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Cartucho magnético

Cápsula fonográfica de bobina móvil Audio Technica AT-F3 Un cartucho magnético , más comúnmente llamado cartucho fonográfico o cápsula fonográfica o (coloquialmente) cápsula fon...

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Cápsula fonográfica de bobina móvil Audio Technica AT-F3

Un cartucho magnético , más comúnmente llamado cartucho fonográfico o cápsula fonográfica o (coloquialmente) cápsula fonocaptora , es un transductor electromecánico que se utiliza para reproducir discos fonográficos en un tocadiscos .

El cartucho contiene una aguja extraíble o fija , cuya punta —generalmente una piedra preciosa, como un diamante o un zafiro— hace contacto físico con el surco del disco. En el lenguaje popular y en la jerga de los disc jockeys , la aguja, y a veces todo el cartucho, se denomina comúnmente aguja. A medida que la aguja recorre el surco dentado, hace vibrar una palanca sobre la que se monta un imán permanente que se mueve entre los campos magnéticos de conjuntos de bobinas electromagnéticas en el cartucho (o viceversa: las bobinas están montadas en la palanca y los imanes en el cartucho). El desplazamiento de los campos magnéticos genera una corriente eléctrica en las bobinas. La señal eléctrica generada por el cartucho puede amplificarse y luego convertirse en sonido mediante un altavoz . [ 1 ]

Historia

El primer tipo de cápsula fonográfica eléctrica de éxito comercial se introdujo en 1925. Aunque electromagnética, su semejanza con las cápsulas magnéticas posteriores es remota: empleaba un voluminoso imán en forma de herradura y utilizaba las mismas agujas de acero desechables que habían sido estándar desde la aparición de los primeros tocadiscos de discos mecánicos en la década de 1890. Este primer tipo de cápsula magnética dominó el mercado hasta bien entrada la década de 1930: a finales de esa década fue sustituida por la cápsula de cristal piezoeléctrico , comparativamente más ligera; sin embargo, el uso de agujas metálicas desechables de corta duración siguió siendo habitual. Durante los años inmediatamente posteriores a la Segunda Guerra Mundial , a medida que se sustituían los antiguos tocadiscos con cápsulas muy pesadas, las puntas de aguja de precisión y larga duración, fabricadas con zafiro o el exótico metal duro osmio, se hicieron cada vez más populares. No obstante, los discos para uso doméstico seguían fabricándose con el mismo compuesto abrasivo de goma laca, formulado para desgastar rápidamente las puntas de las agujas de acero y adaptarlas al surco.

La introducción del disco de vinilo de 33 1/3 rpm en 1948 y del sencillo de 45 rpm en 1949 impulsó a los consumidores a actualizarse a un nuevo tocadiscos multivelocidad con la aguja de punta más pequeña necesaria. El zafiro y el diamante se convirtieron entonces en los materiales estándar para las puntas de las agujas. Al principio, las nuevas agujas venían instaladas en cápsulas de cristal piezoeléctrico o cerámica más pequeñas y ligeras, del tipo general que se encontraba en los tocadiscos portátiles económicos durante toda la era fonográfica. Las cápsulas de cerámica se siguen utilizando en la mayoría de los tocadiscos compactos y de estilo retro que se fabrican actualmente, en parte porque son relativamente robustas y resistentes a los daños por un manejo descuidado, pero sobre todo porque son económicas. Sin embargo, durante la década de 1950, apareció una nueva generación de cápsulas magnéticas pequeñas, ligeras y de alta flexibilidad que rápidamente ganaron popularidad entre los entusiastas de la alta fidelidad debido a su rendimiento audiblemente superior. La alta flexibilidad también redujo el desgaste de los discos. Pronto se convirtieron en un elemento estándar en todos los sistemas de audio, excepto en los más económicos, y son el tipo de cápsula fonocaptora más común en uso hoy en día.  

