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MCカートリッジの出力電圧レベル2

前回の記事で、DL-103のインピーダンスや出力レベルを実測して確認しました。

では、実際に音楽が記録されたレコードを再生した時にカートリッジから出力される信号レベルは一体どのくらいなのでしょうか?

というわけで、今度は実際にレコードを再生するとカートリッジからどのくらいの電圧が出てくるのかをチェックしてみます。


まずは基準となる信号レベルとして、1kHz 5cm/secのラテラル信号を再生してみました。
負荷はオープン(200kΩ)です。

1khz5cm.png
緑がRMS(実効値)レベルで、黄色がピークレベルです。

前半は参考用にナレーション部分を入れました。
1kHzの部分電圧レベルは0.4mVrmsです。仕様書では負荷の値が不明ですが0.3mVとなっていますので、開放でこの値なら概ね正しいといえるでしょう。



では次は実際に音楽を再生してチェックします。
MCヘッドアンプ等の設計で参考になるよう、なるべくカッティングレベルが高く、音の大きそうな盤を探して3枚チェックしました。


■浜崎あゆみのリミックス盤 TRAUMAから
この手のレコードは「ラウドカット盤」とかいうらしいですが、とにかく音が大きくてノイズが目立たないカッティングになっています。

カートリッジ直の信号
ayu.png
MCカートリッジの出力レベルは、仕様書の値から1mV未満のイメージがありますが、レベルの変移を見るとRMSで1mV、ピークでは5mVほどの値が観測されました。
RIAAイコライザを通す前の信号ですので、高域ほど記録レベルが高くなっている状態です。それではRIAAイコライザを通した後の信号も観てみましょう。


RIAAイコライザ出力(1kHz 5cm/sec ラテラル信号で400mVrmsに設定)
ayuriaa.png
※同じ楽曲中ですが、切り出した部分は同一ではありません。

ピークレベルは若干下がっているものの、概ね変わらない電圧レンジに収まっています。これは、楽曲において低域から高域まで万遍なく記録されている状態だと考えられます。マルチバンドリミッタのような現代的なマスタリングツールを使っているからというのもあるかもしれません。


続いて、別の盤も再生してみます。

■We Are The World 45rpm 30cm盤
45回転でカッティングレベルが高そうなので、これも再生してみました。


カートリッジ直の信号
weare.png


RIAAイコライザ出力
weareriaa.png

こちらは全体のレベルこそ大きくはないものの、カートリッジ直の出力では突出したピークが目立っています。これは高音のアタックの部分でしょう。RIAAイコライザを通すと均されて目立たなくなりますが、MCヘッドアンプ等では7mVp(14mVp-p)でもクリップしないよう考慮する必要があるということです。まあ、高域なのでクリップしても高調波は可聴外に追いやられて耳につくことも無さそうですが…。



■テラーク チャイコフスキー1812
これは大砲の音で針が飛ぶという大音量で有名な盤ですが、波形をみると…


カートリッジ直の信号
1812.png


RIAAイコライザ出力
1812riaa.png

RIAAイコライザ出力のピーク値では大砲部分で5Vpと最大値を記録したものの、それ以外の部分ではさほど大きなレベルではありませんでした。
意外や意外。ピークの取りこぼしの可能性も否めませんが、まあ実際は大砲の音は低音寄りなので、こんなものなのでしょう。



まとめ
レコードカートリッジでは基準出力電圧レベル(1kHz 5cm/sec ラテラル信号)での値に対してRMSで3倍、ピーク電圧で20倍近く(p-pだと40倍)くらいの電圧が出てくることがある。基準レベルが0.4mVrmsのカートリッジなら16mVp-pくらいは考慮する必要がある。

RIAAイコライザ出力では基準レベルのRMS値に対して12.5倍くらいのピーク値(p-pで25倍)以上のマージンを確保したい。

ヘッドアンプのゲインについては、浜崎あゆみのリミックスがCDと同等の音圧で記録されているとして考えると、入力換算で3mVp-pの信号をCDプレーヤのラインレベルの2Vrmsすなわち5.6Vp-pまで増幅するならば、1kHz基準で1870倍なので65dBくらいは欲しいということになるのでしょうか。
でも、これのゲインで大砲で歪まないためには18.7Vp-pくらいまでマージンが必要なことになる??
まあこのへんはボリュームで調整できる範囲に収まるようにするとか、うまく折り合いつけないといけないね。
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