Platenspeler Techniek: Anti Skating
'Anti skating' of 'dwarsdruk compensatie' op de platenspeler blijft een ongrijpbaar fenomeen. We krijgen er wekelijks vragen over. Hoe stel je de anti skating nou op de juiste wijze in? En hoe kan ik controleren of het ook zo werkt als het hoort te werken? Moet een gladde vinylplaat gebruiken, of een ander soort testplaat met groeven?
Onderstaand verhaal heb ik een paar jaar geleden al geschreven. Zoals een boek soms een herdruk krijgt waar hier en daar wat is opgefrist en nieuwe inzichten zijn verwerkt, vinden we het een mooi moment om dit verhaal weer naar boven te halen. Want het blijft boeiende materie.
Het Fenomeen van anti skating
Iedere platenspeler liefhebber heeft er wel eens van gehoord. Op fora wordt er veel over gediscussieerd, maar slechts weinigen hebben zich verdiept in het platenspeler fenomeen Anti Skating. De laatste tijd zie ik ook weer regelmatig berichten voorbij komen van vinyl ‘experts’ die beweren dat je anti skating kunt meten en/of instellen met een zogenaamde ‘groefloze’ lp. Het is echter een zinloze exercitie om op een groefloze plaat de anti skating in te regelen. Er zijn namelijk teveel variabelen die het skate gedrag van element en naald beïnvloeden. De achtergrond van het effect van ‘skating’ en hoe je wel een goede anti-skating kracht kunt instellen, vertel ik je in deze blog. Ook laat ik zien hoe je zelf een eenvoudige anti-skating meter kun bouwen. Denk je bij jezelf : die heb ik niet nodig want er zit een anti skating instelling op mijn toonarm. Lees dan eerst mijn verhaal. Het blijkt namelijk dat de meeste anti skating instellingen bij veel platenspelers te veel overcompenseren. Tijd dus om dit fenomeen eens goed aan te pakken.
Wat is anti skating?
Maar wat is nu eigenlijk de anti skating kracht? De meeste vinyl liefhebbers hebben er wel een idee bij maar het is niet zo heel eenvoudig om deze skating kracht te definiëren. Grofweg gezegd is het de binnenwaarts gerichte kracht van de platenspelerarm onder invloed van het afspelen van de Lp. Hierdoor ontstaat er frictie van de naald op één zijde van de plaatgroef.
Wat we dus willen doen is deze binnenwaartse kracht compenseren door een tegengestelde kracht in te stellen. Ga je echter, door een onjuiste anti skating instelling, deze kracht overcompenseren, dan kun je dus een frictie in het linkerkanaal krijgen. Is de anti skating kracht te laag, dan ontstaat er frictie in het rechter kanaal.
Aangezien de skating kracht afhankelijk is van veel factoren is een absolute anti skate instelling niet mogelijk. Neem daarbij het feit dat de meest anti skate instellingen op platenspelers zeer onnauwkeurig zijn en juist vaker overcompenseren, dan wordt het instellen van een optimale anti skating erg lastig.
Veel mensen denken dat de binnenwaartse kracht alleen wordt veroorzaakt door de draaiende beweging en daardoor opgewekte middelpuntvliedende kracht. Dat klopt voor een deel, maar daarmee is niet alles gezegd. Deze naar binnen gerichte kracht wordt mede gegenereerd door een aantal variabelen. Als ik hier over zou uitweiden zou ik een pagina of tien vol kunnen schrijven. Gelukkig is er al veel onderzoek gedaan naar anti skating en hoeven we het wiel niet uit te vinden. Ook al is het zeer interessant, ik wil het theoretische deel toch beperkt houden. Als je snapt wat anti skating is en waardoor het veroorzaakt wordt is mijn doel bereikt. Daarna laat ik je zien hoe je voor je eigen platenspeler deze anti skate kracht het beste kan compenseren. Voor wie geïnteresseerd is verwijs ik naar de artikelen/onderzoeken over anti skating die op het internet te vinden zijn. Een lijstje heb ik aan het einde van dit verhaal bijgevoegd.
