Cs. Kádár Péter - XXI. századi Diszkónika, 416. A hangszedő – tizenkettedik szüret. Függeszd fel!

A hangszedő tűjének hegye, a tű nyele, a tűszár és a mechanikai-elektromos átalakító forgó része (tekercs, mágnes, lágyvas) egy egységet alkot.

Ezt a szerkezetet úgy kell elhelyezni a hangszedőben, hogy a lehető legkisebb torzítással kövesse a barázda kitéréseit. Ez azt jelenti, hogy az átalakító forgó részének, az armatúrának a hangszedő hegyére ható erők hatására el kell mozdulnia, ám ez a mozgás csakis a tű kitérésének függvénye lehet, vagy legalábbis az a cél, hogy minél pontosabban a tű fickándozásával legyen arányos az armatúra mozgása.

htf02

A tűszárat befogó felfüggesztés lehetővé teszi a tűszár mozgását, miközben elnyeli a káros rezonanciákat. A felfüggesztés megfelelő helyzetben tartja a tűszárat, tehát központosító tagja a hangszedőnek. A felfüggesztést pontszerűnek képzeljük el, holott ez nyilvánvalóan nem igaz, csak úgy könnyebb vele számolni.

htf03

A felfüggesztés (külföldiül suspension) elasztomerből készül. Na csókolom, ismét befigyelt a vegyészet. Az elasztomer elnevezés az elasztikus és a polimer szó összeolvadásával keletkezett, vagyis rugalmas polimert jelent. (A polimerekről már többször volt szó a sorozatban, pl. a 328., a 314. vagy a 374. részben.) Rugalmas polimer a kaucsuk, vagy még inkább a gumi, aminek gyártási alapanyaga a kaucsuk. A kaucsukot, más néven a nyersgumit a kaucsukfa kérgének átlós irányú bevágásával nyerik.

htf04

Az elasztomerek kis erő hatására is könnyen deformálhatók, és az erő megszűnte után viszonylag nagymértékben felveszik a deformáció előtti alakjukat (a gumi majdnem teljesen, a kaucsuk kicsit kevésbé). A gumi természetes elasztomer, de a hangszedőkben legtöbbször mesterségesen előállított, műkaucsuk alapanyagú gumiból készül a felfüggesztés. A természetes guminál nincs jobb elasztomer. A mesterséges gumi viszont jóval olcsóbb, és akkor a legjobb minőségű, amikor kikerül a gumigyárból. Attól kezdve egyfolytában öregszik, ám ha jól találták ki, évtizedek múlva sem megy tönkre. A műgumik gyártási technológiája világszerte lényegében azonos, a titok az összetételben rejlik. Ezért ritkaság a nagyon tartós gumi. Mivel minden polimer, így az elasztomerek molekulái is hosszú láncot alkotnak, s az öregedés hatására ezek a makromolekulák széttöredeznek. A molekulahossz csökkenése következtében a gumi elnyálkásodik, elfolyósodik vagy repedezni kezd.

A modernebb hangszedőkben szilikongumiból van a felfüggesztés, sőt, ha egy régi hangszedőt javíttatsz, nagy a valószínűsége, hogy az elöregedett felfüggesztést szilikongumira cserélik ki. A szilikon alapanyaga a szilícium. A szilikon név gyűjtőfogalom; számtalan, egymástól merőben eltérő szerkezetű és tulajdonságú vegyületet illetünk ugyanazzal a névvel. Ezekben a vegyületekben azonban van egy közös: a polimer szerkezet "gerincét" alkotó sziloxánlánc, ami azt jelenti, hogy a vegyületek alapvázát az egymáshoz kapcsolódó szilícium- és oxigénatomok alkotják. A szilikongumi olyan elasztomer, amelynek gyártásakor a szilikonhoz szenet, hidrogént és oxigént adnak. A szilikongumi általában nem közösködik más anyagokkal. Stabil, ellenáll a szélsőséges környezeti hatásoknak és a -55…+300 °C közötti hőmérsékletnek, miközben megőrzi a hasznos tulajdonságait. Könnyű gyártani és mielőtt megszilárdulna, jól alakítható. Megkeményedés előtt a szilikongumi erősen tapadó gél vagy folyadék.

