LP Nasıl Çalışıyor?

Haziran/Temmuz 2007 sayısını ağırlıkta analog cihazlara ayıran Absolute Sound’dan Robert Harley’in yazısı (alıntı/tercüme)

Tercümeyi yapan Sayın B. Manusso’ya teşekkürler.

LP Nasıl çalışıyor?

Traduttore = Traditore. Yani: Tercüman = hain/dönek
Yaban arısının uçuşu kadar hayret verici! Bir yanda seri üretim sonucu bir plastik parçasının üzerinde bulunan 1 inçin binde üçü inceliğindeki bir yivin üstünde dolanan parlatılmış bir elmas parçası ve öteki yanda müzik sisteminden yükselen Bach’ın tınıları.

130 sene kadar önce Thomas Edison, titreşen havanın (yani sesin) mekanik bir hale dönüştürülebileceğini ve bu mekanik halden tekrar sese dönüştürülebileceğini kanıtladı. On sene kadar sonra da Emile Berliner, ses kayıt işlemini daha da pratikleştirerek zamanla bildiğimiz LP’ye dönüşecek olan yassı ve yuvarlak diski icat etti.

Bu eski cihazlar tamamiyle mekanikti. Ses şiddeti tamamiyle akustik bir şekilde boğazı dar, ağzı geniş olan bir boru (horn) tarafından yükseltiliyor, boğaza yerleştirilmiş olan diyafram da algıladığı hava basıncı farklılıklarını ona bağlı olan ince uçlu bir metal parçasıyla modülasyon olarak ince bir yive kaydediyordu. Geri çalmak için ise iğne yivdeki modülasyonları takip eder, diyaframa iletir ve horn diyaframın titreşimlerini yükselterek dışarıya veriyordu.

Kayıt ve geri çalmada elektronik çağ 1925’lerde lambaların icadı ile başlar. Amplifiye edilmiş elektrik sinyalleri artık diskleri kazıyan kafalara bilgiyi gönderebiliyor, yivlerdeki modülasyonlar ise elektrik sinyaline dönüştürülüp amplifikasyona uygun hale getirilebiliyordu. Müzik dünyası artık akustik horndan kurtulmuştu.

130 yıllık bir gelişime rağmen, bugünkü LP hala Edison’un temel prensiplerine dayanıyor. Titreşen hava fiziksel bir benzere “representation” dönüştürülebiliyor ve bu fiziksel benzer tekrar titreşen havaya dönüştürülüyor.

Günümüzün LP’si

Günümüzün LP’si uzun yıllardır süregelen araştırma ve geliştirmenin ürünüdür. Bu gelişmelerin en önemlilerinden biri “45/45” diye adlandırılan kayıt sistemidir. Bu system sayesinde tek bir yive 2 farklı sinyal – Stereo – kaydedilebiliyor. “45/45” ismi V şeklinde olan yiv’in plağın yüzeyine 45 derecelik bir açı ile kazıldığından verilmiştir. Yivin sağ ve sol duvarları birbirleriyle 90 derecelik bir açı oluştururlar. Basit bir şekilde anlatmamız gerekirse, sol kanal bilgileri yivin iç tarafına, yani LP’nin merkezine yakın olan tarafa kaydedilir. Sağ kanal bilgileri ise de yivin dış tarafına kaydedilir. (Bkz. Şk. 1) Biraz daha açarsak: Yatay bilgiler sağ ve sol kanallardaki bilgilerin toplamından oluşur. Ayrıca yiv modülasyonlarında bir de dikey olarak okunan bilgiler de var ve bunlar sağ ve sol kanallarda olan farklılıklardan oluşur. Yivlerde bulunan ve farklı şekillerin bütünlüğüyle okunan bu kodlu bilgi iğne gövdesinde bulunan bobinler tarafından otomatik olarak çözülür.

45/45 kayıt sistemiyle stereo elde edildi ancak bildiğimiz Long-Play microgroove mikro yiv ve variable pitch değişken yiv aralığı (yiv arasındaki aralık) sayesinde elde edildi. Yüksek volümlü sinyaller geniş yiv modülasyonları yaratır ve düşük volümlü sinyallerden daha geniş yiv aralığına gereksinmeleri vardır. Bunu gerçekleştirmek için ana sinyali banttan okuyan kafanın önüne “preview head” ön okuyucu kafa adı verilen bir kafa yerleştirilir. Bu kafa sayesinde kaydedilecek bilgi torna tezgahına varmadan once sesin şiddeti belirlenir ve yiv aralığı bu şiddete gore ayarlanır. Bu sistemle bir LP’nin yüzüne 22 dakikalık stereo müzik kaydedilebiliyor. (Tercümanın notu: Bildiğim kadarıyla bu sure artık 30 dakikaya kadar varmaktadır). 78’lik plaklara sadece 5 dakikalık mono müzik kaydedildiğini düşünürsek, azımsanmayacak bir başarı. Bu arada, LP’nin bir yüzündeki yivin uzunluğu 1440 feet civarındadır. (426 metre)

