Audio-Technica AT-F3/III - wkładka gramofonowa MC

Wstęp

Ponieważ dotychczasowa wkładka Clearaudio Aurum Classic Wood w moim gramofonie Clearaudio Emotion w ciągu ostatniego roku przejechała po winylach kilka, a może nawet kilkanaście kilometrów, dlatego postanowiłem ją wymienić na inną. 

Kartridż Classic Wood to przetwornik oparty na mechanizmie MM, (czyli ang. Moving Magnes – ruchomy magnes) gdzie drgania igły prowadzonej w rowku płyty poruszają przytwierdzony do jej konstrukcji magnes, który z kolei porusza się wewnątrz, umieszczonej w środku, cewki elektrycznej. Z prostych praw fizyki wynika, że układ ten produkuje prąd elektryczny, który poprzez kabelki wyprowadzany jest przez ramię gramofonu na zewnątrz. 

Natomiast wkładka typu MC (ang. Moving Coil – nieruchomy magnes, ruchoma cewka), którą zainteresowałem się jako nową do mojego gramofonu, ma odmienną zasadę działania od MM - igła połączona jest na sztywno z cewką. Drgania igły przenoszone są cewkę, (ang. Coil) która porusza się w polu magnesu stałego i w ten sposób generuje sygnał elektryczny. Tego typu konstrukcja jest bardziej zaawansowana technicznie, trudniejsza w produkcji i oczywiście – droższa. Jednak parametry wkładki MC są na tyle dobre, że warta jest bliższej znajomości i godna polecenia każdemu winylo-maniakowi. Mianowicie, typowe parametry dla MC charakteryzują się między innymi niską impedancją wyjściową oraz niskim napięciem wyjściowym, co przekłada się na konieczność posiadania specjalnego przedwzmacniacza gramofonowego, ale skutkuje też polepszeniem dźwięku w wielu jego aspektach, o czym będę pisał w dalszej części.

Dlaczego Audio-Technica AT-F3/III?

Moje główne rozterki przy wyborze nowej wkładki dotyczyły kwestii: 1. czy nowa wkładka będzie pasować do ramienia gramofonu pod względem wszystkich parametrów? 2. ile pieniędzy na nią wydać, tak by proporcja cena wkładki/cena gramofonu była zdrowa i optymalna? Na początku, jak już pisałem, odrzuciłem wersję zakupu wersji MM – wybrałem MC, jako przypuszczalną ewolucję dla ogólnego dźwięku gramofonu. Po przeczytaniu wielu publikacji dotyczących teorii doboru wkładek do ramienia (i gramofonu) uznałem, że Audio-Technica AT-F3 będzie należycie konweniować z ramieniem Clearaudio Satisfy Aluminium Emotion mojego gramofonu.

Jest bardzo wiele parametrów fizycznych i mechanicznych określających dobór wkładki oraz igły do konkretnego ramienia (układ ramię – wkładka), a także ich wspólną kalibrację. Ich mnogość i czasami komplikacja może przyprawić laika o zawrót głowy. Wymienię na razie tylko niektóre: masa efektywna ramienia oraz masa wkładki i ściśle związane z nimi podatność igły. Masa efektywna ramienia to ciężar ramienia minus masa wkładki, czyli w uproszczeniu - bezwładność ramienia. Częstotliwość rezonansowa tego układu decyduje o zachowaniu wkładki w zakresie odtwarzania tonów niskich i powinna wynosić 8-15 Hz, a jeśli jest inna to powoduje niechciane rezonanse, które na ogół pogarszają jakość dźwięku. 

W przypadku ramienia Satisfy masa efektywna wynosi 9 gram, czyli z tabeli-kalkulatora (zobacz TUTAJ) wynika, że częstotliwość rezonansowa dobieranej wkładki powinna mieścić się w granicach 9-12 Hz, choć samo ramię nie jest zbytnio podatne na dobór właściwej częstotliwości rezonansowej (jak pisze na swojej stronie firma Clearaudio). 

