Budowa gramofonu

Poradniki Eksperta

Gramofon to urządzenie do odtwarzania dźwięku znane nam od dziesiątek lat, którego lata świetności wydawałoby się są już za nami. Nic bardziej mylnego! Od pewnego czasu możemy obserwować ponowny wzrost zainteresowania gramofonami, głównie wśród ludzi szukających powrotu do korzeni słuchania muzyki o dobrej jakości i swego rodzaju unikalności. Głównym argumentem używanym przez takie osoby, jest ów wyjątkowy, niepowtarzalny dźwięk, który mimo iż „zabrudzony” szumami i trzaskami, znacznie różni się od tego oferowanego przez nośniki cyfrowe. Płyty winylowe mają swój urok i podobno własną duszę, a powracająca moda na styl retro dodatkowo napędza popularność tradycyjnych form słuchania muzyki przy użyciu gramofonów. Co warto wiedzieć o tym urządzeniu, zanim zdecydujemy się na zakup? Budowa gramofonu jest wbrew pozorom bardzo prosta i między innymi dlatego możemy obserwować jego powrót na salony.

Zanim na świecie pojawił się pierwszy gramofon, swoje sukcesy święcił fonograf, wynaleziony w 1878 roku przez Thomasa Alvę Edisona. Zasada jego działania była bardzo podobna do działania gramofonu, z tą różnicą, że w fonografie używano innych materiałów. Co zatem sprawiło, że w naszych domach mamy dzisiaj gramofony, a nie wynalazek Edisona? Wszystko to za sprawą Emila Berlinera, który stworzył pierwszą płytę winylową. W krótkim czasie zastąpiły one stalowe walce stosowane w fonografach, głównie dzięki o wiele większej wygodzie ich użytkowania.

Od 1930 roku na rynku pozostały już wyłącznie same gramofony, które szturmem zdobyły uznanie wśród milionów ludzi na całym świecie. Po kilkudziesięciu latach sukcesów, również i ta technika zaczęła być wypierana przez kolejne wynalazki, które niestety nie miały już zbyt wiele wspólnego z zasadą działania gramofonów. Obecnie urządzenia te przeżywają swój renesans, pokazując, że nawet nowoczesna technika może iść w parze z tradycją, sprawiając, że gramofony z powodzeniem mogą pełnić wiele różnych funkcji przy odtwarzaniu muzyki. Podstawą ich działania jest jednak wykorzystywanie płyt winylowych i na tym się w tej chwili skupimy.

Budowa gramofonu zakłada wykorzystanie jak najmniejszej ilości części i ma to swoje solidne uzasadnienie. Dźwięk w gramofonie odtwarzany jest dzięki drganiom igły, które przetwarzane są później na sygnał elektryczny. Każde, nawet najdrobniejsze wibracje spowodowane działaniem mechanizmów dodatkowych, mogą negatywnie wpłynąć nie tylko na jakość odtwarzanej muzyki, ale także na samą pracę gramofonu. Igła, która nie ma zapewnionej poprawnej stabilności pracy, może nawet uszkodzić płyty gramofonowe lub po prostu nie będzie w stanie ich odtworzyć. Dlatego też gramofon to proste urządzenie, w którym nie znajdziemy zbyt wielu elementów konstrukcyjnych czy skomplikowanej elektroniki.

Duszą i najważniejszą częścią gramofonu jest plinta, czyli podstawa. To od niej zależy, czy urządzenie będzie działać poprawnie i to od precyzji jej zamontowania zależy, czy pozostałe elementy gramofonu będą działać płynnie. Do jej głównych zadań należy obracanie płyty winylowej, przy pomocy napędu. Najpopularniejszym rozwiązaniem stosowanym obecnie w gramofonach jest napęd paskowy. Zasada jego działania jest bardzo prosta i sprowadza się do wprawiania plinty w ruch za pomocą elastycznego paska, który porusza się po obwodzie podstawy. Większość gramofonów posiada 3 prędkości obrotu do wyboru: 78, 45 i 33 obroty na minutę. W zależności od tego, w jaki sposób zapisano nagranie na konkretnej płycie winylowej, możemy dobrać odpowiednią prędkość obrotu tak, aby dźwięk brzmiał naturalnie. Warto tutaj wyjaśnić po co w ogóle istnieje tyle rodzajów prędkości zapisu. Wynika to z czysto technicznego aspektu, który zmieniał się na przestrzeni ubiegłego wieku, kiedy gramofony święciły swoje największe sukcesy.

Pierwsze płyty wymagały odtwarzania z prędkością 78 obrotów na minutę, później pojawiły się jednak płyty, na których postanowiono zapisać więcej danych, dlatego potrzebne było zmniejszenie ich obrotu przy odtwarzaniu do 45 i 33 obrotów na minutę. Mówiąc prostym językiem, płyty na których zapisano więcej danych muszą obracać się wolniej, aby gramofon mógł odtworzyć w normalnej jakości wszystkie dźwięki na nich zapisane. W jaki sposób dokładnie się to dzieje?

