O SOM EM ALTA FIDELIDADE = PARTE 5

O Toca Discos, e seus ajustes.

Na parte anterior, falei sobre o disco de vinil e dei uma base sobre o toca-discos. Agora, vamos nos aprofundar um pouco mais no funcionamento do mesmo e nos ajustes necessários para que ele possa funcionar corretamente e entregar um som realmente nos padrões Hi-Fi.

O toca-discos é um elemento eletromecânico de grande precisão, e a perfeita harmonia entre a escolha de seus componentes e ajustes é de extrema importância para se conseguir o máximo de performance na conversão dos sinais gravados nos sulcos do disco de vinil para os sinais elétricos entregues à amplificação.

Music Hall MMF 2.2 Belt Drive

Os ajustes dos componentes de um toca-discos são delicados e dependem de ferramentas e instrumentos específicos para se conseguir o melhor resultado. Um toca-discos desajustado, além de não proporcionar um som de qualidade, também compromete a vida útil do disco de vinil e da agulha.

Dentre os diversos tipos de toca-discos, falaremos apenas dos tipos de braço pivotante e funcionamento manual, que são os mais utilizados na reprodução de som Hi-Fi. Outros dois tipos, que não trataremos em detalhes, mas que também são muito comuns, são:

1) Toca-discos Automáticos

Os toca-discos automáticos possuem mecanismos complicados que são difíceis de ajustar e manter. Com muitos componentes, aumentam-se as chances de problemas.

Esses mecanismos precisam aplicar forças extras ao conjunto do braço, interferindo no percurso da agulha no disco de vinil. Se esses mecanismos falharem, qualquer ajuste aplicado ao toca-discos pode ser drasticamente alterado, além do risco de danificar o disco, a cápsula e a agulha. Por isso, é aconselhável evitar este tipo de toca-discos.

Toca discos automático

2) Toca-discos de Braço Tangencial ou Linear

Os toca-discos com braço de tração tangencial são projetados para reduzir a distorção no ângulo que a agulha acompanha os sulcos do disco. Embora sejam eficazes até certo ponto, problemas com seus mecanismos são comuns. Esses toca-discos também aplicam forças extras à cápsula e à agulha devido à necessidade de motores e molas no controle do braço.

Toca discos de braço tangencial (linear)

As partes que compõem um toca-discos com braço pivotante são descritas na figura abaixo, de forma geral, destacando os principais componentes de um toca-discos manual:

1. Base ou Chassi: A estrutura principal que sustenta todos os componentes do toca-discos.

2. Prato: Superfície giratória onde o disco de vinil é colocado para reprodução.

3. Motor: Responsável por girar o prato a uma velocidade constante e precisa.

4. Braço de Toca-discos (Tonearm): Componente essencial que suporta a cápsula e a agulha, movendo-se ao longo dos sulcos do disco.

5. Cápsula e Agulha: A cápsula contém a agulha (stylus), que faz contato com os sulcos do disco para reproduzir o som.

6. Contrapeso: Peso ajustável na extremidade oposta do braço de toca-discos para equilibrar a pressão da agulha sobre o disco.

7. Antiskating: Mecanismo para contrabalancear a força centrífuga que puxa o braço em direção ao centro do disco.

8. Cabeça de Leitura (Headshell): Plataforma onde a cápsula é montada. Pode ser substituível para permitir a troca de cápsulas.

9. Elevador de Braço: Mecanismo para levantar e baixar o braço de toca-discos sem danificar a agulha ou o disco.

Esses componentes formam o conjunto essencial de um toca-discos com braço pivotante, garantindo a reprodução precisa e de alta qualidade dos discos de vinil.

Os componentes do toca discos manual

Componentes de um Toca-discos com Braço Pivotante:

A) Prato: Onde o disco de vinil é apoiado e tracionado pelo motor e seu sistema de tração.

