Bracci del terzo millennio

[Suonatore]

20 ore fa, walge ha scritto:

Un interessante link, tanto per leggere:

http://korfaudio.com/blog18

ecco quello che ti volevo suggerire.... secondo me, tempo di lettura ben speso! 

 

[walge]

@alexis

non è smart mettere in discussione testi che sono considerati attendibili e presi a riferimento anche perché le argomentazioni esposte mi pare siano accettate a livello scentifico

Ti immagini se avessero scritto fesserie?

Detto ciò a te piace quel braccio?

Va benissimo

La discussione verte su faccende tecniche e tanto è

E ritengo che quando si risponde non con argomenti validi e relative documentazioni ma con giudizi approssimativi se non offese probabilmente non si ha molto da dire

 

Walter

[carloc1]

22 ore fa, walge ha scritto:

Un interessante link, tanto per leggere:

http://korfaudio.com/blog18

Bracci eccellenti e il blog è ricchissimo di spunti e studi ben fatti.

Ho ordinato il braccio da 11" vi saprò come suona.

[alexis]

Questo è il mio ultimo contributo sul tema evidentemente non riesco ad essere sufficientemente chiaro.

Ma ci provo per l’ultima volta.

a) premesso che proprio nessuno proprio nessuno mette in dubbio baerwald Stevenson lofgrin Bauer eccetera. Sono approssimazioni geometriche basiche di un problema irrisolvibile alla base, perché il tracciamento radiale non sará mai una retta..

ma essendo appunto approssimazioni, con un certo prezzo da pagare.

b) pur adottando le dottrine di cui sopra.. nessuno davvero nessuno si chiede cosa succede con la forza di skating quando il braccio passa due volte per i null point?

c) davvero nessuno qui conosce la correlazione geometrica e trigonometrica tra Overhang e Forza di skating? 

d) il dispositivo di antiskating davvero è la soluzione alla forza di skating? Ovvero una forza costante contraria che contrasta un vettore, per forza di cose, a seconda della posizione sul disco incostante e variabile, anche in funzione del fattore di attrito introdotto dalla modulazione del solco?

e) perché qualcuno si è preso la briga di inventarsi il bilanciamento dinamico? Perchè secondo te, se non in base a considerazioni che nascono dalla differente altezza tra tra articolazione e piano del disco? 

f) perché pure il bilanciamento dinamico é sostanzialmente un palliativo?

g) la lettura tangenziale davvero risolve tutti i problemi, o ne crea di altri?

Mi fermo qui, se te la senti, di formulare risposte precise, ti leggerò, ma non replicherò più.

 

[alexis]

@carloc1 hai fatto benissimo, dovessi aggiungere un braccio convenzionale sarebbe lui Il candidato. Nel più grande forum tedesco, ma forse mondiale, dedicato all’analogico i possessori ne parlano molto bene.

[walge]

@alexis

ed in effetti non sei stato chiaro

Sopratutto considerando le trattazioni specifiche sul tema.

Il problema dello skating è ben conosciuto e come ho accennato se leggi a 2 gr e più il problema si riduce quasi a zero

Errore di tangenza a parte che quello riamane tale ed è  in funzione della geometria

Poi a parte ci sono le interazioni dovute alle rigidità dell'intero sistema più o meno variabili in banda audio

Etc

 

 

Walter

 

[alexis]

Ah.. Per i curiosi ma ancora forti in geometria piana.. e calcolo dei vettori,

e senza ricorrere al comodissimo sistema grafico del parallelogramma delle forze,

con questa formuletta matematica si calcola la Forza di Skating a seconda della posizione sul disco

Fs(r) = Fr * sin{ 90° - cos^-1 [ (m²-t²-r²) : (2rt) ] }

se ne deduce che nei Null- point questa è zero, cioè zero forza di skating

vedi qui:

0 = F_R * sin(90° - arccos((r^2 + t^2 - m^2) / (2rt)))

 

Ed ecco perché pure baerwald & co, curando una malattia ne generano delle altre, forse ancor più insidiose, come la forza di skating, incostante sia a causa della posizione sul disco che a causa del coefficiente di attrito, variabile in base alla modulazione dei solchi, che genera una sorta di continua sottile instabilità durante la lettura dei dischi.

