Tűhegy, tűszár, felfüggesztés...
2015. szeptember 14. írta: Analoglued

Tűhegy, tűszár, felfüggesztés...

avagy, kik és miért épp így terveznek meg egy hangszedőt?

Ebben a "kis" szösszenetemben most már azt hiszem pontot fogok tenni ennek a témának a végére, és majd más dolgokkal kezdek foglalkozni ( pl. a digitális kiegyenlítésekkel és szűrőtechnikákkal ). De most, még egyszer utoljára, egy kis értekezés a hangszedő lelkivilágáról, valamivel mélyebben mint azt a korábbi, ismeretterjesztő cikkemben tettem. Mert ott csak a különböző részegységek felsorolására tellett, és csak felületesen érintettük a mai témámat, a különböző paraméterek összetervezésének okát, lehetséges irányait és variációit.

Kicsit úgy érzem magam mint Churchill a Második Világháború előestéjén, aki azzal kellett a választók elé álljon, hogy nem ígérhet mást, csak "vért, izzadtságot és könnyeket " - innen vette a nevét a Blood, Sweat and Tears együttes is....  Szóval, lehet hogy ez a cikk izzadtságot hoz majd ( azoknak akik műszakilag nehezen tudják esetleg követni a mondandómat) vagy könnyeket, akik nálamnál jobban otthon vannak a témában, még a végén siralmasan egyszerűnek fogják találni, dehát a nagyközönségnek írok, pro és kontra. Úgyhogy mindenkitől előre is elnézést kérek, akiben olyan szavak tolulnának fel amelyek a túl....szócskával kezdődnének.

 A kezdet. Ne essünk tévedésbe, kevés kivételtől eltekintve, hangszedőt úgy kezdenek tervezni mint bármely más komponenst: a gyártó cég termékpozicionálásért felelős marketingesei és a mérnökök leülnek, a marketingesek felvezetik, hogy kellene egy olyan eszköz, ami X összegbe fog kerülni a boltban, ebből leszámítva a kisker hasznot, a nagyker hasznot, az ÁFA-t, a szállítási költségeket, a gyár saját nyereségrátáját, a teljes bekerülési összeg 1/12 X lehet. Ilyenformán, egy 100 ezer Forintos hangszedő bekerülése 8.000 Ft-nál semmiképpen sem több. Úgy is szól...

Ez különben teljesen tipikus, az elektronikáim kapcsán szokott felmerülni a vevőkben a kérdés, hogyan tudok milliós hangot csinálni 200 ezerből? Nos, úgy, hogy a másfél milliós gyári Krell KAV-400 ( ami egy elfogadható színvonalú erősítő) alkatrészbázisa körülbelül ugyanannyiba kerül, mint az LZ-é, és az LZ kapcsolástechnikája legalább olyan jó. Így az eredmény is legalább olyan jó. Csak nálam nem a marketingesek szabják az árat, legalábbis annak, aki közvetlenül tőlem vásárol.( Ez volt a reklám helye, sorry :-) ) Soha nem az árcédula alapján kell megítélni egy készüléktől elvárható nívót, hanem a bekerülési költsége alapján. Ez a hangszedőkre is ugyanennyire igaz.

Szóval ül a Mérnök Úr, és vakarja a fejét, mert nagyon szűk a keret, 8 ezerből kell gazdálkodjon. De sajnos ezzel nincs vége. A marketingesek azt is felmérték, hogy a majdani hangszedőnek ki lehet a célközönsége, kiknek szándékoznak majd eladni az új pickupból elég sokat (hogy végül pozitív legyen a project pénzügyi kimenetele, és ne érje szó a ház elejét a részvényesek oldaláról sem). Vagyis, megmondják, hogy olyat kell tervezni, amit a Rega karokhoz el lehet majd adni - hogy egy élő példát mondjak az Ortofon háza tájáról . De, azt is megmondják, hogy szortimentet kell csinálni, legyen egy nagyon olcsó - nem baj ha vacak - aztán egy fejlettebb modell, majd egy jó, és végül egy tuning, GTi modell. A jónak kell 100-ba kerülni...a boltban.

