указатель этикеток  ▪  указатель имён муз. автомат  ▪  избранное  ▪  участники  ▪  помощь  ▪  о сайте  ▪ english

Главная > . . > Юрий Берников > Обзор иголок для воспроизведения грампластинок на 78 ...

Лучшие экспонаты  |  Комментарии  |  Поиск


 
 

 

на других языках English

Предлагаю вашему вниманию статью, которую я начал писать несколько лет назад и всё никак не мог собраться духом, чтобы её закончить. В конце концов был найден компромис: сначала опубликовать первую – теоретическую часть, а затем по мере готовности и вторую – практическую. Во второй части на примере конкретных оцифровок будет продемонстрировано большинство случаев, описанных в первой части, рассказано об иголках разных производителей, а так же даны советы по переточке иголок на другие размеры в домашних условиях.

Обзор иголок для воспроизведения
грампластинок на 78 об/мин

Часть 1

Воспроизведение граммофонных пластинок на 78 об/мин является непростой технической задачей. Одно из первостепенных значений здесь имеют размеры и форма иголки. Среди коллекционеров господствует убеждение, что одна хорошая иголка может быть использована для всех случаев жизни. К сожалению, это далеко не так, особенно если речь идёт о раннем (акустическом) периоде грамзаписи, потому что в то время ещё не были стандартизированы основные параметры канавки, такие как глубина, ширина, угол раскрытия и радиус закругления.

Так же необходимо принимать во внимание и тот факт, что многие пластинки дошли до наших дней в изношенном состоянии, на поверхности часто имеются царапины, а дно канавок может быть покрыто слоем грязи, состоящим из пыли, мельчайших осколков шеллака и стальных опилок. Не редки случаи разного рода заводских дефектов, например недопечатки или использование для тиражирования изношенных матриц.

В данной работе автор попытался в наглядной форме проиллюстрировать влияние размера и формы иголки на качество воспроизведения грампластинок для множества типичных случаев.

Типичные характеристики профиля канавки грампластинки

На рис. 1 показан поперечный разрез типичной канавки граммофонной пластинки на 78 об/мин.

Рис. 1

Сравнительная таблица размеров

Параметр Обозначение Диапазон 1,2 СССР, 1939 г.1 Типичный
международный
размер, 1934 г.2
Глубина канавки h 45 µ – 90 µ 63 µ / 74 µ 74 µ
(2,9 mil)
Ширина канавки w 120 µ – 200 µ 160 µ /180 µ 166 µ
(6,54 mil)
Угол раскрытия α 70° – 110° 85° 86,5°
Радиус закругления канавки r 20 µ – 63 µ 50 µ 38,1 µ
(1,5 mil)
Радиус закругления (размер) иголки3 R 30 µ – 76,2 µ
(1,2 mil - 3,0 mil)
30 µ – 60 µ
(1,2 mil - 2,4 mil)
(стальные иголки)
61 µ (2,7 mil) (стальные иголки)
76,2 µ (3,0 mil) (корундовые иголки)
Максимальный радиус иголки4 Rmax 78,3 µ / 91,97 µ
(3, 08 mil / 3,62 mil)
95,57 µ
(3,76 mil)

Таб. 1

1 Е.И. Регирер. Граммофонная пластинка, М.-Л.: Гос. научно-техническое изд-во химической литературы, 1940. За отсутствием общесоюзного стандарта на размеры канавки, в книге приводятся размеры, принятые предприятиями, входящими в систему Главширпотреба (ГШП), стр. 128. На размеры грамофонных иголок имелся общесоюзный стандарт ОСТ НКМ 4213, внесённый Главширпотребом и утверждённый 21 ноября 1937 года, стр. 732.

2 F. Langford-Smith, Radiotron Designer's Handbook, Amagamated Wireless Valve Company Pty., Ltd., Sydney 1934, стр. 710. Скачать эту книгу можно отсюда

3 Размеры иголок на иллюстрациях приводятся в тысячных долях дюйма – милях (mil). Именно эту систему измерений используют фирмы-изготовители иголок, поэтому она наиболее удобна для данного обзора. Для пересчёта в микроны (µ) размер в милях нужно умножить на 25,4.

