Hoe werkt een platenspeler ?

All vragen over CD spelers, Media spelers, Tuners, Platenspelers,...

Hoe werkt een platenspeler ?

Berichtdoor Kilroy » 01 Sep 2017, 07:42

1. Inleiding

De fonoplaat verliest tegenwoordig snel veld tegenover de digitale compact disc, maar toch blijft het een vermeldenswaardig opslagmedium. Zeker in het techno- en deejay-milieu zijn platendraaiers niet weg te denken! Denk hierbij aan de standaard van Technics, de SL1200. Ook hifi-liefhebbers hebben soms nog een heel goede platendraaier in hun installatie staan.

Meer dan 100 jaar geleden werd door Edison de eerste "Phonograaf" op de markt gebracht. Eerst werd gebruikt gemaakt van een cilinder waarop een zachte waslaag werd aangebracht, waarin d.m.v. een naald en een membraan een audiosignaal werd overgebracht via een soort "trechter", waardoor de geluidstrillingen "geconcentreerd" werden.

Afbeelding


Later kwam de schijfvormige plaat (van Berliner) op de markt. Eerst als "bakeliet" plaat en daarna de vinylplaat.
De eerste echte doorbraak als kwaliteitsdrager kwam er toen de stereo 33-toerenplaat werd uitgebracht, meer bepaald in 1957 door ingenieurs van het Amerikaanse Westrex Corp. Hun uitvinding was echt gebaseerd op een patent van Blumlein dat dateert van 1931.

De werking van een platenspeler (of draaitafel) is een puur mechanische aangelegenheid waarbij pas in laatste instantie elektriciteit om de hoek komt kijken. Simpel gesteld bestaat een platenspeler uit diverse onderdelen die er tezamen voor zorgen dat muziek geluisterd kan worden. In dit artikel zal op deze diverse onderdelen in detail worden ingegaan.

Achtereenvolgens worden besproken:

- Chassis - om alle onderdelen samen te voegen
- Plateau - het draaiend gedeelte waar de plaat opgelegd wordt, al dan niet voorzien van een mat
- Motor - een motor die het plateau laat draaien
- Arm - die als drager van het element noodzakelijk is
- Element - dat de informatie opgeslagen op een LP omzet in elektrische energie

2. Chassis

Het chassis van een platendraaier is nodig om alle onderdelen bij elkaar te houden. Het chassis vand e platenspeler moet zeer ongevoelig zijn voor akoestische terugkoppeling. Daar een draaitafel meestal in de nabijheid van luidsprekers staat opgesteld, dient de terugkoppeling van gelezen en weergegeven geluid zo minimaal mogelijk te zijn (oscillatie-gevaar). Vandaar dat goede draaitafels gebouwd zijn op een zwaar chassis met een lage eigen-resonantie.

Afbeelding


Er zijn drie redenen aan te wijzen waarom een volledig open chassis is ontworpen:

- het bestrijden van contactgeluiden en geluid uit de motor
- de productie is eenvoudiger als er geen kast gemaakt hoeft te worden en
- het "designaspect". Open spelers ogen goed en vormen soms kunstobjecten op zich.

Het chassis staat op voeten, veelal met rubberen demping of op spikes. Een modern chassis bestaat veelal uit een dikke plaat MDF of een dikke plaat acrylaat.

3. Plateau

De plateau van een platenspeler is de drager van de LP. Het plateau bestaat veelal uit een platte schijf gemaakt van aluminium, acryl of een sandwich van acryl en metaal.

Plateaus komen voor in lichte en zware varianten. Van een centimeter dik tot 20 centimeter dik. In wezen maakt het niet uit welke variant de fabrikant kiest, het gaat om het eindresultaat dat bepaald wordt door het samenspel van alle delen van de platenspeler. We zien oplossingen als een licht plateau met een relatief zwaar motortje meestal in de budget klasse en zware plateaus die heel lang uitdraaien vaak gecombineerd met een lichte stille motor.