Kolejnym elementem tej układanki jest masa wkładki. Obowiązuje ogólna reguła mówiąca, że ciężkie wkładki montuje się do ciężkich ramion, a lekkie – do lekkich. Ramię Satisfy waży 215 gram przy długości efektywnej 9 cali – wg. zaleceń producenta „przyjmuje” ono wkładki w zakresie od 2,5 do 17 gram, ze wskazaniem na środek tego zakresu, czyli od 4 do 8 gram. Wkładka Audio-Technica AT- F3/III waży 5 gram, czyli prawie idealnie.

Audio-Technica produkuje także bliźniaczą wkładkę AT-F7, która ma identyczne parametry techniczne, a różni się jedynie jednym elementem konstrukcyjnym – wersja F7 posiada drut (zawieszenie przewodu) z czystej stali mocujący statecznik pionowy cewki, a w modelu F3/III mocowanie to jest wykonane z tworzywa. Natomiast cena modelu F7 jest około 500zł wyższa od F3. Produkcja odbywa się w Japonii - całe okablowanie wewnątrz, a także piny terminalu wyprodukowane są z miedzi krystalicznej PCOCC. Poniżej kilka zdjęć firmowej instrukcji oraz specyfikacji.

Instalacja i kalibracja

Przed przystąpieniem do wymiany wkładek wskazane jest przygotować niezbędne narzędzia i przedmioty typu śrubokręt (a w zasadzie – śrubokręcik), odpowiednie klucze oraz materiałową rękawiczkę do trzymania wkładek. Konieczna może okazać się również lampka. Najpierw trzeba zdemontować starą wkładkę - u mnie to Clearaudio Aurum Classic Wood. W tym celu należy odkręcić ostrożnie śrubki śrubokrętem, a drugą ręką przytrzymywać wkładkę z założoną plastikową ochroną na igłę. 

Potem, po odkręceniu od ramienia (a w zasadzie od główki - ang. headschell) rozłącza się od pinów 4. kabelki, które są bardzo delikatne, a końcówki mają zaopatrzone w mini-zaciski (konektory). Nie polecam ciągnąć za kabelki lub zaciski, bo można w ten sposób łatwo przerwać kabelek lub urwać zacisk – najlepiej posłużyć się końcówką śrubokręta (lub pincetką) i lekko podważyć zaciski na pinach – zacisk powinien ustąpić i dać się łatwo zdjąć. Uff, wkładka zdemontowana. 

Teraz, w odwrotnej kolejności, można przystąpić do montażu nowej wkładki. Model Audio-Technica F3/III przykręca się śrubkami nie od góry, jak w Clearaudio, ale od dołu – czyli zakrętki znajdują się na górze. Fabrycznie producent Audio-Technica załącza 3. różne długości śrubek mocujących, wystarczy, więc dobrać optymalne i je przykręcić, dość mocno, tak, aby wkładka i ramię stanowiły jeden sztywny układ, ale też nie za mocno, by nie uszkodzić główki ramienia. 

Następnie, zaś wpiąć kabelki z konektorami do pinów – i co ważne, nie powinno dotykać się przewodów gołą ręką – lepiej to wykonać w materiałowej rękawiczce lub przy użyciu manipulatora np. pincety. To była prostsza część operacji, bo w dalszej kolejności czeka użytkownika gramofonu proces kalibracji.

Ponieważ fabryczna igła ma tu szlif eliptyczny, bardzo ważna jest precyzyjne ustawienie wielu parametrów – w przeciwnym przypadku można szybko niesamowicie ostrym diamentowym końcem zniszczyć rowki winyli. Ponadto właściwy montaż pozwala cieszyć się pełnią dźwięku oraz wydłużyć żywot wkładki i igły. Pierwsze z najważniejszych cech to geometria ustawienia VTA, w skrócie mówiąc - w płaszczyźnie prostopadłej do osi wkładki igła powinna być prostopadła do płyty.