E te ne rendi davvero conto quando per la prima volta ascolti un viv correttamente installato.

scena marmorea, incisa a bulino nello spazio e nel tempo.

 

Quanto poi tutt’e queste considerazioni incidano o meno sul puro godimento del disco, è un altro paio di maniche.

ho bracci radiali baerwald, bracci underhang, bracci tangenziali, e sono talmente numerosi i fattori che incidono sulla qualità della riproduzione, che è inutile generalizzare.

Ognuno di faccia le proprie esperienze e scelga la migliore.. come nei vini, nelle auto, nelle donne.. 

[alexis]

17 minuti fa, walge ha scritto:

problema dello skating è ben conosciuto e come ho accennato se leggi a 2 gr e più il problema si riduce quasi a zero

Questa è un approssimazione dovuta al fatto che avete misurato un segnante test continuo,

ma nella real life con segnali musicali veri, le cose sono differenti.

(ma scusami tanto se non ti replicherò più, rimani pure della tua opinione, nessun problema,

ma intanto nel frattempo studiati un po’ i vettori.. )

https://www.edutecnica.it/meccanica/compo/compo.htm#:~:text=La loro risultante si trova,per lati le forze componenti.

 

[walge]

@alexis

se non vuoi pi replicare va bene.

Per il resto nonci sono problemi

Mi bastano le trattazioni specifiche

Per i test posso garantire che vanno bene quelli che ho fatto anche perchè sono stati eseguiti usando supporti in alcuni casi introvabili, specialmente i CBS

 

Poi, visto che ci siamo, mi dici come fa un fonorivelatore a convertire in tensione,allo stesso tempo T, più frequenze?

 

 

Walter

[alexis]

Siccome qualcuno qui come Walge insistentemente insinua che le mie conclusioni siano disgiunte dai fondamenti tecnici, mi vedo costretto a usare l’artiglieria pesante ovvero una trattazione estremamente completa che include non solo la geometria ma pure il fattore di attrito mú generato nel solco.

Non fa riferimento alle geometrie underhang, ma indica chiaramente le correlazioni fisiche geometriche e teoriche che incidono sulla corretta lettura del disco, anche considerando i solchi a 45 gradi..

 

Me la ha scritta un amico ingegnere, purtroppo é in tedesco, la mia madrelingua ( ho studiato al Politecnico di Vienna) ma i punti salienti sono nei riassunti, dal punto 1 al 7, potete facilmente tradurla con translator, e sono in grassetto.

Dirimenti le conclusioni 1 e 2, a mio avviso, non posto le immagini altrimenti diventerebbe chilometrico..

 

Reibung zwischen Diamant und den Rillenwänden erzeugt eine zur Rille tangentiale Reibungskraft Ff ( siehe Abb.1 ). Diese Kraft hängt von der vertikalen Auflagekraft Fv sowie dem Reibungskoeffizienten µ ab [3].

 

Ff = Fv x µ

 

Bei 45 Stereorillen ist die Belastung der einzelnen Wand 70,7 % (= sin 45) der Auflagekraft, so daß die tatsächliche Reibungskraft gleich 1,4 µ Fv ist.

 

Der Reibungskoeffizient µ hängt vom Plattenmaterial, Zustand der Platte (Sauberkeit, Beschädigungen, Verschleiss),vom aufgezeichneten Lautstärkepegel sowie von der Oberflächenrauhigkeit, vom Schliff ( sphärisch, elliptisch, van den Hul, MicroRidge etc. ) und vom Zustand (neu, abgenutzt) des Abspieldiamanten ab. Für einen Diamanten mit Shibata-Schliff und 1,5 g Auflagekraft wurden Werte zw. 0,22 und 0,64 gefunden [10].

