Hoe kies je een passend element voor je platenspeler?
[nextpage title=”Inleiding” ]
Iedere vinyl liefhebber komt wel eens voor deze keuze te staan. Wanneer je platenspeler element defect is geraakt of dat je na jaren luisterplezier je oude element wil vervangen voor een nieuw en modern element. Dan is het enorm lastig om het juiste element bij je platenspeler, of liever gezegd, de toonarm te kiezen. Want toonarm en element moeten samen een hechte relatie aan gaan en of deze relatie een succes wordt is afhankelijk van jouw keuze……
Platenspelers zijn net mensen..
Het kiezen van een juiste combinatie tussen platenspeler element en toonarm is net als een relatie bij mensen. Bij een goede match tussen twee partners springen de vonken er af. Een foute match geeft een futloze en saaie invulling van je leven. Bij een langdurige relatie loopt je weer ook het risico op sleur en verveling. Het is bij platenspelers gelukkig wel een stuk eenvoudiger dan bij een mensen relatie. Want als na jaren van een spannend en energiek huwelijk de sleur er in sluipt en het element langzaam uitdroogt, futloos wordt, uitgeleefd is of aan je hoofd gaat zeuren, dan ruil je het gewoon in voor een fris, jong en modern ding…. Er is echt niemand die je dan vreemd aan kijkt. Hoe mooi de nieuwe vlam is bepaal je gewoon zelf, maar alles heeft natuurlijk wel een prijs.
Natuurlijk kun je het internet afstruinen om advies te vragen op diverse fora of beter nog, bij iemand die er ‘verstand’ van heeft. Maar of je dan altijd het juiste advies krijgt is maar de vraag. Veel beter is om zelf eerst eens te onderzoeken welk element er nu bij jouw toonarm past. Een goede start is het halve werk en het is nog enorm leerzaam ook.
Er wordt enorm veel geschreven over hoe je een element optimaal afstelt. Er is talloze instel en afregelapparatuur voor te koop. Echter lees je zelden iets over de juiste combinatie van toonarm en element en hoe deze te bepalen. Terwijl dit eigenlijk de belangrijkste factor is voor een goede geluidsreproductie. Het is ook niet zo heel eenvoudig om een goede combi te kiezen. Althans, tot nu. Want dat het helemaal niet zo moeilijk is laat ik je in dit artikel zien. De optimale combinatie van toonarm en element is afhankelijk van een aantal factoren waarvan er twee het meest klankbepalend zijn: de compliantie van het element en de effectieve massa van de toonarm. Daarover straks meer.
Oude elementen zijn ‘altijd’ versleten
Veel ‘oude’ elementen uit de jaren 70 en 80 zijn niet meer te koop en als ze worden aangeboden zou ik adviseren ze niet aan te schaffen. Ook al zijn ze in ‘top’ conditie. Laat je niets wijs maken. Ongeacht de nieuwprijs van het element en of hoe weinig ze zijn gebruikt zijn zou ik liever kiezen voor een nieuw element. Want ook voor de ‘beste’ elementen heeft de tijd niet stilgestaan. Vaak zijn de rubbers in de ophanging en andere bewegende delen sterk ingedroogd, waardoor alles wat stugger is. Het element klinkt echt niet meer zoals het destijds uit de fabriek kwam. Standaard gebruik ik zelf nooit oude elementen in mijn revisie platenspelers. Er zijn genoeg moderne en goede elementen te koop die echt niet de hele wereld kosten. Want als je je mooie Thorens of een andere platenspeler goed verzorgd en koestert maar uiteindelijk bezuinigt op een nieuw elementje, dan gooi je letterlijk het kind met het badwater weg. Doodzonde.
Een nieuw element kiezen
Maar hoe kies je nu een passend element voor je platenspeler? Ik kan me voorstellen dat dat niet eenvoudig is. Er zijn nogal wat elementen te koop. MM, MC, low output, high output etc. Wat de verschillen zijn leg ik straks even uit.
Een aantal bekende en veel gebruikte hedendaagse elementen op een rijtje
(note: de compliantie van de Audio Technica en de Denon elementen zijn gemeten bij 100Hz. De overige elementen bij 10 HZ. De compliantie van deze elementen zal bij 10 Hz. iets hoger uitvallen dan de genoemde waarden)
[/nextpage]
[nextpage title=”MM versus MC ” ]
Het verschil tussen een MM en MC element
Een lesje platenspeler elementen
Er zijn grofweg twee type elementen op de markt: MM (Moving Magnet) en MC (Moving Coil) elementen. Beiden hebben een verschillend ontwerp en eigenschappen. Maar wat is nu precies het verschil?