Diseño y construcción

El cartucho consta de varios componentes: la aguja, el voladizo, los imanes, las bobinas y el cuerpo. La aguja es la parte que, durante su uso, actúa como interfaz con la superficie del disco y registra las modulaciones del surco. Generalmente está hecha de un pequeño diamante pulido u otra gema industrial. El voladizo soporta la aguja y transmite sus vibraciones al conjunto bobina/imán. [ 2 ] El primero suele estar hecho de boro o aluminio, y antiguamente de berilio, aunque algunos fabricantes comercializan modelos con voladizos de gemas exóticas. [ 3 ] La mayoría de los cartuchos de imán móvil tienen subconjuntos de aguja-voladizo desmontables que permiten su reemplazo sin necesidad de desmontar y sustituir todo el cartucho cuando la aguja se desgasta. [ 4 ]

Acoplada al brazo fonocaptor, la función del cuerpo de la cápsula es proporcionar a las partes móviles una plataforma estacionaria para que puedan seguir el surco con precisión. [ 2 ]

Tipos

En los sistemas de alta fidelidad, las pastillas de cristal y cerámica han sido reemplazadas por la cápsula magnética, que utiliza un imán móvil o una bobina móvil.

En comparación con las cápsulas de cristal y cerámica, la cápsula magnética suele ofrecer una mayor fidelidad de reproducción y un menor desgaste del disco al seguir el surco con menor presión. Las cápsulas magnéticas utilizan fuerzas de seguimiento más bajas, lo que reduce el riesgo de dañar el surco. Además, tienen un voltaje de salida menor que las cápsulas de cristal o cerámica, del orden de unos pocos milivoltios, lo que requiere una mayor amplificación.

Cartuchos de imán móvil (MM) y de hierro móvil (MI)

En un cartucho de imán móvil, la aguja sostiene un pequeño imán permanente , situado entre dos conjuntos de bobinas fijas (en un cartucho estereofónico), formando un pequeño generador electromagnético. A medida que el imán vibra al seguir la aguja el surco del disco, induce una pequeña corriente en las bobinas.

Debido a que el imán es pequeño, tiene poca masa y no está acoplado mecánicamente al generador (como en un cartucho cerámico), una aguja correctamente ajustada sigue el surco con mayor fidelidad, requiriendo menos fuerza de seguimiento (la presión hacia abajo sobre la aguja).

Los tipos de imanes móviles de hierro e inducidos (el ADC es un ejemplo bien conocido) tienen una pieza móvil de hierro u otra aleación ferrosa acoplada a la viga en voladizo (en lugar de un imán), mientras que un imán permanente más grande se encuentra sobre las bobinas, proporcionando el flujo magnético necesario .

Cápsulas de bobina móvil (MC)

Diagrama del cartucho de bobina móvil, que muestra las partes esenciales.

El diseño MC es, de nuevo, un pequeño generador electromagnético, pero (a diferencia del diseño MM) con el imán y las bobinas invertidos: las bobinas están unidas a la viga en voladizo y se mueven dentro del campo de un imán permanente. Las bobinas son diminutas y están hechas de alambre muy fino.

Dado que el número de espiras que puede soportar una armadura de este tipo es reducido, el nivel de tensión de salida también lo es. La señal resultante es de tan solo unos cientos de microvoltios, por lo que se ve más fácilmente afectada por ruido, zumbidos inducidos, etc. Por consiguiente, resulta más difícil diseñar un preamplificador con las entradas de ruido extremadamente bajo necesarias para las cápsulas de bobina móvil; por ello, en ocasiones se utiliza un transformador elevador.

Sin embargo, existen muchos cartuchos de bobina móvil de "alta salida" que tienen niveles de salida similares a los de los cartuchos MM. [ 4 ]

Las cápsulas de bobina móvil son instrumentos de precisión extremadamente pequeños y, por lo tanto, suelen ser caras, pero los audiófilos las prefieren con frecuencia debido a un rendimiento subjetivamente superior.

Cartuchos de Micro Cross Móviles (MMC)

El diseño MMC fue inventado y patentado por Bang & Olufsen . La cápsula MMC es una variante del diseño de hierro móvil (MI). Los imanes y las bobinas permanecen fijos, mientras que una microcruz se mueve con la aguja, variando así la distancia entre los brazos de la cruz y los imanes. Se afirma que el diseño MMC permite una separación de canales superior , ya que los movimientos de cada canal se producen en un eje independiente.

Imán móvil frente a bobina móvil

Los cartuchos de imán móvil se encuentran con mayor frecuencia en la gama baja del mercado, mientras que la gama alta suele estar dominada por los diseños de bobina móvil. El debate sobre si los diseños MM o MC ofrecen un mejor sonido suele ser acalorado y subjetivo. La distinción entre ambos a menudo se difumina debido a consideraciones de costo y diseño; por ejemplo, ¿puede un cartucho MC que requiere una amplificación adicional superar a un cartucho MM bien fabricado que necesita etapas de entrada más sencillas?

