Lemezjátszó doboz és alváz fejlesztése

Az olcsó lemezjátszóknál vékony műanyag ház tartja a motort és a hangkart is. Ez nem biztosít elegendő csillapítást a hangkar felé sem a motor sem pedig az asztal felől.

Jobb megoldás a motort és a hangkart is egy tömör fa alapra szerelni, ami sokkal jobban képes a zajokat csillapítani. A burkolat pedig ezektől függetlenül ugyancsak a fa alapra rögzített, így még jobban csillapíthatók a zavarok.
További részleteket lásd a motor rögzítéséről itt és a hangkar felfüggesztéséről itt.

A lemezjátszó elkészült és működik.
További képek a lemezjátszóról itt.

A megvalósítás részletei

- A tömör keményfa alap

A jobb oldalon látható a lemezjátszó belseje a fa alapra szerelve.
A teljes tömeg (burkolattal együtt) kb 18 kg.

A legfontosabb talán ez a nehéz, keményfa alap ami a tömegénél és a szilárdságánál fogva jól csillapítja azokat a rezgéseket, ami egyébként a lejátszást zavarná. Az anyaga itt gőzölt akác, de persze más keményfa is lehet.
Még mielőtt valaki felesleges nagyzolásnak venné ezeket a részleteket, számoljunk egy kicsit:

     A barázda néveleges mérete 50 mikrométer

Tehát a tű ekkora elmozdulást végez teljes hangerő lejátszásánál.
Mekkora legyen a megengedett zaj szintje?

     A legjobb lemezek kb 60 dB jel/zaj viszonyt adhatnak.

Ez ezerszeres amplitúdó (és egymilliószoros teljesítmény) arányt jelent. Ha azt szeretnénk hogy a lemezjátszó saját zaja ne legyen zavaró, akkor ez alatt kell tartani a rezgések amplitúdóját.
Vagyis ez azt jelenti hogy:

     A zaj megengedett amplitúdója kevesebb mint 50 nanométer

Csak viszonyításképpen, ez kb tizede a látható fény hullámhosszának. Fizikai érdekesség, hogy ezek szerint fénymikroszkóppal megfigyelhetetlenül kicsi szemcsék is okozhatnak hallható zajt egy lemezen.
De a lényeg, hogy a doboz rezgéseinek ez alatt (tehát <50 nanométer) kell lennie. Ez a milliméter húszezred része.

- A lábak

A nagy tömeg önmagában még nem elegendő a csillapításhoz: szükség van rugalmasságra is az asztal és a fa alap között. Ezt egy gumi közdarabbal értem el (ami mellesleg egy Hajdú centrifuga felfüggesztése).
A képen látható hogy kissé bonyolultra sikerült a megoldás, mivel a gumit húzó igénybevételnek kell kitenni ahhoz hogy az elrendezés stabil maradjon.

Vízszintes irányban elég nagy az engedékenysége ezért igen jó csillapítása van, még a legalsó frekvenciákon is. A rezonanciája kb 4-5 Hz.
Függőleges irányban merevebb kissé, ezért az alsó frekvenciákon kevésbé csillapít. A rezonanciája kb 12-15 Hz. Ez azonban nem nagy probléma, mert egy analóg szűrő kapcsolható a sztereo különbségi jelbe (amit a függőleges tűmozgás indukál), és ez is segít kiszűrni ezeket a zajokat.

Végeredményben igen jó a zajok csillapítása. Az asztalon végzett zörgés-matatás gyakorlatilag nem hallatszik bele a felvételbe.

A borítás alatt ennyi látszik belőle.

- A műanyag fedél

Igen, ez az alkatrész is vitákat szokott generálni az audiofil világban. Én mielőtt állást foglalnék, mindig gondolkodni és kísérletezni szoktam. Ez most is így történt és sikerült is megcáfolni azt az általánosan elterjedt tévedést miszerint a műanyag fedő rontja a hangzást. Mint minden tévhit, ez is valós alapokon nyugszik, amit alább részletezek is.

Mi történik fedél nélkül?