Na, Mérnök Úr, fektessük le az alapelveket. Mivel a fenti árkategóriában a vevők többsége integrált erősítőt használ, és nem szándékozik újabb százezret illesztő trafóra költeni, a hangszedőnek legalább 1,5-2,5 mV jelet kell majd kiadnia, hogy meghajthassa a vevő meglévő phono elektronikáját. Így, a tervezést egy MM ( mozgó mágneses ) elv alapján kell indítania, különösen ha szortimentben is gondolkodik egyszerre. A magas kimenetű MC előállítása drágább, ami ugyan a 8 ezerbe még beleférne, de a szortiment olcsóbb modelljeit nem lehet majd kihozni annyiból amennyiből kellene, így marad az MM technika. Első dolgunk a mágnes kiválasztása, a mágnes ereje lényeges, mert minél erősebb a mágnes, annál nagyobb a tekercsben indukálódó jel feszültsége ( lásd korábbi cikkem e témában ) . De nem ez a legfontosabb indok, hanem egy erős mágnessel csökkenteni lehet a menetszámot, így a tekercs induktivitását. Ez utóbbi pedig kihatással lesz a sávszélességre, mert a szokvány lemezjátszókban a kar kábelének kapacitása és a hangszedő tekercsének induktivitása egy aluláteresztő LC szűrőt alkot, ami behatárolja a magas tartomány átvitelét. Minél kisebb a menetszám, annál szélesebb lesz a frekvencia-átvitel. (ezért szólnak nyíltabban az MC hangszedők) Tehát, kelleni fog egy erős mágnes. Méghozzá olyan, ami esetleg azonos lehet a teljes szortimentben, vagyis elég olcsó kell legyen hogy az olcsóbb modellek célzott maximum bekerülési ára elfogadható maradjon, de elég erőteljes kell legyen, hogy a tekercs menetszámát alacsonyan lehessen tartani, és a lehető legszélesebb hőmérséklet-tartományban homogén fluxussal kell rendelkezzen ( a mágnesek hőmérsékletfüggőek ). Neodymium itt nem jön számításba, mert az túl drága ide ( majd egy jobb MC-ben visszaköszön ) vagyis maradt a SmCo azaz a szamárium-kobalt. Ez majdnem hozza a neodymium erejét, de olcsóbb annál. A mágnesnek amúgy is kis tömegűnek kell lennie, mert itt számolnunk kell egy újabb paraméterrel, az Equivalent Stylus Tip Mass-al, vagyis a hangszedő tűre származtatott mozgó tömeggel. Minél kisebb tömegű a tű+tűszár+mágnes egység, annál jobb lesz a letapogatási képesség, annál valószínűbb hogy a magas frekvenciákat alacsony torzítással fogjuk tudni lejátszani. (Ha viszont kicsi a tömeg, azt lágyan kell felfüggeszteni, lásd később) Szamárium-kobaltból kétféle létezik, az 1:5 és a 2:17 arányszámú, az olcsóbbaknál az előbbi, feljebb az utóbbi lesz a befutó.

mag_cartridge.png

Megvan a mágnes, kiszámoljuk a szükséges tekercs menetszámokat. (hogy meglegyen az előírt 2mV körüli kimenő jelszint) Megint válaszút elé kerülünk, mert a tekercseket meg lehet alkotni két és négy póluson is, elosztva, amely utóbbi előnyösebb a zavarvédettség és a mágneses homogenitás szempontjából, de nyilvánvalóan növeli a bekerülési költségeket. Aztán itt van a pólusok problematikája is, az indukció során a pólusokban káros örvényáramok keletkezhetnek, amit mostanában szokásos sliccelt pólus kialakítással megszüntetni (mintha egy csövet hosszanti irányban elvágnánk az egyik oldalon). Ennek a megoldásnak az az előnye, hogy az örvényáramok miatt a magas tartományban esne a jelszint, tipikusan 1.2 dB-t 5-8 KHz-től felfelé, a sliccelt pólusok viszont ezt nem engedik.így a magas átvitel sima lesz, 5 és 15KHz között.

