona zauważmy zniekształcenia pomiędzy punktami zerowymi wyższe. A jeszcze bardziej na zewnątrz punktu wewnętrznego - i zarazem zakładanego końca rowka, który to zresztą zlokalizowany jest z nim zbieżnie. Nie wydało mi się to atrakcyjne.

Rozterki natomiast wzbudziła we mnie krzywa B, którą to tenże sam Loefgren zaproponował w rezultacie rewizji swoich propozycji oryginalnych…

Żeby uporządkować mętlik: jeśli mowa teraz o „Loefgren” bez jakiegokolwiek przyrostka - w internecie czy nawet w instrukcji waldkowego „Wally Tractor” - to musimy wywnioskować z kontekstu, czy chodzi o wersję starszą, tożsamą z krzywą Baerwalda, czy też właśnie o „B”, od tamtych obu odmienną. I teraz dla mnie pokusę stanowiącą… 

Musiałbym jednak zmienić punkty zerowe - na 74,434 mm i 119,117 mm  (liczby te zostałyby w praktyce nieco zaokrąglone). 

Tymczasem zaś moja wkładka Accuphase AC2 tkwi już od lat  zamontowana - i teraz ustawiać ją ponownie?

Gdyby w dodatku jakieś nagranie rozciągnęło się jednak - i jest tak w przypadku wielu płyt faktycznie - wydatnie poza założony punkt końcowy ok. 64,5 mm, to zniekształcenia wersji B byłyby znacząco od A wyższe…

Okaże się poniżej, że możliwe jest również moje rozumowanie inne. Na owym jednak etapie zdecydowałem, że tak jak jest w Linnie, niech już pozostanie, skoro sprawa jest dyskusyjna…

Skoro jednak jest dyskusyjna, podjąłem ten temat w rozmowach z Waldkiem. 

W przypadku swojego protraktora („Wally Tractor”) pozostawiał on otwarty wybór, zaznaczając punkty zerowe zarówno dla Loefgren B, jak i Loefren/Baerwald. 

Zarzuciłem mu kiedyś, że powinien opowiedzieć się jednoznacznie - odsłuchawszy najpierw i porównawszy brzmienie obu standardów osobiście…

Chyba to jednak mało realistyczne. 

Trzeba by dwie identyczne wkładki zainstalować w identycznych ramionach, na identycznych gramofonach… 

Problem w tym, że żadne z rzeczy wymienionych nie byłyby „identyczne”. 

Może więc zamontować tę samą wkładkę w tym samym osprzęcie dwukrotnie? Taki z kolei kłopot, że różnice brzmieniowe spowodowane zmianami kąta kantilewera mogłyby zostać zamaskowane wynikającymi z detali samej procedury montażu (np. odmienność naprężeń i rezonansów śrubek skręcających). A i pytanie, czy pamięć przetrwałaby poprzez wydatną lukę czasową pomiędzy dwoma ustawieniami - i odtworzeniami?

Przyznałem, że trzeba zdać się - jednak - na wyliczenia!

Może wszakże też na fantazję?

Spytałem, jakie przyjąłby - nadal przy moich założeniach - wartości promienia wewnętrznego i punktów zerowych, gdyby miał ustawiać wkładkę dla samego siebie. I to teraz właśnie (bez żadnego podtekstu, żadnej mojej wiedzy, iż go wnet zabraknie).

Odpowiedzią jest otrzymany odeń wykres ostatni - który załączam. Wraz z ilustrującą go tabelą - i ustnym komentarzem Waldka, że wybrałby do tego krzywą Loefgren B.

Przeanalizujmy: Ri 70,685 mm… 

W konsekwencji punkty zerowe: 80,571 mm i 122,387 mm. Pomiędzy nimi zniekształcenia fenomenalnie niskie, maksimum 0,3%.

Rosnące do około 0,6% dla Ri nominalnego i do 1% - jeśli nagranie rozciąga się o trzy milimtry dalej w kierunku środka. To akceptowalne. Jeśli jeszcze dalej jednak… 

Śmiało ze strony Waldka!

Unikać takich płyt? Tolerować taką końcówkę - z uwagi na wspaniałość wcześniejszą? Podnosić w takich miejscach ramię (przy tym nigdy liftem, lecz, jak przejąłem kiedyś od słynnego Eljota, zawsze gołą ręką - i będę stosował, dopóki się ona nie trzęsie)?

Zbieżność czasowa, że akurat inny z moich gramofonów niereferencyjnych, Thorens TD320Mk2, oczekuje niecierpliwie na ustawienie wkładki. Opiszę wnet w blogu, jak się to czyni praktycznie. Ale…

„… stało się jednak w swych skutkach główną przyczyną dramatu” - to tuwimowskiego cytatu ciąg dalszy.

Dramat zaś w tym przypadku taki, że trudno mi zdecydować, które punkty zerowe wybrać…

Na wykresie pierwszym zniekształcenia przy Ro 64,445 mm, na drugim tabela z odnośnymi parametrami.

Na trzecim zniekształcenia przy Ro 70,685, na czwartym  tabela z parametrami.