Typy szlifów igieł gramofonowych - sferyczny, eliptyczny, liniowy

Wkładka gramofonowa wraz ze znajdującą się wewnątrz niej igłą jest jednym z najważniejszych komponentów gramofonu. To igła jako pierwsza ma kontakt z płytą winylową i odczytuje z niej sygnały zapisane na płycie w postaci drobniutkich rowków. Jest także podstawowym sposobem na to, by odmienić charakterystykę gramofonowego brzmienia. W zależności od zaawansowania budowy, a tym samym kosztów produkcji oraz jakości dostarczanego dźwięku, wyróżniamy trzy zasadnicze typy szlifów końcówek igieł instalowanych we wkładkach. Najprostszym szlifem jest szlif sferyczny, poza tym często spotkamy szlify eliptyczne oraz liniowe. Najnowszym osiągnięciem producentów wkładek jest typ micro-line - niezwykle zaawansowany i trudny w produkcji oraz implementacji.

Typy szlifów we wkładkach gramofonowych

1. Szlif sferyczny (stożkowy)

To podstawowy typ szlifu, który jest stosowany w budżetowych wkładkach gramofonowych. Wynika to przede wszystkim z prostej konstrukcji, która nie wymaga pracy bardzo skomplikowanych maszyn oraz komputerów. Sprawdza się wszędzie tam, gdzie koszty odgrywają najważniejszą rolę. Szlif stożkowy ma symetryczną budowę i przypomina kulkową końcówkę długopisu. W związku z tym dostarcza najmniej precyzyjne informacje muzyczne, a szczególnych trudności doświadcza przy przenoszeniu najwyższego pasma. Dobrze radzi sobie natomiast w przypadku starszych typów nagrań, których jakość tłoczenia i realizacji nie ma ambicji typowo audiofilskich. Szlif sferyczny jest także bardzo tolerancyjny dla kiepsko nagranych winyli, a nawet dla niedoskonałości w ustawieniu igły. 

Igła ze szlifem sferycznym jest wystarczająca dla prostszych i tańszych gramofonów i w dalszym ciągu każdy szanujący się producent posiada w swojej ofercie minimum jedną wkładkę z tego typu szlifem.

Minimalny czas pracy szlifu sferycznego to 150 godzin, a w przypadku renomowanych producentów czas ten może być znacząco dłuższy. Wygląda to na niewiele, jednak wynika z surowych jakościowo badań firmy Jico, która przyjęła własny współczynnik zniekształceń, a następnie sprawdzała przez ile czasu pracy wkładka z danym szlifem mieści się w wartościach progowych. Praktyka pokazuje, że odczuwalna różnica w spadającej jakości dźwięku, w przypadku szlifu sferycznego jest odczuwalna dużo później. Jest to efekt zainstalowania wkładki z tego typu szlifem w tańszych systemach hi-fi, które oddają mniej detali i są mniej czułe na zużycie igły. Przykładowa wkładka ze szlifem sferycznym: Goldring E2 Green

2. Szlif eliptyczny

Pierwszą firmą, która uzyskała patent na szlif eliptyczny było amerykańska marka GRADO. Szlif eliptyczny o dużo mniej okrągłym kształcie, zwiększa obszar styku igły ze zboczami rowka w płycie, co przekłada się na dużo lepszą jakość dźwięku. To dużo bardziej zaawansowany szlif w stosunku do sferycznego, jednak jego wykonanie, generuje wyższe koszty, a w związku z tym, wkładki z taką igłą będą droższe od poprzedniczek.

W tym wypadku końcówka igły ma dużo bardziej pociągły (stąd nazwa eliptyczny) i asymetryczny kształt, a tym samym lepiej dopasowuje się do wgłębień w rowku płyty. Pozwala to na odczytanie dużo większej liczby informacji na takim samym odcinku płyty w stosunku do igły ze szlifem sferycznym. Przewaga szlifu eliptycznego nad sferycznym ujawnia się szczególnie przy odsłuchu nowszych tłoczeń, które są zdecydowanie precyzyjniej wykonane.

Szczególnie zauważalna jest poprawa przetwarzania wysokich tonów, których jakość diametralnie zmienia się w zależności od typu i precyzji wykonania szlifu igły gramofonowej. Dodatkowa zaleta w stosunku do szlifu sferycznego to żywotność igły – blisko dwukrotnie wyższa. Minimalny czas życia igły ze szlifem sferycznym to 250 godzin i to przy najbardziej rygorystycznych pomiarach, niesłyszalnych dla ludzkiego ucha. W praktyce czas ten może być znacząco dłuższy.

