calle_jr Posted August 4 Share Posted August 4 En LP är graverad med spåret vinkelrätt mot vinylskivans radie. Om man avviker från denna vinkel så kommer pickupen läsa av fel. Som nämns ovan är de två vanligast förekommande armtyperna radialarm och tangentialarm (de är i stort sett de enda armtyperna om man bortser från några bastarder). Radialarmen ger alltid mer eller mindre vinkelfel inom hela sitt arbetsområde. Så även om man monterar helt rätt så blir det ett tillskott i thd på uppåt 0.5 %. Tangentialarmen kan teoretiskt ge noll vinkelfel om den monteras rätt. Trots detta är radialarmen den helt förhärskande konstruktionsprincipen för tonarmar. Ju längre en radialarm är desto mindre vinkelfel kommer den ge. De vanligaste längderna för radialarmar är 9 och 12", och då avses effektiv längd, dvs avståndet mellan tonarmsbasens centrum (lager) och pickupens nålspets. I nedanstående figur anges de vanligaste måtten som förekommer i nomenklaturen för radialarmar. Benämningar på de vanligaste måtten och vinklarna. RADIALARM - EFFEKTIV LÄNGD OCH NOLLPUNKTER Man börjar med att montera tonarmen så att den får korrekt avstånd mellan pivot och spindel. Detta avstånd är tonarmens angivna effektiva längd minus överhäng (LEFF-OH). För en 9"-arm är detta typiskt 229-18=211mm (Linn) eller 228-16=212mm (Ortofon). Dessa mått ska framgå av tillverkarens specifikationer. Det finns tre olika "skolor" för att minimera vinkelfel; Baerwald, Lofgren och Stevenson. Det finns mycket skrivet om detta i böcker och på nätet, men alla tre är geometriska beräkningar baserade på olika antaganden om vilka nollpunkter som är bäst. De geometriska sambanden för en tonarm baserad på en fast pivotpunkt är väl kända sedan Baerwalds och Lofgrens grundläggande publikationer i början av 1900-talet. Båda drog slutsatsen att en sådan spårningsbana måste ges en offset-vinkel med ett definierat överhäng. Storleken på offset-vinkeln och överhänget varierar med den effektiva längden hos tonarmen. När nålen drar fram i spåren så får den en tangentiell position endast i två punkter - de inre och yttre nollpunkterna. Stevenson anpassade senare dessa formler (kurvor) så att vinkelfelet blir mindre i slutet av en LP, där det ofta är krescendon i klassisk musik. Här är en illustration över hur vinkelfel och därmed distorsion varierar utifrån om man väljer två typiska nollpunkter (det skulle kunna vara Baerwald). Om du brukar tycka att spår 2 är det bästa på en LP, så kanske detta är förklaringen Vinkelfelets variation från start till slut på en LP som spelas med radialarm. Tonarmstillverkaren bör skicka med en mall (sk protraktor) för grovinställning av pickupmontering. Den är då normalt anpassad för specifikt den tonarm man har. Det finns även generella protraktorer att köpa, och i brist på annat kan man skriva ut en skalenligt från nätet. Observera mm-skalan på dessa eftersom utskrifter har en tendens att skala bilder. Här är annars en mycket bra mallgenerator: http://www.conradhoffman.com/TemplateGen.zip . Det finns även ett otal tillverkare som har trixat med själva armens form för att minska vinkelfel. De mest kända är J-arm och S-arm som är böjda i plan för att ge rätt offset-vinkel i själva armen. Framför allt Technics SL-1200 som har en S-form så att olika pickuper monteras rakt på enbart med en mycket enkel (medföljande) mall. Armens form påverkar alltså inte effektiv längd, den är alltid fågelvägen enligt figuren ovan. En mycket intressant arm är Thales, som har en huvudarm och en guide samt fyra pivotpunkter, så att offset-vinkeln ändras under gång; Thales tonarm ger också endast två punkter som har noll vinkelfel, men pga variabel offset-vinkel kommer vinkelfelet bli mindre än för en motsvarande traditionell radialarm. Bild: www.tonarm.ch Man kan tycka det är