Anti Skating op het gehoor instellen
Dat is een methode die veel wordt toegepast. Je kunt met behulp van een testplaat een aantal test signalen laten spelen. Een goede testplaat bijvoorbeeld is de HIFI News testplaat. Op deze plaat staan een aantal signalen met toenemende modulatie, waarmee je de anti skating kan instellen. Gebruik hiervoor wel een koptelefoon. Het feit wil echter dat het voor veel mensen toch lastig is om een goede waarneming te doen. Dan zou je ook nog kunnen meten met een scope. Maar die moet je maar net tot je beschikking hebben.
Kogen onderzoek uit 1967
Een belangrijk onderzoek naar de anti skating kracht bij platenspelers, is uitgevoerd door James H. Kogen in 1967. Het onderzoek is een duidelijke studie naar dit fenomeen. Voor de liefhebbers heb ik het onderzoek bijgevoegd en kun je het downloaden door op het plaatje te klikken.
Op het internet zie je regelmatig lieden die een anti skating instellen door een Lp te nemen zonder groeven. Door op deze manier de anti skating in te stellen compenseer je alleen de middelpuntvliedende kracht. Er zijn echter veel meer krachten die een rol spelen en dat maakt deze methode onbruikbaar om een juiste anti skating in te stellen. Zoals gezegd is de anti skate kracht een naar binnen gerichte kracht die er voor zorgt dat er frictie ontstaan tussen de naald en de binnenzijde van de vinyl groef. Deze grootte van deze kracht is echter afhankelijk van meerdere factoren. Ik zal de belangrijkste hier bespreken
Factoren die de skating kracht beïnvloeden
De middelpuntvliedende kracht
Deze wordt veroorzaakt doordat de naald over het middelpunt van de plaat is ingesteld (de zogenaamde ‘overhang’). Hierdoor wordt de naald door de draaiende beweging van de Lp naar binnen ‘getrokken’.
Wrijving van de naald in de groef
Wrijving van de naald met de groefwand creëert een tangentiële kracht. De grootte van deze kracht is afhankelijk van de tracking force en de wrijvingscoëfficiënt (3).
De groef radius van de Lp
De Fs is ook afhankelijk van de radius van de plaat. Deze heeft een minimum bij ongeveer 3,5” en is hoger bij de binnen- en buitenste groeven. Dit zal resulteren in een hogere skating kracht bij zowel de binnenste als de buitenste groeven.
Naaldvorm
Uit onderzoek is gebleken dat een elliptische naaldvorm meer skating force creëert dan een sferische naaldvorm.
Tracking fout
Aangezien bij een platenspelerarm de naald een cirkelvormige beweging maakt over de Lp, is er altijd een fouthoek die de naald maakt met de groef. Dit komt omdat de matrijs van de Lp met een tangentiële arm en dus zonder fouthoek wordt gesneden. Mede om die reden zijn er dus tangentiële toonarmen ontwikkeld die juist bedoeld zijn om zonder deze fouthoek te kunnen afspelen. Klaar is Kees denk je dan. Maar een tangentiële arm is lastig te maken en veroorzaakt weer andere problemen die niet eenvoudig op te lossen zijn. Met name de resonantie problematiek van deze toonarmen is een lastig te controleren factor. Vaak is een traditionele arm met een centraal toonarm lager te prefereren boven een tangentiële arm.
Maar dan hebben we dus een fouthoek?
Door deze cirkelvormige beweging van de naald moet het element worden ingesteld op dusdanige manier dat er twee nulpunten zijn op de plaat waar de fouthoek nagenoeg nul is. Hierdoor creëer je een minimale fouthoek tussen de nulpunten in. Bekende configuraties zijn de instellingen volgens Baerwald, Stevenson, of Löfgren. Des te groter deze fouthoek is, des te groter wordt de skating kracht. De fouthoek is mede afhankelijk van de lengte van de toonarm. Een langere toonarm heeft een kleinere fouthoek. Dit is dan ook de reden dat langere armen zoals een 12” GrooveMaster veel minder last heeft van skating krachten dan een kortere 9” toonarm. Vaak wordt dan de anti skating instelling bij 12“ toonarmen en langer zelfs zonder problemen weggelaten. Bij 9” armen is een anti skating instelling dus wel aan te bevelen.
Tracking force
De ingestelde naalddruk is van invloed op de skating kracht. Hoe hoger de naalddruk, des te meer skating kracht er wordt gegenereerd. De Wally Skater die ik verderop bespreek maakt hier gebruik van om de juiste anti skate waarde in te stellen.
