Dischi Vinile – III

Microgroove

Il microgroove o microsolco ( fig. 1 ), rappresenta la parte di informazione audio scritta sul disco.

Fig. 1 ( da audiovalvole.it )

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In figura 1 si nota l’informazione audio rappresentata da tutte le strisce di colore bianco, in cui durante la scrittura si formano bordi laterali ( che definisco i limiti di movimento e quindi posizione della puntina di playback ) e parte di informazione centrale ( in cui vi è l’audio ), la grandezza del solco dipende dal tipo di punta utilizzata, per cui più è grande e più ci stanno meno informazioni, essendo la puntina di registrazione uno standard commerciale, non era possibile ridurre la puntina di registrazione per consentire cosi un maggiore spazio di registrazione, come visto nella parte 1 di questo argomento si puntava allora sulla velocità di rotazione e dimensioni del disco ( più grande e lento corrisponde a più spazio ).

Il microgroove ha spessore di pochi micromillimetri, leggermente superiore a quello della puntina per consentirle di inserirsi all’interno cosi da leggere le relative informazioni con movimento meccanico.

La larghezza dei solchi non è determinata, ma variabile, a seconda della dinamica che si vuole dare. In quanto come vedremo in fase di registrazione, tanta più corrente daremo alla bobina del cantilever di registrazione, e tanto più ampio sarà il movimento della testina di incisione ( quindi più dinamica, limitata a circa 60 dB, limite dato dal rumore di fondo della lettura e dalla dimensione e profondità possibile data ai solchi ).

Per questo, tanto più ci avvieremo verso l’interno del disco e tanto meno spessi potranno essere i solchi, per non sovra incidersi gli uni con gli altri, in quanto tanto meno sezione potrà essere coperta. Di fatti, la dinamica massimale di un disco la si ha sui bordi esterni, mentre quella minima sui bordi interni. È anche per questo che i pezzi di punta, vengono quasi sempre messi come prime tracce sui bordi esterni.

Anche se però esistono delle metodologie per minimizzare questo problema, come appunto il CAV e registrare il disco su di un raggio minore rispetto a quello pieno.

Tanto è vero che guardando un qualsiasi disco come anche quello in primo piano di figura 2, si nota come solo i ¾ del vinile siano coperti da informazione audio, mentre il restante cerchio, appunto il centro con meno dinamica, viene utilizzato per incollare l’etichetta del disco e della casa produttrice, con a volte anche informazioni sui brani presenti. Questo è ripetuto per entrambi i lati del disco, perché come visto a parte i primi 78 giri dei grammofoni, sono tutti a doppio lato.

Fig. 2 disco-lp-33-giri-vinile-eagles-the-long-run-usato-perfetto-origi-extra-big-767-612

Il profilo di un microgroove è rappresentato in figura 3

Fig. 3 2017-11-07_12-35-29

Il microsolco ideale, è formato come un triangolo equilatero con la punta dell’angolo a 90°, quindi rispetto all’asse ed i due lati inclinati di 45°. La puntina tocca il solco solo fino a metà per ottenere il miglior movimento meccanico, rispecchiabile la sinusoide di registrazione con minimi errori e sempre in due punti, quindi ad entrambi i lati. Anche il continuo sfregamento della puntina di playback può determinare usura nel tempo, sia della puntina ma anche della forma del solco.

Questo microsolco si espande per tutto il profilo del disco, dal punto più esterno a quello più interno utilizzato, secondo una particolare forma a spirale concentrica ( fig. 4 ). Per quanto riguarda la distanza tra un solco e l’altro, essa è variabile e dipendente oltre che dalla dinamica anche dalla bravura del tecnico di registrazione, nello sfruttare lo spazio di registrazione.

Fig. 4 ( forma a spirale complessiva dei microgroove )

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In realtà, si evidenziano forme più scomposte e solchi con profili variati, questo per la realtà dei componenti utilizzati, e perfezionismo del tecnico di registrazione ( fig. 5 ).

Fig. 5 2017-11-07_12-39-33

Per ottenere una registrazione più fedele possibile l’andamento del solco deve rispecchiare l’andamento della forma d’onda del suono ripreso da registrare.

Tanto più tale forma si avvicinerà a quella sonora reale, quindi sinusoide complessa, e tanto meglio sarà stata effettuata la trasduzione e quindi registrazione, di conseguenza anche la riproduzione.

In un disco vinilico a seconda della modulazione di incisione, si può scrivere e quindi leggere un segnale mono od un segnale stereo.

Modulazione Mono

Il segnale mono, definito anche modulazione M ( mono o orizzontale per il movimento della testina ), è rappresentato dal solco inciso con movimento della testina parallelamente al disco, quindi destra e sinistra ( fig. 6 ).

Fig. 6 2017-11-07_12-53-42

Il tutto è possibile grazie dalla puntina di incisione collegata ad un sistema di trasduzione, MC o MM come visto nel precedente articolo, lo stesso in senso opposto per la puntina di lettura.

In figura 7 un esempio di puntina per registrazione mono.

