Uważam, że gramofon to urządzenie proste, niezależnie od tego, jak bardzo skomplikowane może się wydawać. Odkładając na bok kwestie estetyczne czy zaspokajanie własnego ego, gramofon pełni tylko dwie funkcje:
Funkcja 1 związana z napędem – wprawianie talerza w ruch obrotowy (na tym się obecnie skupię)
Funkcja 2 związana z ramieniem – nieprzeszkadzanie we właściwej pracy wkładki (omówię to innym razem)
Obie te funkcje są podatne na degradujący wpływ zakłóceń mechanicznych, a co więcej, często same są ich źródłem.
O zakłóceniach mechanicznych pisał już w 1977 roku Poul Ladegaard w artykule pt. „Audible Effects of Mechanical Resonances in Turntables”.
Autor zalicza do zakłóceń mechanicznych następujące zjawiska: rezonanse ramienia, przydźwięk (hum) oraz wow & flutter.
Skupmy się na głównym temacie tego krótkiego tekstu – czyli na wow & flutter, które odnosi się do słyszalnych skutków niedoskonałości gramofonu traktowanego jako całość. Wow dotyczy niższych częstotliwości (do 4 Hz), natomiast flutter wyższych (powyżej 4 Hz). Ponieważ mówimy tu o efekcie słyszalnym, W&F dotyczy nie tylko samego napędu, lecz całego systemu, co za chwilę wyjaśnię. Wow jest słyszalne, zaś flutter wpływa na aspekty dźwięku, które nie zawsze są bezpośrednio słyszane (atak, wybrzmiewanie, klarowność, interakcja z otoczeniem, zanikanie dźwięku itp.).
Jak badać W&F?
W złotej erze winylu jedyną dostępną, a jednocześnie najlepszą metodą badania tego zjawiska była analiza dźwięku uzyskanego z odtwarzania sygnału ciągłego (1000 Hz lub 3125 Hz) z tzw. płyty testowej. Taki sygnał był analizowany za pomocą specjalnie dedykowanych urządzeń, przetwarzany i dawał pewne informacje. Takie płyty były (i pewnie nadal są) produkowane. Problem w tym, że nie są to żadne „magiczne” płyty wytwarzane w laboratorium. To płyty wycinane i tłoczone tak samo jak inne, a więc z natury dalekie od perfekcji.
W przytoczonym artykule autor w profesjonalny sposób opisuje, co wychodziło na wykresach podczas badania W&F na podstawie sygnału z płyty testowej. Wykazuje, że zniekształcenia W&F wynikały z:
- Niewycentrowanego otworu w płycie (czy wspomniałem, że płyty winylowe są problematyczne?)
- Rowków o kształcie eliptycznym
- Rezonansów ramienia
- Przydźwięku (hum) – problemów z uziemieniem
- Niedoskonałości napędu (w niewielkim stopniu – prawdopodobnie dlatego, że ówczesne napędy były naprawdę świetne)
Jednoznaczny wniosek autora z badania W&F za pomocą płyty testowej i odnoszenia wyników do jakości napędu jest następujący – słyszalne zaburzenia W&F dotyczą w dużej mierze wszystkiego, oprócz napędu, co utrudnia powiązanie wyników pomiarów z pracą samego napędu.
Już w 1977 roku fachowcy wiedzieli, że badanie napędu przez odtwarzanie sygnału z płyty testowej nie ma większego sensu, a jednak ta metoda wciąż ma spore grono zwolenników.
Podsumowanie metody „płyty testowej” – dlaczego nie warto ufać wynikom pomiarów W&F?
- Każda płyta testowa jest inna i posiada własne zniekształcenia.
- Każda płyta jest nagrywana na innej tokarce do płyt, więc w najlepszym razie jest tak precyzyjna, jak napęd tej konkretnej tokarki.
- Nie ma jednego standardowego urządzenia mogącego analizować i interpretować zniekształcenia (a nawet gdyby było, i tak nie rozwiązuje to problemów wymienionych wyżej).
- Większość analizowanych zniekształceń nie dotyczy napędu.
- Brakuje jasno określonej, ustandaryzowanej metody badania W&F (niezwiązanej z płytą testową).
- Aby porównać dwa gramofony, należałoby użyć tej samej płyty, tego samego ramienia, tej samej wkładki – co jest pomysłem absurdalnym w praktyce.
Dlaczego zależy nam na pomiarze napędu?
Dokładność obrotów
Dokładna prędkość obrotowa pozwala na wierne odtworzenie zarejestrowanych częstotliwości. Przykładowo, jeśli na płycie nagrano dźwięk A = 440 Hz, trzeba odtworzyć płytę dokładnie z prędkością 33,3 (lub 45,11) obr./min, aby uzyskać dźwięk o częstotliwości 440 Hz. Jeśli talerz zwalnia lub przyspiesza, automatycznie otrzymujemy inny dźwięk. Przykład: zmniejszenie prędkości do 32,724 zamiast 33,3 obr./min spowoduje spadek częstotliwości do 432 Hz. To nadal nie jest zupełnie inna nuta (niższe A to 415 Hz, a 432 Hz to już odrębna koncepcja), ale różnica jest słyszalna.
Stabilność prędkości
Stabilność prędkości (to, czy talerz wiruje ze stałą prędkością) jest kluczowa dla zachowania ciągłości dźwięku. Jeśli prędkość talerza zmienia się w czasie, a amplituda tych zmian jest znacząca, słyszymy falowanie dźwięku (czyli tzw. wow i flutter).
Na przykład, jeśli prędkość powoli waha się między 33,42 a 33,26 obr./min (słyszałem już gramofon działający w taki sposób), zmienia to wysokość dźwięku w zakresie 441–439 Hz. To zaledwie 2 Hz różnicy, ale proponuję użyć prostej aplikacji do generowania częstotliwości w telefonie i przełączać się między tymi wartościami – różnica jest dość wyraźna. Taki gramofon może pełnić jedynie funkcję mebla lub ozdoby.
W przypadku napędu dążymy zatem do tego, by prędkość była jak najdokładniejsza, a odchylenia możliwie małe.
Jak sprawdzić, czy nasz napęd jest w porządku?
Potrzebujemy metody opartej na jednym systemie sprzętowym oraz odpowiednim oprogramowaniu. Metody, która nie analizuje dźwięku, lecz sam napęd (co pozwala wyeliminować niedoskonałości płyty oraz ramienia). Metody odpowiedniej do współczesnych realiów.
Okazuje się, że takie narzędzia już istnieją. Wersja „cywilna”, stworzona z myślą o każdym użytkowniku, występuje w formie aplikacji na współczesne smartfony. Natomiast wersja profesjonalna, dedykowana jedynie temu zadaniu, nazywa się SHAKNSPIN.
O narzędziach pomiarowych i o wynikach, jakie można dzięki nim uzyskać, napiszę następnym razem. Bądźcie czujni!