ortofon_mc_series_500_mm_page1.jpg

Tekercsek. Minthogy nincs sok pénzünk, ezoterikus tekercs-alapanyagok nem jönnek szóba, maradjunk a jó öreg réznél. Nos, a prospektusokba is kell kerüljön valami hangzatos, nagyon meg fog felelni valamilyen nagytisztaságú "négykilences" réz huzal, 99,9999% réztartalommal. Hogy örüljön a nép, legyen a huzal egyszersmind LC-OFC is, ez ma már nem olyan drága. LC= Linear Cristal, arra utal, hogy a réz húzása során hosszabb kristályok kerülnek kialakításra (70 / ft) ami sokat javít a kristályközi átvitelen.. OFC= Oxigen Free Casting, azaz az öntés védőgázas környezetben történik, megakadályozva a kristályközi oxidációt, és ezzel a jeltorzulást. Valójában nincs oxigén mentes réz, csak csökkentett oxigéntartalmú, de ez is majdnem egy nagyságrendnyi javulást eredményez, minimális többletköltséggel. Ez még belefér a keretbe, pár méter finom huzal nem a világvége. Ha jól csináljuk, a tekercsek szorosan lesznek tekerve, és utólag ragasztással rögzítjük is őket, hogy ne rezeghessenek be menet közben ( azt hihetnéd, hogy ez triviális, de nem, rengeteg hangszedő készül laza tekercsekkel ).

Jó, eddig még nem került a dolog sokba, a bekerülési 8 ezer felét sem költöttük el. Most azonban számolgatnunk kell egy keveset, Mérnök Úr. A generátor megvan, most meg kell mozgatnunk azt a mágnest.

Tűszár. A mágnes az ugye belül van, a tű kívül, a kettőt össze kell kötnünk, és meg kell oldanunk, hogy a mágnes elmozdulása a tű mozgásával, és csakis azzal legyen előidézhető.. Egy rakás újabb probléma jön szembe. Első: tömeg. Alacsonyan kell tartanunk (lásd feljebb) így hát valami nagyon könnyű anyag fog kelleni. Második: merevség. A tűszár nem mozoghat másképp, csak ahogy a tű mozog a barázdában, saját mechanikai torzulása nem megengedett. Olyan anyagból kell legyen, ami egyszersmind nagyon merev is. Harmadik: önrezonancia. Nem lehet önrezonanciája sem, ami egy hülyeség kérem,  persze hogy lesz önrezonanciája, mert mindennek van, miért épp szegény tűszárnak ne lenne. Oké, de hová essen az a rezonancia? Hol, melyik frekvencián lesz a legkevésbé szem ( fül ) előtt? Milyen kialakítással tudnánk azt a rezonanciát csökkenteni, vagy feltolni elég magasra? Negyedik: ár. Vannak a fenti követelményeknek megfelelő anyagok, csak hát, mibe kerül az könyörgöm? Itt a bór, meg a beryllium azok jó kis anyagok erre a célra, de drága mindkettő. Ott a zafír, még jobb, még drágább. Vagy a rubin....dettó. Hát ez nem fog beleférni, ami lőtávolban van az az aluminium. Olcsó, relatíve jók a rezonanciái, és ha elég trükkösek vagyunk, egy kis finesszel csinálunk egy kúposított csövet belőle, a kúposítás drasztikusan csökkenti a rezonanciákat, ez a mi utunk. Még egy kis trükk: ha már aluminium, létezik egy olyan alu-származék, amit a repülőgépeken használunk elterjedten, a dural. A dural egy réz-alu ötvözet, amely mechanikai jellemzőit tekintve sokkal közelebb áll az acélhoz mint az aluminiumhoz, ugyanakkor könnyebb is egyben. Azt hiszem megtaláltuk a nekünk kellő anyagot ( hogy adjunk neki egy kis egzotikus felhangot, nevezzük zualum-nak, ami igaz, Zu az réz, alum az aluminium, vagyis rezezett aluminium...Adamasz a legyőzhetetlen....azaz mezei Dural...).