Als we kijken naar de werking van een element zien we dat het eigenlijk allemaal start met de naald. Deze beweegt zich in de groef en volgt deze zoals de plaat is gesneden. De naald is opgehangen in een cantilever welke uiteindelijk uitmond in een spoel of een magneet, welke door deze kleine bewegingen een kleine stroom genereert. Dit is het signaal wat uiteindelijk wordt ongezet in het daadwerkelijke muzieksignaal. Elk element berust op dit principe, alleen de positie van de coil en de magneet is verschillend.
M(oving)M(agnet) element
Dit is van vroeger uit het meest gebruikte en meest voorkomende element. De naald beweegt een magneet tussen twee spelen (stereo) waardoor er een stroom signaal wordt opgewekt. Dit resulteert in een relatief sterk signaal. (vanaf 1,5- 5 mV.). Dit signaal kan rechtstreeks in de phonoversterker worden omgezet in een luisterbaar muzieksignaal. Het wordt enkel nog gecorrigeerd door middel van een RIAA correctie. Het nadeel van een MM element is dat door de grote massa van de magneten, het element ‘trager’ is, wat resulteert in een wat ‘lompere’ sound en minder detail. Deze elementen hebben vaak meer ‘body’ in de geluidsweergave dan hun MC collegae. Al zijn er enorm goede MM elementen op de markt, die menig MC element de loef af steken. Dus een keihard oordeel wil ik hier niet plaatsen. Een ander voordeel is dat MM elementen vaak veel robuuster gebouwd zijn dan MC elementen en dat in de meeste elementen, de naald eenvoudig kan worden verwisseld. Ook zijn ze vaak een stuk goedkoper.
M(oving)C(oil) element
Bij dit element is de cantilever verbonden met twee kleine spoeltjes welk beweegt in een magnetisch veld. Dit is dus een omgekeerd principe dan bij Moving Magnet elementen het geval is. Door de kleine ruimte kunnen de spoelen slechts een bepaalde kleine afmeting hebben en moet de spoeldraad enorm dun zijn. Dit resulteert in een micro signaal (tot 0.6 mV). Al zijn er ook uitzonderingen van MC elementen met een high output, die laat ik voor nu even in het midden.
Het grote voordeel is dat de massa van het het bewegende deel veel kleiner is waardoor het element de signalen uit de groef sneller en preciezer oppikt en verwerkt. Over het algemeen zijn MC elementen beter is detaillering, een natuurgetrouwe weergave en muzikale verfijning dan de MM collegae. Maar omdat dit kleine signaal zo zwak is, moet het eerst worden versterkt, alvorens het de phonoversterker in kan worden gestuurd. Bij veel phonoversterkers zie je dan ook een mogelijkheid om met een schakelaar van MM/MC te kunnen schakelen. Heb je dat niet aan boord van je (voor)versterker, dan zul je met een separate step-up trafo moet werken. Wil je meer hierover weten of hoe je een step-up zelf bouwt, dan verwijs ik je graag naar het zelfbouw artikel: bouw zelf een high-end step-up trafo.
[/nextpage]
[nextpage title=”Compliantie” ]
Verder met de toonarm- element combinatie
Elk element heeft zijn eigen eigenschappen met bijbehorende specificaties. Je kunt niet lukraak een element kopen en in je toonarm zetten. Voor een goede muzikale combinatie van toonarm en element moet je wat meer informatie hebben. Ga je zoeken op het internet dan vliegen termen als compliantie, effectieve toonarm massa en resonantiefrequentie je om de oren. Voor vele vinyl liefhebbers is dit lastige materie. Maar zoals het met alles is, als je weet waar je over praat en je er even in verdiept valt het allemaal best wel mee. Ik wil je in mijn verhaal duidelijk maken waar je op moet letten en hoe je een passend element kunt kiezen die perfect bij je platenspeler arm past. Resultaat is een arm – element combinatie die muziek maakt!
Compliantie van het element + Effectieve massa toonarm= Resonantie frequentie
Compliantie
De compliantie is kortweg gezegd de beweeglijkheid van de naald + cantilever. Deze beweeglijkheid wordt uitgedrukt in mN x 10-6 cm/dyne. Grofweg gezegd zijn er elementen met een compliantie van 4 tot 50 mN x 10-6 cm/dyne. Een bepaalde beweeglijkheid is nodig om de naald in de de groef de verschillende amplitudes te laten volgen. Lukt dat niet goed, dan kan oversturing van het kanaal of een magere/slechte geluidskwaliteit optreden. Let wel, het gaat hier op microschaal om enorme snelheden en krachten.