De modulatie in de groef
De hoeveelheid informatie in de groef bepaalt voor een deel de skating force. Met andere worden bij hoge modulatie en dus veel muziek informatie zoals grote orkesten, big bands, stevige rock etc. wordt er relatief veel skating kracht gegenereerd. Rustige muziekstukken, kleine bezettingen of een licht gitaarstuk genereren daarentegen veel minder skating kracht.Ook geeft vuil en nicotine aanslag of stof ook ‘informatie’ en heeft dus een direct effect op de skating krachten (2,10).
Compliantie van het element
De energie die wordt geabsorbeerd door de beweging van de naald en de cantilever ophanging heeft invloed op de skating kracht. Hoe hoger de compliantie en dus de stijfheid van de ophanging, des te hoger is de skating kracht. Deze is het grootst bij lage frequenties waar de laterale krachten op de stylus het grootst zijn en neemt toe naar het midden van de plaat. Deze kracht kan variëren bij verschillende elementen en zelfs tussen elementen van hetzelfde type en merk.
Is de Anti Skating instelling op je platenspeler wel juist?
Op veel platenspelers of toonarmen zit wel een draaiknop of een draadje met een gewichtje om de anti skating in te stellen. De anti skating kun je dan instellen volgens de opgave van de toonarm leverancier. Op deze instelwaarde moet je als platenspeler eigenaar maar vertrouwen. Maar klopt deze waarde wel? Of beter gezegd: Wat is een goede anti skate waarde?Is er überhaupt wel een goede anti skate instelling mogelijk?
Anti skating technieken
Gezien de invloed van de skating force op het geluidsbeeld hebben veel platenspeler fabrikanten een manier bedacht om de skating kracht te compenseren.
Gewichtje aan een draadje
Een veel voorkomende en ook eenvoudig te realiseren manier is een gewichtje aan een draadje. Hiervoor wordt er een draadje verbonden aan de toonarm en over een gefixeerd punt gehangen. Door het draadje meer naar achteren te hangen of het gewicht te verhogen creëer je een kracht die de arm naar buiten trekt. Dit is echter tevens de meest onnauwkeurige manier om de skating kracht te compenseren. Naast dat de instelling vaak veel te grof is, is ook de wrijving van het draadje niet verwaarloosbaar. Deze instelling zien we bij SME bijvoorbeeld. Meestal is de anti skating kracht volgens de opgegeven tabel van SME veel te veel overgecompenseerd.
Anti skating met een veer
Door de arm aan een veerkracht te verbinden, kun je de arm een tegengerichte kracht geven als deze naar binnen draait. De veerkracht neemt echter ook toe naar mate het einde van de plaat nadert. Een voorbeeld van een geveerde anti skating instelling is de Dual 701.
Magnetische anti skating
Dit is de meest gewaardeerde instelling. Door middel van één of twee magneten wordt de skating kracht wrijvingsloos gecompenseerd. Deze instelling zien we vaak bij de betere toonarmen. Maar ook Thorens heeft met zijn TP16 arm al vroeg in de jaren 70 een fraaie en nauwkeurige anti skating instelling ontwikkeld. Dat de mensen bij Thorens wisten waar ze mee bezig waren, merk je aan de nauwkeurigheid van deze anti skating instelling. Naast de oerdegelijke bouw is de TP16 in mijn ogen één van de betere klassieke toonarmen op de markt. Zeker in vergelijking met de nieuwerwetse China made armen zoals Rega en Project.
Onze eigen GrooveMaster III is ook voorzien van een nauwkeurige magnetische anti-skating instelling. Een groot voordeel van de magnetische anti skating instelling is dat het een wrijvingsloze instelling is. Een instelling zoals bijvoorbeeld de SME methode (gewichtje aan een draadje) geeft altijd een zekere frictie op de arm die je liever niet wilt hebben.
Anti skating : een ongrijpbare kracht!
