Cs. Kádár Péter - XXI. századi Diszkónika, 407. A hangszedő – Harmadik szüret. Mozgótekercses átalakítók

A fizika alapjelenségeinek egyike, hogy ha egy tekercs mágneses térben mozog, akkor a tekercsben áram folyik, a tekercs sarkain feszültség mérhető.

Ezt a régóta ismert jelenséget használják föl a mozgótekercses (moving coil, MC) hangszedők gyártói.

 hhs02

A tekercshez viszonyított mágneses fluxus megváltozik, amint a hangszedő tűjéhez a száron (cantilever) keresztül csatlakoztatott légrésben lévő tekercs elmozdul, s ez a tekercsben áramot indukál.

 hhs03a

A valódi hangszedők természetesen több alkatrészt tartalmaznak, mint ami az elvből következik, pl. gumi vagy szilikon lengéscsillapítót (damper). Az alkatrészek anyagától, a megmunkálás gondosságától, a tényleges szerkezettől függ a hangszedő minősége. Ahhoz, hogy a tű ficánkolása minél pontosabban követhesse a lemezbarázda kitéréseit, modulációját, a tekercs tehetetlenségének kicsinek kell lennie. A tehetetlenség a tömeggel arányos, vagyis az a jó, ha a tekercs könnyű. Ha a tekercs anyagát, a drótot ugyanabból az anyagból készítik és ugyanakkora átmérőjűből, annál kisebb a tekercs tömege, minél rövidebb a drót. Viszont minél rövidebb a drót, annál kisebb menetszámú tekercset lehet tekerni belőle. Márpedig a tekercsben indukált feszültség egyenesen arányos a tekercs menetszámával. Ebből az következik, hogy az eléggé fürgékeny MC hangszedő sokkal kisebb feszültséget ad az őt követő elektronikának, mint az MM hangszedő. Az MC hangszedők jelét vagy illesztő transzformátorral tornázzák föl, vagy egy ún. elő-előerősítővel. Minél kisebb egy erősítő bemenő feszültsége, ugyanakkora kimenő feszültséghez annál nagyobbat kell erősítenie. De nemcsak a hasznos jel erősödik ilyenkor, hanem a zaj is. Azt mondhatnánk hát, hogy az MC hangszedők zaja jóval nagyobb, mint az MM hangszedőké.

 S most kapaszkodj meg! Ez nem feltétlenül igaz. Sőt, a szubjektív tesztek sokasága sem ezt bizonyítja, persze, nem nyomoroncokat hasonlítgatunk össze. Márpedig, ha mást hallunk, mint ami a fizikából következik, akkor vagy a fizika működik rendellenesen, vagy mi nem tudjuk jól a fizikát. Jurecz László Miklós barátom az utóbbira tippelt, és úgy tűnik, hogy igaza van, holott az ő érvelésével másutt még nem találkoztam. Pedig alig kell hozzá többet tudni, mint az Ohm-törvényt, amely a feszültség (U), az áramerősség (I) és az ellenállás (R) közötti összefüggést írja le: U=R*I; I=U/R, R=U/I. Aztán kell tudni a másik összefüggést a teljesítmény (P) és a másik három között: P= U*I, P= U2/R, P= I2*R. De hiszen ezeket te már régóta tudod. Azt is tudod, hogy a mindenképpen megjelenő zaj a hőmozgásból adódó termikus zaj. A termikus zaj effektív értéke az ellenállás négyzetgyökével arányos (lásd a sorozat 44. részét), tehát minél kisebb ez az ellenállás, annál kisebb a zaj. Meg még azt is tudod, hogy a közönséges, induktív transzformátoron a menetszámmal, vagyis az áttétellel egyenesen arányos a feszültség, fordítottan arányos az áramerősség, négyzetesen arányos az ellenállás, és ideális transzformátort feltételezve, a primer és a szekunder oldali teljesítmény egyenlő, hiszen semmiből nem lesz valami, és valamiből se lesz semmi – állítjuk az energiamegmaradás törvénye alapján. Aztán már csak nem kell elszúrni a számolást, és vigyázni kell a nagyságrendekre, mert az átváltások a milli, a mikro és a nano között megkeseríthetik az életet. Az egyszerűség kedvéért tekintsünk el attól, hogy hangszedő és a rákötött transzformátor valójában nem csupán ohmos ellenállás, mert ha komplex impedanciának néznénk, nehezebb lenne számolgatni. Nem játszanak a különböző szórt és terhelő kapacitások, sőt, az induktivitás sem, holott tudjuk, hogy a pl. transzformátoron egyenáram nem is megy át.