Elementen met een lage compliantie
Als je kijkt naar de wat oudere elementen (1960-1970) zie je dat er vaak elementen werden gebruikt met een lage compliantie (tot 10 mN x 10-6 cm/dyne). Oftewel een hoge stijfheid van de cantilever. Aangezien bij een lage compliantie de naald minder beweeglijk is moet er voor een goede aftasting van de groeven een hogere naalddruk worden in gesteld. De naald wordt dan stevig in de groef gedrukt en maakt dan contact met het gehele frequentiespectrum. Kijk maar eens naar de mooie Ortofon SPU element. Daar wordt bij een compliantie van 8 mNx10-6 een naalddruk van 4-5 gram geadviseerd. Vanzelfsprekend heb je voor een dergelijk element een zwaardere arm nodig die een bepaalde beweeglijkheid in de groef kan afdwingen.
Elementen met een hoge compliantie
Meer beweeglijkheid van de naald geeft een betere aftasting van de plaatgroef. Dat was de gedachte in de jaren 70 en 80. Gedacht werd dat wanneer we de beweeglijkheid en dus de compliantie een stuk hoger maken, de naald de groefmodulatie veel beter en sneller kan volgen, met als gevolg een betere detaillering, meer microinformatie en muzikaliteit. Geen vreemde gedachte, toch? Er werden dan ook steeds meer elementen ontwikkeld met een hoge compliantie (> 15 mN x 10-6 cm/dyne) en vaak een lagere naalddruk. (lees: lage beweging massa). Die ontwikkeling groeide door tot elementen met extreem hoge compliantie (> 35 mNx10-6 ) en zeer lage naalddruk. Met deze ontwikkeling steeg ook de prijs van een dergelijke elementen. Ook nu nog zien we ultra hoog compliante elementen in het ‘high-end’ segment. Vaak tegen exorbitante prijzen. Althans voor de modale muziek liefhebber. Prijzen vanaf € 5000,- zijn heel normaal.
Voor een element met een dergelijk hoge compliantie moet de rest van de toonarm ook afgestemd worden. Je kunt je voorstellen dat je een element met een dergelijk hoge beweeglijkheid niet in een ‘stugge’ zware arm kunt zetten. De arm zou het gevoelige, fragiele elementje alle hoeken van de kamer laten zien en in het ergste geval zal bij hoge modulatie de naald uit de bocht vliegen en uit de groef springen. Bij een hoge compliantie wordt ook vaak de naalddruk wordt gereduceerd om een zo wrijvingsloze en massaloze beweging te creëren. Je hebt dus ook een veel lichtere arm nodig. Het is dan ook niet voor niets dat je elementen met een extreme hoge compliantie en zeer lage beweging massa, zoals de vd Hul Colibri en top elementen van Shure en Elac, op een heel lichte arm gemonteerd ziet. Soms met een naalddruk van 0,5 gram of lager.
Geef mij maar een 12″ pook…
Deze ultra hoog compliante elementen zijn echter nooit een massa product geworden. Allereerst zijn de hoge productiekosten en dus hoge aanschafkosten een behoorlijk struikelblok voor veel muziek liefhebbers. Niet weggelegd voor de massa muziek liefhebbers met een modaal inkomen. Nee hoor, geloof me, die ‘massa’ koopt ook liever muziek voor het geld. Al schop ik nu waarschijnlijk weer wat mensen tegen het zere been….. Een ander feit is dat de professionele muziek wereld zoals de platenstudio’s en radiostations niet met een dergelijk gevoelig elementje en lichte toonarm overweg konden. Bij het geringste stofje, stootje en zuchtje hobbelt een dergelijk element zo uit de groef en dat maakt een dergelijke combinatie niet echt werkbaar. Daarbij vind ik zelf dat elementen met een extreem hoge compliantie en lage naalddruk altijd wat zenuwachtig klinken. Nee, geef mij maar een lange 12” pook met bijvoorbeeld een Ortofon SPU met een naalddruk van pak hem beet 4,5 g. Zo stabiel als een huis en als ik in totaal twee tikjes op beide plaatkanten hoor is het veel. Over detail, precisie en muzikaliteit heb ik overigens niets te klagen…… Maar dat is een andere discussie.
[/nextpage]
[nextpage title=”Absolute harmonie” ]
Absolute harmonie is klankbepalend!
Om een ideale combinatie tussen element en arm te creëren is het dus belangrijk om beiden af te stemmen op een optimale (eigen) resonantie frequentie. Dat is het frequentie gebied waarbij de eigen resonantie van arm + element buiten het hoorbare resonantie gebied wordt gebracht. Dat betekent dus onder 20Hz. Echter moet dit gebied wel boven de subsonische frequentie liggen, dat betekent dus boven 5 Hz. Uit onderzoek uit de jaren zeventig die bij Shure werd uitgevoerd, bleek dat de ideale resonantie frequentie van arm + element tussen 8 en 13 Hz. moet liggen met een optimum bij 10Hz.
Hoe kies je het juiste element?