htf05

Ahhoz, hogy szilárd halmazállapotúvá alakuljon, keményíteni, vulkanizálni vagy katalizálni kell. A vulkanizálás a „rendes” gumi előállításának is egyik művelete, amelynek során a gumi láncmolekulái között új keresztkötések jönnek létre, és amelynek következtében a gumi rugalmasabbá válik. Ezt a rugalmasságot az anyag térhálósodása teszi lehetővé. A szilikongumiból készült függesztés túléli a hangszedőt.

Az Ortofon sokféle gumi alkatrészt gyárt Dél-Dániában, a Nakskov városi üzemében.

htf06

E termékek között van szilikongumiból készült is, de ha jobban el akarsz mélyülni a modern gumigyártás rejtelmeiben, akkor meg kell ismerkedned a fluór-szilikonnal, a brómbutillal, a fluórelasztomerrel, az EPDM-mel, a brómbutil/EPDM-mel és a nitrillel.

Nem gondolom, hogy a fenti két videótól okosabb lettél, de legalább pihiztél két percig, mert most egy újabb fogalommal ismerkedhetsz meg. Azt a távolsággal kapcsolatos paramétert, amekkorát a hangszedő tűje egy adott erő hatására elmozdul, rugóengedékenységnek, rövidebben engedékenységnek hívják. Az engedékenységet az elasztomer merevsége és a tűszár hossza határozza meg. Nézzük fordítva! A hanglemez barázdájában a barázda kitérései, modulációja miatt a tű fickándozik. A felfüggesztés nem boldog ettől, és rugóként viselkedve, megpróbálja a tűt erőnek erejével visszarángatni a nyugalmi helyzetébe. Minél merevebb a felfüggesztés, annál nagyobb ez a visszatérítő erő. Kétfajta engedékenységet is megadnak a gyártók. Az egyik a statikus engedékenység, amit úgy kell elképzelned, hogy egy rugót összenyomunk vagy meghúzunk valamilyen erővel, és azt mérjük, hogy ennek az erőnek a hatására mennyivel rövidül vagy növekszik meg a rugó. A statikus rugóengedékenységet úgy mérik, hogy a tűt precíziós erőmérővel mikroszkóp alatt 60 µm-re kitérítik, és leolvassák, hogy ehhez mekkora erő kellett. A kettő hányadosa az engedékenység. A másik a dinamikus engedékenység, amely kicsit bonyolultabb, mert azt kell elképzelned, hogy a rugót a mérés közben rángatjuk– mondjuk 10 Hz-es vagy 100 Hz-es szaporasággal –, és ezen oszcillálás közben mérjük, hogy az adott erő hatására mennyivel rövidül-hosszabbodik a rugó. Mivel a felfüggesztés, pontosabban, az elasztomer merevsége frekvenciafüggő, a dinamikus engedékenység értéke is frekvenciafüggő.

Azt már a sorozat sok-sok évvel ezelőtti, 3. részéből tudod, hogy minden mennyiséget két adat jellemez: a mérőszám és a mértékegység. Azt is tudod, hogy hiába vannak nemzetközi mértékrendszer szabványosítási szervezetek és törekvések, a mértékegységek nem egységesek. Az engedékenységnek négyféle mértékegysége is van: mm/N, µm/mN, 10-6cm/dyne és Cu. A Cu a Compliance unit rövidítése. A Cu és a µm/mN mérőszáma megegyezik. A dyne pedig egy régi mértékrendszer, a cgs (centiméter, gramm, szekundum) maradványa. A cgs-ben ugyanis az erő egysége a dyn, angolul a dyne volt. 1 dyn = 10-5N. Az alábbi táblázat nemcsak az engedékenység néhány értékét, hanem ennek reciprokát, a rugóállandót is tartalmazza.

htf07

Az Ortofon szerint alacsony engedékenységű az a hangszedő, amelynek 10 Cu alatt van az engedékenysége, közepes engedékenységhez 10 és 20 Cu közötti érték tartozik, 20 és 35 Cu között magas, 35 Cu fölött pedig nagyon magas a hangszedő engedékenysége.