boron_vdh.jpg

   Boron tűszár, bonded van den Hul tűvel

Most jön a haddelhadd, válasszunk tűt...Ki kell számoljuk a mágnes és a tűszár tömegét. Ha ez 0,1 gramm alatt van, akkor jó eredménnyel kecsegtet az elliptikus tű, ennek fele alatt pedig használhatunk még jobb, fine line, vagy akár Shibata tűt is. A tű választást elsősorban az ár, másodsorban pedig a felfüggesztés tervezett engedékenysége határozza meg. Mert ha a tű+tűszár tömege magasabb, akkor a felfüggesztést merevebbre kell állítanunk, ezzel pedig befolyásolni fogjuk a tű barázda-követési képességét, növelnünk kell majd a tű nyomóerejét, de azt csak egy relatív szűk tartományon belül lehet. Minél jobb a tűprofil, annál nagyobb a barázdával érintkező felület, emiatt az ideális  fajlagos felületi nyomóerő (mN/négyzetmikron) szinten tartásához csökkenteni kell a tűerőt. Befolyásoljuk továbbá a hangkar-hangszedő rezonanciát, vagyis azt, hogy a megszülető hangszedő milyen karban lesz használható egyáltalán. Ha jó erős a(z olcsóbb 1:5) mágnes, akkor lehet sima alu a tűszár, a szortiment legolcsóbb modelljén,( legyen a neve mondjuk Red...) egy normál elliptikus tűvel. (kúpost azt nem választunk, mert az már lejárt, és amúgy is csak a DJ-k használják, meg a Denon). Az egyel jobb modellnek ( akkor már, legyen ez kék ) hallhatóan jobbnak kell lennie,Minthogy a generátor ugyanaz ( gyártás-gazdaságossági okokból nem gyártunk többfélét , hanem a sorozatot majd szelektáljuk a végén ) amin javítani tudunk, az a mágnes, a tűszár, meg a tű. A mágnes legyen erősebb, 2:17-es, a tűszárat kúposítsuk meg, ez már önmagában sokat javít, de a tű is lehet kétszer polírozott, az is finomít a hangon. A tű+tűszár+mágnes tömegből számítva, a felfüggesztés 20 mikron/N körüli lesz, de ez mindegy, mert ezt nem specifikálták le a marketingesek ( nem értenek hozzá ). Erről majd később.

stylus-table.gif

Következik a szortiment jó-nak készülő darabja ( az eddigiek olcsók voltak ), ennél a legnehezebb a 8 ezres bekerülést tartani. Ha nagyon csókosak vagyunk a beszállítóknál, és egyszerre sokat rendelünk, akkor kijön egy FineLine tű abból a szűkös keretből, méghozzá egy dural tűszáron, Tudni kell, hogy minél jobb a tűprofil, annál lazább (magasabb) kell legyen az engedékenység, mert különben a tű nagyon kopna, és követési hibák lennének. Egy FineLine tű elvben nem futhatna 15-ös engedékenység alatt, míg egy elliptikus 10 és 15 között van igazán elemében, és egy kúposhoz legjobb úgy 5 és 10 közötti értéket választani. A még jobb tűket, mint a Shibata , a Micro-Ridge és a Jico SAS még magasabb engedékenységgel kell betervezni.Vannak ellenpéldák, pl. a Koetsu Line Contact tűket használ 9-es engedékenység mellett, vagy a Denon 103-asok is jól szerepelnek a Paratrace tűvel ( egyfajta SAS ) még a 9-es engedékenység mellett is. Az engedékenységgel és a tűprofillal szorosan összefügg a tűnyomás tartománya, magas engedékenységhez alacsony tűnyomás tartozik, és vicaversa, így általában pl. a kúpos tűs hangszedők magas tűnyomással és alacsony engedékenységgel rendelkeznek.