Przykładowe wkładki ze szlifem eliptycznym: Goldring 2100, Goldring 2200, Grado Lineage Aeon 3, Grado Lineage Epoch 3, Grado Prestige Black, Hana-EH

Szlif hipereliptyczny

Najwyższy poziom szlifu eliptyczego, który został jeszcze bardziej spłaszczony, przez co umożliwia jeszcze większą powierzchnię styku. Często szlif hipereliptyczny osiąga tak wysokie parametry, że zaliczany jest do kolejnej grupy - szlifów liniowych.

3. Szlif liniowy (line contact)

Pierwszy zaawansowany szlif tego typu nazwano się Shibata, gdyż tak właśnie miał na nazwisko japoński projektant, który opracował ten szlif dla JVC. Zupełnie nowa specyfikacja szlifów powstała w związku z wejściem na rynek nowych płyt z dużo lepszą jakością tłoczenia CD-4 (kwadrofoniczną), które pozwoliło na przenoszenie częstotliwości do 45.000 Hz, co jest wartością dwukrotnie wyższą w stosunku do poprzedniego formatu.

Aby spełnić dużo surowsze wymagania nowych nagrań Shibata zdecydował się na zaostrzenie końcówki szlifu. Z jednej strony znacząco ograniczyło to horyzontalny kontakt igły z rowkiem płyty winylowej, z drugiej zaś znacząco zwiększyła się powierzchnia wertykalnego kontaktu igły z bokami wytłoczonego rowka. W założeniu Shibaty szlif miał mieć jak największy kontakt boczny z wytłoczeniem płyty, stąd nazwa szlif liniowy. Aby osiągnąć ten efekt znacząco zwężono szerokość igły oraz wyciągnięto jej długość. Podczas gdy standardowa szerokość szlifu eliptycznego wynosi 8-10 um, szerokość szlifu Shibaty to 6.

Jeszcze większa przepaść dotyczy długości (wysokości) igły. W szlifie eliptycznym to 18 um, zaś w przypadku Shibaty to minimum 50 um, a nawet 75 um. Pozwala to na dużo większy kontakt boczny igły z wytłoczonym rowkiem płyty. Różnica jakościowa w stosunku do szlifu eliptycznego okazała się na tyle duża, że na rynku zaroiło się od innych bliźniaczo podobnych szlifów. Czasami motywem zmiany była chęć ominięcia opłat patentowych dla Shibaty, innym razem chęć poprawienia szlifu. Inne nazwy dla szlifu liniowego to: Hyper Eliptical, Stereohedron, Fine Line, hyberbolic, pathemax. Wiele osób zalicza do tej kategorii również szlif Ogura zwany także Vital (używany np. we wkładkach Goldring).

Główne zalety szlifu liniowego to zdolność do poprawnego odtwarzania tonów powyżej 35.000 Hz. Dzięki dużo większej powierzchni styku w stosunku do szlifu eliptycznego wkładka ze szlifem liniowym dużo lepiej odtwarza wysokie tony z płyt o zauważalnym stopniu zużycia. Szczególnie, jeśli były eksploatowane przez wkładki wyposażone w szlif sferyczny lub eliptyczny. Wkładka ze szlifem liniowym dociera do mniej zużytych lub zupełnie nietkniętych miejsc w rowku płyty. Zdecydowanie udało się także zmniejszyć zużycie igły oraz samych nagrań. Wynika to z dużo mniejszego nacisku igły na centymetr kwadratowy winylu.

Minimalny czas pracy igły ze szlifem liniowym wynosi około 400 godzin -  według badań Jico. Jednak podobnie, jak w przypadku poprzednich typów szlifów praktyczny czas użytkowania, w którym wkładka pracuje na słyszalnie wysokim poziomie jest znacząco dłuższy. Przykładowe wkładki ze szlifem liniowym: Ortofon 2M Black, Ortofon 2M Bronze. Do tej kategorii zalicza swoje wkładki Goldring – modele ze szlifem Gygera lub Vital np. 1012GX, 1042, 2300, Eroica, 2400, Legacy, Ethos. Jednak na potrzeby lepszego przeanalizowania różnic szlif microline wyróżnimy jako oddzielną kategorię.