Het plateau zorgt ervoor dat de plaat met een constant aantal omwentelingen per minuut wordt voortbewogen (33,3 toeren/min. voor LP's, 45 toeren/min. voor singles en 78 toeren/min. voor oude platen). Er zijn een viertal gangbare aandrijfmechanismen:

Afbeelding


De oudste vorm is de wielaandrijving. Aan de motor zit een aandrijfas. Die as draait tegen het aandrijfwiel dat op zijn beurt de binnenkant van een hol plateau raakt waardoor het plateau (of draaitafel) aan het draaien gaat. Dat kunt u zien in het tekeningetje rechts onderaan. Het nadeel van een dergelijk aandrijving is dat de geluiden die de motor maakt gemakkelijk kunnen doorgegeven worden aan het plateau. Die bijgeluiden noemen we "rumble". Bovendien moet het aandrijfwiel perfect rond zijn anders krijg je wow en flutter, dit zijn variaties van het toerental.

Een tweede vorm is de direct drive of directe motoraandrijving. De direct drive is een elektromotot bestaande uit twee delen: een stator opgebouwd uit spoelen en een rotor opgebouwd opgebouwd uit magneten. De rotor is in het geval van een platenspeler het plateau. De direct drive motor zit in het midden van de platenspeler. Door stroom te laten lopen in de spoelen wordt magnetische energie opgewekt en wordt de rotor (het plateau) in beweging gebracht. Hier is het voordeel dat er geen motorgeluiden kunnen doorgegeven worden naar het opname-element. Deze aandrijving is immers magnetische en niet mechanisch. Deze vorm wordt enorm veel gebruikt bij professionele DJ-platenspelers. De direct drive pick-up zorgt er immers voor dat de juiste snelheid binnen de seconde bereikt wordt. De juiste snelheid wordt heel snel bereikt vanuit stilstand. Een voorbeeld is de alom bekende SL-1200 van Technics.

Afbeelding


De derde variant is de riemaandrijving of snaaraandrijving. Men legt een riem of snaar rond de as van de motor en om het plateau. De riem is meestal van rubber of zijde. Deze riem brengt zeer weinig bijgeluiden over van de motor naar het plateau. Een voorbeeld is de nieuwe TT-15S1 hifi-platenspeler van Marantz. Bij hifi-platenspelers zal men veeleer het riemaangedreven principe gebruiken. Voor DJ's is snelheid van belang en zal men veeleer direct drive gebruiken.

Afbeelding


Er is nog een tweede principe riemaangedreven platenspeler. Hierboven ziet u dat de snaar rond het plateau gaat. Het kan ook zijn zoals in de tekening hierboven dat de snaar verborgen zit onder het plateau. Voorbeeld: de HIGH Q10 van JB Systems.
In onderstaande tekening ziet u nog eens de principes in perspectief: links de direct drive, in het midden de wielaandrijving en rechts de riemaandrijving.

Afbeelding


Op het plateau treffen we bijna altijd een mat aan. Meest rubber, na de opkomst van kunststoffen waren dat vaak matten die statische elektriciteit afvoerden. In de loop der jaren is er veel geëxperimenteerd geweest met matten: kurk, vilt, glas, rubber met lood gevuld, matten van rubber en vilt, plakkende matten,... Tegenwoordig zou men ook al de mat weglaten waardoor de LP dan rust op het acryl van de plateau.

4. Motor

De aandrijving van de draaitafel of het plateau van de platenspeler gebeurt met een motor. Daar zijn verschillende types in te onderscheiden.

Ten eerste zijn er de motoren die werken op 220 Volt wisselspanning. Het toerental van deze motoren is afhankelijk van de frequentie van het lichtnet. Normaal gezien is deze 50 Hz. Er bestaan ook motoren die op een lagere wisselspanning werken. Een elektronische schakeling zet de 220 V dan om. Het voordeel is dat de snelheid van de motor dan kan geregeld worden.
Ten tweede is er de gelijkstroommotor. Ook hier zorgt een elektronische schakeling voor de juiste spanning en toerental.
Dan bestaat er ten slotte ook de direct drive motor die al in het vorig hoofdstuk besproken werd. Deze bestaat uit een vaste spoel en bewegende magneten. Door het opwekken van een magnetisch veld in de wikkelingen van de spoel zal de motor gaan draaien.