Fig. 7 2017-11-07_13-30-41

In figura 8 una testina fonografica di lettura mono, la quale presenta due pin di conduzione, uno per il segnale ed uno per la massa.

Fig. 8 2017-11-07_14-42-58

Modulazione Stereo

Il segnale stereo invece viene registrato tramite modulazione MS ( Mid – Side, o M = orizzontale S = verticale ), ( fig. 9 ), viene realizzato con movimento della testina in orizzontale per il Mid ( L + R ) in cui vengono sommati i due segnali, e verticale o perpendicolare al disco per il Side ( L – R ), in cui vengono sottratti i due segnali. Questo realizzato tramite il collegamento della puntina di incisione a 2 bobine elettromagnetiche con funzionamento MC o MM.

Fig. 9 2017-11-07_13-42-16

In figura 10 un esempio di puntina per registrazione MS.

Fig. 10 2017-11-07_13-38-27

Le due bobine collegate alla puntina di incisione sono l’una inclinata di 45° rispetto all’altra, quindi un complessivo di 90°.

In fase di lettura il movimento della puntina sul groove stereo, determina quindi ondulazioni orizzontali e verticali, questo farà muovere a sua volta, indipendentemente ad esempio le due bobine, cosi da determinare un uscita a due canali, con fase ampiezza e frequenza differente ( stereo ).

Le testine fonografiche stereo in fase di lettura, sono compatibili anche con solchi mono. Il movimento solo orizzontale, della puntina, determinerà un’oscillazione costante di entrambe le bobine, che invieranno alla uscita a due canali un doppio segnale di uguale forma d’onda ( mono ).

Generalmente la componente mono di un groove stereo, quindi orizzontale, presenza un’ampiezza ed elasticità di movimento maggiore causa somma ( L + R ), quindi solchi più grandi. Questo rispetto alla modulazione mono, consente di incidere meno brani con dinamica più limitata, ma a livello di ascolto lo stereo risulta più qualitativo, suono più aperto, chiaro e definito, dimensionale.

I solchi verticali, da sottrazione ( L – R ), sono più piccoli causa limitazioni nel movimento e forza di gravità che determina valori inerziali. Il problema della scrittura dei solchi verticali, oltre a quello della gravità, è anche il fattore di dinamica, in quanto se dessimo una tensione troppo elevata rischieremmo di far uscire la testina dal solco.

Allo stesso modo, se i solchi di incisione sono troppo piccoli rispetto al diametro della puntina di lettura, si possono determinare fenomeni di flutter, quindi percezione a livello sonoro di una fluttuazione. Derivati anche dalla non perfetta rotazione del disco.

In fase di lettura la somma delle componenti M ed S è inviata alle uscite Left e Right ( sia la M che la S ), in fase di ascolto ( come vedremo meglio in altre argomentazioni ) la componente M verrà percepita come un suono in posizione centrale e monodimensionale, mentre la componente S verrà percepita come un suono aperto, che copre tutta la lunghezza dell’ascolto dall’orecchio sinistro a quello destro, variabile nel tempo tra la parte destra e sinistra.

Come si può intuire lo stereo dei dischi in vinile non è un processamento nativo ma sommato per somma e sottrazione, quindi ricreato. Meno naturale rispetto a quello nativo.

Vedremo più in dettaglio in altre argomentazioni il funzionamento della tecnica MS e Stereofonia per riprese microfoniche e processamento segnale audio.

È importante determinare la giusta sezione del disco, soprattutto per i doppi lato, al fine di prevenire che la modulazione S, andando troppo in profondità, possa creare una diafonia sul lato opposto.

n.b. Come si può intuire tutto il sistema costruttivo del giradischi deve consentire la lettura e trasferimento verso l’uscita del segnale audio stereo ( uscita analogica stereo su RCA ). Un giradischi mono molto probabilmente non consente la lettura e l’intercambio di testine mono – stereo.

In figura 11 una testina fonografica di lettura stereo.

Fig. 11 2017-11-07_14-40-38.jpg

Si nota come abbia 4 pin, in cui due sono per il segnale audio e 2 per la massa di ogni canale.

Controfase

Sul vinile può anche essere scritta e quindi letta la controfase, che andrà a determinare la sola componente M, la quale essendo L + R quando sommata si annullerà:

Esempio parte M con valore di + 1 mV in entrata sul segnale Left e valore di – 1 mV in entrata sul segnale Right : ( + 1mV )  +  ( – 1 mV ) = 0 mV

Mentre la parte S in quanto ( L – R ) avremo dalla somma, per esempio: ( + 1mV )  –  ( – 1 mV ) = 2 mV ( quindi un valore leggibile e producente audio, non in controfase ).

A livello audio si percepirà un suono di bassissimo livello intensivo privo di basse frequenze ( le più facili da cancellare ), e non la pura assenza di suono da controfase, in quanto la perfetta controfase si ottiene solo tramite software o appositi strumenti che permettono una perfetta somma in copia dei due segnali uno opposto all’altro.