Dat klopt. Als je de bovenstaande variabelen bekijkt kun je concluderen dat de skating kracht continu varieert over de gehele plaatbreedte. Een exacte anti skating kracht is daarom ook niet in te stellen. De anti skating instelling is dan ook een gemiddelde waarde van de ontstane krachten. Maar hoe weet je nu of die instelling op je eigen platenspeler wel juist is? Dat weet je dus niet en uit het Kogen onderzoek en latere onderzoeken van bijvoorbeeld Wally Malewicz (Wally Skater) wijzen uit dat de anti skate instelling op de meeste platenspelers veel te veel wordt gecompenseerd. Tijd voor een andere aanpak.
De Wally Skater
De Wally Skater is een anti skate meter ontwikkeld door Wally Malewicz. Malewicz is een Poolse engineer die een heel scala aan platenspeler tools heeft ontwikkeld. De Wally Skater is een simpele maar effectieve manier om de anti skating kracht van een platenspelerarm te meten. Dat deze methode een betere methode is om de anti skating in te stellen dan de hierboven besproken methodes, blijkt uit verschillende ervaringen van diverse platenspeler specialisten die deze Wally Skater uitvoerig hebben getest en gebruiken. Onder andere Michael Fremer heeft hier aardig wat onderzoek naar gedaan.
Het principe van de Wally Skater
Het principe van de ze anti skating meter is eenvoudig. De arm wordt aan de vingerlift opgehangen aan een touwtje en door de anti skating instelling wordt de arm dus naar buiten getrokken. Door middel van een ander touwtje die met een loodje naar beneden hangt kun je dus een bepaalde waarde van de ontstane uitslag aflezen die gerelateerd is aan de anti skating kracht. Zo simpel is het. Wally Malewicz heeft deze methode uitvoerig onderzocht en vergeleken met de standaard anti skate instellingen. Hij heeft daarbij geconcludeerd dat de meeste fabrieks instellingen de skating kracht relatief veel overcompenseren en heeft daarbij een eigen waarde toegekend aan een juiste anti skating instelling. Deze is gerelateerd aan de gebruikte naalddruk (tracking force) van het element.
De Wally Skater zelf maken
Ik heb geprobeerd om een Wally Skater aan te schaffen. Echter is het niet meer mogelijk deze te bestellen en ook Wally Malewicz is inmiddels overleden. Wel heb ik wat tekeningen gevonden. Dat betekent dus zelf maken. Dat dat niet zo heel moeilijk is, zal ik je laten zien.
Michael Fremer en zijn Wally Skater
Ik kwam deze meter op het spoor toen ik de filmpjes van Michael Fremer aan het bekijken was. Fremer is een vooraanstaand platenspeler specialist. Hij schrijft onder andere voor de Stereophile en geeft wereldwijd lezingen over het afstellen van platenspelers. In één van zijn demo’s zag ik hem gebruik maken van de Wally Skater en de beste man was daar zeer enthousiast over.
Bouwtekening van de 'skater meter'
Benodigdheden:
Zoals je ziet is het niet al te spannend en voor een totale investering van, pak hem beet 8 euro, kun je je geen buil vallen.
Eenvoudiger kan het bijna niet. Met een beetje hak en zaagwerk bouw je je eigen skater meter. Ik heb de cm schaal van de lineaal met een cirkelzaag er af gezaagd. Wees daar wel voorzichtig mee en werk aandachtig. Het zijn dunne reepjes en je zit met je vingers dicht bij het zaagblad. We willen hier geen ongelukken.
Daarna heb ik de aluminium buizen op maat gezaagd. In de 10 mm. buis komt een sleufje voor de lineaal en en gat van 6 mm. voor de bovenste geleider.Op de bovenste geleider heb ik een ringetje gedraaid om de draad aan vast te maken. Maar je kunt natuurlijk ook iets anders verzinnen, als je het maar kunt verschuiven.
Er komen twee draden aan de ring. Eén met een schietloodje en de ander krijgt een dubbele knoop. Daarmee creëer je een oog waarmee je de headshell er aan kunt hangen.
Het instellen van de anti skate kracht
Wat we nu doen is de skate meter op de platenspeler zetten. Het schietloodje hangt omlaag op de positie van het begin van de plaat. De headshell wordt met de finger lift aan het andere touwtje gehangen. De naald hangt ongeveer 3 mm. boven het plateau oppervlak. Let wel op dat je hier niet de naald beschadigt.
