Analog lab
En moderne platespiller er en kombinasjon av finmekaniske innretninger og elektriske signaler på mikro nivå. Ved å optimere en platespillers innstillings muligheter, vil vi komme så nær som mulig dens potensiale som lydformidler.
Å optimere en platespiller i 1920 årene, bestod stort sett i å velge riktig nål/stift, for ønsket volum. Å få best mulig utbytte av en moderne platespiller i 2020 er betydelig mer krevende. For folk flest er en platespiller idag synonymt med en kombinasjon av et drev/drivverk, en tonearm, og en pickup. For at denne kombinasjonen (platespilleren) skal fungere i et stereosystem, trenger man oftest, i tillegg, en platespillerforsterker, ofte kalt et RIAA trinn, diverse kabler, og noen enkle hjelpemidler til daglig bruk. Ikke alle kombinasjoner er like godt egnet. Skal man investere i en ny platespiller, er det viktig å få god veiledning i valg av komponenter.
Figur 1. His Masters Voice, ca 1920
Platespiller drev/drivverk
Hovedoppgavene til en platespillers drev/drivverk, er å sørge for lavest mulig vibrasjon og wow/flutter, og å spinne platen med svært nøyaktig, og konstant, hastighet.
Bortsett fra vibrasjoner skapt av drevet selv (eg fra motoren), vil et godt rack, eller platespiller underlag, være et godt alternativ. Vi kan tilby en rekke konkrete alternativer. I tillegg bør spilleren plasseres et sted med minst mulig lufttrykk variasjoner. Altså ikke nær en høyttaler, nær en dør som åpnes og lukkes, eller nær hjørner av rommet.
Svært nøyaktig nivelering, korrekt beltestramming (for drev med beltedrift), korrekt mengde olje/fett i lager, og høy kvalitet på strømtilførsel, inkl. strømkabel, er andre fornuftige tiltak.
På de fleste drev/drivverk kan man justere hastigheten. Til dette formålet benytter vi programvare fra AnalogMagik og Dr. Feickert (Adjust+).
Tonearm
En tonearms hovedoppgaver er å gjøre arbeidsvilkårene til pickupen så gode som mulig, og formidle det elektriske signalet fra pickupen på en mest mulig uforstyrret måte. Det er vanskelig, og derfor er det nærmest en uendelighet av tonearm konstruksjoner. Siden praktisk talt alle (pickup) justeringer gjøres på tonearmen, har armens justeringsalternativer stor betydning for optimeringsprosessen, og kan også ha betydning for optimeringsresultatet. Eksempler på armer med svært gode justeringsalternativer, er Kuzma 4Point og Acoustical-Systems Aquilar og Axiom armer.
De fleste armer monteres med en fast avstand til platetallerkenens spindel (pivot to spindel, eller P2S). Det kan låse mulighetene for å velge forskjellige geometrier. Disse armenes konstruksjon, derimot, gir større fleksibilitet i så måte.
Tonearmen sørger for at pickupens nål/diamant følger en gitt bue over platen.
Figur 6. Tonearm geometri
Figur7a. Tre av de mest kjente tonearm geometriene, med respektive nullpunkter og forvrengning
Figur7b. Forvrengningskurver ved avvik på +0,5mm/+0,5º (rød kurve), -0,5mm/-0,5º (blå kurve), +0,5mm/-0,5º (oransje kurve), og -0,5mm/+0,5º (grønn kurve)
Det innebærer at det kun er to steder på platen pickupens nål, teoretisk sett, står perfekt i platerillen. Altså vil det være større eller mindre feilsporing på resten av plata. I praksis betyr det forvrengning. Nå er det mange alternative geometrier, som har sine respektive nullpunkter med forskjellig avstand fra spindelen (figur 7a). Hvilken man velger, avhenger av hva slags musikk man primært spiller, og fra hvilken tidsepoke. Spiller man f. eks. primært klassisk musikk, velger man ofte en geometri med et nullpunkt så nær spindelen som mulig, fordi det ofte er høy energi på slutten av plata i klassisk musikk. Spiller man nyere pop/rock utgivelser, velger man antagelig en geometri med nullpunktene lenger ut, eller nærmere midten av plata. Den mest vanlige geometrien er nok Löfgren B, og med mindre annet blir avtalt, er det den vi benytter.
Nøyaktig justering er svært krevende, og selv små avvik, som 0,5mm overhang (se figur 6) og 0,5º offset, gir betydelig høyere forvrengningsverdier (figur 7b).