Számításainkhoz ugyanazon cég, a Goldring hangszedőit vettük szemügyre. Az egyszerűbb esettel kezdünk, a mozgómágneses hangszedővel.

 hhs04

A mágneses hangszedőnek van induktivitása (ez az tehát, amivel nem számolunk), van saját belső ellenállása, amit Rh-val jelöltünk, és vele sorba van kötve a terhelő vagy lezáró ellenállás, amelynek Rt a jele. A szabványosított Rt érték 47 kΩ. Hogy miért annyi, arról majd hamarosan szó lesz; ne csüggedj! Mivel ez soros áramkör, a benne folyó áram erőssége a kör minden pontján ugyanaz, a feszültség és a teljesítmény azonban nem. A hasznos teljesítmény Rt-n keletkezik, viszont a hangszedő belső ellenállásán, Rh-n hővé alakuló teljesítmény veszteséget jelent. Az általunk példaként használt hangszedő a sorozat kettővel korábbi részében bemutatott Goldring 1042, amely mostanában akciósan kb. 150 ezer forintért kapható.

hhs05

Ennek belső ellenállása Rh = 660 Ω, a kimenő feszültsége 1 kHz-en 5 cm/s sebességen Ut = 6,5 mV. Ha szépen kiszámolnád (tuti, hogy nem fogod), akkor a következő eredményt kapnád:

 Hasznos teljesítmény 0,9 nW, hővé alakul 0,0013 nW, a zajfeszültség 0,46 µV.

Lépjünk tovább!

 hhs06

A mozgótekercses hangszedőt illesztő transzformátorral zártuk le. A transzformátor szekunder tekercsére kötött Rt értéke most is 47 kΩ. A szekunder tekercsről áttranszformált ellenállást, aminek az Rtp nevet adtuk, a rajzon nem jelöltük. Mozgótekercses hangszedőnk a 150-200 ezer forintért kapható, tehát középkategóriás a Goldring Eroica LX.

 hhs07

Ennek belső ellenállása Rh = 8 Ω, az előírt minimális lezárás, 100 Ω, Up = 500 µV. A gyártó ajánlott transzformátorának áttétele 20-szoros, tehát Usz = 10 mV, így Rtp = 117,5 Ω-ra adódik. Kizártnak tartom, hogy ellenőrizni fogod a számításokat, lásd hát a végeredményt:

Hasznos teljesítmény 2,5 nW, hővé alakul: 0,2nW, a zajfeszültség 0,05 µV, ami a 20-szoros áttétellel is csak 1 µV. Viszont a Goldring 1042-nek csak 6,5 mV a kimenő feszültsége, tehát jel-zaj viszonyban alig van eltérés. Igaz ugyan, hogy az Eroica LX hangszedő jobban fűt, mint a mozgómágneses, viszont a hasznos teljesítménye majdnem háromszoros!

Más hangszedőket is számolgattunk (vagyis a Jurecz); ezek is azt bizonyítják, hogy az oly sokszor olvasható kijelentések, miszerint a mozgótekercses hangszedők teljesítménye kisebb, mint a mozgómágneseseké, valótlan. Az már más kérdés, hogy ezt a teljesítményt a hangszedőket követő elektronikák hogyan hasznosítják. Mivel a transzformátornak csak termikus zaja van – feltéve, hogy jól árnyékolják, ezért nagyon nem mindegy, hogy milyen MC trafót használsz, továbbá a jobb minőségű MC hangszedők árnyékolása is egyre babább –, transzformátort használva az MC hangszedők zaja nagyobb ugyan, mint az MM-eké, de normális hangerőn hallgatva a lemezt, alig észrevehető a különbség, ha egyáltalán észrevehető. Ám ha az MM hangszedőt olyan helyen használod, ahol nagyon magas az elektromágneses zavarjel – pl. mobiltelefon átjátszó állomás vagy hegesztő gép közelében –, akkor nem tudsz mit tenni, hiszen a lakásodat nem árnyékolhatod ún. Faraday kalitkába (lásd a sorozat 112. részét). Más a helyzet, ha nem transzformátor, hanem MC előerősítő kapcsolódik az MC hangszedőre. A termikus zajon kívül ugyanis ezek az erősítők további zajokat is termelnek (lásd a sorozat 345. részét), tehát az így működtetett MC hangszedők zajosabbnak tűnnek, holott erről nem a hangszedő tehet. Ám egyebek mellett – hogy mik ezek az egyebek, arra szintén nemsokára visszatérek – még a legeslegjobb MC előerősítők sem muzsikálnak szebben, mint a legeslegjobb MC trafók.