In assenza di segnale, ma con macchina di incisione accesa ( ad esempio alla fine di un brano ), il solco viene scritto lo stesso e definito non modulato, in quanto si presenta come una spirale uniforme ( sarà presente il rumore di fondo dello strusciamento della puntina sul disco e dell’irregolarità presenti nel solco ).

Modulazione Quadrifonica

Le più recenti tecniche se pur non hanno avuto una gran diffusione, permisero di realizzare testine per la registrazione/lettura quadrifonica ( 4 canali ), tramite tecnica denominata a matrice, in cui veniva registrata una traccia stereo sempre con tecnologia MS ma partendo da 4 canali appositamente miscelati insieme, ascoltabile in playback con 2 casse anteriori e 2 posteriori esclusivamente tramite un apposito decoder che doveva disporre il giradischi in grado di estrapolare dalla MS nuovamente i 4 canali da proporre all’uscita.

Si presenta come un suono più avvolgente ed immersivo rispetto allo stereo, erano le prime incisioni multicanale. Le uniche testine in grado di leggere e trasdurre la quadrifonia partendo da un microgroove MS erano quelle in diamante sintetico con taglio Shibata, uniche a permette questo tipo di riproduzione e compatibili con un qualsiasi disco mono o stereo. Un disco quadrifonico è comunque leggibile per la sola parte mono da testina monofonica e per la sola parte MS per la testina stereo.

I dischi registrati in quadrifonia erano marchiati SQ ( Surround Quadraphonic ).

Le testine quadrifoniche presentano sempre 4 pin di conduzione come quelle stereo per il trasporto del segnale MS al decodificatore quadrifonico.

Il processo di Registrazione e Copiatura dei Dischi Vinile

Il principio di registrazione monofonica, stereofonica e quadrifonica è stato appena visto, concentriamoci adesso sulle procedure che portano ad arrivare al processo di incisione e realizzazione di copie di un vinile, e quindi alla formazione dei solchi come informazione audio e alla procedura di stampaggio in serie.

L’informazione audio sottoforma di impulsi elettrici non viene impressa direttamente sul disco in vinile, in quanto da esso per sue proprietà resistive contro l’usura nel tempo, graffi e urti casuali, non permette la copiatura e quindi lo stampaggio di più dischi in serie.

All’inizio quando ancora non vi erano precisi standard di conformazione qualitativa, il tutto era effettuato a mano e consumer. Ogni musicista poteva registrare il proprio pezzo sul disco, attraverso un apposito strumento, con principio opposto a quello della lettura. Quindi un segnale elettrico in ingresso, poneva in vibrazione la puntina, che andava ad incidere il disco vinilico. La qualità era pessima, ma era il modo più semplice per creare demo, memorizzare pezzi musicali e registrare canzoni esterne.

Il problema principale era appunto quello di non poter creare copie in serie, ma si necessitava di effettuare operazioni di recording per ogni disco che si voleva produrre.  Il chè portava a determinare non perfette registrazioni, identiche per ogni copia e quindi molto facilmente un disco suonava diversamente dall’altro.

Successivamente si passò allo stampaggio a caldo del disco, che permetteva di produrre copie in serie. La base partiva dal registrare il tutto su di un apposita matrice, definita anche Master Disk. Realizzata inizialmente da un composto di cera, appositamente tagliato a forma di disco al fine di poterlo stampare sulla copia in vinile. Tale elemento essendo molto malleabile permetteva di effettuare registrazioni più qualitative. La cera venne poi sostituita da un materiale Acetato, di colore e conformazione molto simile al vinile ( fig. 12 ).

Fig. 12 acetate00.jpg

L’Acetato è un composto chimico laminato, realizzato con una base di alluminio, rivestita in entrambi i lati da uno strato di nitrocellulosa plastificata con olio di ricino. Molto migliore in termini qualitativi del precedente strato di cera.

Con il passare degli anni e l’avvento di standard qualitativi ci fu una distinzione tra i metodi di registrazione consumer e quelli professionali. Le registrazioni professionali utilizzavo un Master Disk Acetato con al posto dell’alluminio, una lamina di vetro, che una volta scaldata consentiva di effettuare incisioni più fini. Le registrazioni consumer invece, erano affidate ad un Acetato con base di alluminio e cartone.

La realizzazione della copia su Disco Vinile è eseguita tramite stampaggio a caldo.

Nello stampaggio a caldo il vinile veniva posto tra due matrici metalliche, in cui in una era alloggiato il Vinile stesso, e nell’altro l’Acetato Master. I due dischi venivano chiusi in pressione, circa 100 atmosfere. Il vinile appositamente scaldato, veniva impresso dai solchi presenti nell’Acetato. Questo sistema di stampaggio permetteva di effettuare oltre 10 000 copie al giorno.

In figura 13 un’esempio di stampaggio a caldo manuale, poi evoluto con macchine automatiche.

