Wkład magnetyczny
Wkładka magnetyczna , częściej nazywana wkładką gramofonową lub wkładką gramofonową lub (potocznie) przetwornikiem , jest przetwornikiem elektromechanicznym , który służy do odtwarzania płyt na gramofonie .
Wkładka zawiera zdejmowaną lub zamontowaną na stałe igłę , której końcówka - zwykle kamień szlachetny, taki jak diament lub szafir - ma fizyczny kontakt z rowkiem płyty. W popularnym użyciu iw żargonie disc jockey , rysik, a czasami cała wkładka, jest często nazywana igłą. Igła poruszając się po ząbkowanym rowku, wprawia w drgania wspornik, na którym zamontowany jest magnes trwały, który porusza się pomiędzy polami magnetycznymi zestawów cewek elektromagnetycznych we wkładzie (lub odwrotnie: cewki są zamocowane na wsporniku, a magnesy są w kasecie). Zmieniające się pola magnetyczne generują prąd elektryczny w cewkach. Sygnał elektryczny generowany przez wkładkę może zostać wzmocniony , a następnie przetworzony na dźwięk przez głośnik .
Historia
Pierwszy typ elektrycznego przetwornika gramofonu, który odniósł sukces komercyjny, został wprowadzony w 1925 r. Chociaż elektromagnetyczny, jego podobieństwo do późniejszych wkładów magnetycznych jest odległe: zawierał nieporęczny magnes w kształcie podkowy i wykorzystywał te same nieprecyzyjnie produkowane masowo stalowe igły jednorazowego użytku, które były standardem od pierwsze prymitywne gramofony pojawiły się w latach 90. XIX wieku. Jego wagę śledzenia podano w uncjach, a nie w gramach. Ten wczesny typ przetwornika magnetycznego całkowicie zdominował rynek aż do lat trzydziestych XX wieku, ale pod koniec tamtej dekady został wyparty przez stosunkowo lekki przetwornik piezoelektryczny . rodzaj przetwornika kryształu. Stosowanie krótkotrwałych jednorazowych metalowych igieł pozostało standardem. W latach zamożności i długo odkładanych potrzeb konsumentów bezpośrednio po drugiej wojnie światowej, gdy stare gramofony z bardzo ciężkimi przetwornikami zostały zastąpione, coraz bardziej popularne stały się precyzyjnie szlifowane i wygodnie trwałe końcówki igły wykonane z szafiru lub egzotycznego twardego metalu osmu . Jednak płyty nagrane do użytku domowego nadal odtwarzano z prędkością 78 obr./min, a większość z nich nadal była wykonana z tego samego starego ściernego szelaku, opracowanego w celu szybkiego ścierania końcówek stalowych igieł w celu dopasowania do rowka.
Wprowadzenie „albumu” LP z prędkością 33 1 ⁄ 3 obr./min w 1948 r. I singla z płytą 45 obr./min ” w 1949 roku skłoniło konsumentów do zakupu nowego gramofonu o wielu prędkościach z wymaganym rysikiem z „mikrorowkami” z mniejszą końcówką. Szafir i diament stały się wówczas standardowymi materiałami na końcówki igły. Początkowo nowe igły były instalowane w mniejszych, lżejszych piezoelektrycznych kryształowe lub ceramiczne wkłady ogólnego typu, które można było znaleźć w niedrogich, samodzielnych przenośnych gramofonach w całej erze fonograficznej. Wkłady ceramiczne są nadal używane w większości produkowanych obecnie gramofonów „retro” i kompaktowych, po części dlatego, że są stosunkowo wytrzymałe i odporne na uszkodzenia spowodowane nieostrożnym obchodzeniem się, ale głównie dlatego, że są niedrogie.Jednak w latach pięćdziesiątych XX wieku nowa generacja małych, lekkich, wysoce kompatybilne wkładki magnetyczne, które szybko zyskały uznanie wśród entuzjastów high-fidelity ze względu na ich wyraźnie wyższą wydajność. Wysoka podatność zmniejszyła również rekordowe zużycie. Wkrótce stały się standardem we wszystkich systemach audio z wyjątkiem najtańszych i są obecnie najpopularniejszym typem wkładki przetwornika.
projekt i konstrukcja
Wkładka składa się z kilku elementów: igły, wspornika, magnesów, cewek i korpusu. Igła jest częścią, która podczas użytkowania jest interfejsem z powierzchnią płyty i śledzi modulacje w rowku. Zwykle jest wykonany z małego polerowanego diamentu lub innego przemysłowego kamienia szlachetnego. Wspornik podtrzymuje igłę i przenosi z niej wibracje na zespół cewki/magnesu. Ten pierwszy jest zwykle wykonany z boru lub aluminium, a wcześniej z berylu, chociaż niektórzy producenci wprowadzają na rynek modele ze wspornikami z egzotycznych kamieni szlachetnych. Niektóre modele wkładek z ruchomym magnesem mają odłączane podzespoły igła-wspornik, które umożliwiają ich wymianę bez konieczności wyjmowania i wymiany całej wkładki, gdy igła się zużyje.
