Review: Acoustical Systems Smartractor en Smartstylus

Met de enorme revival van vinyl en draaitafels komen er ook weer een aantal technische issues tevoorschijn waar de mensheid sinds het jaar 1924 mee kampt. Misschien mag u blij zijn met de cd-speler en andere apparatuur waarmee digitale content is af te spelen. Daar valt weinig aan af te stellen en in te regelen. Maar analoge apparatuur, zoals platenspelers en tape-recorders, vraagt om zéér exacte inregeling en kalibratie. Tegenwoordig zijn daar geavanceerde hulpmiddelen voor, zoals de hier te bespreken tools van Acoustical Systems.

Met de komst van de digitalisering en de brede acceptatie vanaf 1982 door het grote publiek, is er veel kennis over analoog verloren gegaan. Vroegere generaties hadden ervaring met het inregelen van draaitafels en zeker de muziekliefhebbers die iets serieuzer met de materie bezig waren. Ook de gemiddelde hifi-winkelier had zicht op dat vakgebied. Momenteel is de kennis waarschijnlijk nog te vinden bij een generatie die de tachtig ruimschoots gepasseerd is en om allerlei redenen niet meer direct beschikbaar is voor het inregelen van je nieuwe draaitafel. Hier en daar in het land zijn er natuurlijk vakmensen die altijd met vinyl bezig zijn gebleven, het analoge vak beheersen en soms werkzaam zijn bij de technische dienst van een winkelier of importeur.

Alle problemen rondom platenspelers, zoals die zich vroeger voordeden, komen weer gewoon terug. Er is in al die jaren weinig innovatiefs aan toegevoegd, los van wat experimenten met spelers die contactloos vinyl af kunnen tasten en cartridges die werken met ‘strain gauges’ en lichttechnologie. In sommige moderne platenspelers worden de bestaande technieken in een betere vorm toegepast, maar grosso modo was de platenspeler aan het begin van de jaren zestig uitontwikkeld en bereikte een top die zelfs vandaag nog door weinig modellen wordt geëvenaard.

Acoustical Systems Smartractor en Smartstylus: veel parameters

Objectief gezien is het hele systeem rondom de grammofoonplaat en de afspelers uiterst discutabel. Het is feitelijk één groot compromis. Als je een variabele optimaliseert, verlies je geluidskwaliteit binnen andere variabelen. Er is een mutual relationschip. Het is dan ook een wonder dat een echt goed ingeregelde draaitafel met een fraaie opname op een goed geperste plaat, tot shockerende prestaties in staat is. Dat gebeurde onlangs door de inzet van de TechDAS-draaitafel. Maar, zulke superprestaties komen niet zomaar. Het probleem met het hele analoge systeem is dat er veel te veel parameters zijn die van invloed zijn op de geluidskwaliteit.

Het zijn er echt tientallen. Die hebben te maken met de arm, de lagering, de plinth, het armboard, de combinatie cartridge-arm, de cartridge zelf, de opstelling, de armkabel, het resonantiepatroon, de phono-versterker, de demping, de nauwkeurigheid van de RIAA, de mat, de record-clamp, de kwaliteit van de plaat, naaldvormen, plateau-materiaal, de lagering, de mastering, de kwaliteit van de persing, de gebruikte vinylsoort en uiteindelijk de complete afstelling van het systeem. Bij de productie van platen ging ook van alles mis. Fraaie opnamen werden vaak verknalt door een masteringtechnicus die zonodig nog aan wat knoppen moest draaien. Van hetzelfde soort als al die gasten die het live PA-geluid tijdens festivals, buitenconcerten en vrijmarkten verzorgen. Alle genoemde variabelen hebben dan ook nog onderlinge relaties. Die inherente complexiteit maakt dat platenspelers bij consumenten thuis geen uniform geluidsbeeld presenteren. Een cd-speler doet dat wél.

Wat zo’n speler naar buiten voert is vrijwel identiek aan de studio-master. Digitaal betekent dat alle consumenten over een grotendeels identiek uitgangspunt beschikken. Voor analoog betekent het dat het geluid vanaf de plaat bij elke consument anders zal zijn en vaak ver verwijderd van de topprestatie die met analoog mogelijk is. De gemiddelde draaitafel zet een te warm, zompig, dynamisch beperkt, tonaal afwijkend, zwevend en vervormd geluid neer. Daar komt bij dat het frequentiespectrum uit balans is, dat elke toon niet dezelfde sterkte, dynamics (drive) en klank heeft en dat het geluid vaak wordt voorzien van allerlei bijgeluiden.

