Паразитный резонанс иглы звукоснимателя — извлекаем пользу из вреда.

Про пагубное влияние резонансов тонарма на звук и сохранность пластинок написано так много, что это пугает даже самых опытных любителей грамзаписи. Однако если трезво оценить порядок влияния различных факторов, то оказывается, что в первую очередь пластинки портятся от изношенных игл в паре с чрезмерной прижимной силой и (или) последствий только основного, низкочастотного резонанса тонарма. Оставшиеся два резонанса в районе СЧ и ВЧ влияют только на звук, а именно — на уровень искажений, АЧХ и ФЧХ, при этом возникающие артефакты незаметны на слух если в конструкции тонарма и звукоснимателя не сделаны совсем уж грубые ошибки.

ВЧ резонанс подвижной системы звукоснимателя (ПСЗ), о котором пойдет речь, в современных проигрывателях отсутствует, как класс, он уже давно выведен за пределы слышимого диапазона с помощью снижения массы и размеров системы (бериллиевый иглодержатель, етс). Если рассматривать качественную аудио аппаратуру, то уже к середине ХХ века этот резонанс был головной болью только звукотехников во время процесса нарезки лаковых матриц. Вес подвижной системы привода резца рекордера много больше, чем вес ПСЗ, в итоге на всех пластинках присутствовал добротный резонанс 2÷5 кГц (пример), тогда как даже в ранних головках для проигрывателей Ортофон 1950х резонанс ПСЗ уже был выше 16 кГц и им можно было пренебречь.

На практике, если резонанс ПСЗ оказывается в слышимом диапазоне, то с помощью приборов в его районе можно зарегистрировать рост нелинейных искажений до 3%. Искажения даже новых пластинок на 33 оборота у яблока достигают 10%, у заезженных пластинок этот процент еще выше, пропорционально их состоянию. У пластинок на 78 оборотов треск и хрипы зачастую воспроизводятся даже с большим уровнем, чем полезный сигнал. В итоге искажения ПСЗ всегда оказываются маскированными искажениями пластинок, заметным оказывается только подъем ВЧ в районе резонанса, чем можно воспользоваться во благо.

Верхняя граница диапазона раннего винила был ограничена частотой около 10 кГц, для оцифровки таких пластинок в картридже Энергофона был специально организован ВЧ резонанс иглодержателя, который подчеркивает этот участок на уровне + 3÷6 дБ. На первой фотографии изображен заводской пьезокартридж Ronette 1960х, в котором использован штампованный из жести иглодержатель, аналогичный моему. Расстояние от иголки до места контакта с демфером-кантилевером у него равно 1,5 мм, в таком варианте выраженного резонанса иглодержателя в звуковом диапазоне не возникает. В моем картридже на фото 2 это расстояние равно 6 мм, при этом возникает резонанс кончика иглодержателя в районе 10 кГц. Продольное положение иголки можно регулировать так, что расстояние от иглы до демпфера будет равно от 5 до 7 мм, резонанс при этом изменяется от 12 до 8 кГц соответственно, необходимая величина подбирается для каждой пластинки индивидуально. Такой прием использовался, например, в перезаписи Билли Холидей, пример можно послушать ниже.

Однако при ремастеринге патефонных пластинок резонанс ПСЗ 8 кГц только мешает, в ранних акустических записях полезный сигнал ограничен частотой в 4 кГц а иногда и ниже, все что выше этого порога — сплошные шумы и помехи, которые надо обрезать. ФНЧ первого порядка моего тракта (R1, C1 см. схему в статье) с этой задачей справлялся плохо, обрезая часть полезного СЧ-ВЧ сигнала. Технически эту задачу можно решить на отлично с помощью аудиоредактора, однако даже на моем старом MAC G3 я так и не смог этого сделать без ощутимых потерь в ясности звучания, промучившись с разными программами и их настройками достаточно долго я в итоге отказался от этой затеи и оцифровывал треки, либо с большими, чем это могло быть шумами, либо с потерями на ВЧ. Недавно мне вдруг пришло в голову попробовать сместить резонанс ПСЗ в область 4-6 кГц, что в паре с ФНЧ первого порядка дало бы спад выше частоты резонанса 6дБ на октаву, а это уже практически то, что нужно.

Задумка была реализована просто — шесть витков винтажного провода диаметром 0,3 мм в правильном направлении были намотаны на иглодержатель, ширина которого была предварительно точно откалибрована (фото 3). Сдвигая обмотку и (или) сам иглодержатель в продольном направлении оказалось возможным менять резонанс системы от 4 до 9 кГц. Полученный результат можно оценить на недавно сделанном повторном ремастеринге дореволюционных пластинок русского вокала, который в 2023 году был сделан без снижения резонанса ПСЗ.

В первой части (треки 1-3) продемонстрированы наиболее убедительные результаты применения сниженного резонанса ПСЗ в этом году. Во второй части (треки 4-6) помимо улучшений, связанных со снижением ВЧ резонанса была изменена и скорость воспроизведения, что на мой сегодняшний взгляд более соответствует особенностям вокала исполнителей и усиливает эффект. В третьей части выложен трек Шевелева, где звучание 2023 года оказалось предпочтительней новой версии. У борта эта пластинка сильно пострадала, однако затем звук раскрывается и на версии 23 года становится слышно, что для своего возраста диск записан с необычно широкой полосой, вокал при этом отлично артикулирован. В новой версии часть полезного сигнала на ВЧ оказалась обрезана, от чего вокал заметно проиграл.

Из недостатков метода можно отметить зависимость гибкости ПСЗ от продольного положения иглодержателя, это подразумевает необходимость увеличения прижимной силы на наибольшей частоте резонанса до 7 грамм, что приемлемо даже для винила. Так же надо отметить увеличение добротности резонанса со снижением частоты, который при желании можно снизить, разместив между кончиком иглодержателя и деревянным корпусом картриджа подходящий по вязкости демпфер. Оба пункта усложняют подготовку к оцифровке каждой пластинки, но, как можно было услышать выше, игра стоит свеч.