Ramię – trochę techniki. Zasadnicza funkcja jaką ma do

Ramię – trochę techniki.
Zasadnicza funkcja jaką ma do spełnienia ramię gramofonowe wydaje się być bardzo prosta zapewnienie odpowiedniego punktu w którym igła styka się z rowkiem płyty... W rzeczywistości
okazuje się, że musi ono sprostać wielu czynnikom, które są niezbędne do prawidłowej pracy i
zapewniają dobre brzmienie zapisanej na płycie muzyki. Jak wiadomo, wkładka działa na zasadzie
przetwarzania drgań mechanicznych na napięcie elektryczne. Traktując ją jako pewną formę
generatora składa się ona z dwóch zasadniczych bloków: armatury (igła, wspornik, zawieszenie,
cewka lub magnes), oraz twornika (korpus, czyli wszystkie nieruchome elementy wkładki włącznie z
jej obudową). Właściwy odczyt może być zapewniony tyko wówczas gdy drgania pochodzące
z modulowanych rowków płyty są generowane wyłącznie przez armaturę na której zamocowana jest
igła - wszelkie ruchy twornika będą wprowadzały niepożądane zniekształcenia sygnału. I tutaj właśnie
rozpoczyna się rola ramienia, które z jednej strony musi umożliwić ruch igły do środka płyty, z drugiej
zaś nie może powodować niepożądanych drgań i rezonansów, które mogą zakłócić prawidłowy
odczyt. Oczywiście w tym przykładzie ramię i korpus wkładki jest traktowany jako jedna całość.
Zachowanie się ramienia jest podporządkowane trzem podstawowym zasadom. Pierwsza jest
związana bezpośrednio z masą przeciwstawiającą się wszelkim zmianom ruchu. Efektywna masa
ramienia wraz z zamontowaną na nim wkładką stanowią opór mechaniczny zwiększający się wraz z
częstotliwością zapisanego na płycie materiału. W zakresie subsonicznym uwzględniając opór
stwarzany przez niezapisaną powierzchnię płyty armatura i twornik poruszają się wspólnie.
Wchodząc w zakres częstotliwości akustycznych modulowany rowek płyty stanowi coraz większy
opór, co przetwarza się na wzrost drgań armatury w stosunku do korpusu i generowanie sygnału
elektrycznego na wyjściu wkładki. Przejście pomiędzy tymi dwoma stanami ma ogromne znaczenie
dla właściwego odtwarzania najniższych częstotliwości akustycznych i jest uzależnione od podatności
wkładki, oraz efektywnej masy ramienia wraz z korpusem wkładki.
Druga własność wiąże się ze sztywnością korpusu, która ma zapobiegać zginaniu się ramienia.
Trzecia właściwość dotyczy tłumienia (hamowania) ruchu. W tym przypadku ruch jest powiązany
bezpośrednio z szybkością, bez której nie może być mowy o hamowaniu. Równanie opisujące siły
działające na ramię jest sumą trzech składowych: przyspieszenia działającego na masę, prędkości
uwzględniającej wewnętrzne lub przyłożone tłumienie, oraz zginania wpływającego na sztywność.
Masa oraz sztywność decydują w jakim stopniu ramię będzie podatne na gięcie i wibracje, natomiast
tłumienie określa czas trwania tych wibracji. Samo tłumienie nie może zapobiegać zginaniu i
wibracjom, może jedynie zmniejszyć ich wpływ na działanie układu. Oznacza to, że im sztywniejsze
ramię, tym mniej będzie się ono zginać i wibrować. Zwiększenie masy również zminimalizuje
wibracje.
Teoretycznie duża masa efektywna ramienia powinna zatem idealnie kontrolować pracę igły, należy
jednak pamiętać o podatności wkładki, która jest uzależniona właśnie od masy ramienia.
Ze względu na brak możliwości uzyskania absolutnie sztywnego korpusu należy również uwzględnić
drugą część równania sił, czyli sztywność. Belka o określonej długości posiada sztywność uzależnioną
od materiału z jakiego ją wykonano, od powierzchni jej przekroju, oraz w przypadku walca, od
sześcianu jej średnicy (dwukrotne zwiększenie średnicy usztywnia belkę ośmiokrotnie).
Jak widać ramię gramofonowe nie jest tak prostą konstrukcją na jaką wygląda. W powyższym tekście
omówiłem tylko podstawowe czynniki wpływające na jego działanie. W kolejnych częściach opiszę
pozostałe elementy związane z jego konstrukcją oraz działaniem.
Robert Rolof
=======================================================================