A lemez felülete elég nagy, ami kiválóan felveszi a levegő rezgéseit, tehát egyfajta mikrofonként üzemel. Szerencsére nem annyira rossz a helyzet, mert tömege is van neki, nem is kicsi, de azért alacsony frekvenciákon jelentős lehet a zavaró hatás. Természetesen az alátámasztás minősége és a tányér tömege is befolyásolja az eredményt. A kapott elmozdulás főleg függőleges irányú, ami a sztereo különbségi jelnek felel meg. Ez a jelenség persze csak akkor áll elő, ha a tű rajta van a lemezen. Forognia nem kell feltétlenül, tehát kiválóan mérhető akár álló tányérral is.
Ha a hangerőt jól feltekerve lejátszás közben gerjedést tapasztalsz (valahol 100-200 Hz körül), akkor a lemezjátszód nem jól csillapítja ezeket a hangokat.

Mit is tesz a lecsukott műanyag fedél?

A fedél is felveszi a rezgéseket mivel neki is nagy felülete van. Csakhogy az erőt a doboz irányába továbbítja és a fedél alatt lényegesen kisebb hangnyomás marad amit a lemez még felvehet. Tehát a lényeges különbség az, hogy a rezgések jelentős részét nem a lemez, hanem a doboz fogja felvenni.
Tehát két részre kell osztani a problémát:

Olcsó "tojáshéj" lemezjátszók:
Ebben az esetben a doboz tömege kicsi, nem csillapít jelentősen, és rezonanciapontjai is vannak. Tehát akár a motor felől, akár a hangkar felől eljuthat a rezgés a fejhez, ahol pedig belekerül a jelbe nekívánatos zavarként. A gyakorlatban a helyzet így rosszabb lehet mint fedél nélkül.
Jó minőségű, audiofil lemezjátszók:
Mint az fentebb is látható, célszerű a lemezjátszó alapját nagy tömegűre kiképezni. A csukott fedél is ezeket a rezgéseket a nagy tömegű (itt keményfából készült) alap felé továbbítja, ami ezért jelentős csillapítással tud csak továbbmenni. Fontos, hogy a tömeg itt nagyságrendekkel nagyobb mint a lemez tömege. Mivel a fedél alatt már lényegesen csökkent a hangnyomás, az eredő zavar szintje jóval kisebb lehet mint a fedél nélküli esetben. Ha nem így van, akkor módosítani kell a lemezjátszó szerkezetén!

A fenti gondolatmenetből nekem az jön le, hogy valaki egyszer (feltehetően egy "tojáshéj" lemezjátszóval) megállapította hogy fedél nélkül jobb, és ez a nézet elterjedt valahogy. Végülis igaza volt neki, de csak a konkrét esetben, így nem szabad általánosítani.

A visszavert hangok hatása

Meg szokták még említeni hogy a tű és a lemez magában is hangot ad ki, és ez a fedélről visszaverődve újra belekerül a jelbe és zavart okoz. Ez vaóban így van, de vizsgáluk meg ennek a nagyságát! Nem kell hozzá mérni, elegendő egy rövid gondolatkísérlet:
Mekkora is az a hangerő ami a tű felől jön? Gyakorlatilag alig hallható, ha csak egy kicsit is szól a hangszóró, már elnyomja ennek a hangját. Márpedig a hangszóróból jövő hangot ugyanúgy veszi fel mint a viszzavert hangot, tehát nyilvánvalóan a nagyobb amplitúdójú fog nagyobb zavart okozni.
Tehát a saját hang visszaverődését nyugodtan elfelejthetjük, a hangszóró felől jövőt pedig a lecsukott fedél elég jól csillapítja.

Mérési eredmények

Ez a jelenség könnyen mérhető: álló tányér mellett a lemezre engedett tűvel felvétel készíthető miközben a hangszóró szól. Célszerűen fehérzaj alkalmazható ehhez a méréshez, mert abban minden frekvencia benne van. A kapott jel spektruma megmutatja a zavarérzékenységet a frekvencia függvényében.
A mérést különböző körülmények között megismételve a változtatások hatása jól kimutatható.
Nemsokára konkrét mérési eredményeket is közlök itt.