Eigenlijk is het niet zo heel moeilijk. Uit een duidelijke tabel (SME) blijkt de relatie tussen element (dynamische) compliantie en de effectieve massa van de toonarm. De compliantie is vaak wel bekend en wordt door de meeste fabrikanten met het element meegegeven. Heb je die niet, dan kun je op het internet de juiste informatie wel opvissen. De effectieve massa van de arm wordt meestal ook opgegeven door de platenspeler fabrikant. Dan kun je eenvoudig aflezen in deze grafiek of het gewenste element in het groene resonantie gebied van 8-13 Hz valt en dus een goede combinatie is met de toonarm.
Help! Ik weet de effectieve massa van mijn toonarm niet!
Tja. dat komt nogal eens voor. Of de effectieve massa van een toonarm wordt door de fabrikant niet gegeven, of men heeft een zelfbouw toonarm of een gemodificeerde arm. Hoe kun je dan de effectieve massa van de toonarm op een juiste manier berekenen? Een veel gebruikte methode die wordt geadviseerd, is om de arm zonder element en zonder contragewicht te wegen. Je hebt daarvoor een digitale naaldrukweger nodig en weegt de toonarm + headshell dan op het punt waar ongeveer de naald zit. Het geeft een hele grove waarde van de effectieve toonarm massa. Maar je snapt uit mijn inleiding al dat dit niet de juiste manier is. Er zijn veel meer factoren die de effectieve massa van de toonarm bepalen en het vraagt een behoorlijk wiskundig inzicht om deze berekeningen uit te werken om tot een reële effectieve toonarm massa te komen.
De belangrijkste factoren die de effectieve massa van het toonarm systeem + element bepalen zijn:
- de afstand van armlager tot het midden van het contragewicht
- de traagheid van de arm op het punt van de armlagering
- de toonarm lengte van armlager tot naald
- gewicht van de cartridge + bevestiging materiaal
- de geadviseerde naalddruk van het element
Berekenen van de effectieve massa van de toonarm
Ik zal je de wiskundige formules met diverse variabelen besparen. Wil je dat weten moet je er maar eens op googelen. Er echter zijn een aantal wiskundig onderlegde vinyl liefhebbers die er een fantastisch rekenprogrammetje voor hebben gemaakt. Ik heb een prachtig Excel sheet gevonden waar deze berekeningen allemaal al zijn ingevuld. Als je op het plaatje hieronder klikt, kun je de spreadsheet downloaden. Het enige wat je moet doen is het invoeren van de gevraagde variabelen en voila: daar is de effectieve toonarm massa. Samen met de compliantie van het gekozen element en de geadviseerde naaldruk (VTF) kun je in de grafiek precies aflezen of het gewenst element binnen de ideale resonantie frequentie zal vallen en dus een goede match is met je toonarm.
Conclusie
Met deze grafiek en spreadsheet ben je prima in staat om een passend element bij je eigen toonarm te zoeken. Je zult daarmee zeker met veel muzikaliteit beloont worden. Doen dus!
[/nextpage]
Marco, hartelijk dank voor dit artikel. Ik ga hiermee aan de slag.
Hoi Marco, ik als een non-vinyl aanhanger heb dit met grote interesse gelezen.
Heel duidelijk en onderbouwd uitgelegd.
Dag Marco,
Dit is weer een artikel wat de deuren voor de echte analoge luisteraars wagenwijd open zet.
De niet wetenden kunnen hiermee heel ver komen.Wel moeten ze zorgen niet in de klauwen van de dozen schuivers te komen.Want die denken alleen maar aan EEEE tekens.
Goede begeleiding en extra uitleg is voor de nieuwelingen wel een must,anders gaan ze toch de mist in.Doorgaan met goede artikelen schrijven en vergeet niet naar de mooie LP.s te luisteren.
vr.gr.
Ben van Druten
Mocht je wat elementen kunnen adviseren voor een SME 3000 S2 Improved (op een TD160B) dan hoor ik het graag! Voorversterker is een Phonodude v2015.
De vv heeft niets met de inhoud van dit artikel te maken.
Leuk en leerzaam artikel, ik mis alleen de tangentiale arm. Gelden daarvoor dezelfde regels?
Twee jaar sinds het laatste comment, maar dit artikel is nog steeds actueel. Vriendelijk bedankt voor de heldere uitleg. C.
Ik heb het artikel gelezen. Ik verbaas mij over het gebruik van de compliantie. Je zegt het een keer, tussen neus en lippen door, juist: het gaat om de dynamische compliantie en niet om de meestal door fabrikanten opgegeven statische compliantie. Elementen met een hoge statische compliantie kunnen in dynamische omstandigheden behoorlijk stijve harken zijn.. Omgekeerd schijnt ook voor te komen, dus ik denk dat het essentieel is om vanaf het begin klip en klaar te stellen dat de dynamische compliantie de te hanteren variabele is.