B) Borracha, Berço, Esteira: Feitos de borracha, feltro ou outro material macio antiestático, sua função é manter o disco de vinil apoiado no prato sem permitir deslizamento, além de ajudar a isolar as vibrações provenientes do conjunto prato e motor.

C) Contrapeso: Permite o ajuste do peso que a cápsula aplica ao disco, conhecido como tracking force.

D) Anti-Skate: Mecanismo que aplica uma força horizontal à cápsula para compensar a força centrífuga que a agulha aplica na parte interna do sulco devido ao movimento giratório do disco. Pode ser constituído de mola ou contrapesos, sendo estes últimos mais precisos.

E) Mecanismo de Levantamento do Braço (Cueing): Permite levantar ou abaixar o braço de forma suave em direção ao disco.

F) Suporte de Apoio e Travamento do Braço: Mantém o braço do toca-discos estável durante a operação.

G) Braço (Tonearm): Alguns são retos e outros em forma de "S". A construção e os materiais do braço influenciam significativamente na qualidade e estabilidade da conversão do sinal mecânico no disco para o sinal elétrico entregue ao amplificador.

H) Luz Estroboscópica: Piscando em um intervalo preciso, ajuda a determinar e ajustar a velocidade de rotação correta do prato em conjunto com as ranhuras no prato.

I) Headshell: Cabeçote de montagem da cápsula que permite acoplá-la ao braço. Alguns ajustes de posicionamento da cápsula podem ser realizados nele.

J) Ajuste de Passo (Pitch): Permite modificar ou ajustar a velocidade fina de rotação do prato.

K) Seletor de Velocidade: Permite alternar a velocidade de rotação do prato entre 45 e 33 1/3 RPM (rotações por minuto).

L) Base: Estrutura de montagem e sustentação de todos os componentes do toca-discos.

M) Pino Central: Centraliza o disco de vinil no prato.

Na figura, por razões óbvias, não estão representados os motores e mecanismos de tração.

Esses são os principais componentes que compõem um toca-discos com braço pivotante, cada um desempenhando um papel crucial na reprodução precisa e de alta qualidade do som dos discos de vinil.

Tocadiscs de correia versus direct drive.

Ambos os tipos de tracionamento têm seus prós e contras, e a escolha dependerá da aplicação para a qual o toca-discos é destinado.

Tracionamento Direct Drive

No tracionamento direct drive, o eixo do motor é conectado diretamente ao prato, girando em baixa velocidade,  na mesma velocidade do prato. Este tipo de motor possui alto torque, o que permite uma melhor aceleração do prato e minimiza variações de velocidade causadas pelo atrito da agulha com o disco. É possível parar o prato e girá-lo manualmente no sentido contrário, uma característica importante para DJs, mas não traz vantagens significativas para audição Hi-Fi.

Porém, como o eixo do motor está diretamente ligado ao prato, não há amortecimento mecânico no acoplamento, o que faz com que ruídos mecânicos gerados pelo motor sejam facilmente transmitidos ao conjunto. Isso inclui um ruído de baixa frequência constante, conhecido como Rumble. Mesmo que este ruído esteja abaixo do limiar de sensibilidade auditiva, pode saturar estágios de amplificação e afetar os alto-falantes de graves (woofers e subwoofers), causando distorções.

Se os cones dos seus alto-falantes de graves se movimentam excessivamente mesmo em passagens silenciosas, o problema pode estar relacionado ao Rumble gerado pelo mecanismo do toca-discos. Alguns sistemas de amplificação possuem filtros passa-alta para minimizar esses efeitos, e muitos têm uma chave no painel para ligar ou desligar esse filtro.

Tracionamento por Correia

No tracionamento por correia, o motor é montado em amortecedores, isolando-o mecanicamente da base do toca-discos, ou montado separadamente em toca-discos Hi-End. A força rotacional gerada pelo motor é transmitida ao prato por uma correia de borracha ou silicone flexível, o que ajuda a isolar qualquer ruído mecânico gerado pelo motor, impedindo que ele chegue ao prato.