5. Arm

Over de arm valt heel veel te vertellen. De arm van een platenspeler is een precisie-instrument. Hij moet opgebouwd zijn met een niet-resonerend materiaal, voldoende stijfheid bezitten, hij mag de beweging van de naald en naalddrager niet hinderen en moet met een minimum aan frictie bewegen, zowel lateraal als vertikaal.

De arm is eigenlijk een buis met aan de ene zijde het element en aan de andere zijde een tegengewicht om de neerwaartse kracht van het element teniet te doen. Deze buis is gemonteerd op een lager waardoor vertikale en laterale (horizontale) bewegingen mogelijk zijn.

De buis van de arm is bijna altijd gemaakt van aluminium. Deze buis is licht en zeer stijf.

Afbeelding


Door de arm loopt de bedrading van het element naar de versterker. Aan de achterzijde van de buis zien we een verstelbaar tegengewicht hangen.

Afbeelding


Aan een arm zijn een aantal afstellingen realiseerbaar. Ten eerste de naaldkracht. Dat is de druk waarmee de diamant in de groef perst. Die druk ligt ergens tussen de 1 en 2,5 gram. De druk is instelbaar door het tegengewicht te verschuiven.
Dan is er de dwarsdrukcompensatie. Door de haakse opstelling van de arm wordt ervoor gezorgd dat bij een draaiende plaat een kracht ontstaat die de arm in de richting van het centrum zal willen duwen. Die kracht noemt men de dwarsdrukkracht of skating-kracht. Deze kracht hangt af van zowel de naalddruk als de massa van de arm. Om die druk te compenseren moet de arm de andere kant teruggetrokken worden. En dat kan door een tegengewichtje of een veermechanisme aan de zijkant van de arm-ophanging.

Afbeelding


Bij de gravure van de plaat, zal de snijbeitel in een RECHTE lijn van buiten naar binnen bewegen. De arm van een platenspeler beweegt echter in een BOOGVORM. Vandaar dat dat resulteert in "tracking"-fouten. Hoe langer de amr is, hoe beter de originele tracking gevolgd wordt.

Afbeelding


Om de trackingfout zo laag mogelijk te houden, wordt de celdrager (kop van de arm) gebogen opgesteld tegenover de arm-as. Op die manier kan de armlengte binnen de perken gehouden worden terwijl de cel toch men of meer tangentieel wordt opgesteld.

Afbeelding


De tangentiële opstelling van de celdrager of kop helpt de naald om zo nauwkeurig mogelijk de weg van de beitel bij de gravure te benaderen.

6. Element

Het element of de pick-up-cel zorgt voor de weergave. Er zijn verschillende soorten cellen, maar ze werken allemaal volgens hetzelfde principe: de naald is bevestigd aan de "transducer" die de mechanische trilling van de naald omzet in spanningsvariaties. Deze worden versterkt en weergegeven als een audiosignaal.
De pick-up cel bestaat uit twee essentiële delen: de naald (of stylus) en de transducer.

Afbeelding


De naald

Er bestaan twee soorten naalden: de CONISCHE (of sferische) en de ELLIPSTISCHE. Elliptische naalden hebben minder contactoppervlak met de zijwand zodat ze hogere frequenties kunnen weergeven. Ze bewegen immers makkelijker door "korte" bochten.

Afbeelding


De voordelen van een elliptische naald zouden in principe kunnen bekomen worden door een conische naald met kleinere afmetingen. Zulks resulteert echter in meer "groefruis". De kleine naald zou echter met haar punt tegen de bodem van de groef "slepen", daar waar het de bedoeling is dat de informatie van de zijwanden wordt opgenomen. Moderne kwaliteitscellen zijn bijna zonder uitzondering uitgerust met een elliptische naald.