Fig. 13 gfhfh.jpg

Un’altro metodo di incisione più recente, non chè più professionale e qualitativo rispetto a quello di incidere direttamente il segnale audio proveniente da un mix di ripresa microfonica ( con l’utilizzo di una matrice audio come il mixer audio ), metodo che veniva utilizzato inizialmente prima dell’avvento sul mercato dei nastri magnetici ( con la registrazione in studio su Bobine di nastro magnetico Open Reel che vedremo in altre argomentazioni ), era appunto quello di registrare il segnale audio inizialmente in studio ( e da qui la diffusione e sviluppo degli studi di registrazione ) su di un supporto a nastro magnetico ( bobine Open Reel appena elencate ), per cui era possibile e molto più semplicemente eseguire sovra incisioni, tagli ed editing.

Il segnale elettrico del nastro in riproduzione veniva inviato ad una macchina di incisione, chiamata tornio o cutting lathe di circa 2 -3 Kw di potenza ( potenza necessaria per permettere alla punta di incisione di scrivere sul disco ), la quale attraverso un braccio meccanico ad incisione tangenziale, mosso da un motore automatico, regolabile in velocità e posizione, permetteva attraverso un’apposita puntina in diamante sintetico di incidere in modo più efficace e preciso il disco in acetato.

Ad oggi per la creazione di dischi in vinile ormai ritornati e richiesti come alternativa ai CD e File Digitali si usa sempre questa stessa tecnologia, solo che invece di riversare il tutto su nastro magnetico si preleva il suono direttamente in dominio digitale e lo si riversa su disco dopo conversione D/A, cosi da ottenere qualità e dinamica superiore a qualsiasi altro metodo analogico di quel tempo.

In figura 14 un esempio di tornio per l’incisione dell’Acetato.

Fig. 14 sdfdsf.jpg

Il tecnico di registrazione su disco ( o Cutting Engineer o Tecnico di Incisione ) aveva il compito di controllare che l’incisione avvenisse correttamente e cercare di sfruttare a pieno lo spazio del disco regolando eventualmente la dinamica del segnale ( tramite un compressore ).

Il pitch, quindi la velocità di rotazione, si presenta su controllo automatico interno al tornio, rilevabile da un apposito meter analogico esterno e regolabile da un’apposita interfaccia. Questo per avere il pieno controllo della velocità di rotazione, tale che si rispetti il CAV. Qualora vi erano alterazioni della velocità, il tecnico doveva andare in modo più rapido e impercettibile possibile in fase di riproduzione, a riportare la giusta velocità di scrittura ( 33 1/3 giri/min– 45 giri/min   – ecc… ).

La dinamica impressa nell’Acetato doveva essere la più ampia possibile, senza creare sovra incisioni di solchi, causando crosstalk, e consentendo appunto il maggior spazio di scrittura che ricordiamo essere circa 30 minuti per i più evoluti 33 giri.

A questo proposito, oltre al pitch di controllo automatico, vi era anche un circuito che rilevava l’ampiezza del solco scritto, e quindi andava automaticamente a spostare la punta di incisione a debita distanza consentendo di poter registrare la stessa dinamica sulla più vicina parte interna del disco. Per questo che con elevate dinamiche e ampi valori di picco avendo relativi ampi spostamenti della puntina di registrazione, si andava a registrare un minutaggio inferiore. Il contenimento dei valori dinamici del segnale audio per valorizzare lo spazio di scrittura, veniva ottenuto tramite l’inserimento di un circuito limitatore, il quale doveva essere appositamente tarato, tenendo anche in considerazione il fatto di alterare in misura più contenuta possibile la dinamica audio e risposta in frequenza originale.

Mentre per consentire la rilevazione del pitch, veniva interposto un circuito di ritardo ( delay ) nel processo di scrittura. Cosi che la lettura della velocità era effettuata almeno un giro prima della scrittura.

Un problema che vi può essere in fase di registrazione, è la diafonia tra il canale Left e quello Right, dovuto ai probabili scostamenti della testina ( esempio per la MS, in registrazione orizzontale ottiene anche leggeri scostamenti verticali e viceversa ). Questo era tanto più limitato tanto migliore era la testina utilizzata per l’incisione. Lo stesso vale anche per la fase di riproduzione.

In figura 15 un esempio grafico strutturale di un tornio di incisione Acetato:

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Si può dire poi che una volta, attraverso questi metodi di incisione, si riusciva a far stare in 1“ di sezione del disco circa 100 solchi o spirali considerando i 33 giri, che consentivano durate massime di 15 minuti, mentre i sistemi più evoluti alla fine degli anni 70’, riuscirono ad immagazzinare ben 300 solchi o spirali per pollice, arrivando a 30 minuti di registrazione.

Di seguito in figura 16 una tabella identificativa dei solchi incisi in media per pollice in relazione al disco e alla sua velocità:

Fig. 16 2017-11-07_18-05-58.jpg

La tabella di figura 16 dimostra che, più la velocità del pitch è elevata e tanto più inerzia nella registrazione avrà la puntina e per questo a parità di tensione applicata genererà solchi di dimensioni inferiori.