4. Szlif microline

To rozwiązanie zaproponowane po raz pierwszy przez Van Den Hull-a, po tym jak, przy użyciu komputerowej analizy, dążył do maksymalnego zbliżenia kształtu igły do kształtu noża, który wycina rowki w płytach winylowych. Tak doskonałe dopasowanie igły do linii wycięcia w płycie pozwoliło na mocno słyszalną redukcję zniekształceń harmonicznych oraz przesunięć fazowych. Szlif micro line znajduje zastosowanie w najbardziej zaawansowanych wkładkach gramofonowych. Na zdjęciu poniżej znajdują się trzy rodzaje zaawansowanych szlifów: Van Den Hull, Shibata i Fritz Gyger.

Po raz kolejny zdecydowano się na zmniejszenie rozmiaru igły, szczególnie dotyczy to szerokości – w skrajnym wypadku z 6 um (szlif Shibata) do 2.5 um (Micro Line oraz SAS). Van Den Hull zaproponował szerokość 4 um. A z kolei Fritz Gyger w 1987 roku zaproponował szerokość 5 um. Szlif Gygera swoim skomplikowanym wykończeniem bardzo mocno przypomina nóż tłoczący winyle. By uzyskać tak zaawansowany kształt zastosowano analizę komputerową przy projektowaniu, a do wycięcia tego kształtu szlifu użyto precyzyjnej wiązki laserowej. Dlatego też, mimo sporej szerokości szlif Gygera czy Van Den Hulla są z powodzeniem zaliczane do typu microline. Inne szlify microline to: Dynavector, Jico SAS, MicroRidge oraz 2SD. 

Ponadto, szlify microline do maksimum redukują jakiekolwiek szumy i inne dźwięki, które wynikają z fizycznego kontaktu igły z płytą analogową. Rekordowy jest także czas pracy igieł ze szlifami typu microline. Jico wskazuje na minimum 500 godzin, co jest nawet pięciokrotnie lepszym wynikiem od najprostszych wkładek dostępnych na rynku. Z drugiej strony, zastosowanie szlifu typu microline wymaga potężnej wiedzy technicznej oraz wielu prób, stąd wielu producentów decyduje się pozostać przy prostszych szlifach nawet w droższych wkładkach np. Audio-Technica czy Shure. Jednym z niewielu producentów, który z wielkim powodzeniem zastosował szlif microline w swoich wkładkach jest Goldring (różne odmiany szlifów Gygera oraz szlif 2SD). Ten szlif znajdziemy także np. w japońskiej wkładce Hana-Umami Red

Różnorodność nazw i rozmiarów w przypadku szlifu micro line wynika z podobnych pobudek jak w przypadku szlifu liniowego. Niechęć do płacenia za patenty konkurencji oraz promowanie ich nazw własnych, różne doświadczenia producentów oraz różne oczekiwane efekty sprawiły, że rynek szlifów zapełnił się gąszczem różnych marketingowych nazw dla bardzo podobnych szlifów. 

Rodzaje wkładek gramofonowych

Dwa podstawowe rodzaje wkładek to wkładka elektromagnetyczna MM (Moving Magnet), czyli z ruchomym magnesem, w której igła wraz z przymocowanym do niej magnesem porusza się wewnątrz nieruchomej cewki. Drugi typ to wkładki magnetoelektryczne MC (Moving Coil) z ruchomą cewką i nieruchomym magnesem. Wkładki MC precyzyjniej odtwarzają detale muzyczne i dlatego zapewniają wyższą jakość dźwięku, ale przy tym są droższe od wkładek MM. Igła znajdująca się wewnątrz wkładki, mimo tego że posiada diamentową końcówkę, ulega zużyciu i po jakimś czasie wymaga wymiany. W przypadku wkładki MC wiąże się to zazwyczaj z wymianą całej wkładki, natomiast we wkładkach MM zużytą igłę można zastąpić nową. Żywotność igły zależy w dużej mierze od użytego szlifu oraz od tego jak dbamy o nią i o nasze winyle. Na cenę wkładki wpływa nie tylko to, czy mamy do czynienia z wkładką MC czy MM, ale także to jaką igłę w niej zastosowano, a dokładniej szlif igły.