W połączeniu z ramieniem, funkcja korpusu wkładki polega na zapewnieniu ruchomym częściom nieruchomej platformy, dzięki czemu mogą precyzyjnie śledzić rowek.
typy
W systemach o wysokiej wierności przetworniki kryształowe i ceramiczne zostały zastąpione wkładką magnetyczną, wykorzystującą ruchomy magnes lub ruchomą cewkę.
W porównaniu z przetwornikami kryształowymi i ceramicznymi, wkładka magnetyczna zwykle zapewnia lepszą wierność odtwarzania i mniejsze zużycie płyty, śledząc rowek z mniejszym naciskiem. Wkłady magnetyczne wykorzystują mniejsze siły śledzenia, a tym samym zmniejszają ryzyko uszkodzenia rowka. Mają też niższe napięcie wyjściowe niż przetworniki kryształowe lub ceramiczne, w zakresie zaledwie kilku miliwoltów, co wymaga większego wzmocnienia.
Wkłady z ruchomym magnesem (MM) i ruchomym żelazem (MI).
We wkładzie z ruchomym magnesem wspornik igły zawiera mały magnes trwały , który jest umieszczony pomiędzy dwoma zestawami nieruchomych cewek (we wkładzie stereofonicznym), tworząc mały generator elektromagnetyczny. Gdy magnes wibruje w odpowiedzi na igłę podążającą za rowkiem płyty, indukuje niewielki prąd w cewkach.
Ponieważ magnes jest mały i ma niewielką masę i nie jest mechanicznie połączony z generatorem (jak we wkładzie ceramicznym), odpowiednio wyregulowana igła podąża za rowkiem wierniej, wymagając przy tym mniejszej siły śledzenia (nacisk na igłę w dół).
Typy z ruchomym żelazem i magnesami indukowanymi (dobrze znanym przykładem jest ADC) mają ruchomy kawałek żelaza lub innego stopu żelaza połączony ze wspornikiem (zamiast magnesu), podczas gdy stały, większy magnes znajduje się nad cewkami, zapewniając niezbędną strumień magnetyczny.
Wkładki z ruchomą cewką (MC).
Konstrukcja MC to znowu mały generator elektromagnetyczny, ale (w przeciwieństwie do konstrukcji MM) z magnesem i cewkami odwróconymi: cewki są przymocowane do wspornika i poruszają się w polu magnesu stałego. Cewki są małe i wykonane z bardzo cienkiego drutu.
Ponieważ liczba zwojów, które można obsłużyć w takim tworniku, jest niewielka, poziom napięcia wyjściowego jest odpowiednio mały. Wynikowy sygnał ma tylko kilkaset mikrowoltów, a zatem jest łatwiej zagłuszany przez szum, indukowany szum itp. Dlatego trudniej jest zaprojektować przedwzmacniacz z wejściami o wyjątkowo niskim poziomie szumów wymaganymi dla wkładki z ruchomą cewką, dlatego „krok w górę” Transformator” jest czasami używany zamiast tego.
Jednak dostępnych jest wiele wkładek z ruchomą cewką „wysokiej mocy”, które mają poziomy wyjściowe podobne do wkładek MM.
Wkładki z ruchomą cewką są niezwykle małymi precyzyjnymi instrumentami i dlatego są generalnie drogie, ale często są preferowane przez audiofilów ze względu na subiektywnie lepszą wydajność.
Ruchome wkłady Micro Cross (MMC).
Konstrukcja MMC została wynaleziona i opatentowana przez firmę Bang & Olufsen . Wkładka MMC jest odmianą konstrukcji Moving Iron (MI). Magnesy i cewki są nieruchome, podczas gdy mikrokrzyż porusza się wraz z rysikiem, zmieniając w ten sposób odległości między ramionami krzyża a magnesami. Uważa się, że konstrukcja MMC pozwala na lepszą separację kanałów [ potrzebne źródło ] , ponieważ ruchy każdego kanału pojawiają się na osobnej osi.