In fase di registrazione esiste anche una tecnica che permette poi, quando è ora di riprodurre il tutto, di identificare l’inizio e la fine dei vari brani. Tale tecnica consiste in fase di registrazione di calare il pitch tra la fine di un brano e l’inizio di un’altro, quindi generare solchi più grandi in quanto meno inerzia applicata.

Durante l’incisione dell’Acetato, si vanno a creare trucioli derivati dalla parte tagliata. Questi trucioli vanno a depositarsi sul disco, e possono creare alterazioni nella scrittura, per cui vi è una pompa che costantemente spara o aria o acqua distillata sull’acetato, cosi da portar via il tutto. La punta poi, incidendo costantemente il disco, tende a scaldarsi con il tempo, ed arrivare anche a temperature oltre i 200°, per questo motivo evitare di toccare la punta  appena finito una registrazione ( lo stesso discorso vale per le testine fonografiche di playback, se pur raggiungano meno gradi di temperatura ).

Il riscaldamento della puntina di incisione può provocare alterazioni nella fase di taglio, per cui vi è un’ulteriore pompa azoto liquido che costantemente bagna la puntina.

Gli Acetati vengono creati a singola faccia, per realizzare un disco a doppio lato si necessita di due acetati. Il tutto è poi stampato a caldo con la tecnica vista precedentemente.

Il Disco Acetato ha una dimensione leggermente superiore a quella del Vinile, ed è di circa 13,5” ( 34,30 cm ).

Anche l’Acetato può essere letto da un comune giradischi per 12 “, ma essendo molto più sottile si usura prima.

Come si nota leggendo il grafico di figura 15, sui controlli e regolazioni del segnale audio prima dell’incisione vi è anche l’equalizzatore, vedremo più avanti il funzionamento.

L’evoluzione dello stampaggio a caldo portò alla realizzazione di più copie successive all’Acetato prima dello stampaggio finale su Vinile, questo al fine di ridurre il numero di copie utilizzando l’originale Acetato cosi da preservarlo contro usure e danneggiamenti, in quanto che per ogni copia anche l’Acetato subisce dei degradi strutturali.

Una volta creato il Master Disc Acetato, viene prodotta una prima copia, definita Metal Disc, adattata poi con raggio pari ai vinili standard di riproduzione (7 “ – 10“ – 12 “ – 16 “ ). Il Metal Disc si presenta come un disco di acetato ma con basi metalliche ( argento e nichel ). Questo a differenza del puro Acetato Master con componente vetro, consente di effettuare copie migliori e maggiori, in quanto è più stabile al variare della temperatura presente nello stampaggio a caldo, mentre il vetro con il tempo può subire deformazioni, ed in più è più facilmente danneggiabile. Difatti l’Acetato viene usato solo una volta per la creazione del Metal Disc, sarà invece il Metal Disc ad essere utilizzato più volte per la creazione dei prossimi passaggi di stampaggio.

Dal Metal Disc definito anche copia padre, viene realizzata un’ulteriore copia definita madre, sempre di materiale metallico ma solo nichel, meno costoso ma sempre efficiente per i processi che ne seguono, presenta meno proprietà di copiatura rispetto al Metal Disc. Dalla copia madre viene creato l’ultimo disco, sempre padre e sempre disco in nichel, che poi risulterà essere copia per stampati in serie sui dischi in vinile.

In figura 17 un grafico rappresentativo del processo di produzione copie per dischi vinile.

Fig. 17 nascedisco-aprmag-1973-fig1.jpg

Questa serie di processi è necessaria per produrre elementi di copiatura in fase, come si vede dalla figura 17 ogni copia produce un disco invertito di fase in quanto che i solchi saranno creati dalle punte del disco precedente, ed invertito per la copia successiva. Come si vede l’Acetato è inciso in fase, la sua copia a caldo, il Metal Disc è invertito di fase, quello successivo in fase, poi controfase, ed infine il vinile in fase ( come si vede presenta lo stesso andamento dell’Acetato ). Si effettuano tanti passaggi di copia prima di arrivare al vinile in base al numero di copie del vinile da produrre, in modo da utilizzare un disco copia il meno possibile in quanto come detto per ogni copia c’è un degrado qualitativo. Per poche copie a volte si saltano alcuni passaggi.

Ogni stampato realizzato perde l’efficienza di copiatura nel tempo, perché tende a subire variazioni e deformazioni derivate dalle variazioni di calore e continue pressioni di stampaggio. Tanto è vero che i dischi in vinile che suonano meglio sono sempre quelli delle prime serie per ogni stampato.

Ritornando al fattore qualitativo, rappresentabile oltre che dalla colorazione del disco nero anche dalla lucidità, si può dire che, una buona stampa la si vede proprio dalla lucidità del disco. Dischi opachi hanno subito stampe peggiori e quindi suoneranno peggio rispetto ai lucidi.

Oltre a questo anche il peso può fare la sua differenza, vinili più pesanti determinano un buon trasferimento dell’informazione rispetto a quelli più leggeri.