Dźwięk na płytach winylowych zapisuje się poprzez stworzenie na ich powierzchni rowków o nierównej strukturze, w których później zostaje umieszczona igła gramofonu. Gdy płyta zostaje wprawiona w ruch, igła przesuwa się po tych rowkach i zostaje wprawiona w drgania. Dzięki tym drganiom powstaje później dźwięk, który słyszymy w głośnikach gramofonu. Igły wykorzystywane do tego celu zmieniały swoje kształty i materiały, z których je wykonywano, przynajmniej kilkanaście razy na przestrzeni lat. Pierwsze igły wykonane były ze stali, później zmienione je na szafirowe, a w dzisiejszych czasach najpopularniejsze są igły diamentowe. Swego czasu można było spotkać na rynku gramofony wyposażone w dwie igły, co umożliwiało odtwarzanie wszystkich płyt, niezależnie od tego, w jaki sposób zapisano na nich dane. Obecnie nie ma takiej potrzeby, głównie dlatego, że nawet najstarsze nagrania zostały skutecznie przeniesione na aktualnie używane płyty winylowe. Igły, poza materiałem z których je wykonano, mają także swój specyficzny kształt, również zależny od płyt winylowych, jakie mają być przez nie odtwarzane. W zdecydowanej większości gramofonów obecnych na rynku stosuje się szlify kwadrofoniczne oraz eliptyczne. Nie bez znaczenia jest, z jaką siłą igła będzie naciskać na płytę (przekłada się to na jakość dźwięku), ale również żywotność płyty. Jeśli igła będzie zbyt twardo napierać na płytę, ta po prostu szybciej się zużyje lub nawet uszkodzi, podobnie jak sama igła. Siła nacisku oraz ustawienie igły zależą od wkładki, w której się ona znajduje.

Wkładki gramofonowe mają za zadanie przytrzymywanie igły, która odpowiedzialna jest za odbieranie drgań z płyty winylowej, ale pełnią również kilka nie mniej ważnych funkcji. Odczytują drgania igły i przetwarzają je na sygnał elektryczny, który potem słyszymy jako dźwięk. Dzieje się tak dlatego, że drgania igły powodują zmiany w polu elektromagnetycznym magnesu umieszczonego we wkładce, a które potem przekazywane są do specjalnej cewki. Tego typu wkładki nazywane są elektromagnetycznymi (w skrócie MM) i są stosowane w zdecydowanej większości obecnych gramofonów. Pierwszymi wkładkami, które stosowano w tych urządzeniach były jednak wkładki piezoelektryczne. Szybko zostały wyparte przez wspomniane wkładki elektromagnetyczne, głównie dlatego, że wkładki piezoelektryczne nie cechowały się wystarczająco dobrą jakością przenoszonego dźwięku, a także musiały mocniej napierać na płyty, co sprawiało, że te szybciej się zużywały. Wciąż można je jednak spotkać, głównie w gramofonach niskiej jakości, które nastawione są na hurtową sprzedaż, a nie jakość.

Na rynku obecne są jeszcze dwa typy wkładek: magnetoelektryczne i optyczno-laserowe. Pierwsze z nich nie zdobyły większej popularności przez potrzebę posiadania w gramofonie przedwzmacniacza, a także fakt, że wymiana wkładki jest możliwa wyłącznie w autoryzowanych sklepach producenta. Wkładki elektromagnetyczne mogą natomiast być bez problemu wymieniane przez każdego, nawet w domowym zaciszu. Budowa gramofonu pozwala na tego typu operacje.

Igła umieszczona jest we wkładce, która z kolei znajduje się w ramieniu gramofonu. Jego zadaniem jest utrzymanie wspomnianej igły i wkładki na odpowiedniej wysokości nad płytą, a przez to kontrolowanie siły nacisku na samą płytę. Ramię powinno być jak najbardziej sztywne, a przy tym lekkie, aby jego ewentualna regulacja nie sprawiała żadnych większych kłopotów. Najpopularniejszymi modelami ramion stosowanych w gramofonach są te używające zawieszenia kardanowego. Ponadto stosuje się kilka kształtów ramion: proste, w kształcie litery J i w kształcie litery S. Wbrew pozorom kształt ramienia ma realny wpływ na jakość odtwarzanego dźwięku. Zniekształcają one fazowość dźwięku prawego i lewego kanału poprzez wprowadzenie wkładki pod odpowiednim kątem do promienia płyty. Chodzi tutaj o wprowadzenie igły na powierzchnię płyty pod takim kątem, aby zniekształcenia te były jak najmniejsze, czyli aby dźwięk był jak najlepszej jakości. Wkładka znajdująca się w ramieniu przesyła poprzez kable w ramieniu sygnał elektryczny do wzmacniacza, który następnie umożliwia odtworzenie z niego dźwięków poprzez głośniki do gramofonu. Ważne jest, aby sygnał ten płynął możliwie jak najkrótszą drogą, co również jest bezpośrednią przyczyną takiego, a nie innego kształtu ramienia gramofonu.

Jak sami widzicie, budowa gramofonu jest bardzo prosta i sprowadza się do zaledwie kilku istotnych części. Sama zasada jego działania, którą również przedstawiliśmy w naszym poradniku, opiera się na nie mniej prostych założeniach, które są główną przyczyną tak wielkiej popularności tych urządzeń.