onödigt att behöva ställa in effektiv längd - det borde vara standard. Men eftersom alla pickup-tillverkare har sina egna geometrier går det inte komma ifrån. Feickerts senaste protraktor har integrerat inställning av överhäng i första steget eftersom om två punkter är rätt så är även den tredje rätt. Man behöver inte följa effektiv längd slaviskt, det viktiga är att minimera vinkelfel. Tvärtom är det bättre ju längre avstånd man lyckas få mellan nålspets och pivotpunkt. TANGENTIALARM - EFFEKTIV LÄNGD OCH NOLPUNKTER Ja, en tangentialarm har förvisso en effektiv längd, men den har inga nollpunkter. På en tangentialarm monteras alltid pickupen rakt i plan, och ett vinkelfel pga felmontering har minst lika stor inverkan här som för en radialarm, så det gäller att vara noggrann. Det som kan få en tangentialarm "off angle" är om armen inte löper helt fritt med spåren mot centrum, pga glapp i upphängningen, friktion, skatingkrafter mm. Hursomhelst, detta är endast en av de parametrar som gör att en tonarm inverkar på avläsningen. Vinkelfelet i plan må vara minimerat, men det finns tre vinklar till; Vertical Tracking Angle (VTA), Azimut och Zenit. Med fel inställd VTA, azimut och/eller zenit så kommer nålen spåra fel. Förutom att det skapar distorsion så sliter det dessutom på både nål och skivor. NÅLTRYCK OCH ANTISKATING Nåltryck (VTF, Vertical Tracking Force) ställs in efter tillverkarens rekommendation, och hänger ihop med hur kompliansen är utformad. En del tillverkare anger ett spann, och om nålen spårar bra så brukar det vara bäst att välja det lägre värdet. När man spelar med radialarm så kommer en glidkraft påverka tonarmen, så att nålen trycker mer på den inre spårväggen än på den yttre. För att kompensera detta har de flesta radialarmar en funktion som kallas antiskating. Det vanligaste är att man hänger en vikt i ett snöre som är infäst i tonarmen på andra sidan pivotpunkten. Men det finns även andra lösningar, exvis fjädrar eller magneter. Antiskating justeras bäst med en testskiva, där spår har modulerats för svårare och svårare spårning. Förr eller senare börja det dista i höger eller vänster kanal. Om man då justerar så att det börjar dista samtidigt i båda kanaler så har man optimerat antiskating. Man justerar helt enkelt genom att öka eller minska antiskatingvikten. Det brukar hamna i närheten av nåltrycket. Illustration av skatingkraften och den motverkande antiskatingkraften som normalt kan ställas in på en radialarm. Skatingkraften är alltså helt geometrisk och beror enbart av offsetvinkeln, överhänget och friktionskraften. Här är några principiella formler: Skatingkraft FS=FF tan φ Friktionskraft FF=µ VTF g φ =sin-1(R/2LEFF+(2LEFFOH-OH2)/2RLEFF) Där VTF: nåltryck µ: friktionskoefficient R: spårets radie LEFF: är tonarmens effektiva längd OH: överhäng Men vad händer egentligen i generatorn om spolarna står fel i förhållande till magnetfältet? Den relativa hastigheten påverkar utspänningen för en given pickup. Men utgångsläget för utspänning är antalet varv på spolarna och magnetfältets storlek. Spolarnas läge i magnetfältet avgör hur stor utspänningen kan bli. Eftersom magnetfältet har olika styrka på olika ställen (flux-linjer) kommer både amplitud och kanalbalans påverkas. Om man studerar hela generatorpaketet så kommer utspänning (vä resp hö) skilja beroende på val av VTF och HTF (Horizontal Tracking Force, dvs antiskating) eftersom dessa flyttar spolarnas "nollägen" i förhållande till ett symmetriskt magnetfält. Om nolläget dessutom är felmonterat från början så blir det än värre. Spolarnas läge i förhållande till magnetfältet påverkas av både ursprunglig montering, VTF och HTF. Den spänning som genereras kommer bli fel om spolarna blir felplacerade när nåltryck och antiskating applicerats (streckad figur). VTF