Questo metodo di copiatura è ancora oggi utilizzato e sviluppato anche per i supporti ottici ( CD – DVD – Bluray ), che vedremo in altre argomentazioni.

Equalizzazione RIAA

Abbiamo detto che in fase di registrazione è possibile interagire anche con un equalizzatore. In termini i risposta in frequenza abbiamo accennato che in media la risposta in frequenza di un disco va da 50 Hz a 15 Khz, questa estensione però non è la sua naturale banda passante ( molto più limitata ), la si deriva da un particolare pre–processamento. In origine il disco ha una dinamica molto carente in bassa frequenza, l’ampio valore energetico delle basse frequenze è limitato dal circuito limitatore che ne regola la dinamica di scrittura per valorizzare lo spazio di incisione. Tale carenza alle basse frequenze può risultare dunque a favore, in quanto essendoci minor energia applicata alla puntina di registrazione, la dinamica scritta sarà inferiore e i solchi di dimensioni più ridotte, con un vantaggio sullo spazio.

Al fine di estendere la risposta in frequenza sia in gamma bassa che in alta ( quella alta limitata dall’inerzia di movimento della puntina di registrazione ), non chè la dinamica di ascolto attenuando il rumore di fondo, si esegue un particolare processo chiamato RIAA ( Recording Industry Association of America ), proposto appunto dall’associazione di recording americana.

Si tratta di un circuito di equalizzazione interno al tornio ( quindi in fase di scrittura ), come il seguente in figura 17.

Fig. 17 1200px-RIAA-EQ-Curve_rec_play.svg.png

L’andamento dell’equalizzazione in fase di recording è la linea rossa ( presenta una differenza di 40 dB tra la più bassa frequenza e quella più alta considerata, ponendo come frequenza centrale 1 Khz a 0 dB, quindi senza processamento ).

In pratica viene realizzato un filtro che va ad attenuare le basse, ed enfatizzare le alte frequenze, con punto centrale non alterato ad 1 Khz, cosi da poter scrivere una dinamica superiore in media e alta frequenza.

Di seguito una tabella identificativa dei valori di equalizzazione RIAA nella fase di recording ( fig. 18 ).

Fig. 18 2017-11-07_18-31-46.jpg

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In fase di riproduzione, al fine di guadagnare energeticamente sulle basse, ed attenuando il rumore di fondo, prevalentemente diffuso in alta frequenza, si effettua il procedimento contrario rappresentato dalla linea rossa nella figura 17, e dovrà essere di valori esattamente opposti a quelli visti per la fase di recording, altrimenti si possono generare problemi di simmetria e non una perfetta riduzione del rumore ed aumento della dinamica. Per maggiori info sui metodi e tecniche di Noise Reduction vedi articolo.

Si andrà quindi a valorizzare le basse frequenze, come una sorta di Loud, quindi una maggiore sensazione di questa banda, non scrivibile sul supporto, per i motivi già visti, mentre le alte torneranno al valore originale prima della registrazione ed il rumore di fondo caricato sia in registrazione che in lettura dallo strusciamento della testina, verrà attenuato causa successiva attenuazione da equalizzazione. Difatti, sui giradischi atti alla riproduzione dei dischi in vinile, l’uscita apposita in cui generalmente preleviamo il segnale da inviare ad un amplificatore è definita Phono ( fig. 19 ), ( in alcuni casi con possibili scelte di variazione Eq. solo Out ). Il segnale prima di arrivare a tale uscita subisce appunto il processo di equalizzazione contraria o dequalizzazione.

Fig. 19 91tpSbZ-NKL._SL1500_.jpg

Questo tipo di processamento, soprattutto utilizzando come veniva fatto una volta componenti analogici, può portare ad una alterazione della risposta e si presume che la fase di registrazione con RIAA sia compensata esattamente dalla fase di riproduzione, ma questo il più delle volte non è veritiero, in quanto i componenti sono reali e non ideali. Nonostante queste alterazioni il processo RIAA rende in uscita un suono di qualità maggiore rispetto a come se non ci fosse.

In registrazione come si nota anche dalla tabella in figura 18, il massimo guadagno dato, è circa 20 dB a 20 Khz, questo perché per valori superiori e soprattutto in alta frequenza si rischia, dovuto alla velocità di movimento della puntina, la sua fuoriuscita dal solco durante l’incisione, quindi distorsione e mal incisione.

