Не секрет, что для высококачественного воспроизведения винилового носителя необходимо решить проблему, связанную с физическими свойствами материалов, из которых изготовлен проигрыватель.
Сама идея механической записи на носитель практически идеальна, но её реализация сталкивается с недостаточной жёсткостью материалов и их способностью накапливать и отдавать энергию. В результате в конструктивных элементах электропроигрывателя возникают резонансы и вибрации, которые улавливает игла звукоснимателя. Эти вибрации приводят к искажениям звукового сигнала. Поэтому перед разработчиками оборудования стоит задача снизить и подавить эти вибрации и резонансы в механической системе проигрывателя.
«Классическое» решение проблемы и его недостатки
Наиболее распространённым методом подавления резонансов является демпфирование вязкими материалами, которые при деформации поглощают энергию, превращая её в тепло, и не отдают обратно. Ярким примером такого вещества является обычный пластилин.
Когда вы надавите на кусочек пластилина, на нём останется вмятина. Это происходит потому, что пластилин не пружинит, а преобразует кинетическую энергию в тепловую. Все демпфирующие материалы в большей или меньшей степени работают по такому принципу.
В физике свойство материалов сохранять деформацию после снятия нагрузки называется «упругий гистерезис». Таким образом возникает затухание волны в материале.
Казалось бы, что тут можно придумать нового? Берем материал с большим коэффициентом звуковых потерь (ну хоть тот же пластилин), клеим его на опорный диск и так снимаем с него все колебания, которые туда попали от механического контакта иглы и пластинки. Проблема решена? Но почему-то никто не делает пластилиновых демпферов и матов. Но почему же?
Всё дело в том, что для получения эффекта демпфирования нужно сперва как бы продавить материал, совершить работу и тем самым потратить энергию. Но это означает, что самое ценное в музыке — фронт волны — будет смазан! Ведь именно энергия фронта волны, как самого яркого всплеска, будет потрачена на «продавливание» материала.
В результате исходный сигнал снова будет искажаться: звук потеряет яркость, станет глухим и тусклым. Да, «пластилиновый» демпфер успешно подавит резонансы и вибрации, но при этом так сильно «задушит» звук, что его никто не захочет слушать.
Именно поэтому все материалы и решения, основанные на упругой деформации, представляют собой компромисс между демпфированием резонансов и потерей энергии фронта волны. Они глушат колебания, но при этом создают новые проблемы. Однако эти материалы и решения — назовём их «классическими» — сейчас используют практически все производители оборудования. Собственно, здесь мы и подходим к революционности демпфера опорного диска Operly.
Operly предлагает новое решение
Как многие наши поклонники знают, в Operly традиционно уделяют большое внимание деталям. Исследуя физические процессы, связанные со звуковоспроизведением, мы обратили внимание на то, что классические демпфирующие материалы просто вынуждены
«размазать» фронт звуковой волны, чтобы преобразовать энергию в тепло. Мы решили посмотреть на этот процесс под другим углом. Давайте разберёмся в этом вместе!
Проведём мысленный эксперимент. Предположим, что опорный диск изготовлен из идеально жёсткого материала. Как же тогда будут выглядеть звуковые волны, которые расходятся кругами в зоне контакта иглы и пластинки?
Очевидно, что звуковая энергия не может проникнуть внутрь такого материала из-за его идеальной жёсткости. Это значит, что с одной стороны, не будет возникать собственных паразитных резонансов диска. С другой стороны, энергия колебаний не будет затрачиваться на лишнюю работу, максимально оставаясь в игле.
Идеальный вариант — когда пластинка «впаяна» в такой идеальный опорный диск и является с ним одним целым. Тогда волны при контакте иглы с канавкой вообще никуда не распространяются, и вся энергия передаётся в иглу.
Описать этот процесс словами не очень просто, но каждый прекрасно понимает, о чём идёт речь.
Попробуйте подпрыгнуть вверх: сначала на твёрдом покрытии, а потом — стоя на песке. В первом случае у вас не будет проблем, и вы легко подпрыгнете высоко. Во втором случае вам будет гораздо труднее, потому что часть энергии уйдёт в песок!
Очевидно, что прыгать на твёрдой поверхности легче и лучше, так как вся энергия тратится на прыжок. А в нашем случае — на колебание иглы, и только на него.
От слов к делу
Но сказать проще, чем сделать. Перебирая множество виниловых патентов, мы находили решения, использующие похожий на предлагаемый Operly принцип сохранения фронта волны, однако все они относились к верхнему ценовому сегменту проигрывателей и касались устройства всего опорного диска. Либо предполагали серьёзный апгрейд проигрывателя, не говоря уже о стоимости такого апгрейда. А что делать людям, у которых уже есть любимый проигрыватель и им хотелось бы его улучшить без изменения конструктива, перенастройки и существенных затрат?
В общем, мы решили создать изделие, которое было бы эффективным, доступным по цене и не требовало специальных навыков при установке. И у нас это получилось!
Как добиться того, чтобы пятно контакта под иглой было как можно меньше и вся колебательная энергия затрачивалась на колебания иглы, а не утекала в демпфирующие материалы? Ответ прост! Под мат проигрывателя нужно положить жёсткий металлический диск диаметром чуть меньше диаметра пластинки, который будет тонким настолько, что его толщиной можно пренебречь по сравнению с допустимым короблением пластинки.
С точки зрения удобства применения всё тоже просто: снимаем мат, надеваем на шпиндель тонкий диск, кладём мат обратно, он сверху прижимает металлический диск к опорному диску. Апгрейд завершён!
Вы спросите: «И это всё? Разве простой металлический диск не даст пятну контакта расплываться? Где же тут демпфирование?» И будете совершенно правы, простого диска недостаточно. Поэтому мы в OPERLY придумали использовать тонкий биметаллический диск, изготовленный из металлов, у которых скорости распространения звука в материале существенно отличаются друг от друга — примерно на треть.
В этом случае при приложении источника колебаний к любому месту такого диска волна не растекается по его поверхности. Это происходит потому, что гребни волн у каждого из материалов находятся в разных местах (скорости-то разные!) и взаимно гасятся. Волна не может «расползтись» по диску-демпферу и проникнуть в опорный диск. А то, что всё-таки просочилось в опорный диск, не возвращается обратно в виде паразитных вибраций.
Это похоже на опыт с двумя соединёнными маятниками разной длины. Такой сдвоенный маятник не может колебаться по тем же основаниям.
Вот и весь секрет! На этом простом эффекте, который изучают в школе, Operly создали чрезвычайно простой и полезный девайс.
P.S.
Это изделие, несмотря на кажущуюся простоту, — настоящий вызов для директора по производству. Сейчас технология изготовления находится на стадии тестирования, поскольку в производстве изделие оказалось крайне капризным. Но мы работаем над этим и скоро порадуем всех ценителей качественного звука новым интересным продуктом высокого класса.
А посетители выставки Hi-Fi & High End Show 2024 смогут оценить эффект от использования диска вживую — и рассказать об этом.