Een elliptische naald zal echter bij een gelijke naalddruk meer kracht uitoefenen op de zijkanten van de groef (minder contactoppervlak = méér druk per oppervlakte-eenheid). Dit kan de groef beschadigen, zodat cellen met een elliptische naald dikwijls minder naalddruk of "tracking forse" hebben dan cellen met een conische naald.

Nochtans is soms een hoge naalddruk gewenst. Dit is bijvoorbeeld het geval bij platendraaiers gebruikt in discotheken, waar elk liedje manueel wordt gestart door een bepaalde "terugdraai"-taktiek en dit voor een snelle start te bekomen. Als dat bovendien gepaard gaat met mechanische en akoestische terugkoppeling (wat zeker het geval is in discotheken of op een fuif), dan zal bij voorkeur een sferische of conische naald gebruikt worden, teneinde het naalddrukgewicht maximaal te houden. Daarom wordt soms een muntstuk op de pick-up cel geplakt.

Een pick-up naald bestaat bijna steeds uit een zeer hard materiaal, meestal diamant voor de betere naalden en dikwijls saffier voor de goedkopere modellen.

De transducer

De transducer of cel zet de mechanische trillingen van de naald om in een elektrisch signaal.
De meest gangbare types zijn:

- Moving Magnet (MM)
De naalddrager wordt verbonden met een kleine staafmagneet die opgehangen is in een spoel of een aantal spoeltjes. Door de beweging van de magneet worden kleine spanningen opgewekt in de spoelen.

Afbeelding


De spanningsafgifte van een MM-cel varieert rond de 1 mV/cm/s voor een ongemoduleerde groef en kan bij muziekmodulatie oplopen tot 30 à 40 mV.

- Moving Coil (MC)
Hier zijn de rollen omgekeerd: de naalddrager en spoel vormen één geheel dat binnen een vaste magneet beweegt. De MC-cel wordt algemeen als kwalitatiever aanzien dan de MM, aangezien de magneetstructuur veel zwaarder kan gemaakt worden. Anderzijds zal de spoel slechts een kleine aantal wikkelingen bevatten om ze zo licht en beweeglijk mogelijk te houden, hetgeen resultaat in een zeer lage spanningsafgifte (zo'n 20 dB lager dan een MM-element). MC-elementen dienen dan ook gevolgd te worden door een speciale voorversterker of "step-up transformer".

Afbeelding


Voorstanders van MC elementen prijzen de definitie, de dynamiek en de openheid van dergelijke elementen. Nadelen zijn de geringe spanning die opgewekt kan worden omdat de spoeltjes heel klein en licht moeten zijn en de resonantiepiek aan het eind van het frequentie bereik.

Een hogere uitgangsspanning is goed te realiseren bij MM, de aftasteigenschappen zijn vaak wat beter, maar de openheid en directheid van een MC maken plaats voor een romantischer weergave. In beide gevallen sluiten we een compromis, de voorkeur ligt bij de luisteraar.

Elementen zijn verkrijgbaar in prijsklassen van 20 euro tot 20.000 euro. De prijsverschillen zijn te herleiden tot het gebruik van de materialen:

- de spoelen zijn van koper, zilver of puur goud;
- de vorm waarin de diamant is geslepen en de kwaliteit heeft invloed op de prijs.
- de opbouw van de cantilever en het materiaal (aluminium tot boron of diamant).

Andere prijsfactoren zijn de nauwkeurigheid waarmee het element is gemaakt, het materiaal van de behuizing, de omvang van de productie, de hoeveelheid handwerk die erin zit.

Bron: website Frans Van Eeckhout
Gebruikers-avatar
Kilroy
Site Admin
 
Berichten: 10952
Geregistreerd: 15 Sep 2012, 18:26
Woonplaats: Gent, België

Terug naar Bronnen

Wie is er online?

Gebruikers in dit forum: Geen geregistreerde gebruikers en 1 gast

cron