  • Las cápsulas MC ofrecen una inductancia e impedancia muy bajas, lo que significa que los efectos de la capacitancia (en el cable que va de la cápsula al preamplificador) son insignificantes, a diferencia de las cápsulas MM, que presentan una inductancia e impedancia comparativamente muy altas. En estas últimas, la capacitancia del cable puede afectar negativamente la planitud de la respuesta en frecuencia y la linealidad de la respuesta de fase . Esto explicaría una posible ventaja sonora de las cápsulas MC.
  • Generalmente se cree que los cartuchos MC tienen menor masa móvil. Sin embargo, los cartuchos MM de calidad pueden ofrecer una masa móvil igual o inferior a la de algunos cartuchos MC. Por ejemplo, el avanzado Technics EPC-100CMK4, con  una masa efectiva en la punta de 0,055 mg y diseño de imán móvil, ofrece una masa efectiva en la punta de 0,270 mg. En comparación, el popular cartucho de bobina móvil Denon DL-301 tiene una masa efectiva en la punta de 0,270  mg.
  • Clasificar los cartuchos según su motor (MC frente a MM) ignora el hecho de que la forma de la punta de la aguja (cónica frente a elíptica frente a formas avanzadas), el montaje (adherido frente a sin adhesivo), el material del voladizo (aluminio frente a boro frente a berilio) y el diseño del voladizo (varilla sólida frente a tubo enrollado) influyen significativamente en el sonido, y esto puede explicar una mayor variación en la calidad del sonido que el tipo de motor utilizado.

Los cartuchos MM generalmente tienen una salida de 3 a 6  mV, compatible con las entradas MM de los preamplificadores. Los cartuchos MC vienen en dos variedades: baja salida (normalmente < 1,0  mV) y alta salida (más de 1,5  mV); también existen algunos con salida muy baja (0,3  mV o menos). Los cartuchos MC de alta salida son una concesión para la compatibilidad con las entradas MM de preamplificadores más antiguos; los cartuchos MC de baja salida pueden generar ruido excesivo o tener una ganancia de preamplificador insuficiente para llevar los amplificadores a su salida nominal si se usan en entradas MM. La mayoría de los preamplificadores de estado sólido tienen entradas MC separadas de alta ganancia y bajo ruido para adaptarse a estos. Los cartuchos con salida muy baja necesitan una etapa de preamplificación de fono separada antes de la entrada a una etapa de preamplificación MC o MM.

Cartuchos "London Decca"

Las cápsulas fonográficas Decca presentaban un diseño único, con imanes y bobinas fijos. El vástago de la aguja estaba compuesto por una punta de diamante, una pequeña pieza de hierro dulce y un voladizo en forma de L de acero no magnético. Dado que el hierro se colocaba muy cerca de la punta (a menos de 1  mm), sus movimientos podían seguirse con gran precisión. Los ingenieros de Decca denominaban a esto "escaneo positivo". La compliancia vertical y lateral se controlaba mediante la forma y el grosor del voladizo. Las cápsulas Decca gozaban de gran reputación por su musicalidad; sin embargo, las primeras versiones requerían mayor fuerza de apoyo que los diseños de la competencia, lo que generaba preocupación por el desgaste de los discos.

Referencias

  1. ↑ "Gary Galo desmitifica la ecualización en la grabación de discos" . audioxpress.com . Consultado el 15 de enero de 2023 .
  2. 1 2 "Hoja de datos del producto" . Audiophile Systems Ltd. (c. 1997)
  3. ↑ "Cartuchos Dynavector mc mm" . Origin Live. Archivado el 31 de agosto de 2014 en Wayback Machine desde el original del 16 de septiembre de 2014.
  4. 1 2 "Dynavector DV-10x4 MKII" . TNT Audio
  • Historia de los cartuchos según el libro 'Hi-Fi All-New 1958 Edition'.
  • Comprender las cápsulas fonográficas por SK Pramanik, ingeniero de I+D de audio – Bang & Olufsen – Struer, Dinamarca, 'Understand Phono Cartridges', Audio Vol. 63 (marzo de 1979).
  • Dominando el arte de elegir una cápsula fonográfica : una guía moderna y práctica sobre los tipos de cápsulas fonográficas, la compatibilidad con el brazo, las formas de la aguja, los materiales del voladizo y el cuidado de los discos.