Léteznek – ha nem is nagy választékban – olyan MC hangszedők is, amelyekhez nem kell MC trafó vagy előerősítő. Ilyen hangszedő például a 2022-ben bemutatott Goldring Eroica HX.

 hhs08

Rh = 35 Ω, Rt = 47 kΩ, Ut = 2,5 mV 1 kHz-en, 5 cm/s sebességen. Most már rutinosan tudnál számolni. Az eredmény: Hasznos teljesítmény 0,13 nW, hővé alakul: 0,000099 nW, a zaja 0,1 µV.

Noha ez a hangszedő fűt fölöslegesen a legkevesebbet, a termikus zaja is nagyon kicsi, a teljesítménye az eddigiek közül a legkisebb. A tesztek szerint a hangja valahol a mozgómágneses hangszedők és az „igazi” mozgótekercsesek között van. Ezt még maga a gyártó is elismeri, és amolyan belépőnek szánja a mozgómágneses hangszedőkből a mozgótekercsesek közé. Ehhez képest elég drága, kb. 250-300 ezer forintot kóstál. Igaz, ez nem akciós ár. Tulajdonképpen a három hangszedő listaára azonos volt egykoron.

Ennyi számolgatás után visszatérünk a gyökerekhez. A modern, tehát mikrobarázdás lemezekhez való MC hangszedőt a dán Ortofon szabadalmaztatta. Nem az Ortofon találta föl, de ügyesen annyira levédette a semmit, hogy más cégek nagyon nehezen tudták megkerülni. Az Ortofon ugyanis mindent és mindenkit megtámadott jogi úton, ahol mozgótekercses hangszedőt szimatolt. Végső esetben kiegyezett a konkurenssel, ami azt jelentette, hogy megvásárolta a találmányt, és az Ortofon lett a szabadalom jogszerű felhasználója. Na jó, nem mindig sikerült ez neki. A kezdet 1948, amikor piacra dobták az első mozgótekercses monó hangszedőt.

 hhs09

1957 és 1959 között fejlesztették ki a sztereó SPU sorozatot. A célközönség még nem a lemezvásárló volt, hanem a profi felhasználók, mint pl. a dán és a svéd állami rádió és televízió vagy a Deutsche Grammophon Gesellschaft.

 hhs10

Mivel a nosztalgia, a retró már a 20. század vége felé sem volt ismeretlen, 1987-ben az SPU továbbfejlesztett változatát mutatták be, az SPU Classicet.

 hhs11

Azóta is többször módosították a sorozatot. Jelenleg az SPU Classic G MKII és az SPU Classic G E MKII kapható a 300 ezer - 450 ezer forintos ársávban.

 hhs12

Csaknem duplájáért mérik az SPU Meister Silver GM MKII-t. Tisztább rézből tekerik a tekercseit, erősebb a mágnese, s míg az előző két hangszedő kimenő feszültsége 0,2 mV, a mesteré 0,3 mV 1 kHz-en, 5 cm/s sebességen mérve.

Valójában az SPU sorozat már korszerűtlennek tekinthető, de ha van rá igény… 1975-ben új sorozattal ejtette ámulatba a népet az Ortofon. Elsőként a sorozat középső tagját, az MC 20-at mutatták be, majd az MC10-et és az MC30-at. Mindegyikből lett MKII változat.

 hhs13

Hazánkban sokáig az Ortofon MC30 MK II jelentette a csúcsot a mozgótekercses hangszedők között, ahogy a Shure V15 Mk IV. a mozgómágnesek királyának számított. Ezeket ugyanis sokhavi fizetésért ugyan, de lehetett kapni néhány hazai kufárnál. Aztán megszületett az MC20 Super; ennek is lett MKII változata. S persze volt MC30 Super és MC30 Super MKII, és mindegyiknek jubileumi kiadása.

 hhs14

Az Ortofon jelenlegi csúcsmodellje az MC Anna Diamond.

 hhs15

A hangszedő nevének ihletője Anna Jurevna Netrebko énekesnő volt; egyébként korábban már volt ilyen nevű hangszedő, csak Diamond nélkül.