Végezetül a csúcsmodellt kell megterveznünk, és már csak a van den Hul, a SAS, a Shibata vagy az FG II S tű maradt ( illetve Ortofonéknál még ott a Replicant ) ami még tovább javítja a magas hangok visszaadását, azon az áron, hogy szegény gazdája majd egy egész napot végig fog küzdeni a beállítgatásával. Ha ennek is színt kellene választanunk, akkor ez legyen mondjuk....elegáns....FEKETE.

black.jpg

A tűk megvannak, de bele kellene illeszteni a tűszárba, megint egy faktor, legyen a tű "Nude", vagyis sajtolással belepréselt a tűszárba, vagy "Bonded" azaz ragasztott, ahol is a gyártás során könnyebb a tűt beállítani a megfelelő szögbe és geometriába, de a hangminőség valamelyest visszaesik ilyenkor, szóval hol melyik eljárást célszerű használnunk? A ragasztásos eljárás általában magasabb mozgó tömeget fog jelenteni ( vannak modern és drága spéci ragasztók ahol már ez sem teljesen igaz) szóval a jó és a legjobb modell tűje az lehetne Nude, az alsó kettő pedig Bonded.

zwoeabc.jpg

    Nude Shibata egy kúpos Beryllium tűszárban

Lényegileg megvolnánk, de az egész hóbelevancot fel kell tudni fogatni a hangkarhoz, továbbá meg kellene védenünk a portól,, és ha egy tűvédőt is fel szeretnénk tenni, akkor már végképp kelleni fog egy hangszedőtest. Itt is a poklok szabadulnak el ( pénz már nem maradt, csak gombokra ) és jó eséllyel valamilyen műanyag fröccsöntött ház lesz a vége. De ha adunk magunkra, mostanában vannak jó csillapítási tényezőjű műanyagok, mint amilyen a Delrin, vagy valamilyen kompozit, és hát a tűt is cserélhetőre kell terveznünk... A fene egye meg, még ez is, jót akarnál tervezni, de folyton a praktikus szempontok. A marketingesek itt is beszólnak, hogy a Rega karok gazdáinak gyártjuk majd ezeket, olyannak kellene lenni a formának, hogy adja magát a választás....

Hát, rendben van, tervezünk nekik egy olyan házat, ami épp kiadja a Rega fejszelvényének a formáját. Ezen ne múljon.

Végeztünk !!! Minden kész. A keretbe belefértünk, a hangszedők szortimentben vannak, egyre jobb tűkkel, egyre jobb hanggal, egyre magasabb áron, a forma a kívánt. Műszakilag felvonultattuk amit lehetett - ennyiért - a részegységeket összeterveztük, az engedékenységek megfelelnek a tűk által diktáltnak. Minden szép és jó..

bronze.jpeg

Vagy mégsem? A minden mérnökben ott bújkáló egészséges kétkedés ezúttal elmaradt, vagy már megint a marketingesek győztek? Mert amikor a hangszedőt beszereljük a neki szánt Rega karba, és elkezdjük a hangkar-hangszedő rezonanciát számolgatni,kijön egy 8 Hz körüli érték, ami nagyon alacsony, a ködös, nyomott, dinamikátlan, fénytelen hang egyik okozója. Ennek a hangszedőnek 3 grammosnak kellene lennie a Rega karhoz...vagy merevebbnek, de akkor nincs szortiment, mert kiesik a Shibata tű, csúcsmodell pedig kell. Hogy az majd egy SME IV-ben fog jól szólni, egy nálánál 5-ször drágább karban....na és? Hogy a 7,2 grammos 2M-ek 13-as engedékenység mellett egy FG2-es profillal lennének ideálisak egy Rega karban? Ugyan...

Ha valaki nem hinné, hogy ez így van, csak nézze meg az Ortofon weboldalát, ahol is a Support alatt a hangkar-hangszedő rezonancia menüpontban deklarálja hogy 10 Hz az ideális, de 8 és 12 Hz közé mindenképp be kell lőni (rég rossz a 8 is, a 12 is, még ez utóbbi kevésbé) majd a 2M Red alatt ott a shellel egybeépített változat, 23 g saját tömeggel !!!!! Ehhez jön a kar minimum 5 grammja, az 28 gramm, 20-as engedékenység mellett, rezonanciapont: 6,7 Hz.... így kell lefojtani végképp a zenét, egyszersmind teljesen hitelt veszteni szakmailag. Szánalmas.