A principal vantagem é a redução significativa do Rumble transmitido ao sistema de audição. Isso faz do tracionamento por correia a escolha preferida para toca-discos de alta qualidade Hi-End. No entanto, suas desvantagens incluem o baixo torque dos motores e a impossibilidade de parar o prato e inverter a rotação manualmente, tornando-o inadequado para uso em mesas de DJs.

Ruídos Mecânicos

Além do Rumble mencionado, outros problemas relacionados ao sistema de tracionamento incluem o Wow & Flutter, causado por variações na velocidade e modulação dessas variações introduzidas no movimento do prato. Os circuitos de controle de velocidade têm grande influência nessas variações, que são mínimas nos toca-discos de alta qualidade.

Como o toca-discos converte a ação mecânica da agulha nos sulcos do disco em sinal elétrico para amplificação, qualquer vibração mecânica, seja originada no próprio toca-discos ou não, pode ser convertida em sinal elétrico indesejável na audição Hi-Fi. Vibrações induzidas pelo som amplificado podem gerar vibrações na mesa ou rack onde o toca-discos está instalado, que são transmitidas à sua base, prato e agulha. Isso pode resultar em realimentação acústica nas frequências graves, causando estrondos indesejáveis.

Para minimizar esses efeitos, as bases dos toca-discos devem ter massa considerável e serem apoiadas sobre pés amortecedores. Além disso, o toca-discos deve ser montado longe das caixas acústicas e seus alto-falantes de graves.

Ruídos Elétricos

O sinal elétrico gerado pela cápsula do toca-discos é extremamente fraco, da ordem de 5 mV (milivolts), e precisa ser amplificado. Devido à sua baixa intensidade, o sistema está sujeito a interferências elétricas de circuitos internos, dispositivos elétricos externos e da própria rede elétrica.

Um tipo comum de ruído elétrico é o Hum, que ocorre em qualquer rede elétrica e é caracterizado por um som constante de baixa frequência (60 Hz no Brasil). Geralmente está relacionado a um aterramento inadequado do sistema de som e do toca-discos, ou à falta de blindagem adequada nos cabos e circuitos por onde passa o sinal elétrico nos estágios iniciais da cadeia de áudio.

Os fios que saem da cápsula passam pelo braço do toca-discos, que, se for metálico e estiver adequadamente aterrado, oferece a blindagem necessária contra interferências externas. Se o braço for de material não metálico, esses fios devem ser providos de uma blindagem extra. Todas as partes metálicas do toca-discos devem ser aterradas, geralmente através de um fio de aterramento conectado ao terminal correspondente no pré-amplificador de phono ou amplificador integrado.

Ajustes

Os ajustes no toca-discos são essenciais para garantir sua utilização e performance adequadas. Embora sejam geralmente simples de realizar, exigem habilidade e paciência para obter resultados satisfatórios sem danificar o mecanismo, especialmente a agulha. Antes de iniciar qualquer ajuste, consulte as informações fornecidas pelo fabricante no manual e certifique-se de ter as ferramentas adequadas à disposição.

Ajuste da Velocidade de Rotação do Prato

Permite ajustar finamente a velocidade de rotação do prato. Alguns toca-discos de alta qualidade não possuem esse ajuste, pois sua velocidade é controlada eletronicamente. No entanto, muitos têm indicadores estroboscópicos que permitem a verificação e ajuste fino da velocidade. Esses indicadores são compostos por ranhuras gravadas no prato e uma luz estroboscópica que ilumina essas ranhuras. Na velocidade correta, as ranhuras parecem estar paradas; se estiverem em movimento, indica que a velocidade está fora do esperado. Como existem duas velocidades de rotação de discos comuns, há também duas faixas de ranhuras: uma para 33 1/3 RPM e outra para 45 RPM.

