글쓴이 : SOOONDORI
“빈티지 잡지는, 과거로 가는 좋은 통로이다.” 이하는, 미국 오디오 엔지니어링 잡지 1949년 7월 호에서.
* URL : http://archive.org/details/am-1949-07/page/n19/mode/2up?view=theater
Importance of Groove Fit in Lateral Recordings
D. R. ANDREWS
Relating frequency response to groove fit in practical discussion.
디스크 녹음을 재생하는 과정은 주로 기계적인 시스템으로 이루어집니다. 트랜스듀서를 구동하는 힘은 스타일러스 팁과 레코드 홈의 측벽 사이에 발생하는 힘에서 나옵니다. 충실한 재생을 위해서는 스타일러스와 홈 측벽 사이에 양호한 접촉이 유지되어야 함은 명백합니다. 영구적인 스타일러스, 부드러운 열가소성 레코드 소재, 그리고 미세 홈 녹음의 도입으로 이러한 접촉은 더욱 중요해졌습니다.
스타일러스와 홈 사이의 접촉량과 위치를 결정하는 몇 가지 방법은 개발 또는 설계 엔지니어에게 매우 중요하며, 다음과 같은 특징이 있습니다.
1. 주파수 응답 측정은 적절하게 해석하면 홈의 적합성에 대한 단서를 제공할 수 있습니다.
2. 또 다른 귀중한 정보원은 혼변조 왜곡 측정값의 적절한 분석입니다.
3. 세 번째 방법은 스타일러스와 홈의 크기와 모양을 시각적으로 비교하는 것입니다. 해석하기가 더 쉽습니다.
공명 및 감쇠
서론에서 언급했듯이 축음기 재생기는 본질적으로 기계 장치입니다. 사용되는 전기 또는 음향 발전기의 종류와 관계없이, 그 주요 시스템은 기계 시스템의 모든 장단점을 고려해야 합니다. 기계 시스템은 일반적으로 매우 높은 “Q”를 갖는다는 점을 기억하는 것이 좋습니다. 적절한 감쇠가 사용되지 않으면 공명 조건이 발생할 수 있습니다.
움직이는 시스템의 질량은 센터링 스프링 및 레코드 재료의 컴플라이언스와 함께 특정 고주파수에서 공명합니다. 레코드 재료의 강성은 일반적으로 센터링 스프링의 몇 배이기 때문에, 이 강성은 공명점의 주파수를 결정하는 중요한 요소가 됩니다. 이 주파수는 일반적으로 사용 가능한 주파수 범위의 상한선 근처 또는 그 이상으로 유지됩니다. 재생기 전체와 톤암의 질량은 센터링 스프링의 컴플라이언스와 함께 특정 저주파수에서 공명합니다. 이를 일반적으로 “톤암 공명”이라고 합니다. 이러한 공진 조건, 특히 고주파에서 발생하는 공진 조건을 고려할 때, 레코드 재료의 강성과 탄성률을 무시할 수 없습니다. “탄성률”이라는 용어는 진동에 따라 위치가 변하는 모든 유연한 재료에 적용됩니다. 이는 우수한 감쇠 특성을 제공하는 재료의 특성입니다. 이는 재료가 변화된 위치에서 영구적으로 고정된다는 것을 의미하지는 않습니다. 재료가 변화된 위치에서 영구적으로 고정되는 경우를 “콜드 플로우(cold flow)”라고 합니다.
재생기를 작동하는 구동력은 스타일러스 팁과 레코드 홈의 측벽 사이의 접촉으로 형성되는 연결 고리를 통해 레코드 재료에서 스타일러스 팁으로 전달됩니다. 접촉 면적의 변화가 이 연결 고리의 유효 강성과 감쇠를 변화시키고, 결과적으로 전체 시스템의 강성과 감쇠를 변화시킨다는 것은 명백합니다. 레코드 재료, 특히 비닐 합성물이나 부드러운 열가소성 물질인 경우 상당한 유연성을 갖습니다. 따라서 재생기에 작용하는 수직력의 변화는 컴플라이언스(compliance)와 그루브 이탈(註 원문 Yield의 의역)로 인해 스타일러스와 레코드판 사이의 접촉 면적을 변화시킵니다. 미세 홈 레코드를 사용할 경우, 스타일러스 팁의 반지름이 작기 때문에 수직력의 변화에 따라 접촉 면적이 더욱 달라집니다. 팁이 작을수록 스타일러스와 레코드판 사이의 단위 압력이 증가합니다. 스타일러스와 레코드 홈의 크기와 모양 차이도 접촉 면적에 영향을 미칠 수 있습니다. 이러한 차이가 주파수 응답에 미치는 영향은 매우 흥미로울 수 있습니다.
일반적인 홈 맞춤 예시
그림 1은 다양한 크기의 스타일러스를 사용할 때 스타일러스와 홈 사이의 맞춤 상태를 보여줍니다.
이상적인 조건에서 스타일러스는 홈의 측벽 사이에 단단히 고정됩니다. 스타일러스 팁 또한 홈 바닥에서 충분히 떨어져 있어야 합니다. 스타일러스가 홈 바닥에 닿으면 측벽이 스타일러스를 완벽하게 제어할 수 없고, 스타일러스가 홈의 윗부분에 너무 가까이 닿으면 표면의 요철로 인해 노이즈가 발생할 수 있습니다. 그림 2는 스타일러스가 홈의 끝부분에 닿아 홈 맞춤이 불량한 실제 스타일러스와 홈의 사진을 보여줍니다. 이 사진은 섀도우그래프 프로젝터를 사용하여 주파수 테스트 레코드를 촬영한 것입니다. 먼저 레코드를 파쇄했습니다.