böjer nålen i storleksordningen 3o. HTF brukar hamna 20-80% av VTF om man går efter testskiva. Så nålen böjer sig i storleksordningen 0.5-2.5o om horisontell och vertikal komplians är lika. VTA OCH SRA Definitionen av VTA och den sammanhörande Stylus Rake Angle (SRA) framgår av följande figur: Definition av VTA och SRA. Skärmaskinernas variation över tid och mellan tillverkare gör att optimalt VTA varierar mellan 15-24o, medan optimalt SRA varierar mellan 91-95o. Vi rekommenderar att ställa SRA vid ca 92o. VTA och SRA är vinklar som nålspetsen är konstruerad för och avgör hur kontaktytan mellan spåren i en LP och nålspetsen kommer att se ut. VTA och SRA kommer att ändra sig beroende på vikt (tjocklek) på de LP man spelar. Illustration av ett spår där nålens kontaktyta är markerad för vänster (grön) och höger (röd) kanal. Man ser hur kontaktytan får en felaktig vinkel vid för hög eller för låg VTA. I närbild ser man att när VTA sammanfaller med skärverktygets skärvinkel så kommer anliggningen förbättras jämfört med en felaktig VTA. Det är känt att med för låg VTA så får man ett något bumligt sound, och med för hög VTA så återges en hårdhet och det låter tunt. Men varför? Om man ser nålens kontakt med spåret som två linjer (vä+hö), så behöver det inte vara någon skillnad alls varken för kontaktytans läge på nålen eller i spåret, men linjerna kommer luta i samma grad som vta. Kontaktytans storlek och form kan ändras ganska radikalt, och egentligen handlar det om att nålens SRA ska efterlikna skärhuvudets rake angle, men justeringen av SRA gör man ju med VTA. I generatorn bör det inte vara någon skillnad alls mellan olika VTA eftersom magnet och spolar vinklas likadant, men själva upphängningen kan såklart påverkas eftersom den snedbelastas vid fel VTA. Det som sker med olika VTA är att moduleringen påverkas, ungefär som att cykla på en bucklig väg som dessutom är i uppförs- eller nedförsbacke. Här är en illustration som visar vad som händer med en sinuskurva när avläsningen sker med fel vinkel: Illustration av påverkan från olika VTA för ton med samma periodtid. Kurva A visar en korrekt inställd VTA. Kurva B visar vad som händer om man höjer armen i bakkant. Signalen kommer att få en brantare framflank än bakflank. Ju brantare framflanken är, desto mer kommer signalen att upplevas som ljusare (signalen kommer att intermoduleras med en högre frekvens). Vi kommer även att tycka att det är bättre drag med tydligare anslag och attack. Kurva C visar hur resultatet blir när armens pivot är för låg. Denna långsamma framflank gör att ljudet upplevs som mörkare och med dålig attack. Man kan finlira med VTA om man vill, och en del ändrar tom VTA beroende på vilken tjocklek på LP de ska spela. Vi anser nog att en praktisk lösning är då man ställer vta mitt mellan de lägen där tonarmen är parallell för den tunnaste och tjockaste LP man har. Det är inte helt sunt att ändra VTA mellan olika LP eftersom man ju faktiskt även ändrar andra parametrar. På en del tonarmar är det enkelt att ställa om genom att ändra höjden vid tonarmsbasen, och vissa kan t.o.m ändra detta on-the-fly. Men det är svårt att ge vattentäta råd om VTA när det finns en sådan spridning i både skärhuvud och skärdiamant (exvis vertical cutting angle och cutter rake angle), där det finns en variation både över tid, mellan tillverkare och mellan de som monterat verktygen. Vi tycker att man börjar montera sin pu med vågrät tonarm för en medel-LP enligt ovan. Om man vill gå vidare så är en metod att fotografera SRA med ett usb-mikroskop och försöka hitta 92 grader. Ett annat sätt är att mäta distorsionen och ställa VTA (SRA) efter det. Det finns spår för IMD-mätning på exvis Ultimate Analogue Test LP, och metoden beskrivs i senare avsnitt. Fel VTA/SRA ger alltid en kombination