 

Die Reaktionskraft FT geht durch das Armlager. Diese Kraft als zerfällt in eine der Reibungskraft entgegengesetzte Komponente gleicher Größe -Ff sowie eine durch die Plattenmitte gehende Komponente (d.h. senkrecht zur Rillentangente), die skating-Kraft Fs. Da diese (bei Nullstellung des antiskating-Mechanismus) im Kräftediagramm keine kompensierende Komponente hat, wird der Tonarm durch diese skating Kraft nach innen gezogen. In Abb.1 ist die Nadelspitze auf einem der beiden Nullpunkte, daher weist die skating-Kraft exakt zur Plattenmitte.

 

Die skating-Kraft wird bestimmt durch die (sich ändernde) Größe des Winkels Æ zw. Rillentangente und effektiver Länge L (bzw. Kröpfungswinkel ˜ und (sich ändernden) horizontalem Spurfehlwinkel ±), Auflagekraft Fv, sowie durch den mechanischen Widerstand des Tonabnehmers (Nadelträgerdämpfung). In Abb.1 ist Æ gleich dem Kröpfungswinkel ˜.

 

Bei Abwesenheit einer Skating-Kraft (wie z.B. , zumindest theoretisch, bei Tangentialarmen) ist die Auflagkraft Fv gleichmässig auf die beiden Rillenwände (und somit Kanäle) verteilt : die Vektoren R ( rechter Kanal = äussere Rillenwand ) und L ( linker Kanal = innere Rillenwand ) haben gleiche Länge und stehen senkrecht aufeinander ( siehe Abb.2 ( Blick von hinten auf den Abspieldiamanten ) ). Wird, wie bei Dreharmen, eine Skating-Kraft Fs erzeugt, ensteht ein anderes Vektordiagramm mit Fv + Fs als resultierendem Vektor. Dieser kann in einen Vektor R* und L* zerlegt werden. Wie aus dem Diagramm ersichtlich, ist der Vektor R* kürzer als der Vektor L*. Solange keine Kompensation der Skating-Kraft erfolgt, ist die somit die Auflagekraftverteilung zwischen den beiden Rillenwänden derart, daß die Komponente R* auf dem rechten Kanal kleiner ist als die Komponent L* auf dem linken Kanal, so daß auf dem rechten Kanal Verzerrungen erzeugt werden. Es handelt sich faktisch um Fehlabtastung auf dem rechten Kanal. Gleichzeitig entsteht auf dem linken Kanal durch die grössere Komponente höherer Verschleiss der Rillenwand.

Kompensation der skating-Kraft erhöht die Abtastfähigkeit um ca. 20-25 %. Um eine äquivalent Abtastfähigkeit nur durch Erhöhung der Auflagekraft zu erreichen, müsste diese um ca. 50 % erhöht werden, was zu erhöhtem Kontaktdruck und somit erhöhtem Verschleiss führt.

 

Die im Folgenden von Kogen [2] vorgestellten Ergebnisse basieren auf Messungen.

 

Bei ansonsten gleichen Bedingungen erzeugt ein elliptisch geschliffener Abspieldiamant eine größere skating-Kraft als ein sphärischer Diamant [2] wobei die Kurve ( skating-Kraft gegenüber Auflagekraft ) beim elliptischen Schliff eine größere Steigung aufweist.

 

Höhere aufgezeichnete Lautstärkepegel führen zu einer Erhöhung der skating-Kraft [1, 2]. Wright [6] konnte experimentell nachweisen, daß die Reibungskraft bei höheren Pegeln bei reinen Sinussignalen größer war. Snell und Rangabe [7] stellten fest, daß die Abhängigkeit der Reibungskraft vom Pegel für verschiedene Tonabnehmer unterschiedlich war (siehe Abb.3 ).

 

RCA bestimmte 1968 experimentell den Einfluß des Signalpegels auf die Reibungskraft [9]. Bei einer Auflagekraft von 1,5 g wurde ein vernachlässigbarer Einfluß auf die Drehgeschwindigkeit des Plattentellers (Stroboskopmessungen) festgestellt. Dieselben Pegel hatten bei einer Auflagekraft von 5 g eine nicht unbeträchtliche Auswirkung (4mal höher). Die Messungen wurden beim Abspielen der Metallmatrize durchgeführt. Beim Abspielen einer Vinyl-Pressung würde eine um 30% niedrigere Verminderung der Drehgeschwindigkeit festgestellt werden als beim Spielen der Matrize. Die zur Messung verwendeten Geräte wurden, mit Ausnahme von Gewicht und Trägheitsmoment des Plattentellers, nicht näher spezifiziert.