Kolejny ważny parametr to kąt, pod jakim prowadzona jest wkładka po łuku od zewnątrz do wewnątrz płyty (ang. Tangency). Igła powinna być prowadzona po stycznej względem rowków, ale w praktyce tylko w dwóch punktach klasyczne ramię gramofonu pozwala na uzyskanie idealnej stycznej. Kąt prowadzenia ustawia się za pomocą protaktora, czyli specjalnego szablonu w postaci wycinka koła, na którym zaznaczone są odpowiednie punkty, w które powinna trafiać opuszczana igła oraz linie, do których równolegle (lub prostopadle, w zależności od sposobu patrzenia) trzeba ustawić przedni rant wkładki. 

Gramofon Clearaudio Emotion wyposażony jest fabrycznie w odpowiedni protaktor, więc jedynie co należy zrobić to ustawić wkładkę w takim położeniu, aby na szablonie opuszczona igła trafiała prosto w specjalny punkt. Ta regulacja wymaga pokręcenia kilkoma śrubkami, ale zapewniam, że to nic trudnego. Poniżej zdjęcie protraktora Clearaudio.

Następny etap to kalibracja nacisku wkładki (ang. Tracking Force). Najpraktyczniej jest zaopatrzyć się w elektroniczną wagę jubilerską, która ma wystarczającą dokładność pomiaru. Wagę ustawia się na talerzu gramofonu, a następnie zniża się ramię w ten sposób, aby krawędź wkładki opuszczała się na szalę wagi, a igła nie stykała się z powierzchnią wagi. Niektórzy opuszczają wkładkę z nagą igłą na szalkę wagi, jednak ja preferuję zasadę nie kaleczenia igły bez potrzeby, więc wolę ustawiać nacisk bez fizycznego kontaktu igły z wagą (poniżej zdjęcie obrazujące proces). Przy pomocy śruby przeciwwagi ustawia się zalecany nacisk na 2 gramy. 

Zbyt niski nacisk powoduje niestabilne zachowanie się igły w rowku i związane z tym niedokładne odtwarzanie nagrań oraz zwiększone zużycie płyty, a w ekstremalnych sytuacjach ramię może oderwać się od powierzchni płyty i wyrządzić duże szkody przy niekontrolowanym „lądowaniu” na płycie – zarówno w winylu jak i konstrukcji igły oraz wkładki. Z kolei, zbyt duży nacisk powoduje zbyt szybkie ścieranie się igły oraz „spiłowywanie” rowków płyty, ale jest zazwyczaj mniej groźne niż niedociążenie.

Kolejny ważny parametr to kompensacja siły poślizgu (ang. anti-skating). Siła ciągnąca ramię gramofonu (siła dośrodkowa) do środka płyty jest pochodną geometrii ramienia i powoduje nadmierne wycieranie się rowka, a niekiedy może nawet doprowadzać do przeskakiwania płyty. Powyższą siłę niweluje się przy użyciu mechanizmu „anti-skating”, który może przybierać różne formy w gramofonach. W gramofonie Clearaudio Emotion jest to osobna śruba na zewnątrz ramienia, tuż przy jego mocowaniu do plinty gramofonu. 

Kręcąc ową śrubą w lewo lub w prawo w łatwy sposób przykłada się siłę ciągnącą ramię w przeciwnym kierunku do poślizgu, czyli do tyłu. W najprostszy sposób można ustawić ten parametr za pomocą obserwacji podnoszonej i opuszczanej windy ramienia wraz z wkładką na powierzchnię płyty. Ramię podnoszone i opuszczane powinno „lądować” zawsze w tym samym miejscu płyty, a nie być ciągnione do środka. Najlepiej w tym celu wykorzystać początek płyty, czyli tzw. ścieżkę rozbiegową.

Oczywiście, o tak podstawowych sprawach jak optymalne wypoziomowanie gramofonu, utrzymywanie w czystości igły oraz winyli - nawet nie wspominam, bo to wiadoma rzecz.

Jest jeszcze kilkanaście innych zmiennych charakteryzujących ustawienie gramofonu np. azymut, czy wysokość położenia ramienia, etc - ale wydaje mi się, że one możliwe do aplikacji przez bardziej zaawansowane technicznie osoby niż ja, więc nie próbowałem nawet do nich się zabierać. Być może, z czasem do nich powrócę. 