Acoustical Systems Smartractor en Smartstylus: Henk en Ingrid

Afkomstig van de plaat zelf of van de draaitafel. De gemiddelde ‘Henk & Ingrid’ noemen dat, denkend aan de oude koffergrammofoon, dan zo’n ‘mooi en warm’ geluid. Wél, analoog op topniveau klinkt echt anders. Zowel van de plaat als van de magnetische tape. Maar, hoe zijn we in die situatie verzeild geraakt? Het bouwen van draaitafels, elementen en toonarmen vraagt om heel veel natuurkundige en wiskundige kennis. Als je draaitafels gaat bekijken vanuit de leer van de mechanica, dan zie je meteen dat er fabrikanten zijn die enig benul hadden en hebben van deze fysische wetmatigheden. Denk even aan Lenco en Thorens.

Met betrekking tot de inregeling is kennis eveneens erg belangrijk. Die is niet standaard aanwezig bij fabrikanten, dealers en importeurs en al helemaal niet bij de consument. Zo zijn er toonarmen die spotten met alle wetten van de geometrie. Daar kun je dus helemaal niets mee beginnen. Draaitafels en toonarmen waren tussen de jaren zestig en tachtig een massa-artikel. Los van de wél goed ontworpen exemplaren werd het grootste deel gewoon gebouwd vanuit de commercie en marketing. Na de tachtiger jaren is de draaitafel ook een showobject geworden. Function follows form is van toepassing op veel van die glazen en roestvrijstalen altaren waar je het zwarte goud op mag offeren. Marketing, show-off en profilering hebben de plaats ingenomen van technische kennis en het streven naar perfectie. Een simpel basisding, dat een cartridge moet matchen met een toonarm, leeft niet meer bij consumenten en veel dealers. Op technische fora worden veel praatjes verkocht over analoge techniek, maar soms lees je nog wel iets dat duidt op bewustzijn met betrekking tot geometrie en principes om draaitafels af te stellen. 

Acoustical Systems Smartractor en Smartstylus - pagina 2

Het was Percy Wilson, de technical editor van The Gramo-phone, die in 1924 het issue omschreef. Platen worden tangentiaal gesneden, maar de toonarm op een draaitafel draait rond een pivotpunt en leest de plaat dus in een boog af. Het resultaat is dat er een fouthoek is tussen de naald en de groef. De reden dat dit van belang is, is dat de vervorming die ontstaat vanuit deze fouthoek gewoon hoorbaar (en meetbaar) is. Het zijn vooral tweede harmonische vervorming en intermodulatie-vervorming.

Acoustical Systems Smartractor en Smartstylus: stereocentrum

Die hoor je vooral in het stereo-centrum, omdat de vervorming ontstaat uit een laterale beweging. Andere vervorming ontstaat uit de verticale beweging, maar dat blijft hier even rusten. De fouthoek is dus helaas niet het enige waar vervorming uit ontstaat. In alle eerdergenoemde variabelen die samen het analoge systeem kenmerken ontstaan vervormingen. Een phono-cartridge is een notoire bron van vervormingen. Dat merk je pas als er een phono-cartridge wordt gemonteerd met een ander principe. Een strain-gauge element beschikt over een cantilever die als totaalconstructie veel minder massa heeft. Dat maakt een enorm hoorbaar verschil ten opzichte van een standaard mc-cartridge.

De eerdergenoemde aftastfout wordt algemeen omschreven als de lateral tracking error (LTE). De verdienste van Wilson is dat hij een alignment (afstelling) berekende die de LTE en de bijbehorende vervorming zou minimaliseren. De afstand van het draaipunt van de arm tot het centrum van de plaat (spindle) moet dan kleiner zijn dan de radius van de boog die de naald aflegt. Dit heet de overhang + offset geometry. Het resultaat is dat er twee punten op de plaat zijn waar de fouthoek nul is (zero tracking error bij radius 127.4 en 64.3). Dat is wiskundig af te leiden, maar die berekening zal hier niet uitgewerkt worden. Voor de duidelijkheid: de offset is de hoek die de headshell maakt met de arm. 

Acoustical Systems Smartractor en Smartstylus: draaipunt

De effectieve lengte is de afstand tussen de spindle en het draaipunt van de arm inclusief de overhang. De overhang is dan de afstand die de naaldpunt uitsteekt ‘voorbij’ de spindle. De specificaties van de arm bepalen hoeveel die overhang mag zijn, maar dat is doorgaans in de buurt van de 1.5-2 cm. De offset (hoek) is afhankelijk van de genoemde lengte. Een kortere arm heeft een grotere offset. Wilson dacht overigens dat de vervorming alleen evenredig was aan de fouthoek, maar ook de snelheid waarmee de groef onder de naald beweegt speelt een rol, alsmede de sterkte van het signaal. Die snelheid is voor de binnenste groeven hoger. Stevenson voegde daaraan toe dat ook de RIAA-curve een rol speelt. De bekende Erik Löfgren maakte een nieuwe berekening op basis van deze kennis, maar die werd toegeschreven aan Baerwald. Uiteindelijk bleek deze geometrische berekening ook niet te kloppen.