av moduleringsförvrängning (enl ovan beskrivning) och annan spårningsdistorsion. Om man minimerar distorsion genom mätning så har man antagligen även minimerat moduleringsförvrängningen, åtminstone för just den test-LP man mäter med. AZIMUT Azimut är den vinkel som nålspetsen har i förhållande till lod eller zenit. Såhär alltså: Illustration av den kanalobalans som uppstår när nålspetsen inte är inställd i azimut. Denna vinkel ska såklart vara 0o. Men det innebär inte helt självklart att pickupskalet ska vara helt i horisontalplanet. Vinkeln 0o är ju för själva nålspetsen, och dessutom är det egentligen under gång. Då är nålspetsen belastad och kommer att böja sig något så att både SRA och azimut ändras. Felaktig azimut påverkar både fas och kanalseparation, vilket ger en felaktig stereobild. Lyra har i sin senaste "generation" pickuper utvecklat en armrörsgeometri och komplians som är gjord för att SRA och azimut ska vara korrekt vid spelning. Korrekt inställd azimut och zenit. ZENIT En nålspets som inte är i "lod" ger azimut-fel, och om den inte är i våg parallellt med armen ger det vta-fel. Men det finns en vinkel till - zenit. Detta avser såklart att nålspetsen inte är vriden i plan. Med en protractor förlitar man sig på att nålspetsen sitter exakt monterad på nålarmen, vilket den sällan gör. Zenit-fel ger ett fasfel mellan kanalerna och det går att detektera med ett vanligt oscilloskop. Syns det där så hörs det garanterat: Illustration av rätt och fel inställning i förhållande till zenit. Vid oscilloskopmätning bör man om möjligt använda ett mono-spår på testskivan som ligger så nära en av den valda geometrins 0-punkter som möjligt. Ju högre frekvens testspåret har, desto känsligare blir mätningen. Ovanstående geometriska inställningar påverkar hur anliggningsytan kommer se ut mellan nål och LP-spår. Nålen ska så bra som möjligt efterlikna skärverktygets spår. Äldre typer av slipningar är inte så känsliga eftersom de var koniska (senare elliptiska) och ändrad vinkel påverkar inte anliggningsytans form så värst. Här är en illustration av hur olika slipningar ser ut i vinylskivans spår. Som sagt, ju bättre nålen efterliknar gravyrnålens hyvlingsyta, desto exaktare avläsning; Olika nålslipningars utseende i spåret jämfört med gravyrnålen. Som vi beskrivit kort i avsnitt 3 så ger alla avvikelser mellan skärhuvudets och nålens transportväg spårningsdistorsion. De beror i huvudsak på hur nålen har slipats, och kan ge både amplitud- och fasfel. Den simplaste formen av spårfel är när nålslipningen är så grov att den helt enkelt inte kan följa de våglängder som ett skarpt skärverktyg har graverat, utan bara gräver över dessa. Detta resulterar i förlust av högfrekvent modulering. Ett exempel på vertikal spårningsdistorsion är när slipningen gör att kontaktytan flyttas vilket får generatorn att läsa en annan kurvatur än den som graverats: Illustration av skillnad mellan vertikalt graverad (heldragen) och avläst kurvatur (streckad linje). Ett exempel på horisontell spårningsdistorsion är när horisontell modulering gör att nålen kläms pga de horisontella krökningarna. Nålen kläms såklart inte utan effekten blir att den i stället trycks upp från spåret. Detta får som effekt att nålen modulerar en tilläggssignal med dubbla frekvensen jämfört med den horisontella moduleringsfrekvensen. Moderna nålslipningar är optimerade för att minimera den här typen av geometriska effekter. En modern linjekontaktslipning kan ge dubbelt så stor anliggningsyta som en äldre typ. Anliggningsytan för en modern slipning kan vara 60µm2 per kanal. Här ser vi en mindre myrart i förhållande till spåren på en LP: Bild vinylspår: www.thevinylfactory.com Bild myra: www.alexanderwild.com Link to comment Share on other sites More sharing options...
Recommended Posts