Pickup
En moderne pickup er på mange måter imponerende, både mekanisk og elektrisk. Enheter på 10-15 gram, bestående av mange, til dels eksotiske, komponenter, satt sammen for hånd, og med toleranser på en brøkdel av en millimeter. Idag har mange moving coil (MC) pickuper elektriske spesifikasjoner som delvis nærmer seg kortslutning, med intern impedans på 1 ohm eller mindre, og en «utgangseffekt» på nærmest mikroskopiske 0,2 mV. Når man vet at en normal linjekilde, som en CD spiller, har en utgangs spenning på 2 V, forstår man delvis at det er behov for høy kvalitet på en phono forsterker (RIAA trinn), og delvis at kravet til presisjon i mekanisk optimering av en pickup er veldig høy.
Hvis man forutsetter at tonearmen er plassert med helt korrekt pivot to spindle (P2S) posisjon, er den neste utfordringen å få montert pickupen i tonearmens headshell slik at pickupens nålespiss kommer i helt korrekt posisjon, ift den geometrien man har valgt. Til dette bruker man en protraktor. Det finnes en mengde forskjellige protraktorer, fra enkle papirark, med én geometri, til avanserte, tredimensjonale protraktorer, med et antall geometrivalg. Et godt alternativ er SMARTractor fra Acoustical-Systems.
Denne protraktoren har en presisjon på 0,05 mm, og er betydelig enklere i bruk, enn de fleste papir/papp protraktorene.
I tidligere tider var det vanlig å slipe diamanten/nåla på en pickup i en konisk form (som spissen på en kulepenn). Som det fremgår av figur 9, kan man tydelig se at små vridninger på nåla ikke medfører vesentlig endring i kontaktflaten på platens riller. Dessverre fører den type slipning til svært begrenset kontaktflate, noe som igjen gir lavere presisjon i evnen til å følge «terrenget» i rillene, og betydelig slitasje, både på plate og nål.
Idag er det vanlig med mer avanserte slipninger, som alle har som hensikt å, via større kontaktflate, i større grad etterligne måten platen ble skåret på, og gir derved høyere presisjon og mindre slitasje. Utfordringen med denne typen slipning er betydelig høyere krav til presisjon i montering og optimering. Man kan lett tenke seg, ved å se på figur 10, at selv en liten vridning vil redusere kontaktflaten betydelig.
Microridge (eg Hana, DS Audio), Shibata (eg Acoustical-Systems), Line contact (eg MSL, TECHDas), er eksempler på diamantslipninger med svært skarpe kontaktflater mot platerillene. Pickuper med slike slipninger må optimeres i alle tre akser. Disse aksene kan sammenlignes med aksene på et fly.
-Yaw aksen tilsvarer zenith (horisontal vridning i headshellet)
-Pitch aksen tilsvarer VTA/SRA (vertical tracking angle/stylus rake angle)
-Roll aksen tilsvarer azimuth
Å optimere hver av disse aksene separat er en utfordring, og når vi vet at en endring i én av aksene påvirker de andre aksene, forstår vi at optimering av alle aksene, sammen, er en krevende oppgave. Når variabler som stifttrykk, antiskating, og platerotasjonshastighet (33.3/45 RPM) tas med, blir det ytterligere komplisert.
Ideelt sett skulle man kunne tenke seg at det er nok å montere en pickup slik at diamantspissen er nøyaktig plassert på nullpunktene på den valgte geometrien, tonearmen montert horisontalt (parallelt på platen), og pickupens lengdeakse montert langs tonearmens lengdeakse. Dessverre er det ikke så enkelt. Det forutsetter at diamanten er slipt helt korrekt, at diamanten er montert i cantilever med helt riktig vinkel (i alle akser), og at cantilever er montert helt korrekt i pickup huset. Det er ekstremt vanskelig. I praksis vil det være større eller mindre avvik.
Toleransene ved optimering av en pickup dreier seg om tidels millimeter, og tidels grader. Erfaringsmessig kan en gitt pickup ha avvik på én eller flere grader. Selv det er vanskelig å se med det blotte øyet.
Som det fremgår av figur 12 (tatt med et USB mikroskop), her er SRA ganske nær det man er ute etter. Man skal huske at slike bilder blir tatt med pickupen hvilende statisk på et underlag med samme tykkelse som en LP plate. SRA blir alltid noe lavere, som en følge av friksjonen mellom en roterende plate og diamanten
Figur 12. Måling av SRA med et USB mikroskop
I tillegg til disse fundamentale tingene, er det en lang rekke andre faktorer å ta hensyn til. Dette er noen av dem:
- Ikke alle pickuper og tonearmer passer like godt sammen
- Alle pickuper trenger innspillingstid. En pickup kan endre seg betydelig de første 50-100 timene
- Ikke alle plater er skåret med 92 grader SRA
- Det er betydelig forskjell på platetykkelser. Optimering med 180 gram testplater vil ikke være perfekt for tynnere plater
- For optimale resultater, må pickup og plate være fri for støv og andre urenheter
Phono forsterker (RIAA trinn)
De aller fleste høyverdige pickuper idag er moving coil (MC) konstruksjoner. Det finnes også høyverdige moving magnet, moving iron og optiske konstruksjoner også. Disse har ofte andre elektroniske behov, enn MC.