Ruchomy magnes a ruchoma cewka
Wkładki z ruchomym magnesem są częściej spotykane na rynku z „niższej półki”, podczas gdy „wyższa klasa” jest zdominowana przez konstrukcje z ruchomą cewką. Debata na temat tego, czy konstrukcje MM czy MC mogą ostatecznie generować lepszy dźwięk, jest często gorąca i subiektywna. Rozróżnienie między nimi jest często zacierane ze względu na koszty i względy projektowe – np. czy wkładka MC wymagająca kolejnego wzmocnienia może przewyższyć wydajność dobrze wykonanych wkładek MM, które wymagają prostszych stopni przednich?
- Wkładki MC oferują bardzo niską indukcyjność i impedancję, co oznacza, że wpływ pojemności (w kablu biegnącym od wkładki do przedwzmacniacza) jest pomijalny, w przeciwieństwie do wkładek MM, które mają stosunkowo wysoką indukcyjność i impedancję. W tym drugim przypadku pojemność kabla może negatywnie wpływać na płaskość odpowiedzi częstotliwościowej i liniowość odpowiedzi fazowej. Stanowiłoby to potencjalną przewagę dźwiękową dla typów MC.
- Powszechnie uważa się, że wkładki MC mają mniejsze masy ruchome. Jednak wysokiej jakości wkładki MM są w stanie zaoferować równie niską lub niższą masę ruchomą niż niektóre wkładki MC. Na przykład najnowocześniejszy Technics EPC-100CMK4 o efektywnej masie końcówki 0,055 mg, z ruchomym magnesem. Dla porównania, popularna wkładka z ruchomą cewką Denon DL-301 ma efektywną masę końcówki 0,270 mg.
- Aby rozróżnić wkładki według silnika (MC vs MM), pomija się fakt, że kształt końcówki igły (stożkowy vs eliptyczny vs zaawansowane kształty), mocowanie (klejone vs nagie), materiał wspornika (aluminium vs bor vs beryl) i konstrukcja wspornika (pełny pręt vs walcowana rura) mają znaczący wpływ na dźwięk, co może tłumaczyć większe zróżnicowanie jakości dźwięku niż typ zastosowanego silnika.
Wkładki MM generalnie mają wyjście 3-6mV, kompatybilne z wejściami MM przedwzmacniaczy. Wkładki MC występują w dwóch odmianach, o niskiej mocy wyjściowej (zwykle < 1,0 mV) i wysokiej mocy wyjściowej (ponad 1,5 mV); są też takie, które mają bardzo niską moc wyjściową (0,3 mV lub mniej). Wysokowydajne wkładki MC to ustępstwo na rzecz kompatybilności ze starszymi wejściami MM przedwzmacniacza; wkładki MC o niskim poziomie wyjściowym mogą generować nadmierny szum lub mieć niewystarczające wzmocnienie przedwzmacniacza, aby wysterować wzmacniacze do ich znamionowej mocy wyjściowej, jeśli są używane na wejściach MM. Większość przedwzmacniaczy półprzewodnikowych ma oddzielne wejścia MC o wysokim wzmocnieniu i niskim poziomie szumów, aby je pomieścić. Wkładki o bardzo niskim poziomie wyjściowym wymagają oddzielnego stopnia przedwzmacniacza gramofonowego przed wejściem do stopnia przedwzmacniacza MC lub MM.
Naboje „London Decca”.
Wkładki gramofonowe Decca miały unikalną konstrukcję, ze stałymi magnesami i cewkami. Trzon trzpienia składał się z diamentowej końcówki, krótkiego kawałka miękkiego żelaza i wspornika w kształcie litery L wykonany ze stali niemagnetycznej. Ponieważ żelazko zostało umieszczone bardzo blisko końcówki (w granicach 1 mm), ruchy końcówki można było bardzo dokładnie śledzić. Inżynierowie Decca nazwali to „skanowaniem pozytywnym”. Podatność pionowa i boczna była kontrolowana przez kształt i grubość wspornika. Wkładki Decca miały reputację bardzo muzykalnych; jednak wczesne wersje wymagały większej siły nacisku niż konkurencyjne konstrukcje - co powodowało obawy o zużycie płyt.
Linki zewnętrzne
- Historia nabojów z książki z 1958 roku