“In the Groove” Yiv’in içinde

Bir LP’yi çalmak için kullanılan güç aslında akıl karıştırıcı. Dikey İzleme Kuvveti (VTF) 1 gram olarak ayarlanan bir iğnenin oluşturduğu güç bir inç kare’ye neredeyse 4 tona eşittir. (1 inç = 2.5 cm) İğnenin yive temas ettiği bölge 1 inç karenin milyonda 0.2 si kadardır. İğnenin yiv ile temas ettiği bölgede oluşan sürtünmeden doğan ısı 500 derece F (260 derece C) ye varır ve anlık da olsa yiv duvarlarının erimesine yol açar.

İdeal şartlar altında pikap kolunun ucundaki iğnenin yiv modülasyonlarını aynen bu modülasyonları yazan kayıt kafası gibi izlemesi gerekir. Ancak gerçekte durum oldukça farklıdır. Değişik faktörler kayıt ve geri okuma (playback) kafalarının hareket çizgilerinde farklılıklar meydana getirirler. İlk olarak, kayıt kafası ve geri okuma kafalarındaki şekil farklılıkları “tracing distortion” izleme distorsiyonu diye tabir edilen bir distorsyonu meydana getirirler. Kayıt kafalarının (cutting head) keskin kenarları vardır. Aksine geri çalma kafaları pürüzsüz şekilde cilalanırlar. Dolayısıyla iki kafanında aynı yolu takip etmeleri olanaksızlaşır. İkinci olarak iğne, yüksek seviyede ve kompleks bir yiv modülasyonuyla karşılaştığında yiv duvarlarıyla temasını keser ve mistracking adı verilen olgu meydana gelir. Pikap kolunun ucundaki iğne kayıt kafasının meydana getirdiği yolu tam anlamıyla takip edemez, aksine yiv duvarları arasında bocalar ve bunu ciddi bir distorsyon olarak algılarız. Mistracking sadece distorsyon üretmekle yetinmez, ayrıca iğne yiv duvarlarına çarptıkça plağımız zedelenir.

Başka bir sorun ise teğet hatasıdır “tangent error” Bu durum yiv ile kayıt kafası ve geri okuma kafası arasındaki geometrik farklılıktan oluşur. Kayıt kafası düz bir çizgi halinde hareket ederek bilgiyi diske yazar. Pivot olarak tanımladığımız bir tarafı sabitlenmiş olan okuma kollarını hareketi ise yay şeklindedir. Pikap kollarının ucundaki dirsek (veya kavis) bu teğet hatasını önlemek için yapılır ve bunun sayesinde de bu hata en kötü durumlarda bile 3 derecenin altındadır (kolun geometrisi ve yapılan ayarlara bağlı olarak da plağın 2 noktasında bu hata 0 dereceye ulaşır) Ancak teğet hatasını minimize etmek için kollara verilen bu ufak kavis beraberinde patinaj yapma, “skating” yani kolu plağın merkezine doğru çeken bir kuvveti doğurur. Bu kuvvete karşı koymak için her kolda “anti-skating” adında basit bir mekanizma bulunur. Patinaj iğne ile yivin sürtünmesinden meydana gelip pikap kolunu plağın merkezine doğru çeker. Bu güce karşı koymak için aksi istikamette aynı güçte kuvvet kullanılır. Bu arada bir parantez açıp tangential tracking adı verilen ve düz bir çizgi üzerinde hareket eden kollardan söz etmeliyiz. Bu kollarda iğne kayıt kafasıyla aynı yolu izler. Dolayısı ile skating kuvveti oluşmaz. Ancak pratikte bu kollar’ın kullanımı zannedildiği kadar basit değildir ve spesifik olarak da bir yivin 2 duvarınıa eşit gücü uygulayıp paylaştırmak neredeyse olanaksızdır. Spiral şeklide olan yivi takip ederken oluşan sürtünme iğneyi yiv’in dış duvarına doğru itme eğilimi gösterir.
İğne plağın dış tarafındaki yivinde kolaylıkla seyreder. Lineer hız oldukça yüksektir: saniyede 20 inç (50.8 cm) Bu da yüksek frekansların uzun dalga boylarıyla yazılmalarını sağlayıp iğnenin yüksek modülasyon seviyelerde kazılmış bilgileri nispeten kolaylıkla okumasınnı sağlar. Ancak iğnemiz plağın ortasına doğru yaklaştıkça dönme hızı düşer. Bir plak sabit bir açılı hızda döner. 360 dereceyi dakikanın 33.3’te birinde tamamlar. Ancak iğnenin her devirde katettiği yol devir başına kısalır. Plağın merkezine en yakın olan bölgede lineer hız sadece saniyede 8 inçtir (20.32 cm) yani plağın dış kenarındaki hızın yarısından da az. Örnek olarak 10 kHz’lik bir sinyal plağın dış kenarına 0.002 inçlik (0.005 cm) bir dalga boyuna yazılır ama iç tarafında ise ancak 0.0008 inçlik (0.002 cm) bir mesafe kaplar. Aynı bilgi çok daha ufak bir mesafeye sıkıştırılmak zorundadır. Plağın bu yapısal özelliği yüzünden iğne merkeze yaklaştıkça tracking/izleme zorlaşır ve daha yüksek distorsyon üretir.
Seri üretim ürünü bir plastik parçasına bölünemeyecek kadar küçük fiziksel detayların kaydedilip sonradan son derece zengin bir müziğe dönüştürülebilmesi gerçekten şaşırtıcı. Sinyal/gürültü oranı (Signal to noise ratio) 50 dB olan bir LP’de iğne 0.1 mikronluk bir yivde kazılı olan bilgiye tepki verip kodlanmış olan biginin kodunu çözer ve bize müzik olarak yansıtır. Daha açıklayıcı olması için insan saçının çapı ortalama 75 mikrondur. LP’ni bu şekilde çalışması inanılmazdır. Bu kadar iyi çalışması ise neredeyse bir mucizedir.

