Тонармы новых систем

Проблему снижения угловой погрешности можно решить и другим путем, но при этом утрачиваются преимущества простого, поворачивающегося вокруг оси тонарма (опыт производства, удобство в работе и так далее). Можно представить множество способов смещать головку звукоснимателя в направлении к центру по тому же пути, как и в рекордере, чтобы продольная ось головки располагалась по касательной к немодулированной канавке (тангенциально). Таким образом искажения, обусловленные горизонтальной угловой погрешностью, в действительности уменьшаются.

Конечно, может возникнуть вопрос, как изменятся искажения, если из-за коробления пластинки возникнет вертикальная угловая погрешность. Для ответа на этот вопрос сравним искажения, вызываемые горизонтальным и вертикальным углами погрешности.

При проигрывании коробленых пластинок инерционные свойства тонарма вызывают прогиб иглодержателя, вследствие чего изменяется вертикальный угол воспроизведения (обычно на 0,6°). Это означает, что искажения от тангенциального тонарма с горизонтальным углом погрешности 0,02-0,1° значительно не снижаются из-за вертикальной угловой погрешности. Но главное достоинство тангенциальных тонармов заключается именно в том, что их можно изготовить в укороченном виде, а инерция снижается пропорционально квадрату длины. Таким образом, улучшенные динамические свойства тангенциальных тонармов обусловливают уменьшение изменения вертикальной угловой погрешности от коробления пластинки.

Квазитангенциальный тонарм

Квазитангенциальный тонарм является видоизменением традиционного, вращающегося вокруг оси тонарма, у которого дополнительными деталями горизонтальная угловая погрешность снижена до погрешности тангенциального тонарма. Впервые такой тонарм был разработан в Англии на фирме «Гарард» и применен в проигрывателе «Зиро 100».
Угол коррекции головки звукоснимателя может изменяться поворотом держателя головки подшипника, расположенного точно над иглой. Поворот регулируется с помощью управляющего рычага, идущего параллельно главному тонарму. Все геометрические расчеты тонарма проводились на ЭВМ. Основную трудность в производстве вызвало изготовление подшипников без трения. В этом тонарме держатель головки звукоснимателя покоится на двух подшипниках, поэтому малейшее дрожание подшипников передается непосредственно головке. Прецизионные шарикоподшипники были изготовлены фирмой, специализирующейся на производстве подшипников для ручных часов.

Измерения угловой погрешности у этого тонарма показали, что максимальное отклонение от касательной к немодулированной канавке составляет 90" по сравнению с 2,5°, полученными при измерениях на внешней канавке в случае традиционного тонарма. Это ровно в 100 раз больше (1° = 3600"). Эффективная длина тонарма равна 191 мм, заход иглы, как это логически вытекает из самой идеи, равен нулю. Так как продольная ось головки звукоснимателя не пересекает центра вращения тонарма, то скатывающая сила возникает точно так же, как и при тонармах обычной конструкции. Ее компенсация осуществляется при помощи сил отталкивания между двумя круглыми магнитами, один из которых движется вместе с тонармом, а второй закреплен неподвижно. Компенсирующая сила изменяется шунтирующим действием железной пластинки, которую можно вдвигать между этими двумя магнитами.
За разработку тонарма «Зиро 100» фирма «Гарард» в 1971 г. получила премию Берлинера. Эта премия присуждается за технические результаты, достигнутые в области звукотехники, и до сих пор вручалась очень редко.

Тангенциальный тонарм

Принцип работы тангенциального тонарма SL-8E фирмы «Рабко». Конец тонарма, противоположный головке звукоснимателя, продвигается параллельно радиусу пластинки. Таким образом, головка звукоснимателя касается каждой канавки под прямым углом. Из-за переменного шага записи тонарм смещается неравномерно. Если головка звукоснимателя на несколько десятых миллиметра продвигается к центру, то замыкаются расположенные на тонарме контакты, которые включают серводвигатель. Последний через трансмиссию, снижающую частоту вращения в отношении 500:1, вновь возвращает тонарм в перпендикулярное положение. Тангенциальные тонармы обладают двумя положительными свойствами. С одной стороны, тонарм можно сделать очень коротким (примерно 175 мм) и использовать, таким образом, просто головку звукоснимателя с большой гибкостью. С другой стороны, ось головки звукоснимателя пересекает точку вращения тонарма, поэтому эффекта скатывания не возникает. Еще одна особенность тангенциальных тонармов заключается в тем, что на отыскание определенных частей программы, записанной на пластинке, затрачивается несколько больше времени, чем при традиционном тонарме, но это обстоятельство не является решающим.

Тангенциальный тонарм «Београм 4000» фирмы «Банг энд Олуфсен» имеет длину 155 мм; при оптимальном регулировании горизонтальный угол погрешности не превышает 0,04°. Движение этого тонарма сходно с описанным выше, но датчик положения не имеет контактов. Тонарм двигает заслонку, прикрывающую путь свету от лампы накаливания. Луч света попадает на фотоэлемент; оценка сигнала ошибки и включение исполнительного элемента осуществляется устройством, состоящим из нескольких десятков транзисторов. Как правило, в держатель этого тонарма можно монтировать только головки звукоснимателей типа SP15 этой же фирмы из-за проблем, связанных с динамической балансировкой.