Эллипс, гиперэллипс, шибата – что все это значит?

В нашей прошлой статье мы разобрали все существующие разновидности головок звукоснимателя для винила, а также их конструкцию и главные отличия друг от друга. Данный материал посвящен практической стороне выбора иголок, устанавливаемых в картриджи для винила. В зависимости от качества и формы заточки иглы звучание головок с идентичной магнитной системой и корпусом может различаться очень сильно.

Иголка в головке звукоснимателя – очень важный элемент. По сути, именно она отвечает за точность считывания информации, записанной в звуковых дорожках виниловых пластинок. Совместно с иглодержателем и системой подвеса иголка обеспечивает правильное огибание канавок, позволяя передавать мельчайшие нюансы записи. Какие бывают иглы и чем они отличаются друг от друга, мы расскажем в данной статье.

Материал

В далекие годы акустической записи иглы для граммофонов обычно изготавливались из стали. Служили они недолго и требовали регулярной замены. И даже после появления электронной записи в магнитных картриджах продолжали использовать подобные иглы. Существовали и другие варианты, отдельные энтузиасты применяли даже иголки от кактуса! На разных этапах для изготовления игл использовался также осмий, сапфир и рубин. Однако в итоге оказалось, что нет ничего лучше алмаза. Привычные нам алмазные иглы, применяемые сегодня, служат гораздо дольше и обеспечивают существенно лучшее качество звука за счет того, что размер такой иголки гораздо меньше, и она может лучше проникать в глубины звуковых дорожек.

В настоящее время различают две основных разновидности алмазных игл в зависимости от их конструкции – иглы из цельного алмаза (обычно обозначаемые термином «nude diamond») и составные иглы (называемые «bonded» или «tipped»). Во второй разновидности алмазным является только самый кончик иглы, остальная ее часть выполнена из металла. Они используются только в дешевых головках звукоснимателя и звучат хуже за счет большего веса.

Форма иглы

Следующий важный аспект, который нужно учитывать при выборе иголки, это форма ее заточки. Здесь необходимо сразу оговориться, что отнюдь не всегда более сложная форма иглы позволяет головке звукоснимателя звучать лучше, поскольку качество звука картриджа является результирующей от многих факторов. Поэтому при выборе двух головок одной цены от разных производителей не следует полагаться исключительно только на форму иглы, однако общее правило – чем дороже картридж, тем более вероятно, что игла в нем имеет оригинальный и сложный профиль.

Какие виды заточки существуют и для чего они нужны?

Лаковый диск, с которого изготавливается пресс-форма для печати винила, нарезается специальной головкой, игла в которой имеет треугольное сечение. Кроме того, важным является вертикальный угол, под которым происходит нарезка. Поэтому теоретически точнее всего запись прочитает та игла, форма которой наиболее близко соответствует профилю резца. Правда, полное их совпадение невозможно в силу того, что нарезка и воспроизведение происходят в разных условиях, кроме того, игла подобной формы будет быстро изнашиваться.

Более сложная заточка обычно обеспечивает большую площадь контакта иголки с поверхностью стенок канавки в любой момент воспроизведения, а также более точное геометрическое положение по отношению к исходной форме рельефа дорожки.

Сферическая (коническая) заточка

Как видно из приведенной картинки, подобная игла выглядит в профиль как кончик шариковой ручки. Это самая простая в производстве форма, которая встречается наиболее часто. Площадь контакта со стенками канавки как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскости здесь наименьшая, крое того, сферические иглы не проникают в самую глубину канавки и, соответственно, хуже воспроизводят детали высокочастотного диапазона. Тем не менее, в тех ситуациях, где важна экономия и надежность, например, в студийных и диджейских головках, применение сферических игл вполне оправдано. В звукоснимателях для домашнего использования коническая заточка встречается в головках начального уровня.

Эллиптическая заточка

Данная форма ближе к таковой резца, и она имеет большее пятно контакта со стенками дорожки. В отличии от сферической иглы, здесь поперечный радиус сечения больше продольного. Соответственно, частотные и фазовые искажения при проигрывании пластинки будут меньше. Кроме того, ее более тонкий профиль позволяет лучше воспроизводить высокие частоты на дорожках, расположенных ближе к центру пластинки. На сегодняшний день иглы с эллиптической заточкой являются самыми распространенными в качественных магнитных головках звукоснимателя, будь то ММ или МС.

Гиперэллиптическая заточка

К этой группе относятся многие виды заточек со сложными названиями, зачастую представляющими собою просто торговое наименование. Именно в эту группу входят такие иглы, как Fine Line, Shibata, Stereohedron, Vital, Line Contact, Fritz Gyger и так далее. По сути, в процессе заточки происходит дальнейшее утончение профиля иглы с одновременным увеличением контактного пятна в вертикальной плоскости и его уменьшением в горизонтальной. Что позволяет добиться лучшего воспроизведения высоких частот. Отличным примером может служить профиль Shibata, изобретенный в 1971 году для проигрывания пластинок квадрафонического формата CD-4 японским ученым по фамилии Шибата. Частотный диапазон квадрафонических записей подразумевал поддержку частотного диапазона до 45 000 Гц, и профиль Shibata позволил этого добиться. Как мы видим, в аналоговую эпоху существовали записи с частотным диапазоном, превосходящим таковой современного формата Hi-Res Audio.

Многорадиусная или сложная заточка

Данная форма кончика иглы является наиболее сложной для изготовления. Торговые названия таких игл - MicroRidge, SAS, MicroLine и другие. Как можно видеть на картинке, на кончике иглы создается профилированная область, максимально приближенная к форме резца. Подобный профиль иглы позволяет наиболее точно передавать мельчайшие нюансы записи во всем частотном диапазоне, однако при этом требует максимальной точности в настройке из-за очень большой длины контактного пятна в вертикальной плоскости и минимальной – в горизонтальной. Отклонения в геометрической настойке картриджа в любой плоскости приведут к тому, что пострадает точность огибания канавки, и все теоретические преимущества сложной заточки останутся только теоретическими.

Иглодержатели

Для правильной и точной передачи движения иглы иглодержатель (кантилевер) должен быть выполнен из материала, требования к свойствам которого во многом соответствуют таковым для диффузоров динамиков в акустических системах. То есть он должен быть максимально жестким, однако обладать достаточным внутренним демпфированием, чтобы не вносить собственных резонансов в передаваемые колебания иглы. Поэтому для изготовления иглодержателя используются материалы, которые мы можем встретить в высокочастотных динамиках. Наиболее часто встречается алюминий, а в дорогих головках применяется бор и даже иногда бериллий. Есть головки с иглодержателями из углепластика, сапфира, рубина и даже алмаза.

Замена иголки

Сегодня заменить иголку вместе с иглодержателем можно в ММ-головках и MI-головках. Картриджи с подвижной катушкой (МС-головки) не предусматривают самостоятельной замены иглы, хотя попытки создать такие головки в прошлом предпринимались. Процесс замены несложен и доступен даже начинающему меломану – нужно только не снимать защитный колпачок с иглы до окончания процесса установки.

Интересно, что сегодня многие производители головок звукоснимателя, в частности Ortofon, Audio-Technica и Grado, дают пользователю возможность установить иголку более высокого класса в головку начального уровня, получив, таким образом, существенную прибавку в качестве звука. Дело в том, что конструкция корпуса («тушки») у головок одной линейки – одинаковая, и такая возможность позволяет неплохо сэкономить на покупке более дорогой головки.

Александр Чечелёв

19 июня 2020 года

Редакция Hi-Fi.ru