2m_red_pnp_518a898320763.jpg

Hát, ilyen az, amikor a marketingesek mondják meg, milyen legyen egy hangszedő.

Gábor, AudioWorld   / 2015 szeptember.

A bejegyzés trackback címe:

https://audioworld.blog.hu/api/trackback/id/tr597787484

Kommentek:

A hozzászólások a vonatkozó jogszabályok  értelmében felhasználói tartalomnak minősülnek, értük a szolgáltatás technikai  üzemeltetője semmilyen felelősséget nem vállal, azokat nem ellenőrzi. Kifogás esetén forduljon a blog szerkesztőjéhez. Részletek a  Felhasználási feltételekben és az adatvédelmi tájékoztatóban.

bgd75 2015.09.15. 14:10:41

T. Szerző!

Önnek nagyon a "bögyében" van az Ortofon 2m szériája... ez már a sokadik ilyen cikk...

Amúgy élvezetes és hasznos volt olvasni!

Analoglued 2015.09.15. 17:16:12

@bgd75: Köszönöm a kommentet. :-)

Tényleg. Elképesztőnek és egyszersmind lesújtónak tartom, hogy egy nagy nevű, magas technológiai színvonalú cég ennyire dilettáns módon hozzon létre termékeket, és erre, a korábbi nívós hangszedőik fényében nem nagyon látok más magyarázatot, mint azt, hogy a dologban marketingesek keze van, akik persze nem szükségszerűen szakemberek a témában. Az egy másik kérdés, amire nem tértem ki a cikkben, mert nem ez volt a célja, hogy miféle vállalati kultúra lehet a háttérben, amikor a mérnök nem vitatkozik a marketingessel, szakmai alapokon. A cikk aktualitását az a két momentum adja, hogy a, sokan hozzák fel nekem a napi beszélgetések során a 2M szériát, épp a Rega karba szánva, b, amúgy is szerettem volna a hangszedő tervezésének belső összefüggéseiről írni, ha némi egyszerűsítés mellett is. Ez a két téma most összemosódott bennem, így született meg ez a cikk. Remélem azért kihámozható belőle a lényeg. De megígérem hogy nem fogok többet (ellen)példálózni a 2M-ekkel. Sajnos ettől még igaz marad, hogy a színvonaluk elmarad az Ortofontól elvárhatótól.
Tisztelettel, G.

Audiolife · http://audiolife.blog.hu 2015.09.16. 10:28:37

Egyszer egy elborult elmeállapotomban azt mertem írni valamelyik fórumba, hogy az Ortofon a dj-k hangszedője, amire rögtön kaptam is vagy húsz complaint. Az első persze az volt, hogy belinkelték a régi nagy SPUk közül valamelyiket. Kár, hogy én nem arra gondoltam.

Analoglued 2015.09.16. 17:24:02

@Audiolife: Hahaha! Szeva, Attilám! könnyű így járni, és minél nagyobb az olvasótábor, annál inkább. A legklasszabb az, amikor olyan olvasók nyilatkoznak nagy magabiztossággal, akiknek a kommentjéből azonnal lesír hogy a valós tapasztalatuk elég hiányos. De ezt Te is ismered.... Jó nekem, mert az illető legalább nem itt kommentel hülyeségeket :-) :-) :-)
Azért vannak jó ( oké, jobb ) Ortofonok is, de azok csak keveseknek megfizethetők. Annyiért meg már...

Audiolife · http://audiolife.blog.hu 2015.09.18. 14:56:09

@Analoglued: Hát igen. Erre szokták mondani, hogy: "ilyen ez a popszakma".

Amúgy pedig tudjuk, hogy az emberek inkább márkát vesznek és nem egyedi terméket. Örül azért a mérnök is az év végén a prémiumnak. :-) Sőt, a vállalati bulin szerintem még be is próbálkozik a marketinges kiscsajnál ha engedi.