 

Nach Gilson [5] setzt sich die Auswirkungen des Signalpegels aus drei Elementen zusammen : Trägheitseffekt (inertial drag) , Dämpfungseffekt (compliance drag) und Übertragereffekt (transducer drag).

 

Trägheitseffekt : Beschleunigungen und Verzögerungen der Nadel (Werte bis zu 1400 g wurden gemessen). Da Verzögerungskräfte nicht ins System zurückgeführt, sondern dem System in Form von Reibungswärme entzogen werden, wird dem Antriebsmotor ein konstantes Drehmoment abgefordert, sodaß der Trägheitseffekt zum Platteninneren hin zunimmt.

 

Dämpfungseffekt : die Überwindung von Steifheit und Dämpfung der Nadelträgerlagerung entzieht dem System Energie. Der Effekt ist am größten bei niedrigen Frequenzen, wo die seitlichen Auslenkungen am größten sind. Der Dämpfungseffekt nimmt zum Platteninneren hin zu. Dämpfung (und somit der mechanische Widerstand) kann für verschiedene Tonabnehmer sehr unterschiedlich sein und selbst bei verschiedenen Exemplaren desselben Abnehmers variieren [7].

 

Übertragereffekt : Energie, die dem System beim Umsetzen vom mechanischer in elektrische Energie entzogen wird. Nimmt zum Platteninneren hin zu.

 

Weiterhin zieht laut Gilson die tangentiale Reibungskraft den Nadelträger aus seiner Ruhelage in eine Position, bei der die Richtungen von Nadelträgerachse und effektiver Länge übereinstimmen.

Die hierbei wirkende Kraft ist in etwa gleich groß wie die skating-Kraft Fs.

 

Gilson kommt zu dem Schluß, daß bei Aufbringen einer Kompensation am Armlager (antiskating) beide Kräfte kompensiert werden. Da auf bestimmten Teilen der Platte über- und auf den restlichen Teilen unterkompensiert wird (siehe hierzu weiter unten), wird der Nadelträger in Richtung Plattenmitte bzw. in Richtung Außenrand gezogen: “Der Betrag, um den das Nadelträger-Generator-System verschoben wird, hängt von der statischen Nadelträgernachgiebigkeit ab. Etwaige negative Auswirkungen auf den Klang hängen von der Empfindlichkeit ab, mit der der Generator (Magnet-Spulen) auf Nichtlinearitäten, die von einer Verschiebung des Nadelträgers aus seiner Ruhelage erzeugt werden, reagiert”.

 

Die absolute Rillengeschwindigkeit (ca. 50,9 cm/s außen, ca. 20,9 cm/s innen) hat keinen Einfluß (bei nicht-modulierten Rillen) auf die skating-Kraft [2]. Dieser Befund wurde später von Wright [6] bestätigt, der einen dem von Kogen ähnlichen Versuchsaufbau (zur Messung der skating-Kraft) benutzte, nämlich einen Tonabnehmer, der über ein Mikrolager schwenkbar im headshell befestigt war. Wright benutzte einen Decca International Tonarm wegen der sehr geringen Reibungswerte des Einpunkt-Armlagers, während Kogen einen Shure-SME 3009 Arm verwendete.

 

Der Rillenradius hat einen Einfluß auf die skating-Kraft dahingehend, daß die Kraft bei ca.8,9 cm minimal ist und Maxima bei Innen- und Außenrille aufweist, das innere Maximum etwas geringer als das äußere [2], sodaß die Kurve (skating-Kraft über Radius) einen parabelähnlichen Verlauf hat. Die Kraft variiert zwischen 90 und 100% des Maximalwertes ( siehe Abb.4 ).

 

Diese beiden vorhergehenden Aussagen scheinen in Widerspruch zueinander zu stehen, aber laut Kogen [2] existieren weitere, nicht vollständig verstandene Faktoren, die zu den verschieden großen Werten der skating-Kraft bei verschiedenen Radien führen.