Annát kb. 3,5 millió forintért teheted magadévá, s bár ez rengeteg zsé, legalább a házhoz szállításért nem kell fizetned. Hát tényleg nagy öröm. S itt rögtön teszek egy igen kínos megjegyzést. Hervatag minőségű MC hangszedőt nem érdemes vásárolni, akkor már jobban jársz egy igényesebb MM-mel. Sajnos, a minőségi MC-k egyre drágábbak, és egymillió forint alatt szinte csoda a tényleg kiváló. Annát egyébként ajnározzák a tesztek.

Hozzáteszem, hogy a tesztelő személyek többsége sajnos idős ember, akiknek a hallása aligha lehet tökéletes.

 hhs16

Ha ráadásul zenész vagy hangmérnök is volt az illető, csaknem biztosan sípálya jellegű a hallásvesztesége.

 hhs17

Az egyébként viszonylag olcsó hangszedői miatt népszerű Audio-Technica AT-ART-1000 hangszedőjét kétmillió forint fölött kínálják.

 hhs18

A tesztek szerint kicsit túl világos, tolakodó a hangja, de lehet, hogy ez volt a cél.

Az Audio-Technica japán székhelyű cég, de az ART sorozat kivételével mindent Kínában gyártat. Viszont valóban Tokióban készíti hangszedőit a nálunk szinte teljesen ismeretlen Lyra Analog. Az Atlas termékcsalád legigényesebben kidolgozott tagja az SL Lambda. Kb. 13 000 dollár az ára, amihez még hozzájön a vám, a szállítási költség és a szerencse, hogy az utazás közben nem törik össze.

 hhs19

A tesztek szerint ez a hangszedő kb. annyival muzsikál szebben az Ortofon Annájánál, amennyivel drágább. Ugyanakkor feltűnő, hogy az ilyen drága hangszedőkkel nem a mostanában kiadott lemezeket hallgatják.

Még az Atlasoknál is jobbnak tartják egyes kritikusok a szintén japán Transfiguration nevű cég Proteus MC hangszedőjét.

 hhs20

Ez a lassanként tízesztendős típus időnként kapható még, kb. 6 000 dollárért.

E kis japán kézműves vállalkozásnál sokkal ismertebb a szintén japán Dynavector neve. A Dynavector szerint „Ha egy hangszedő csak annyira szól jól, mint a CD, akkor az nem képviseli a minőséget.” A Dynavector legújabb, 10X5 MKII típusú hangszedője kétféle változatban is készül. Az alacsony szintű, „normális” változat kimenetén 0,5 mV, a magas szintű kimenetén 2,8 mV feszültség mérhető 1 kHz-en, 5 cm/s sebességen. A tesztek szerint az alacsony szintű hangszedő részletgazdagabban szól. Lám, lám, a nagyobb menetszámú tekercs kevésbé engedi ficánkolni a tűt – ugyanez volt a helyzet a Goldringokkal is.

 hhs21

A hangszedő ára 750 dollár, tehát a mozgótekercsesek között az olcsóbbak közé tartozik, és nem is várható tőle több. Olyasmiről van szó, mint az Ortofon nagyobb sorozatban készülő nosztalgia hangszedőit illetően: a 10X5 MKII egy régi, esetünkben 1978-as típus felturbózása.