Ranhuras no prato e luz estroboscópica 

Alguns toca discos não possuem indicadores de velocidade, mas isso pode ser resolvido com a compra ou confecção de um disco estroboscópico com faixas de marcação para a aferição. Para utilizar estes discos, porém, é necessário a utilização de uma iluminação com lâmpada que "pisque" na frequência da rede de energia, no Brasil 60Hz. Lâmpadas compactas, incandescentes ou mesmo lampadas de iluminação LED não servem. Lâmpadas fluorescentes com reatores discretos (não os eletrônicos) se prestam muito bem a este serviço.

Pode-se, facilmente, construir um iluminador com LED ou lâmpadas NEON para esta finalidade, mas a descrição de construção está fora do escopo deste artigo, por necessitar de conhecimentos técnicos específicos para isso. Já os modelos de discos estroboscópicos podem facilmente serem baixados da internet.

Exemplo de disco estroboscópico que pode ser baixado da internet.

Ajuste do peso da agulha

Normalmente chamado de "traking force" ou força de tração, determina que força a agulha fará na superfície do disco, durante a reprodução. Sendo o ajuste mais fundamental do toca disco,  o peso é determinado pelo fabricante do conjunto cápsula e agulha, normalmente é da ordem de uma ou duas gramas.

Todo toca disco de qualidade permite o ajuste deste parâmetro dentro de certos limites, digo certos limites porque alguns, embora permitam o ajuste, a construção de seu mecanismo de braço restringem a faixa de atuação. 

O ajuste é feito por um anel ou contrapeso localizado atras do braco, na posição oposta a da cápsula. Normalmente possuem uma escala que, quando corretamente utilizada, permite ajustar a força de tração da agulha. Comumente ajuste é feito após todos os outros ajustes, quando possíveis, forem efetuados.

Contrapeso de ajuste da força de tracking

O procedimento mais comum para ajuste da força de tracionamento é:

1) Com a cápsula instalada e o braço fora da área do disco, movimente o contra-peso de forma a equilibrar o braço na posição horizontal.

2) cheque se este equilíbrio se mantem na área do disco, sem que a agulha o toque.

3) Rode somente o anel com a escala, mantendo o resto do contra peso parado, até que a posição zero esteja coincidente com a marcação de referência. 

4) Rode todo o contra-peso, junto com a escala, para a posição em gramas sugerida pelo fabricante da cápsula e agulha. 

Para os ajustes mais precisos é necessário a utilização de uma balança de precisão dedicada a esta função que pode ser adquirida no mercado. Estas balanças medem com precisão a força exercida pela agulha no disco. 

Balança comercial, dedicada a aferição de tracking force.

Eu utilizo uma balança de precisão, muito barata, que pode ser comprada no mercado nacional. 

Embora não seja dedicada a toca discos, cumpre adequadamente a função e a unica observação é que será necessário a retirada do prato do toca discos para utiliza-la, senão a inclinação do braço não estará de acordo com a posição normal de uso.

Balança facilmente encontrada no mercado nacional

É bom lembrar, que as cápsulas e agulhas de maior qualidade devem trabalhar dentro da faixa de poucas gramas de força, determinada pelos seus fabricantes. O correto ajuste determinará a precisão do acompanhamento dos sulcos do disco, a qualidade do som produzido e a vida útil do conjunto.

Alguns toca discos e conjuntos de cápsulas destinados a DJs necessitam de forças de tração muito altas que podem passar de 5 gramas. Estes toca discos devem ser evitados para audições em Hi Fi e para a saúde de seus preciosos discos de vinil.

Com um correto ajuste da força de tração o conjunto capsula e agulha pode trabalhar dentro dos limites mecânicos impostos pelo seu projeto, permitindo a melhor performance possível. 

Efeitos no conjunto cápsula e agulha  pelo ajuste de tracking force (clique para ampliar)

Na próxima parte continuaremos descrevendo os ajustes.

Continua....

Parte 4