Zolang de grammofoon bestaat is het afstellen van de arm-cartridge combinatie, teneinde een zo laag mogelijke LTE te krijgen erg kritisch en onderwerp van een zich al decennialang voortdurende discussie. Het inregelen is voor de gebruikelijke 9-inch arm kritisch, maar voor de 12-inch gaat dat nog een graadje verder. De praktijk is dat het zeer lastig is om een 12-inch goed af te stellen. Als dat lukt is de LTE (en de vervorming) iets lager. In de praktijk lukt dat vrijwel niet. De LTE is dan groter dan bij de 9-inch arm. Hoewel de 12-inch theoretisch een kleinere fouthoek veroorzaakt, blijft daar in de praktijk niets van over.

Vanwege die afstelproblemen is de LTE hoger dan bij een 9-inch. Tel daarbij de hogere massa en de verminderde stijfheid van de 12-inch op. 12-inch is dus vooral mode, zoals al gezegd in het artikel over de TechDAS. Er is vanzelfsprekend een wiskundige vergelijking die de relatie tussen de afwijking van de fouthoek met de ideale waarde relateert aan de optredende vervorming bij een 12-inch en deze ook spiegelt aan de resultaten bij een 9-inch. De berekening leert dat een afwijking bij de 12-inch tot een veel grotere vervorming aanleiding geeft dan dat dezelfde afwijking doet bij de 9-inch. 

Acoustical Systems Smartractor en Smartstylus: een wonder

De theorie gaat uiteraard dieper, maar voor nu is de uitdaging om de overhang en de offset op de goede waarden te krijgen. Daartoe is de zogenaamde protractor bedacht en die krijgt u mee met de aankoop van een draaitafel. Helaas is de zogenaamde éénpunts-protractor niet bruikbaar. Het idee was dat de LTE het kleinst zou moeten zijn bij de binnenste groef. Maar, wiskundig gezien lukt het met zo’n ding niet om zowel de overhang als de offset op de optimale waarden te krijgen. Dat gaat met de twee-punts protractor beter. Er zijn namelijk twee punten met zero tracking error op de plaat. Die kunnen dan onafhankelijk van de armlengte gevonden worden (overhang en offset zijn dan op de gewenste waarden).

Als de ‘bespeelde’ groeven van de plaat tussen de 56-146.3 mm liggen dan moeten de twee punten op de protractor op 61.6 en 118.4 mm liggen. Voor een bespeeld gebied tussen 58–146.3 mm, liggen de punten op 63.6 en 119.6 mm. Stel nu voor dat we de optimale waarden krijgen voor de overhang en de offset, dan is er ook nog ‘tracing-vervorming’. Dat betekent dat de naald niet exact het pad kan volgen zoals de snijbeitel dat deed. Deze vervorming heeft een relatie met de vorm van de naald en wordt hoger naarmate het einde van de groef nadert. Een wonder eigenlijk dat draaitafels nog steeds tot spectaculaire prestaties in staat zijn. 

Acoustical Systems Smartractor en Smartstylus - pagina 3

De Smartractor van Acoustical Systems is, zoals hierboven beschreven, alleen bedoeld om de overhang en offset in te regelen. Het idee is dan om de laterale tracking error zo klein mogelijk te krijgen en de daarbij hoorbare vervorming te minimaliseren. Maar, dat is niet de enige afstelling die nodig is voor een platenspeler. Er zijn nog veel meer zaken die ingeregeld moeten worden voordat de platenspeler optimaal presteert.

Denk onder andere aan de VTA, de stylus of tracking force (VTF), de afsluitimpedantie, de eventuele afsluitcapaciteit, de gevoeligheid, waterpas leveling, azimuth, SRA, de specifieke systeem-resonantie als gevolg van de match tussen de cartridge en de arm, de anti-skate, de hoeveelheid damping fluid, de draaisnelheid en de HTA (horizontal tracking angle). SRA staat voor stylus rake angle. De essentie is eigenlijk dat je de hoek die de stylus met de plaat maakt meet (met een digitale microscoop) en dan met de VTA op de juiste waarde brengt. Die hoek moet in principe gelijk zijn aan de hoek die de snijbeitel met de plaat maakte (ongeveer 20 graden).