En MC pickup har som nevnt svært lav utgangs spenning. I tillegg har ikke dette signalet flat frekvensgang. Som det fremgår av figur 13, har signalet ut fra pickupen betydelig lavere volum i lave frekvenser enn høye frekvenser.
I tillegg til at et RIAA trinn skal forsterke opp signalet flere tusen ganger, skal det også utføre en betydelig equalization, for at signalet ut fra RIAA trinnet skal fremstå som flatest mulig. Ingen enkel oppgave.
For at en MC pickup skal fungere optimalt, må den «se» en gitt elektrisk belastning fra RIAA trinnet (målt i antall ohm). De fleste høyverdige RIAA trinn har en lang rekke justeringsalternativer, fra 0 ohm til 47 Kohm.
Figur 13. RIAA kurve
For at en MC pickup skal fungere optimalt, må den «se» en gitt elektrisk belastning fra RIAA trinnet (målt i antall ohm). De fleste høyverdige RIAA trinn har en lang rekke justeringsalternativer, fra 0 ohm til 47 Kohm. En En MC-pickup jobber lettere ved høye ohm verdier, enn lave ohm verdier, men det kommer til et punkt hvor lineariteten i frekvensgangen endres, og høye frekvenser blir dominerende. For noen år siden kunne man stort sett gange den indre motstanden (impedansen) i pickupen med 10, for å få en brukbar belastningsverdi. Så en pickup med en impedans på 10 ohm, ville normalt fungere bra med 100 ohm belastning fra RIAA trinnet. Idag har de fleste høyverdige MC pickuper langt lavere impedans enn 10 ohm, så den «gamle» formelen er ikke like anvendelig lenger. I tillegg har det vist seg at de elektriske egenskapene til tonearmkabelen har stor innvirkning på dette. Spesielt kapasitansen RIAA trinnet ser, som stort sett stammer fra tonearmkabelen, er viktig, og har en direkte konsekvens for valg av belastning (antall ohm) på RIAA trinnet. For en gitt pickup kan «riktig» belastning variere med flere hundre ohm, avhengig av kapasitansen i kabelen. Noen produsenter oppgir verdiene for kapasitans på sine kabler, men de fleste gjør det ikke. Om man ikke har tilgang til kapasitans
verdiene, må de måles. Det gjøres med et LCR meter.
Våre løsninger
Analogsenteret har prioritert kunnskapen om oppsett og justering av platespillere. Da vi innredet våre nye lokaler i Askerveien 61, bygget vi et eget lokale til vår Analog lab. Vi legger vekt på å ha tilgang på, og ha evnene til å unytte, avanserte spesialverktøy. Det å forstå sammenhengen mellom forskjellige målbare parametere, enten de er av geometrisk, teknisk eller elektrisk karakter, er viktig. Bedømme hvordan det samlede resultat påvirkes av de forskjellige målinger, for deretter å foreta trinnvise justeringer. Det er ikke nok å benytte ett verktøy alene, men kombinere bruk av flere.
Vi kombinerer måleresultater med kritisk lytting som en del av prosessen. Det hele krever høy kompetanse, lang erfaring og en stor grad av tålmodighet.
Vi bruker verktøy som avanserte LCR metere og oscilloskop, høyverdige optiske og digitale mikroskop, laser vater, profesjonelle protraktorer med egne maler, og spesialtilpassede verktøy og hjelpejigger. Blant annet PAS «the professional phono aligment set». Data orienterte verktøy som AnalogMagik og Dr. Feickert Adjust+, som vi har lang erfaring med, inngår også i måleprosessen.
Vi sjekker alltid den aktuelle tilstanden på platespiller, tonearm og pickup - også om de overholder de målbare spesifikasjoner fra leverandørene. Vi er godt kjent med at enhver platespiller, tonearm og pickup har sine egne målbare utfordringer. De skal passe godt sammen for å gi det best mulige resultat.
I vår Analog lab bruker vi høyverdige RIAA trinn, med de nødvendige justeringsmuligheter i forhold til den valgte pickup, slik at vi kan foreta lyttetest sammen med målingene. Etter en første lyttetest kan vi ta platespilleren til ett av våre High End oppsett for å teste
denne.
Til slutt loggfører vi, og lagrer data, for det oppsett som er utført.