Niemniej, uważam, że ustawienia wkładki, których dokonałem, choć są podstawowe to całkowicie wystarczające do prawidłowej oraz właściwej eksploatacji gramofonu, tak by móc cieszyć się pełnią zrównoważonego dźwięku, przy jednoczesnej odpowiedniej żywotności płyt oraz wkładki wraz z igłą.

Wrażenia z odsłuchów

Wkładka AT F-3/III wygląda zupełnie jak wykwintne dzieło pracy jubilera, lecz prawdopodobnie dla wielu audiofilów ma o wiele większą bezwzględną wartość niż jakaś broszka lub kolczyki. Przynajmniej mi, bardziej podoba się takowy wytwór mechaniki precyzyjnej niż jakaś błyskotka, czy inne świecidełko.

Kiedy po raz pierwszy uruchomiłem gramofon Emotion po aplikacji i kalibracji nowej wkładki MC przeżyłem duże, można powiedzieć, objawienie soniczne. Nie spodziewałem się doprawdy, że tak malusi element konstrukcji całego mojego rozbudowanego toru audio może przynieść tak duże zmiany w dźwięku, bo przekaz reprodukowany przez głośniki stał się kolosalnie odmienny od generowanego przez poprzednią wkładkę - Clearaudio, która przecież też w swojej klasie MM wyznacza i reprezentuje wysoki standard. 

Przede wszystkim zyskała dynamika, która poszerzyła zakres o duży rozmiar – jej natężenie i amplituda ma wiele cech pozycjonujących przekaz jako typu „na żywo” - jak na koncercie. Kolejna przemiana dotyczyła struktury basów, a także ekspozycji detali. Bas zyskał na nasyceniu i skali, stał się pełniejszy, obszerniejszy i żywiołowy, o starannej i stabilnej kontroli, a także z większą żywotnością oraz sprężystością. 

Z kolei, do uszu zaczęło docierać o wiele więcej detali nagrań, przedtem również obecnych, ale ukrytych gdzieś na drugim, trzecim planie. Instrumenty stały się wyraźniej rysowane i wybrzmiewające z większą kulturą oraz powabem. Namacalnie i autentycznie.

Konkluzja nr 1

Wymiana wkładki MM na MC przynosi dużo korzystnych walorów dźwiękowych i pomimo, że model Audio-Technica AT-F3/III jest podstawowym MC w ofercie firmy, to oferuje dojrzały i analityczny dźwięk o wielu cechach predysponujących go do high-endu. Najprawdopodobniej w przyszłości będę starał się kupić jeszcze wyższy model, być może polecany przez wielu Audio-Technica AT-OC9/III, a także rozważę wymianę obecnego przedwzmacniacza gramofonowego Pro-Ject Phono-Box SE II na bardziej zaawansowany.

Konkluzja nr 2

Właściwa aplikacja nowej wkładki, choć nie prosta, to uważam, że jak najbardziej dostępna dla osób z umiarkowanym przygotowaniem technicznym i średnią sprawnością manualną. Kluczowym elementem w eksperymencie i paradygmacie metody naukowej jest jego odpowiednio zaplanowany początek oraz program kolejnych działań, a reszta, z Boską pomocą, przychodzi z reguły sama…

Cena w Europie - 220 EUR.

Dane techniczne

- pasmo przenoszenia: 15 Hz – 50 kHz

- separacja kanałów: 27 dB przy 1 kHz

- siła nacisku: 1,8 – 2,2 g (standardowo 2 g)

- znamionowa impedancja obciążenia: 12 Ohm

- napięcie wyjściowe: 0,35 mV przy 1 kHz, 5 cm/sek

- wysterowanie: 1,5 dB

- kształt igły: 0,2 x 1,7 mm (szlif eliptyczny)

- mocowanie: ½’’

- masa: 5,0 g

Link do opisywanego modelu: TUTAJ

Polecam skrypt - „Zrozumieć gramofon, czyli uproszczona budowa gramofonów” autorstwa dr inż. Macieja Tułodzieckiego: TU.

Dużo praktycznych informacji, z których korzystałem przy pisaniu niniejszego tekstu zawartych jest: TU.

Szablon do ustawienia kąta styczności (protraktor) do pobrania: TU.