4 Радиус иголки, при котором точка касания иголки и канавки находится в наивысшей точке канавки (т.е. на поверхности пластинки)

“Трудно сказать,” – пишет Регирер – “какие размеры являются оптимальными, так как достаточно глубоких сравнительных исследований опубликовано не было. Можно лишь отметить, что более острый угол раскрытия и меньший угол закругления часто считаются предпочтительными для высококачественного воспроизведения.”

И ещё цитата оттуда же: “Профиль канавки, т.е. форма её поперечного сечения, к сожалению, не стандартизован в международном масштабе и имеет очень много различных размерных вариантов. Будучи различными у разных фирм, профиль не всегда сохраняется даже этими фирмами неизменным”.

Основные факторы износа грампластинок

Рис. 2

На рис. 2 приведен поперечный разрез изношенной грампластинки. Иголка имеет две точки опоры ① на стенках канавки по которым она и скользит не касаясь её дна. В этих местах происходит основной износ канавки.

В приведённом примере, иголка уже проточила стенки, из-за чего в точках опоры ① образовались пропилы, а кончик иголки приблизился ко дну канавки. Визуально, канавка такой пластинки имеет сероватый оттенок. На дне собралась грязь и продукты износа ②. На поверхности диска могли образоваться неглубокие ③ и глубокие ④ царапины. В худшем случае могли образоваться трещины и сколы. По данному рисунку можно сделать следующие выводы:

1. Для уменьшения уровня шумов поверхность шеллака делают глянцевой, иногда даже ламинированной. Изношенная поверхность уже не глянцевая и из-за этого более шероховатая, а значит и шумная.

2. Изношенная канавка становится шире и теряет свою изначальную форму ①. Это вызывает увеличение уровня шумов и появление нелинейных искажений.

3. Неглубокие царапины ③, дно которых находится выше точек опоры, при проигрывании будут “не замечаться” иголкой и не будут приводить к щелчкам.

4. Для уменьшения влияния вышеперечисленных факторов, можно попытаться подбирать размер иголки таким образом, чтобы она следовала по канавке выше или ниже области износа.

5. Поскольку в результате износа кончик иголки опускается ниже, то уменьшается расстояние d (рис.1), а значит увеличивается вероятность того, что он будет за что-нибудь цепляться во время воспроизведения. Для уменьшения влияния этого фактора пластинки перед проигрыванием нужно тщательно вымыть и высушить, а также использовать усечённые (truncated) иголки (см. параграф “Усечённые иголки”).

6. Глубокие царапины ④, которые находятся в области скольжения иголки по канавке, будут приводить к громким щелчкам. Чем шире царапина, и чем меньше размер иголки, тем сильнее щелки.

Влияние размера иголки

Проигрывание иголками размера меньше номинального

При проигрывании изношенной пластинки иголкой меньшего размера можно добиться значительного улучшения качества воспроизводимого сигнала, потому что иголка будет следовать по канавке ниже уровня износа, как это показано на рис. 3. Однако, могут проявиться и ряд нежелательных эффектов:

1. Кончик иголки опустится ещё ниже, а значит с большей вероятностью будет цепляться за мусор на дне канавки;
Рис. 3

2. Есть шанс, что иголка не будет всё время следовать по канавке ниже области износа, а будет периодически выскакивать и “болтаться” от стенки к стенке в области износа (рис. 4), вызывая много искусственных шумов. Для устранения этого эффекта можно попробовать увеличить прижимную силу, тщательно отрегулировать анитискейтинг и устранить эксцентриситет, ежели таковой имеется, но следует помнить, что чрезмерное увеличение прижимной силы вызывает повышенный износ пластинки, а также может привести к касаниям дна картриджа с поверхностю пластинки.

Рис. 4

Усечённые иголки

Для уменьшения степени цепляния кончика иголки за мусор, находящийся на дне канавки, широкое распространение получили иголки с усечённым кончиком (рис. 5).

Рис. 5

Проигрывание иголками для долгоиграющих пластинок

Рис. 6

Говоря о проигрывании иголками меньшего размера, нельзя обойти стороной и случай проигрывания иголками для долгоиграющих пластинок (рис. 6). Размеры иголок, предназначенных для проигрывания долгоиграющих монофонических пластинок составляет 25 µ (1 mil), для проигрывания долгоиграющих стереофонических пластинок 18 µ (0,7 mil). Как это наглядно видно из рисунка, при проигрывании пластинок на 78 об/мин игла будет полностью скользить по дну канавки. Ничего хорошего из этой затеи не получится по следующим причинам:

1. Кончик иголки будет “перепахивать” весь мусор, скопившийся на дне канавки.

