Un cartucho magnético , más comúnmente llamado cartucho fonográfico o cartucho fonográfico o (coloquialmente) pastilla , es un transductor electromecánico que se utiliza para reproducir discos en un tocadiscos .
El cartucho contiene un lápiz óptico extraíble o montado de forma permanente , cuya punta, generalmente una piedra preciosa, como un diamante o un zafiro, hace contacto físico con la ranura del disco. En el uso popular y en la jerga del disc jockey , el lápiz óptico y, a veces, el cartucho completo, a menudo se llama aguja. A medida que la aguja sigue la ranura dentada, hace vibrar un voladizo en el que está montado un imán permanente que se mueve entre los campos magnéticos de conjuntos de bobinas electromagnéticas en el cartucho (o viceversa: las bobinas están montadas en el voladizo y los imanes son en el cartucho). Los campos magnéticos cambiantes generan una corriente eléctrica en las bobinas. La señal eléctrica generada por el cartucho se puede amplificary luego convertido en sonido por un altavoz . [1]
Historia
El primer tipo de pastilla de fonógrafo eléctrico comercialmente exitoso se introdujo en 1925. Aunque es electromagnético, su parecido con los cartuchos magnéticos posteriores es remoto: contenía un imán de herradura voluminoso y empleaba las mismas agujas de acero de un solo uso fabricadas en masa de manera imprecisa que habían sido estándar desde los primeros tocadiscos de disco toscos aparecieron en la década de 1890. Su peso de seguimiento se especificó en onzas, no en gramos. Este primer tipo de pastilla magnética dominó completamente el mercado hasta bien entrada la década de 1930, pero a fines de esa década había sido reemplazado por un tipo de pastilla de cristal piezoeléctrico comparativamente liviano . El uso de agujas metálicas desechables de corta duración siguió siendo estándar. Durante los años de afluencia y demanda de los consumidores postergada inmediatamente después de la Segunda Guerra Mundial, a medida que se reemplazaban los viejos tocadiscos con pastillas muy pesadas, las puntas de lápiz con rectificado de precisión y convenientemente duraderas hechas de zafiro o el exótico metal duro osmio fueron cada vez más populares. . Sin embargo, los discos hechos para uso doméstico todavía se reproducían a 78 rpm y la mayoría de ellos todavía estaban hechos del mismo compuesto de goma laca abrasivo formulado para desgastar rápidamente las puntas de las agujas de acero para adaptarse a la ranura.
La introducción del "álbum" LP de vinilo de 33 1 ⁄ 3 rpm en 1948 y el " single " de vinilo de 45 rpm en 1949 impulsó a los consumidores a actualizarse a un nuevo tocadiscos de varias velocidades con el lápiz óptico "microsurco" de punta más pequeña requerido. El zafiro y el diamante se convirtieron en los materiales estándar de la punta de la aguja. Al principio, los nuevos palpadores venían instalados en cartuchos de cerámica o cristal piezoeléctricos más pequeños y ligeros del tipo general que se encuentran en los reproductores de discos portátiles autónomos y económicos durante toda la era del vinilo. Los cartuchos de cerámica continúan utilizándose en la mayoría de los tocadiscos "retro" y compactos que se fabrican actualmente, en parte porque son comparativamente robustos y resistentes a los daños causados por un manejo descuidado, pero sobre todo porque son económicos. Sin embargo, durante la década de 1950, apareció una nueva generación de cartuchos magnéticos pequeños, livianos y altamente compatibles que rápidamente se ganó el favor de los entusiastas de la alta fidelidad debido a su rendimiento audiblemente superior. El alto cumplimiento también redujo el desgaste de los récords. Pronto se convirtieron en estándar en todos los sistemas de audio de componentes, excepto en los más baratos, y son el tipo de cartucho de pastilla más común en uso en la actualidad.
