RIAA - wpływ na tony średnie i wysokie

Korekcja RIAA wpływa na odstęp od zakłóceń zarówno polepszając go jak i pogarszając. Poprawia stosunek sygnał-szum, ale wzmacnia zakłócenia w zakresie niskich częstotliwości. W czasie wprowadzania korekcji RIAA zakłócenia w niskich częstotliwościach nikogo nie interesowały, bo sprzęt w domach i tak ich nie odtwarzał, natomiast problem polegał na tym, że płyty szumiały i można było na nich nagrać tylko krótkie utwory.

Wprowadzenie korekcji RIAA rozwiązuje problem czasu nagrania i szumu, ale jest kompromisem i jak każdy kompromis ma wady. Oprócz pogorszenia odstępu od zakłóceń w dolnym skraju pasma są też inne konsekwencje.

Wzmacniacze używane do nacinania matryc mają moc wieluset wat na kanał, a głowice nacinające trzeba chłodzić, np. wodą, inaczej się spalą. Co powoduje, że potrzebna jest tak duża moc?

Konieczność zastosowania sztywnego zawieszenia systemu tnącego czyli mała skuteczność głowicy. Można też uzasadniać to twardością materiału, co raczej dotyczy tylko nacinania w miedzi. Jednak gdyby nie korekta RIAA moce wzmacniaczy mogłyby być znacząco mniejsze, nawet uwzględniając pozostałe czynniki. Dzieje się tak dlatego, że przy wzmocnieniu sygnału o 20 dB jego moc wzrasta 100 razy. Biorąc pod uwagę czynniki mechaniczne można przyjąć, że wystarczyłaby moc kilkadziesiąt czy może sto wat na kanał. Jednak po korekcji RIAA ta moc musi być znacznie większa.

Głowica nacinająca pracuje na granicy możliwości termicznych ale również mechanicznych. Zwiększenie głośności ponad limit, powoduje, że zniekształcenia rosną lawinowo i są tak duże, że można je bez trudu usłyszeć.

Analizując wykresy zniekształceń wnoszonych przez przetworniki np. głośniki, można zauważyć, że ich wartość utrzymuje się na pewnym dość stałym poziomie i wzrasta dla częstotliwości rezonansowych i zakresów skrajnych, w których przetwornik już nie może pracować. Najważniejsze jest to, że normalne widmo sygnału ma moc coraz mniejszą im wyższe są częstotliwości.

Jeśli chodzi o głowicę nacinającą, to ona pracuje z sygnałem, którego moc nie spada z częstotliwością, bo jest sztuczne zwiększona. Wobec tego spektrum zniekształceń dla głowicy nacinającej nie może utrzymywać się na jakimś w miarę stałym poziomie, ale ze względu na wzrost mocy sygnału dla wysokich częstotliwości one także muszą w tym zakresie nieproporcjonalnie rosnąć.

Wobec tego głowica może naciąć głośno czysto i tony niskie i średnie, ale tony wysokie będą już silnie przesterowane.

Teoretyczny wykres charakterystyki częstotliwościowej i zniekształceń idealnego przetwornika. Idealny przetwornik wysterowany do poziomu odniesienia 0 dB - linia zielona - wykaże pewien stały poziom zniekształceń - linia żółta. Jeśli sygnał będzie zmieniony w ten sposób, że od 1 kHz siła sygnału wzrośnie - linia pomarańczowa - wtedy wzrośnie również poziom zniekształceń - linia czerwona. Nie znaczy to wcale, że skoro siła sygnału wzrośnie o pewną wartość, to o taką samą wartość wzrosną zniekształcenia. Zniekształcenia wzrosną nieproporcjonalnie silniej.

Płyty nacięte niestarannie mają szorstkie brzmienie i przesterowane sybilanty. Pilnowanie głośności winyla ma więc dwa aspekty. Zbyt głośne i stereofoniczne basy nie dadzą się odtworzyć. Za duża głośność wysokich tonów spowoduje przesterowanie głowicy tnącej. Jeśli wkładka gramofonowa dla wysokich tonów wprowadza zniekształcenia rzędu 0,2% to głowica raczej o rząd wielkości większe i to przy bardzo restrykcyjnym pilnowaniu wysterowania.

W odniesieniu do wcześniejszego posta dotyczącego Loudness War - na winylach usunięcie clippingu czyli zastosowanie bardzo stromego filtra dolnoprzepustowego jest tak ważne przy nacinaniu dlatego, że dodatkowa ilość wysokich częstotliwości doprowadzi do ekstremalnego przesterowania głowicy.

Poziom zniekształceń, który można zaakceptować to jeden-dwa procent dla zniekształceń harmonicznych. Sztuka nacięcia płyty polega na tym, żeby osiągnąć maksymalny poziom głośności, ale tylko taki, żeby zniekształcenia nie przekroczyły procenta lub dwóch.

Zdarzają się płyty, które pokazują skutki niedopilnowania tych szczegółów. Najszybciej można znaleźć przykłady źle naciętych płyt pośród wydawnictw z demoludów. Istnieje co najmniej jedna polska płyta, która jest od początku do końca przesterowana na średnich i wysokich tonach. Jest masa takich, które są lekko przesterowane i objawia się to głównie syczącymi sybilantami.

Ten bogaty katalog płyt źle naciętych, bo albo master był źle przygotowany, albo technik nie pilnował poziomów wysokich tonów pokazuje wyraźnie jak duże ograniczenia ma płyta analogowa. Albo raczej jak wielu tricków i sztuczek trzeba użyć, żeby je zminimalizować.

Na zachodzie też się wpadki zdarzają, ale źle nacięte płyty zazwyczaj idą na przemiał, a wytwórnia musi wytłoczyć nakład od nowa. Dlatego płyt z ewidentnie zniekształconym zakresem średnio-wysokim raczej nie ma w handlu.

Jeśli więc ktoś zachwyca się dźwiękiem z płyty analogowej, to bardziej dlatego, że nie słucha uważnie, ale przede wszystkim z tego powodu, że nie ma możności porównania oryginalnego nośnika z płytą. Trzeba dodać, że nawet mając oryginalny nośnik, bo jest dostępny w wersji cyfrowej, trudno zauważyć zmiany i manipulacje, które wykonano przy produkcji płyty winylowej. Słuch jest pod wieloma względami narządem bardzo mało precyzyjnym, a ludzie produkujący płyty znają się, zazwyczaj doskonale, na tym co robią.