2. Область соприкосновения иголки и пластинки точечная.

3. Поскольку радиус кончика иголки очень маленький, он будет силно цепляться за микроскопические шероховатости поверхности, в то время как иголка большого радиуса легко бы скользила по ним.

Проигрывание иголками размера больше номинального

Рис. 7

При проигрывании изношенной пластинки иголкой большего размера можно добиться значительного улучшения качества сигнала, потому что иголка будет касаться канавки выше уровня износа (рис. 7). Вторым положительным фактором является то, что кончик иголки отдалится от дна канавки, а значит будет меньше цепляться за мусор, поэтому усечение кончика иголки не будет играть такой важной роли, как для иголок меньшего размера. К нежелательных эффектам можно отнести следущие

1. Иголка будет сильнее подвержена влиянию царапин и прочих изъянов поверхности диска.

2. Усилится тенденция выскакивания из канавки, поэтому придётся увеличивать прижимную силу, тщательно настравивать анитискейтинг, и избавляться от эксцентриситета.

Проигрывание иголками размера больше максимального

Проигрывание иголкой размера большего, чем Rmax, приведённого в таб. 1, показано на рис. 8. В этом случае игла скользит по верхней кромке канавки. Очевидно, что такое проигрывание приводит к ухудшению качества воспроизведения из-за того, что иголка не будет слишком точно следовать по всем изгибам канавки (т.е. ухудшится трекинг). Видимо более всего пострадают высокие частоты, но и для низких резко возрастут нелинейные искажения. Также увеличится склонность выскакивания иголки из канавки.

Рис. 8

Заводские дефекты грампластинок

Основными заводскими дефектами грампластинок являются недопечатка, печать изношенными матрицами, некачественная масса, коробление и эксцентриситет.

Недопечатка

Рис. 9

Недопечаткой (рис. 9) называется недостаточное заполнение шеллачной массой ② всех углублений матрицы ① в результате чего образуются воздушные пазухи ③. Недопечатка может быть вызвана слишком густой и тягучей массой (из-за нарушения её состава), недостаточной температурой прогрева, недостаточным временем удержания под прессом и другими нарушениями технологического процесса. Например, технологический процесс фирмы RCA Victor требует, чтобы масса нагревалась паром температурой 310 градусов по Фаренгейту, давление составляло 1800 фунтов на квадратный дюйм, а время удержания под прессом несколько секунд (таким образом, общее время печати одной пластинки составяет порядка 48 секунд). Нарушение любого из этих параметров приведёт к недопечатке.

Рис. 10

Как видно из рис. 10, результатом недопечтаки является более широкая канавка с покатистыми краями в следствии чего иголка будет располагаться ниже ко дну канавки, а так же будет иметь тенденцию к перескакиванию вперёд или назад “заеданию”. Пологость краёв канавки также будет способоствовать искажениям, вызванными поперечным скольжением иглы по поверхности канавки, которые будут особенно заметно проявляться на громких местах. Неравномерности образования “воздушные пазух” будут приводить к дополнитенльным искажениям звука. Положительные результаты может дать проигрывание более тонкой иглой, а также увеличение прижимной силы и регулировка антискейтинга.

Рис. 11

На рис. 11 изображен ещё один теоретически возможный вид недопечатки, когда штамп впечатывается в массу не на всё глубину канавок, при этом канавка получается более мелкая и узкая.

Рис. 12

При проигрывании такой пластинки нормальной иглой (рис. 12), последняя будет иметь тенденцию выскакивания из канавки. Может помочь проигрывание более тонкой иглой.

Использование для печати пластинок изношенных матриц

Одной медной матрицы-штампа хватает на изготовление порядка 500-600 оттисков, никелевой – порядка 2000. После этого числа отпечаток начинают появляться следы износа, приводящего к ухудшению качества канавок и как следствие качества записанного на них звука. Как происходит износ матрицы? Во-первых есть стирание металла, вызванного трением металла о массу в процессе печати. Стирание пропорционально силе давления на каждую точку поверхности поверхности в сочетании со соростью движения массы относительно поверхности, и сочетании с временем этого воздействия. Это нелинейная функция: у самого кончика давление высокое, время самое продолжительное, но скорость массы относительно поверхности равна нулю, поэтому износ маленький. Чуть в сторону, и скорость резко увеличивается, а значит и износ. У поверхности давление низкое и время короткое, поэтому высокая скорость тоже не может привести к большому износу. Получается, что максимальному износу подвержена средняя часть поверхности канавки. Рис. 13 изображает пластинку, отпечатанную с таким образом изношенной матрицы:

Рис. 13

Если метал матрицы-штампа достаточно мягкий, то существенную роль может играть дефромация металла – в процессе печати он сминается и “расползается по сторонам”. В результате, канавка получается более широкой и мелкой, как это изображено на рис. 14:

Рис. 14

Как мы видим, иголка стандартного размера полностью скользит по дну канавки со всеми вытекающими отсюда последствиями. Проигрывая такую пластинку иголкой большего размера можно значительно улучшить качество воспроизведения, как это видно на рис. 15:

Рис. 15

Влияние формы иголки

По форме иголки подразделяются на две разновидности: коническая (сферическая) (рис. 16) и эллиптическая (рис. 17).

C – коническая (сферическая). Сама иголка имеет форму конуса, а кончик выполнен в виде полусферы. Это наиболее дешёвые, а поэтому и наиболее распространённые иголки. Самые важные характеристики – это радиус сферы и материал: корунд или алмаз. На иллюстрациях сферическая иголка будет изображаться в виде круга:

Рис. 16

E - эллиптическая (двухрадиальная). Кончик иголки имеет форму эллипсоида, который характеризуется двумя радиусами: поперечным (большим) и продольным (маленьким). Определяющее значение имеет поперечный радиус, поэтому продольный часто вообще не указывается.

 
Рис. 17

Несовпадение точек касания

Рис. 18

Рис. 18 наглядно демонстрирует основной недостаток сферической иглы: ввиду своего большого размера, точки касания наружной и внутренней поверхности канавки значительно разнесены в пространстве (d”) по направлению движения иглы. Это означает, что например, вместо записаной синусоиды, игла будет воспроизвить комбинированую кривую из двух синусоид, разнесённых на расстояние d”, т.е. возникнут нелинейные искажения, которые будут особенно заметны в области высоких частот. От этого недостатка в значительной степени свободны эллиптические иглы, имеющие маленькое расстояние d’.

Эффект “выталкивания”

Рис. 19

Следующим недостатком сферической иглы является “эффект выталкивания”. Он хорошо понятен из этой приведённой иллюстрации (рис. 19): при прохождении извилистого участка, ввиду своего большого размера сферическая игла “не может протиснуться”, и вынуждена подниматься вверх. Это движение может привести к появлению искажений.

Сглаживание шероховатостей

Рис. 20

Однако, при всех её недостатках, сферическая игла имеет одно достоинство: при проигрывании сильно изношенных пластинок, она “сглаживает” шероховатости поверхности, скользя поверх них, в то время, как эллиптическая игла всё время за них цепляется (рис. 20).

Юрий Берников

Продолжение следует...


 


Просмотров:

34694 | Загрузок: 0

Рейтинг:

9.91 (11 голосов)

Добавлено:

bernikov | 17.03.2017 04:48 | Последнее редактирование:  bernikov | 15.04.2018 19:37
 
Найдено: 18 комментариев на 2 страницах. Показано с 11 по 18.
 
««  Назад  1  [2]     На страницу: 
 
Автор Комментарий
Дмитрий Гришко (dymok 1970)
Участник

Комментарии: 362
Регистрация: 14.03.2016
mgj писал(а):
bernikov писал(а):
Размеры и форма резца приведены в книге Регирера на странице 210.


Всё выше изложенное, как бы, вроде понятно. Размер в данном случае всё-таки имеет значение... Вопрос ко всем реставраторам: а кто-нибудь обращал внимание на положение самой иглы по отношению к пластинке (угол наклона)? Какая разница в остром угле и в тупом? Игла патефонов находилась в остром угле, т. е. как бы скользила "по шерсти", а в современных проигрывателях и "по и против шерсти". Вот в чём вопрос...
  19.03.2017 19:18
Offline Профиль пользователя Послать сообщение участнику https://www.youtube.com/channel/UCE1q07IeKR3P_ESn_QscsVQ    
Adrian Hindle-Briscall (Adrian)
Эксперт

Комментарии: 552
Регистрация: 03.07.2009
Very many thanks Yuri. I was about to try Google translate on this, but you have done all the hard work.

