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.