n.b L’uscita denominata RIAA é quella da cui dovrà essere prelevato il segnale da inviare ad un ingresso RIAA presente ad esempio in finali di potenza adibiti all’amplificazione di questo segnale, processori e mixer audio DJ. Questa scelta di posizionare l’equalizzazione fuori dal giradischi è derivata dal fatto che così è possibile riuscire ad attenuare il rumore di fondo eventualmente caricato lungo la linea dall’uscita del giradischi all’ingresso ad esempio del finale di potenza. In realtà riesce in parte ad attenuarlo, i rumori hum ed interferenze della linea elettrica ovviamente no, in cui si necessità invece come visto di altri accorgimenti, in più l’equalizzazione di senso contrario avrà anche un maggiore problema di simmetria rispetto ad inserire la RIAA direttamente all’uscita dal giradischi, in quanto che sia lungo il percorso via cavo che allo stadio di ingresso successivo ci possono essere colorazioni della risposta in frequenza e quindi non permettere una perfetta risposta contrari. Se il giradischi dispone anche di un amplificatore allora l’uscita amplificata sarà già appositamente equalizzata, così come anche un eventuale uscita di linea dal giradischi, mentre come detto quella RIAA no. Evitare per cui di inviare un normale segnale audio compreso quello microfonico ad un ingresso RIAA per non subire un processo di equalizzazione come quello in figura 17 linea rossa, in quanto non necessario avendo già un segnale audio ottimale da lavorare con altre tipologie di equalizzatori, come vedremo in altre argomentazioni.

Va ricordato che nel caso di giradischi con uscita digitale la RIAA sarà comunque presente prima della conversione A/D, altrimenti si sentirebbe come per il caso analogico il solo processo di enfatizzazione realizzata in fase di recording.

Evitare di inviare un segnale di linea ( 0 dB o + 4 dBu ) od uno a – 10 dBv all’ingresso RIAA, in quanto sono tarati e costruiti per gestire livelli di tensione molto più bassi come quelli in uscita dal giradischi su RIAA ( – 40 dBV ) creando facilmente elevati valori di distorsione armonica e conseguente distorsione e possibile rottura del circuito di ingresso, il quale presenta generalmente un max input molto limitato ( < – 20 dBV ).

 

Restauro Dischi Vinile

Con il passare del tempo e soprattutto per cattive condizioni ambientali in cui è tenuto il disco, che non rispettino quelle idonee, come lontano da fonti di calore, da fonti luminose e meno a contatto con gli agenti atmosferici esterni, la qualità sonora va in calando e il rumore di fondo tende ad aumentare. Anche il modo di sistemare i dischi, soprattutto quando se ne hanno molti incide sul fattore qualitativo, in quanto le custodie sono generalmente pezzi di cartone e se si va a porre una pila di dischi uno sopra l’altro, si rischia che il peso di ogni disco deformi quello sottostante. Per cui il miglior modo di tenere alloggiato un disco è la posizione verticale, uno di fianco all’altro.

Per risolvere questi problemi esisteva e se ne trovano alcuni ancora oggi, centri di recupero e restauro per dischi in vinile, al fine di riottenere le prestazioni qualitative ottimali come quando acquistato. In realtà la perfezione di restauro, soprattutto se il disco è fortemente danneggiato è impossibile ma la si può solo avvicinare.

Il disco viene preso e lavato, il tipo di lavaggio effettuato dipende dallo stato del disco stesso e dal tipo di materiali di cui è composto. Vi possono essere lavaggi multipli, quindi con macchine che contengono più dischi alla volta, o lavaggi singoli, con macchine a singolo disco. Quest’ultimo processo a macchina per singolo disco è il più costoso, ma anche il più qualitativo. La stessa macchina che lava il disco ha generalmente anche la funzione di asciugatura.

In figura 20 un esempio di macchina per lavaggio dischi vinile.

Fig. 20 2016_05_16_Vinyl_Cleaner_audiodesk.jpg

A livello consumer e casalingo, sono in vendita prodotti composti da Alcool e acqua distillata. In cui l’alcool ha lo scopo di generare effetti detergenti eliminando eventuali incrostazioni, mentre il distillato di evitare il deposito di sostanze all’interno dei solchi.

Sulla base di questi due prodotti, con variazioni in termini di tipo di alcool utilizzato e quantità di miscelazione tra alcool e distillato, non chè tipo di detergente, si realizzano lavaggi professionali.

Questo appena elencato è il processo per il restauro del disco senza effettuare una copiatura su di un disco nuovo.

Nel caso invece si voglia creare una copia per avere un nuovo disco, una volta finito il lavaggio ed asciugato il tutto, si passa alla fase di esaminazione dei solchi con microscopio, al fine di determinare la migliore puntina di lettura, impostare la giusta velocità di rotazione e la corretta equalizzazione RIAA, molto spesso indicata nell’etichetta originale. Quando questa non è presente, si analizza la risposta con apposito analizzatore di spettro. Il segnale del giradischi viene poi riversato su di un supporto digitale di qualità, esempio DAT o DDP ad oggi file digitale su PC, mai invece su CD o disco ottico in quanto il CD tende a perdere informazioni e soprattutto quelli registrabili non effettuano una precisa copiatura.

Il supporto digitale verrà poi sfruttato per incidere il segnale audio su di un nuovo disco ed effettuare cosi la copia.

Oltre a questi sistemi di recupero, esistono anche apposite e costose macchine di pulizia ad ultrasuoni, risultanti molto più efficienti e consentono un’usura del disco più limitata.