Ami a dinamikus engedékenységet illeti, azt egyes cégek, pl. az Audio-Technica, 100 Hz-en, más gyártók 10 Hz-en mérik. Sajnos, a két érték csak akkor számítható át egymásba, ha ismerjük a felfüggesztéshez használt elasztomer frekvenciafüggését, tekintettel arra, hogy az elasztomerek nem kegyeskednek lineárisan viselkedni. Az engedékenység a frekvencia növekedésével csökken; ha a 100 Hz-es értéket megszorozzuk 1,5 és 2,2 közötti szorzóval, megkapjuk a 10 Hz-es értéket.

Lehet ám még tovább hámozni az engedékenység jellemzőit, ugyanis a hangszedő tűje nemcsak vízszintesen, hanem függőlegesen is mozgolódik. Ennek monó lemezeknél nem volt jelentősége, sztereó esetben annál inkább. A függőleges engedékenységet viszont nem adják meg, mert kisebb, mint a vízszintes.

A dinamikus engedékenység jobban jellemzi a hangszedőt, de a statikusnak is van némi jelentősége, ugyanis a segítségével meghatározható a hangszedőn beállítható maximális tűerő. Minél nagyobb a tűerő, annál mélyebbre süllyed a tű a barázdában. Ha a tűerő nulla, a tű magassági helyzetét a hangszedő, illetve a tűhegy geometriája határozza meg. A gyártó által ajánlott tűerő általában egy átlagos helyzetet ad meg ahhoz, hogy az armatúra optimális helyzetben legyen. Az ajánlott tűerőtől való túl nagy eltérés megváltoztathatja az armatúra pozícióját, ami torzításhoz vezethet. Mivel a barázda modulációja megrezegteti a tűt, a tű tűerő nélkül elvesztené a kapcsolatot barázdával, kiugrana belőle. A tűerő a felfüggesztésen keresztül fejti ki hatását, és legalább akkorának kell lennie, hogy kényszerítse a tűt a barázdával való folyamatos kapcsolat fenntartására, vagyis a felfüggesztés visszatérítő ereje ellen dolgozzon. Ezt illusztrálja az alábbi rajzsorozat.

htf08

Az engedékenységből adódó nagy erők csak nagy tűmozgások esetén jelentkeznek, vagyis nagy barázda kitéréseknél, s ezek csak a mély hangoknál fordulnak elő. Így az engedékenység olyan paraméter, amely csak a hangszedő kisfrekvenciájú követési képességét befolyásolja, és túl kis engedékenység esetén sérülhet a barázda.

Azt jelenti-e ez, hogy csakis az a hangszedő jó, amelyiknek nagy az engedékenysége? Gondolj arra, hogy az emberek közötti párkapcsolatban hogyan is van ez? Ha a kapcsolat egyik tagja önálló, öntörvényű, de mindig megbízható, akkor a másik tag nyugodtan lehet engedékeny. Ha viszont az egyik tag nem tud önállóan cselekedni, szertelen, kiszámíthatatlan és időnként megbízhatatlan, az engedékenység a kapcsolat széteséséhez vezethet. A hangszedők és a hangkarok közötti viszony persze nem jellemtől vagy lelki alkattól függ. A későbbiekben majd látni fogod, hogy a két egység összehangolásának csak egyik összetevője az engedékenység. A kis tömegű hangkarok jól illeszkednek a közepes, a magas és a nagyon magas engedékenységű hangszedőkhöz. A mérsékelt tömegű hangkarok jó társai a közepes és az alacsony engedékenységű hangszedőknek. Ha alacsony engedékenységű hangszedőt kis tömegű hangkarral párosítanak, nemkívánatos rezonanciák léphetnek fel a hallható tartományban. Ha magas engedékenységű hangszedőt mérsékelt tömegű hangkarhoz kapcsolnak, akkor az infrahang-tartományban rezonanciák léphetnek fel.