Diseño y construcción
El cartucho consta de varios componentes: la aguja, el voladizo, los imanes, las bobinas y el cuerpo. El lápiz es la parte que, cuando está en uso, es la interfaz con la superficie de grabación y rastrea las modulaciones en el surco. Por lo general, está hecho de un pequeño diamante pulido u otra piedra preciosa industrial. El voladizo soporta la aguja y transmite las vibraciones desde ella al conjunto de bobina / imán. [2] El primero suele estar hecho de boro o aluminio, y anteriormente de berilio, aunque algunos fabricantes (como Dynavector ) comercializan modelos con voladizos de piedras preciosas exóticas. [3] Algunos modelos de cartuchos de imán móvil tienen subconjuntos de palpador-voladizo desmontables que permiten su reemplazo sin la necesidad de quitar y reemplazar todo el cartucho cuando el lápiz se ha desgastado. [4]
Acoplado al brazo, la función del cuerpo del cartucho es dar a las partes móviles una plataforma estacionaria para que puedan seguir el surco con precisión. [2]
Tipos
En los sistemas de alta fidelidad, las pastillas de cristal y cerámica han sido reemplazadas por el cartucho magnético, usando un imán móvil o una bobina móvil .
En comparación con las pastillas de cristal y cerámica, el cartucho magnético generalmente brinda una fidelidad de reproducción mejorada y un desgaste de grabación reducido al rastrear el surco con una presión más ligera. Los cartuchos magnéticos utilizan fuerzas de seguimiento más bajas y, por lo tanto, reducen la posibilidad de daños en la ranura. También tienen un voltaje de salida más bajo que una pastilla de cristal o cerámica, en el rango de solo unos pocos milivoltios, por lo que requieren una mayor amplificación.
Cartuchos de imán móvil (MM) y de hierro móvil (MI)
En un cartucho de imán móvil, la aguja en voladizo lleva un minúsculo imán permanente , que se coloca entre dos juegos de bobinas fijas (en un cartucho estereofónico), formando un minúsculo generador electromagnético. A medida que el imán vibra en respuesta a la aguja siguiendo la ranura del disco, induce una pequeña corriente en las bobinas.
Debido a que el imán es pequeño y tiene poca masa, y no está acoplado mecánicamente al generador (como en un cartucho de cerámica), una aguja ajustada correctamente sigue la ranura con mayor fidelidad y requiere menos fuerza de seguimiento (la presión hacia abajo sobre la aguja).
Los tipos de hierro móvil e imán inducido (el ADC es un ejemplo bien conocido) tienen una pieza móvil de hierro u otra aleación ferrosa acoplada al voladizo (en lugar de un imán), mientras que un imán permanente más grande está sobre las bobinas, proporcionando la necesaria flujo magnético.
Cartuchos de bobina móvil (MC)
El diseño MC es nuevamente un pequeño generador electromagnético, pero (a diferencia de un diseño MM) con el imán y las bobinas invertidas: las bobinas están unidas al voladizo y se mueven dentro del campo de un imán permanente. Las bobinas son pequeñas y están hechas de alambre muy fino.
Dado que el número de devanados que se pueden soportar en tal inducido es pequeño, el nivel de voltaje de salida es correspondientemente pequeño. La señal resultante es de solo unos pocos cientos de microvoltios y, por lo tanto, se ve más fácilmente inundada por ruido, zumbido inducido, etc. Por lo tanto, es más desafiante diseñar un preamplificador con las entradas de ruido extremadamente bajas necesarias para un cartucho de bobina móvil, por lo tanto, un "paso hacia arriba transformador "a veces se utiliza en su lugar.
Sin embargo, hay disponibles muchos cartuchos de bobina móvil de "alto rendimiento" que tienen niveles de salida similares a los cartuchos MM. [4]
Los cartuchos de bobina móvil son instrumentos de precisión extremadamente pequeños y, por lo tanto, generalmente son caros, pero los audiófilos los prefieren con frecuencia debido a un rendimiento subjetivamente mejor.
Cartuchos Moving Micro Cross (MMC)
El diseño de MMC fue inventado y patentado por Bang & Olufsen . El cartucho MMC es una variación del diseño Moving Iron (MI). Los imanes y las bobinas están estacionarios mientras una micro cruz se mueve con el lápiz, variando así las distancias entre los brazos de la cruz y los imanes. Se afirma que el diseño de MMC permite una separación de canales superior, ya que los movimientos de cada canal aparecen en un eje separado.