I will read this carefully in the next day or two.
  20.03.2017 10:39
Offline Профиль пользователя Послать сообщение участнику    
Юрий Берников (bernikov)
Администратор
Adrian писал(а):
Very many thanks Yuri. I was about to try Google translate on this, but you have done all the hard work.

I will read this carefully in the next day or two.

You are welcome, Adrian!
I hope you will like it, but I will highly appreciate any comments!
  21.03.2017 00:49
Offline Профиль пользователя Послать сообщение участнику    
Валерий ___ (Zonofon)
Редактор

Комментарии: 1916
Регистрация: 03.01.2012
Все данные в статье понятны и хорошо известны, но на практике пользуюсь ими от части. Могу потом охотно предоставить варианты своих не очень качественных оцифровок как раз для иллюстрации дефектов игл и пластинок.
Интересно, что информация была хорошо известна нашим предшественникам-коллекционерам. Но всё затерялось,молодёжь и начинающие коллеги этого не знают и даже не задумываются о нюансах качественного звуковоспроизведения со старых носителей.

По вопросу о стандартных иглах советских проигрывателей (от Валерия). Тут ГОСТ был в первую очередь на итоговый звук. А вот размер игл (заточка, толщина, угол наклона) в иглодержателях у одних и тех же моделей может варьироваться в разы. Ведь были у ГОСТа допуски "+" "-" . Мне даже встречалась игла, идущая от основания нормально под небольшим углом (35-45 градусов), а на конце она загибалась и угол уже был против движения пластинки.

По вопросу Дмитрия (об угле наклона к пластинке). Игла у всех воспроизводящих устройств идёт как Вы указали "по шерсти". Это надо в первую очередь для лучшей сохранности и долговечности пластинок. А во резец при записи ВСЕГДА имеет угол прямой - 90 градусов. И если уж воспроизводить совсем правильно, то надо это делать при прямом угле. Иначе иголка просто не следует за всеми изгибами звуковой канавки с педантичной точностью.

Далее хочу ещё рассказать про один дефект пластинок, не отражённый в статье. Это встречается только на советских пластинках до начала 1950-х годов, когда уже научились делать огромное кол-во копий матриц. Такие испорченные пластинки (от больших тиражей, перекрывающих все возможные ресурсы матриц) имеют звуковую канавку с записью на одном канале, а второй просто сплошной шум. Когда их воспроизвожу, то просто прижимаю иглу к одной из сторон звуковой канавки.

Юрию выражаю благодарность за такую исчерпывающую статью, написанную понятным языком. Теперь не придётся никому ничего рассказывать и объяснять - пусть сами читают.
  24.03.2017 23:17
Offline Профиль пользователя Послать сообщение участнику    
Валерий Рогов (valerjan)
Участник
Ещё раз всех благодарю! Хочу спросить, а на одноканальных пластинках испорчена внешняя сторона канавки?
  25.03.2017 07:45
Offline Профиль пользователя Послать сообщение участнику    
Олег Бобров (OLE83)
Участник

Комментарии: 1
Регистрация: 01.02.2014
Привет ценителям!Есть у меня иглы для нарезки дорожек пластинки из сапфира.Фото приложу позней.
  28.11.2017 21:43
Offline Профиль пользователя Послать сообщение участнику    
Серый Сибиряк (Серый)
Участник
Статья интересная. Очень. И доступна для понимания. А есть приличная информация по иглозаточному станку? В тырнэте колхоз голимый.
  21.04.2020 16:08
Offline Профиль пользователя Послать сообщение участнику    
Юрий Берников (bernikov)
Администратор
Серый писал(а):
Статья интересная. Очень. И доступна для понимания. А есть приличная информация по иглозаточному станку?

Спасибо. Иглозаточного станка не нужно - достаточно иметь алмазный надфиль и цифровый микроскоп (или любой другой) увеличением хотя бы 400x. Надфиль проводится по кончику иголки в направлении проигрывания и периодически контролируется микроскопом. Если руки не очень твёрдые, то можно надфиль положить на диск проигрывателя и водить по нему иголкой как при проигрывании грампластинки, немного её прижимая.
  22.04.2020 03:46
Offline Профиль пользователя Послать сообщение участнику    
 
 
««  Назад  1  [2]     На страницу: 
Комментариев на страницу: 
 

О сайтеУсловия использованияКонфиденциальностьСсылкиПишите намГостевая