(▲ 좌측부터, 그림 2, 그림 4, 그림 5)
그런 다음 레코드 홈에 수직으로 깨진 모서리가 있는 부분을 선택했습니다. 이 부분을 프로젝터에 올려놓고 레코드 표면이 광선 중심을 통과하는 평면에서 약 20도 기울어지도록 했습니다. 그림자가 투사된 필름은 광선 중심에 수직인 평면에서 약 20도 기울어졌습니다. 이는 광선에 비친 레코드 재료의 각도로 인해 발생하는 레코드 홈의 끼인각 오차를 부분적으로 보정하기 위한 것입니다. 이 보정 방법은 필름의 키스톤 효과(註, Keystone Effect. 촬영 또는 투사 시 각도 차이로 사각형이 사다리꼴로 보이는 현상. 보정 방법은 Skew)로 인해 수학적으로 정확하지는 않지만, 실제적인 모든 목적에서 오차가 무시할 수 있으므로 간단하기 때문에 사용이 정당화되는 것으로 보입니다. 스타일러스는 동일한 배율의 섀도우그래프 프로젝터를 사용하여 필름에 투사되었습니다. 그런 다음 두 필름을 겹쳐 그림 2와 같은 9인치 합성 사진을 만들었습니다.
그림 2의 사진을 만드는 데 사용된 주파수 레코드는 파쇄하기 전에 표준 모델 전사 재생기로 재생되었습니다. 그림 3의 상단 트레이스는 이 테스트 레코드에서 얻은 주파수 응답을 보여줍니다. 곡선에서 8500cps 근처에 눈에 띄는 피크가 있습니다. 이 피크는 위에서 설명한 기계적 공진 때문일 가능성이 높습니다. 그림 2에서 볼 수 있듯이 스타일러스와 측벽 사이의 접촉이 매우 불량하기 때문에 레코드 재료에서 기계 시스템에 공급되는 감쇠는 매우 적습니다.
두 번째 주파수 레코드를 같은 방식으로 파쇄하여 섀도우그래프를 촬영했습니다. 그림 4는 이 레코드의 사진을 보여줍니다. 스타일러스는 홈 바닥에 닿지 않지만 매우 가깝습니다. 홈 맞춤은 이상적이지는 않지만 홈 바닥에 비해 상당히 개선되어 그림 3의 곡선 (A)를 형성합니다. 그림 4. 더 이상적인 5. 재생하려는 홈에 비해 너무 큰 스타일러스를 사용하여 발생한 홈 맞춤. 응답 곡선 (C).
그림 2에 나와 있습니다. 그림 3의 중앙 곡선은 이 테스트 레코드에서 얻은 주파수 응답을 보여줍니다. 상단 곡선의 날카로운 공진 피크는 이제 단순한 융기로 축소되었습니다.
세 번째 주파수 레코드는 그림 5에 나와 있습니다. 이 사진은 스타일러스가 레코드 홈 측벽 사이에 단단히 끼어 있음을 보여줍니다. 이는 측벽이 레코드 표면에 너무 가깝게 접촉하여 소음이 발생할 수 있으므로 이상적인 홈 맞춤이 아닙니다. 그림 3의 아래쪽 곡선은 이 테스트 레코드에서 얻은 주파수 응답을 보여줍니다. 이제 공진 피크는 댐핑을 통해 거의 완전히 제거되었습니다.
그림 3을 자세히 살펴보면 홈 맞춤이 개선됨에 따라 공진 피크의 주파수가 증가하는 것을 알 수 있습니다. 이는 기계 시스템의 강성 또한 향상되었음을 나타냅니다.
요약
일반인은 분명 그렇게 세심한 주의가 필요한지 의문을 가질 것입니다. 심지어 많은 기술자들조차도 모든 관계자가 스타일러스 크기 선택에 있어 표준화를 따르지 않았다는 사실을 깨닫지 못하고 있습니다. 녹음 스타일러스 팁에는 다양한 반경이 사용되어 왔습니다. 또한 레코드 홈의 깊이도 다양했습니다. (註, 1949년에는 바늘과 LP 그루브의 정합성에 대한 완벽한 기준이 없었던 모양이다) 현재 이러한 상황은 다소 완화될 것으로 보입니다. 전미방송협회(NAB)는 디스크 녹음 표준 제정을 위한 위원회를 임명했습니다. 이 위원회는 이제 악보에 사용되는 홈 크기 설정에 대한 제안을 제시했습니다. 라디오 제조 협회(RMA) 또한 가정용 축음기 레코드에 대한 표준을 개발하는 위원회를 운영하고 있습니다. RMA 위원회는 이러한 유형의 녹음에 사용되는 스타일러스 재생 반경으로 2.5~3.2밀(mils)을 제안했습니다.
새로운 미세 홈 레코드는 0.5mm 이하의 스타일러스로 커팅되며, 팁 반경이 1.0mm인 스타일러스로 재생해야 합니다. 현재 이 재생 팁의 크기는 미세 홈 레코드에 관심 있는 모든 사람들에게 일반적으로 받아들여지고 있습니다. 결국 모든 디스크 레코딩이 미세 홈으로 커팅되고 모든 종류의 레코드에 대한 단일 표준이 확립될 것으로 기대되며, 실제로도 그렇게 될 가능성이 매우 높습니다.
결론적으로, 결과의 일관성과 높은 품질을 기대한다면, 재생 스타일러스와 홈의 크기와 모양에 따른 요인을 무시할 수 없습니다.
이 기사를 선택한 이유.
LP의 주파수 재생 특성을 확인하고, LP를 부러뜨리고 절편을 하나 고르고, OHP 투사기 같은 것을 이용해서 스타일러스와 그루브의 접합 사진을 찍고… “에휴~! 120프로 아날로그 세상인지라… 고생 많으셨네!”