Danni – Imperfezioni – Accorgimenti

Tra i fattori elencati in questa serie di articoli che possono creare problemi durante la fase di registrazione e lettura del disco vinile, vi sono anche la sporcizia, le polveri ed il grasso che addensandosi sui microsolchi può causare otturazioni e fenomeni di slittamento ( e quindi mal funzionamenti nella fase di lettura, oltre che rovinare il disco stesso e la puntina di playback ( consigliato quindi di tenerli sempre all’interno delle proprie custodie una volta ascoltati ).

n.b. E’ consigliato inoltre di non toccare mai il disco con le dita in quanto rilascianti grasso, ma prenderlo sempre dal centro in cui vi è l’etichetta o comunque dove non vi sono informazioni audio.

Ci sono i graffi accidentali, provocati sia dalle polveri che accidentalmente dall’utilizzatore, oltre che da un errore di funzionamento della testina fonografica, che causano sempre problemi di lettura, rumori e rischio danneggiamenti.

Anche l’umidità e le fonti di calore tendono ad elasticizzare ( quando troppo caldo ), indurire ( quando troppo freddo ) il disco e la puntina fonografica, per cui è bene mantenere il disco ed il giradisco in ambiente controllato ( quello standard da 15 a 30 gradi è più che sufficiente ). Quando lasciato sotto fonti di calore il disco può deformarsi in modo perenne e cosi mancare di planarità una volta portato sul giradischi per l’ascolto, impendo cosi una corretta riproduzione, spesso non eseguibile ( fino a pochi mm di ondulazione è ancora leggibile ).

Un’ottimo giradischi è in grado di compensare eventuali fenomeni di Flutter, generati appunto anche dalla non planarità del disco.

L’usura del disco è un fenomeno inevitabile in quanto la puntina di lettura sfrega sui microsolchi rilasciando a sua volta granuli di materiale che posso addensarsi ed otturare gli stessi. Per questo è consigliato una tantum di pulire il disco con acqua distillata ( o comunque liquido che non contenga materiali che possano essere rilasciati, rischiando di peggiorare – rovinare il disco stesso ). La qualità del disco ripeto la si vede anche dalla sua lucidità, più è opaco e più significa che ci sono agenti che alterano ed interferiscono la lettura. La durata del disco dipende quindi da quanto lo si ascolta ( come anche l’ascolto di un qualsiasi nastro magnetico ), ci sono casi di un ascolto frequente con qualità rimasta anche dopo 50 anni. Dipende quindi dalla qualità del giradischi, nella sua stabilità di rotazione, dalla qualità della testina fonografica e tutti i componenti di cui è composto il giradischi ed il cantilever. Ascolti ripetuti con degrado ed usura del disco riducono le caratteristiche audio qualitative, soprattutto dinamica e risposta in frequenza. Ripetuti ascolti in rapida successione accelerano i tempi di usura.

E’ consigliato pulire il disco e testina fonografica dopo un qualsiasi ascolto. Per la pulizia come accennato può andare bene ad esempio un panno antigraffio ( microfibra ) inumidito con acqua distillata e demineralizzata ( comunque senza sostanze impure ), oppure una spazzola con fibra di carbonio come quella in figura 21.

Fig. 21 519iYw0D9iL._SL1024_.jpg

Esistono prodotti anche per la pulitura per le testine fonografiche ( fig. 22 )

Fig. 22  41f9zTHbM7L._SL1024_

Se pur meno diffusi rispetto a quando il vinile era uno dei formati più diffusi, vi sono ancora in commercio prodotti di ricambio di ogni tipologia, compreso il ricambio delle cinghie gommate per i giradischi a cinghia, uno dei componenti di più facile consumo e rottura insieme alla puntina fonografica ( fig. 23 ).

Fig. 23 41C25fFhdNL

Quando la puntina sfrega sui solchi del disco, questi per calore raggiunto ed elasticità di cui dispone il vinile tendono via via a deformarsi ( quindi degrado qualitativo ), è consigliato quindi dopo l’ascolto di un disco aspettare almeno 24 ore prima di un nuovo ascolto, tempo ritenuto necessario per consentire ai solchi di ritornare al loro stato naturale ( ovviamente meno l’usura data dal passaggio della puntina fonografica ).

Quando il motore del giradischi non è di qualità e costante, può causare salti che portando ad un ripetuto impatto rovinando la puntina di playback a lungo andare in modo permanente, creando crackle e click a livello sonoro.

Per ridurre il fenomeno della scarsa planarità del piatto e della non costante e lineare velocità di rotazione del disco, esistono in commercio dei pesi che servono come fermi per il disco, ma con scarse qualità audio risultanti.

Alcuni produttori di Giradischi ed accessori per uso professionale:

Altro su Dischi Vinile

Dischi Vinile – I ( Cenni Storici sul Recording, Fonografo, Grafofono, Grammofono, Disco in Vinile )

Dischi Vinile – II ( Lettura del Disco Vinile, Cantilever, Giradischi, Puntina Fonografica, Bracci, Metodo di Trasduzione, Massa, Giradischi Ottici, Caratteristiche Tecniche ).

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2 pensieri su “Dischi Vinile – III

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