 

Die skating-Kraft Fs ist abhängig von Rillenradius R, Überhang D und effektiver Armlänge L [2, 3, 4].

 

Ff = µ Fv bzw. 1,4 µ Fv (siehe weiter oben)

 

Æ (der Winkel zw. Rillentangente und effektiver Armlänge) ändert sich mit dem Rillenradius R, wobei der Verlauf in etwa dem der skating-Kraft ( siehe Abb. 4 ) entspricht. 
In Abb. 5 wird Æ für verschiedene Überhänge D gezeigt : die Kurve EE (D = 19,05 mm) ist stellvertretend für heute gebräuchliche Überhänge.

 

Antiskating wird am Armlager durch Aufbringen eines Drehmoments erzeugt. Da die resultierende Kraft senkrecht auf dem Hebelarm “effektive Länge” steht, ist für die Berechnung des Drehmoments nicht Fs = Ff tan Æ, sondern Fs = Ff sin Æ zu nehmen (tan Æ steht senkrecht auf der Rillentangente und geht somit durch die Plattenmitte, sin Æ steht senkrecht auf der effektiven Länge). In Abb.6 ist die Nadelspitze wiederum auf einem Nullpunkt, sodaß der horizontale Spurfehlwinkel ± gleich Null und somit der Winkel Æ gleich dem Kröpfungswinkel ˜ ist.

 

In einer anderen Methode zur Berechnung der skating-Kraft wird diese in Abhängigkeit vom Kröpfungswinkel ˜ und vom horizontalen Spurfehlwinkel ± dargestellt [8]. Für Radien größer als der äußere und kleiner als der innere Nullradius ist die skating-Kraft gegeben durch

 

Fs = Ff x sin (˜ + ±)

 

Zwischen den beiden Nullpunkten ist die skating-Kraft gegeben durch

 

Fs = Ff x sin (˜ - ±)

 

Der Spurfehlwinkel ± ist gegeben durch

 

± = À/2 - (Æ + ˜)

 

wobei

 

cos Æ = 1/2LR x (L2 – Lm2 + R2)

 

mit Lm = L-D (Abstand Armlager - Plattenachse)

 

 

Fazit :

 

1.Da die skating-Kraft nicht konstant ist, sondern eine parabelähnliche Kurve beschreibt, ist eine exakte Kompensation nicht möglich; jede noch so penible Einstellung der antiskating-Kraft kann diese Kurve in maximal zwei Punkten schneiden.

 

2.Der Reibungskoeffizient zw. Diamant und Platte, der ja in die Berechnung der skating-Kraft und somit des am Armlagers aufzubringenden Drehmoments eingeht, ist ebenfalls nicht konstant, sondern ist erheblichen Schwankungen unterworfen, je nach Zustand der Oberfläche der beiden Reibungspartner.

 

3.Für die Berechnung bzw. Auslegung des antiskating-Mechanismus des jeweiligen Tonarms muss nicht Fs = Ff tan Æ, sondern Fs = Ff sin Æ bzw. vereinfacht Fs = Ff sin ˜ verwendet werden.

 

4.Im Zweifelsfall sollte der Armhersteller hinsichtlich Punkt 2. und 3. gefragt werden.

 

5.Da der Schliff des Abspieldiamanten und die mechanischen Parameter des Tonabnehmers die skating-Kraft, beeinflussen, kann man die antiskating-Kraft mit Hilfe einer Testplatte wie derjenigen der Hi-Fi News & Record Review (HFNRR) eingestellt werden. Diese enthält vier Testsignale von 300 Hz mit Pegeln von 12, 14, 16 und 18 dB in Seitenschrift. Bei inkorrekter Einstellung kommt es zu Fehlabtastung in einem der beiden Kanäle, was sich durch Auftreten eines Summtons im entsprechenden Kanal bemerkbar macht. Idealerweise ist kein Summton zu hören. Gleichmässiges Summen auf beiden Kanälen spricht für eine korrekte Einstellung ( Punkt 1. beachten ), jedoch nicht für eine überragende Abtastfähigkeit des Tonabnehmers.