İnsan doğal olarak lazer bazlı okuma sistemiyle çalışan CD’nin, plastik bir diskin üzerindeki bilgileri bir elmasla kazıyan sistemden çok daha hassas, rafine ve çözünürlüğü yüksek olduğunu zanneder. Ancak şuna bir göz atalım: Sözünü ettiğimiz bu parlatılmış elmas parçası 0.1 mikronluk bir yivin içindeki bilgiyi aktarabiliyorken bir CD’deki en ufak çukur (pit) 0.8 mikrondur.

LP – Kayıt ve baskı

Klasik anlamda bir LP’nin masterını hazırlamak yaratıcı olarak adlandırabileceğimiz prosesin son aşaması olup aynı zamanda imalat aşamasının da ilk basamağıdır. LP master mühendisi bantı diske aktarır, sesin son ayarlamalarını yapar, sinyalin LP’ye uyumlu olması için gerekli olan prosesi uygular ve LP’nin basılabilmesi için uygun olan fiziksel diski hazırlar. İyi bir mastering mühendisinin pahası biçilemez. Tasarlanan ürüne tarafsız duyu organlarıyla yeni bir perspektif kazandırmakla yetinmeyip LP’ye onu parıl parıl yapacak son cilayı uygular.

Mastering’in en önemli olgusu verilen ana sinyalden en iyi tınıyı verecek LP’yi gerçekleştirmek için uygun olan koşulları hazırlamasıdır. Örneğin: Mastering mühendisi kayıt/kazıma seviyesini ayarlar, yani master bantta bulunan sinyal seviyesine uygun olan modülasyon miktarını ayarlar. Bunu için de parçaların uzunluğuna, müzikteki derin bas miktarına (derin baslar daha fazla yer işgal ederler) ve genel dinamiklere dikkat etmesi gerekir. Ancak mastering mühendisi bir takım ödünler de vermek zorunda. Ortalama sinyal seviyesini artırmak için “peak”lere kompresyon uygulamak zorunda kalabilir. Daha geniş bir dinamik aralığı veya daha sıcak bir genel sinyal seviyesi elde edebilmek için derin basları kırpabilir. Bu arada mastering ve imalat aşamasında oluşabilecek kayıpları öngörüp onları bertaraf etmek için sesi dengelemeye de çalışmak durumundadır.
RIAA’nın tespit ettiği eğriye gore sesin dengelendiği evre de mastering aşamasındadır. Ana sinyal “lacquer” vernik adı verilen kalıba kazılmadan once baslar azaltılır (20 Hz’te – 19.3 dB) ve tizler artırılır. (20 kHz’te + 19.6 dB) Geri dinleme anında dengeli bir ses elde edebilmemiz için preamplimizin phono katı veya phono boxumuz bu işlemin tam tersini uygular. RIAA dengelenmesi sinyal/gürültü oranında iyileşme sağladığı gibi (geri dinlemede dip gürültüsü “surface noise” azalır) ve yive baslar azaltılımış olduğundan (basların daha fazla yere gereksinimleri var) daha fazla bilgi sığdırılabiliyor.