Nu kan de anti skate kracht worden aangebracht nadat de armlift is ontgrendeld. De uitslag wordt afgelezen in tiende inch en wordt uitgedrukt in procenten. Een optimale anti skate kracht is een waarde tussen 5 en 7%. Dit zou je nog kunnen herhalen op het einde van de plaat. De anti skate kracht mag hier iets hoger liggen (7-10%).
Zo zie je dat je voor niet al te veel geld een prima meter kunt bouwen om de anti skate van je platenspeler op een goede manier in te stellen.
Succes!
Referenties
[1] Alexandrovitch : A stereo groove problem, JAES, 1961, Jan.[2] Kogen : The skating force phenomenon, Audio, Oct.1967, p.53 ; Nov. 1967[3] Bauer : Tracking angle in phonograph pickups, Electronics, March 1945[4] Oakley : Skating force, mountain or molehill, Audio, March 1967[5] Gilson : The cartridge alignment problem, Wireless World, Oct.1981[6] Wright : Bias correction and dynamic conditions, Hi-Fi News, Oct.1969[7] Snell, Rangabe : Frictional drag and bias compensation, Hi-Fi News, Feb. 1970[8] Randhawa : Pickup arm design techniques, Wireless World, March 1978, p.73 : April 1978[9] Halter : Letters to the editor, JAES 1968[10] Pardee : Determination of sliding friction between stylus and record groove, JAES 1981
Erg interessant onderwerp…
Ik zie een opsomming van factoren die de kracht beïnvloeden, echter de veroorzaker: de offset hoek, die mis ik…
Zonder al te veel in detail te gaan kan die op eenvoudige wijze uitgelegd worden zodat men ook weet wat men aan het compenseren is…(dan weet men ook waarom een tangentiële arm geen skating kent)
Mooi artikel verder en ik ga denk ik die meter eens proberen te maken.
Als je een 12 inch arm wil instellen moet de h.o.h hoogte van 259 mm dan niet langer ?
of je de hoogte bepaald door de aflezing van een 10de inch?
dan zou het haakje in het lusje moeten hangen op 254 mm
en de aflezing zou ook op die hoogte moeten zijn.
als het toch zo precies komt 🙂
Waar is die 259mm op gebaseerd?
Beste Marco,
De Jelco armen komen uit Japan en NIET uit China.
Met vriendelijke groeten,
Bob Jansen
Tonar International.
Hoi Marco,
Even een kleine correctie volgens mij. Je schrijft:
Compliantie van het element
De energie die wordt geabsorbeerd door de beweging van de naald en de cantilever ophanging heeft invloed op de skating kracht. Hoe hoger de compliantie en dus de stijfheid van de ophanging, des te hoger is de skating kracht.
In het agemeen is het zo dat hoe hoger de compliantie (volgzaamheid), hoe lager de stijfheid. Dan zou een hoog compliante ophanging ook minder anti skating hebben, immers de ophanging geeft meer mee en volgt daarom gemakkelijker waardoor de kracht minder wordt (klopt in werkelijkheid).
Dear Marco
Very interesting article, thanks. Would it be possible for you to get in touch with me via email so we can discuss some questions related to your tool? I don’t speak Dutch and the English translation of this site didn’t answer all my questions.
Prijzenswaardig artikel! en met plezier gelezen. Er zijn altijd wel weer wat nuances die aangebracht kunnen worden, helaas kan dat online soms ontaarden in welles nietes. Als het uitgangspunt mag zijn dat wel allemaal weer iets bijleren of afleren is dat mooi. De fouthoek is een fenomeen wat er eerst niet was, en later helaas bijkomt. In principe is het een onwelkom iets. Maar de LP afspelen zit nou eenmaal vol met onwelkome (technische) aspecten. Vanuit de praktijk is de fouthoek niet zo’n ramp als soms wel geschetst wordt. Heb 10 jaar gespeeld met de Kuzma Airline, en daarna 5 jaar met de Kuzma 313VTA. Zou hiermee willen zeggen dat er met Tangentiaal geen ‘magic bullet’ is, die met Radiaal zou ontbreken. Staar je er niet blind op. Waar een grote winst zit is in de juiste afstelling met Adjust+ en daar heeft Marco eerder een mooi artikel aan gewijd. In de laatste 5% Azimuth zit 50% winst. Keep spinning.