 

6.Da weiterhin die Einstellung des Tonabnehmers hinsichtlich Kröpfungswinkel die skating-Kraft beeinflusst, der antiskating-Mechanismus eines jeweiligen Tonarms jedoch für einen bestimmten Winkel berechnet ist, führt eine Einstellung des Winkels mit einer von der vom Tonarmhersteller empfohlenen (bzw. beigefügten) verschiedener Schablone zu einem vom Berechnungswinkel verschiedenen Winkel, sodaß die Faustregel “antiskating = Auflagekraft” nicht länger angewandt werden kann. Die HFNRR-Testplatte kann in einem solchen Fall gute Dienste leisten.

 

7.Da auf einem Teil der Schallplatte Unter-, auf dem anderen Teil Überkompensation erfolgt, werden die Rillenwände in diesen Teilen entsprechend einseitig belastet und verschlissen ( beschädigt ). Der Abspieldiamant hingegen wird über die Plattenseite von beiden Seiten belastet, sodaß ein gleichmässigen Verschleissbild entsteht.

 

Fonti:

[1] Alexandrovich : A stereo groove problem, JAES, 1961, Jan., S.166
US-Patent 3.088.742 : Compensated tone arm, 7.Mai 1963

[2] Kogen : The skating force phenomenon, Audio, Okt.1967, p.53 ; Nov. 1967, S.38

[3] Bauer : Tracking angle in phonograph pickups, Electronics, März 1945, S.110

[4] Oakley : Skating force, mountain or molehill, Audio, März 1967, S.40

[5] Gilson : The cartridge alignment problem, Wireless World, Okt.1981, S.59

[6] Wright : Bias correction and dynamic conditions, Hi-Fi News, Okt.1969, S.1187

[7] Snell, Rangabe : Frictional drag and bias compensation, Hi-Fi News, Feb. 1970, S.221

[8] Randhawa : Pickup arm design techniques, Wireless World, März 1978, S.73 : April 1978, S.63

[9] Halter : Letters to the editor, JAES 1968, S.354

[10] Pardee : Determination of sliding friction between stylus and record groove, JAES 1981, S.890

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

[walge]

@alexis

purtroppo ho perso il tedesco imaprato 35 anni fa quando lavoravo in Siemens.

Vedrò di fare del mio meglio!

Auf wiedersehen

 

:)

 

 

Walter

[alexis]

@walge usa translator, almeno per le conclusioni, punto 1 e 2, vedrai che cambi prospettiva.

Auf Wiedersehen 👋 

[senek65]

@alexis ma il tedesco serve per dar più peso all'artigleria? 

 

[senek65]

24 minuti fa, alexis ha scritto:

Me la ha scritta un amico ingegnere

Tipo tuo cuggino

[walge]

@alexis

leggerò

 

Forse capirò

E poi dirò

Ma misurai

E verificai

Hai visto mai?

 

W

[alexis]

@senek65 semplicemente perché il mio testo di riferimento è in tedesco, e conferma su basi sufficientemente scientifiche quanto da me finora asserito in tono colloquiale… 

ma il testo va pure un po’ oltre ( forse troppo) per le normali cognizioni audiofile, ci vogliono i fondamentali dei calcoli vettoriali che sono evidentemente un po’ ostici per qualcuno… 

(ricordo inoltre che nel mio staff di progettazione ho tre ingegneri, tra cui uno meccanico, che questi calcoli li fa a mente, è roba, alla fine piuttosto basica dal punto di vista matematico, ma coinvolge una serie di n variabili, che rendono la trattazione per forza di cose una  sorta dí approssimazioni per difetto)

 

[senek65]

@alexis tutto può essere e per me lo son di sicuro. 

Io però continuo a non comprendere come sia possibile che la mente umana sia stata capace di mandare una sonda a trapanare una  cometa e non sia in grado di progettare un sistema definitivo per l'ascolto di un pezzo di plastica stampato. 

Misteri....

[alexis]

@senek65 appunto perché sono sempre approssimazioni. Se fossimo rimasti al rullo di Edison non saremmo qui a parlarne, lettura tangenziale perfetta e punto.