Kaydedilen bu “master lacquer” sonra klişeciye gönderilir ve orada plakların basılabilmesi için gerekli olan metal aksamlar gerçekleştirilir. İlk olarak, elektrikle yüklenebilmesini sağlamak amacıyla bu “lacquer” gümüş nitrat ile kaplanır. İkinci aşamada bu gümüşlü “lacquer” içinde nikel tanecikleri olan bir kimyasal banyosuna konur ve nikel parçacıklarının lacquer’ın üzerini kaplayacak reaksyonu sağlayan akım verilir. Birkaç saat zarfında reaksyon tamamlanır ve banyodan çıkartılan nikel kaplı “lacquer” ın üstündeki nikel tabaka soyulur. Lacquer’e kazılmış olan yiv modülasyonları artık nikel tabakaya negatif (yiv dışarıya doğru çıkıntılı haldedir) olarak transfer olmuştur. Bu nikel tabakaya “metal master” adı verilir. Metal master tekrar elektrolitik banyoda nikel ile kaplanır ve bu kaplama soyulduktan sonra “metal mother” metal dişi adını alır. Metal dişi elektrolitik banyoda kaplanır ve soyulduktan sonra da “stamper” yani kalıp adını alır. İşte plakların basımı için bu nihayi kalıp kullanılır. Aslında metal master lar da kalıp olarak kullanılabilir. Ancak ömürleri pek uzun olmaz ve 1000 LP baskısı sonunda yıpranırlar. Master-dişi-kalıp sıralaması daha uzun ve zorlu olmasına karşın aynı metal dişiden birden çok kalıp hazırlanmasına olanak sağlar.

Bu kalıplar (LP’nin beher yüzü için birer adet) LP presine yüklenir ve vinil parçacıklarının 300 F dereceye (149 derece C) ısıtılarak oluşturulan “biscuit” adı verilen vinil parçası presin göbeğine yerleştirilir. Bu aşamada baskı işlemi sonunda bitmiş bir ürün elde edilmesini sağlamak amacıyla plağın her yüzüne yapıştırılacak etiketler de eklenir. Pres kapandığında ısı ve baskı altındaki vinil 2 kalıp arasına sızarak boşlukları doldurur. İşlem sırasınca önce enjekte edilen buhar presi ısıtır sonra da eklenen soğuk su LP’nin sertleşmesini ve rahatça presten çıkarılmasını sağlar. Bazı kalitesiz basımlı (dip gürültülü) plaklarda en fazla gürültünün LP’nin diş çeperinde oluştuğunu gözlemlediyseniz bunun nedeni kalıpların dışına yeterli miktarda vinilin akmamış olmasından kaynaklanmaktadır. Tüm faktörler eşit olduğu taktirde vinil “bisquit”i presin içinde ne kadar uzun kalırsa ve ısıtma/soğutma işlemi süresince ne kadar hassas bir kontrol uygulanırsa o plak o denli dip gürültüsüz olur.

Son düşünceler

LP formatının tüm teknik sınırlamalarına karşın, iyi ayarlanmış bir pikapta LP dinlemenin yüksek çözünürlü dijital teknolojisinin bile yakalayamadığı tarif edilemez derecede sihirli bir güzelliği vardır. Hatta plağın elde edildiği ana banttan bile daha iyi çaldığını savunanlar var.
Büyük mastering ustası Doug Sax 149. Sayımızda bu konudaki fikirlerini açıkladı. İşte söyledikleri: “LP’de bir çeşit sihir var. Ölçülebilen her parametresi daha kötü. Ancak çok iyi faz ilişkileri var. Size ne olduğunu söyleyeyim. LP sesi mekanik harekete zorlar. Neticede LP’den hoparlörlerinize gelen sinyal daha once “hazmedilmiş” ve mekanik hareketler kurallarına uygun bir sinyal olarak aktarılır. Müzik enstrümanları da bu kurallara gore çalışırlar.”

Doug Sax’ın haklı olup olmadığını bilmiyorum ama 130 yıllık bu teknolojinin en doyurucu müzik dinleme şekli olduğunu biliyorum.

Bu “yaban arısı” gerçekten uçabiliyor.

B.M.