Azimuth wil zeggen dat de verticale lijn door de naald heen een rechte hoek maakt met de stylus en met de onderkant van de cartridge, van voren gezien. Los van die ‘operationele instellingen’ hebben draaitafels heel specifiek periodiek onderhoud nodig. Dat geldt met name voor een aantal klassieke draaitafels die u koopt via Marktplaats of eBay. Daar gelden specifieke service-instructies, zoals beschreven in de service-manuals van de betreffende fabrikanten, die uiteindelijk van invloed zijn op de geluidskwaliteit. Hulpmiddelen die u bij de afstelling kunt gebruiken zijn de befaamde DIN meetplaten, de EMT 424 Gleichlauf Analysator, de EMT 125 Audio millivoltmeter, een oscilloscoop, een universeelmeter en een meter om de naaldkracht digitaal zichtbaar te maken. Geen gereedschap voor de gemiddelde consument, maar zeker wel voor de winkelier of importeur die zich, niet altijd geloofwaardig, profileert als ‘analoog specialist’.

Acoustical Systems Smartractor en Smartstylus: curves

Realiseer u dat de hele discussie over de tangentiale curves nog steeds geen gelopen race is. Met het opnieuw populair worden van de draaitafel zullen er wellicht nieuwe inzichten toegevoegd worden. De Smartractor biedt in ieder geval de volgende (klassieke) curven in de vorm van de Loefgren A / Baerwald DIN, de Loefgren A / Baerwald IEC, de Loefgren B DIN en de Loefgren B IEC. Als bonus bieden de Smartractor (en de duurdere Uni-protractor) een opnieuw berekende curve. De naam is UNI-DIN en de winst zit vooral in het laatste deel van de groeven. Daar neemt de vervorming met maximaal 45% af.

De Smartractor houdt ook rekening met de leeftijd van platen. Vinyl vanaf ongeveer 1973 heeft vaak een bredere ‘dead-wax’ zone aan het einde van de plaat. Blue Note plaatste daar bijvoorbeeld de beroemde oortjes in. De protractor houdt met de verschillen in minimum bespeelde en maximum bespeelde radius rekening. Met de TechDAS Airforce III (vier armen) zou je dan een arm-cartridge combinatie af kunnen stellen voor vroege stereo-platen die gemaakt werden tussen 1958 en 1973 (uitloopgroef dicht tegen het label aan) en een andere arm-cartridge combinatie voor moderner vinyl. 

Acoustical Systems Smartractor en Smartstylus: smartstylus

Acoustical Systems heeft nog een ander handig afstelhulpje in de catalogus staan. De Smartractor werkt in feite in het tweedimensionale gebied. De Smartstylus kijkt 3D en stelt de waarden op alle parameters van de cartridge visueel af. Denk aan de azimuth en de SRA/VTA. Het is ook eenvoudig om de zogenaamde horizontale armwand in te regelen. Daarmee komt de onderkant van de cartridge (van voren gezien) parallel aan het plaatoppervlak. Het moge duidelijk zijn dat de Smart-stylus een heel handige tool is om met name de SRA/VTA en azimuth redelijk nauwkeurig visueel in te stellen.

SRA en azimuth hebben een fundamenteel hoorbare invloed op het geluid. De VTA is verschillend voor platen van voor en na de zestiger jaren. Achter de instelling van deze parameters met behulp van de Smartstylus ligt dus nog een hele wereld van extreem nauwkeurig meten met elektronische hulpmiddelen. Acoustical Systems stelt dan ook terecht dat deze fraaie tools hulpmiddelen zijn.  

Acoustical Systems Smartractor en Smartstylus: ervaringen

Voor veel consumenten is het domein met kennis over het inregelen van draaitafels een no go en een no brainer. Ze slijten hun analoge leven in de onwetendheid dat draaitafels professionele zorg behoeven om echte topprestaties te kunnen leveren. Het zijn de consumenten die een cartridge gaan kopen op basis van een positief review, zonder zich te realiseren dat je niet ongestraft elke cartridge in een arm kunt schroeven. Zo’n cartridge wordt dan ‘on the fly’ even ingeregeld door de çartridge-knaller op de hoek. Het bezig gaan met de gereedschappen van Acoustical Systems en andere beschikbare tools vormt een masterclass.

Het doel is om de allerbeste kwaliteit uit analoge systemen te krijgen en een geluid dat (haast) identiek is aan hoe het in de studio klonk. Het is een territorium voor de perfectionisten. De Smartstylus kan dan behulpzaam zijn om enkele belangrijke instellingen redelijk te benaderen. Wie de echte analoge perfectie nastreeft zal na de stylus nog moeten gaan meten. Met de Smartractor kan zeer precies worden gewerkt. Maar ook hier kan het geen kwaad om een vervolgtraject in te zetten teneinde het analoge nirvana te bereiken. Hoever je wilt gaan is afhankelijk van de ambitie. Dat neemt niet weg dat deze beide hulpmiddelen van Acoustical Systems voor een zeer goede start kunnen zorgen. 

Prijzen

Acoustical Systems Smartractor € 649,-

Acoustical Systems Smartstylus € 119,-