Audiofil társaságokban a Dynavector legjobb, jelenleg is 8-9 ezer euróért kapható hangszedőjének az XV-1t-tartják.

 hhs22

A leírások szerint a Dynavector találmánya a fluxusstabilizátor volt. Ugyanis fölfedezték, hogy az átalakítóban a fluxus kismértékben ingadozik, egyfajta mágneses zajjelenség ez, ha jól értelmezem. Ez az ingadozás aztán intermodulációs torzítást (lásd a sorozat 64. részét) okoz.

 hhs23

S ha már az imént ismét szóba került az Ortofon, Európában rengeteg rádióstúdióban, főként a közszolgálati rádiókban évtizedekig használatos hangszedőket a német EMT gyártotta.

 hhs24

Az EMT pedig az Ortofontól vásárolta meg a mozgótekercses hangszedő licencét 1959-ben. Ezt megelőzően, 1950-től az EMT lemezjátszóiban Ortofon hangszedők voltak. Ez azért érdekes, mert az Ortofon vágófejeket is gyártott, tehát az így készült hanglemezek lejátszása elvileg Ortofon hangszedőkkel volt optimális. Az EMT 1960-ban kezdte meg saját hangszedőinek fejlesztését a licenc alapján, s ennek eredményeként 1965-ben mutatta be első sztereó MC típusát, a legendás TSD 15-öt (TSD = Tondose Stereo Diamant, sztereó hangszedő gyémánt tűvel).

 hhs25

Ezt a típust használta a Magyar Rádió is az összes sztereó lemezjátszójában, így nyüstöltem őket én is rendesen. A TSD 15 ugyanis szinte mindent kibír, persze, a leejtést azért nem. A Magyar Rádióban a lopás ellen úgy próbáltak védekezni, hogy a stúdió elhagyása előtt a hangtechnikusnak vagy hangmérnöknek egy szekrénybe be kellett zárnia a hangszedőt. Így arra nem lett volna idő, hogy a cucc újbóli csatlakoztatásakor órákon keresztül azzal pöcsöljünk, hogy a lemezjátszót ismét beállítsuk hozzá. A TSD 15 igénytelen jószág, nem nagyon kényes a beállításra. Ezt azzal ellensúlyozza, hogy nem különösebben szól szépen. Van ám ennek is előnye. A rádióműsort hallgatók többsége ugyanis azt szereti, ha a különböző származású felvételek között nincs bántó hangzásbeli különbség. Visíthatsz most felháborodva, de gondold meg, hogy a rádióműsort a legkülönbözőbb minőségű készülékeken hallgatják. Azt is mondhatnám, hogy még a legócskább zsebrádión is megszólal a dallam, érzékelhető a ritmus, ami pedig efölött van, az jutalomfalat. Voltunk azért páran, akik azt szerettük volna, ha legalább néhány stúdióban vannak (hang)minőségi berendezések is. Mind a három „A hangzáskultúra napja” műsorfolyamban egyes főnökeink hisztikéje ellenére és más főnökeink támogatásával be is bizonyítottuk, hogy a műsoraink mennyivel szólalhatnának szebben, de a napi rutint nem lehetett ehhez igazítani. Aztán úgyis mindent kilőtt a digitális világ.

A TSD 15-öt követte 1974-ben az XSD 15, 2015-ben pedig a TSD 75, amelynek gyártását 2018-ban be is fejezték. A listaára egyénként ennek a jubileumi MC-nek 2 150 dollár volt. Viszonylag nagy, 1 mV-os jelet lök ki magából 1 kHz-en, 5 cm/s sebességen.

 hhs26

Az EMT időközben rákattant a Hi-Fi és az audiofil vonalra; 2006-ban mutatta be a JSD sorozatot. A JSD Novel Goldot kb. hárommillió forintért mérik. A tekercseit arany huzalból tekerik, és egyébként is csillog-villog.

 hsd27

A JSD Novel Titan tekercseinek anyaga ezüst drót. Ez a hangszedő pár százezer forinttal olcsóbb, a paraméterei viszont ugyanazok. A Gold és a Titan három változatban készül: normál tekercses, féltekercses és negyedtekercses kivitelben. A kijáratokon 1 kHz-en 5cm/s-es sebességen 1 mV-ot, 0,5 mV-ot vagy 0,25 mV-ot böffentenek ki. A Novel sorozat profi változata – hátha még kell valakinek – a TSD MRB. Szerkezetét tekintve köze nincs a többi Novelhez, az ára is egymillió forint alatt van.

 hsd28

Még sokáig lehetne sorolni az MC hangszedőket; pl. nem szóltam a Koetsu, a Kiseki vagy a Kondo gyártmányairól. Azért még ne add fel!