Imán móvil frente a bobina móvil
Los cartuchos de imanes móviles se encuentran más comúnmente en el 'extremo inferior' del mercado, mientras que el 'extremo superior' tiende a estar dominado por diseños de bobinas móviles. El debate sobre si los diseños MM o MC pueden finalmente producir el mejor sonido es a menudo acalorado y subjetivo. La distinción entre los dos a menudo se ve borrosa por consideraciones de costo y diseño, por ejemplo, ¿puede un cartucho MC que requiere otra amplificación ascendente superar a los cartuchos MM bien hechos que necesitan etapas frontales más simples?
- Los cartuchos MC ofrecen una inductancia e impedancia muy bajas, lo que significa que los efectos de la capacitancia (en el cable que va del cartucho al preamplificador) son insignificantes, a diferencia de los cartuchos MM, que comparativamente tienen una inductancia e impedancia muy altas. En este último, la capacitancia del cable puede afectar negativamente la uniformidad de la respuesta de frecuencia y la linealidad de la respuesta de fase. Esto explicaría una posible ventaja sónica para los tipos de MC.
- En general, se cree que los cartuchos MC tienen masas móviles más bajas. Sin embargo, los cartuchos MM de calidad pueden ofrecer una masa en movimiento tan baja o menor que algunos cartuchos MC. Por ejemplo, el Technics EPC-100CMK4 de última generación con 0,055 mg de masa de punta efectiva, de diseño de imán móvil. Comparativamente, el popular cartucho de bobina móvil Denon DL-301 tiene una masa de punta efectiva de 0.270 mg.
- Para discriminar los cartuchos por motor (MC vs MM) se pasa por alto el hecho de que la forma de la punta de la aguja (cónica vs elíptica vs formas avanzadas), el montaje (unido vs desnudo), el material en voladizo (aluminio vs boro vs berilio) y el diseño en voladizo (barra sólida vs tubo enrollado) tienen una influencia significativa en el sonido, y esto puede explicar una mayor variación de la calidad del sonido que el tipo de motor utilizado.
Los cartuchos MM generalmente tienen una salida de 3-6 mV, compatible con las entradas MM de los preamplificadores. Los cartuchos MC vienen en dos variedades, salida baja (generalmente <1,0 mV) y salida alta (más de 1,5 mV); también hay algunos con salida muy baja (0,3 mV o menos). Los cartuchos MC de alto rendimiento son una concesión a la compatibilidad con entradas MM de preamplificador más antiguas; Los cartuchos MC de baja salida pueden generar un ruido excesivo o tener una ganancia de preamplificador insuficiente para impulsar los amplificadores a su salida nominal si se utilizan en entradas MM. La mayoría de los preamplificadores de estado sólido tienen entradas MC separadas de alta ganancia y bajo ruido para adaptarse a estos. Los cartuchos con salida muy baja necesitan una etapa de amplificación preamplificadora separada antes de la entrada a una etapa de preamplificador MC o MM.
Cartuchos "London Decca"
Los cartuchos fonográficos Decca tenían un diseño único, con imanes fijos y bobinas. El eje de la aguja estaba compuesto por la punta de diamante, una pieza corta de hierro dulce y un voladizo en forma de L hecho de acero no magnético. Dado que la plancha se colocó muy cerca de la punta (dentro de 1 mm), los movimientos de la punta se pudieron rastrear con mucha precisión. Los ingenieros de Decca llamaron a esto "escaneo positivo". La distensibilidad vertical y lateral fue controlada por la forma y el grosor del voladizo. Los cartuchos Decca tenían fama de ser muy musicales; sin embargo, las primeras versiones requerían más fuerza de seguimiento que los diseños de la competencia, por lo que el desgaste de los discos era una preocupación.
Referencias
- ^ "... :: Ecualización de grabación de disco desmitificada por Gary A. Galo::.." . www.smartdevicesinc.com . Consultado el 7 de febrero de 2016 .
- ^ a b "Hoja de datos del producto" . Audiophile Systems Ltd. (c. 1997)
- ^ "Cartuchos Dynavector mc mm" . Origen en vivo. Archivado el 31 de agosto de 2014 en la Wayback Machine desde el original el 16 de septiembre de 2014.
- ^ a b "Dynavector DV-10x4 MKII" . Audio TNT