Foundational Layer.

Integrierter MinusK-Isolationsmechanismus

Die Grundlage des Helix-Lösungsstapels beginnt mit einem MinusK-Mechanismus (Negative Stiffness) (unter Verwendung einer angepassten Version der BM-Plattform, (siehe www.minusk.com), um niederfrequente Vibrationen zu bewältigen, die in den meisten privaten und professionellen Umgebungen vorkommen. Dieses System bietet eine hervorragende passive Geräusch- und Vibrationsisolierung für die Vinylwiedergabe aufgrund seiner einzigartigen Fähigkeit, echte Isolierung von 0,5 Hz bis 100 Hz zu bieten, mit der Möglichkeit, das System auf spezielle Anforderungen abzustimmen.

Das Platzieren eines Plattenspielers auf einer MinusK-Isolationsplattform ist hilfreich, aber nicht ideal, da die Energie zwischen den beiden Geräten verwaltet werden muss. Aus diesem Grund ist der von Döhmann Audio verwendete MinusK-Mechanismus eine kundenspezifische Designversion, die eine vollständige Integration in das Subchassis des Plattenspielers ermöglicht.

Im Vergleich zu Hochleistungs-Luftblasenaufhängungen und aktiven Systemen bietet die passive MinusK-Tieffrequenz eine kritische Isolierung ab 0,7 Hz und liefert eine über 100-mal bessere Leistung bei 2,5 Hz, wo viel Umgebungsgeräusch aktiv ist. Das System geht auch nicht in den aktiven Overdrive oder Shunt während der Bewegung, was bei aktiven Lösungen schwer zu verbessern ist.

Bei kritischen optischen Bildgebungssystemen wie Rasterkraft- oder Elektronenmikroskopen kann dies an der Klarheit des zu testenden Bildes gemessen werden. Bei analogen Systemen ist dies an einem niedrigeren Grundrauschen und einer saubereren Klangbildgebung und Wiedergabe feiner Details hörbar. Das MinusK-System ist so konzipiert, dass es im Tiefbassbereich gut funktioniert, um subjektive Vibrationssignaturen zu entfernen, die die Nadel beeinflussen. Wir hören dies als Bassverschmierung, Bassdefinition und -abgrenzung.

Intermediate Layer.

Der Plattenspieler muss jetzt mit Resonanzen in einem höheren Frequenzbereich umgehen. Um das Hörerlebnis weiter zu verbessern, erfordern die von den Lager- und Motorsystemen ausgehenden Vibrationssignaturen außerdem Lösungen, um ihre Auswirkungen auf die Klangleistung des Plattenspielers zu reduzieren.

Die Helix-Plattform verwendet eine Reihe gestapelter Platten, die jedem „lärmerzeugenden“ Element einen hohen Dämpfungsfaktor verleihen. Mit der speziellen Niederfrequenz-Aufhängung mit hoher Nachgiebigkeit des Minusk sollte der Motor auf derselben Ebene wie das Lagersystem montiert werden, um das „Gieren“ des Aufhängungssystems zu reduzieren (ein häufiges Problem bei Plattenspielerkonstruktionen mit Aufhängung, bei denen die Motoren außerhalb der Aufhängung montiert sind).

Jede der getrennten Platten montiert den Motor und das Lager vertikal auf verschiedenen isolierten und gedämpften Schichten, fixiert diese jedoch geometrisch in der horizontalen Ebene, um einen präzisen Betrieb in der Rille zu gewährleisten. Jede Platte wird durch hochspezialisierte Analysen und lokalisierte Spannungsverformung separat abgestimmt, um jegliche Vibrationen von kritischen Montagebereichen fernzuhalten.

Tuned Damping Systems

Einer der Haupteinflüsse bei der Tonwiedergabe von Vinylplatten sind mechanische Vibrationen. Schließlich sind Plattenspieler mechanische Geräte. Was wäre, wenn das Konzept einer „mechanischen Frequenzweiche“ erweitert werden könnte, um einen gleichmäßigen, kontinuierlichen Weg zu schaffen, der Vibrationen von kritischen Bereichen eines Plattenspielers wegleitet?

Die Helix-Plattformen verwenden unsere proprietäre TDS-Lösung, die ein halbaktives Dämpfungssystem bildet, um den Grundrauschpegel des Gesamtsystems weiter zu senken. Diese Technologie verwendet eine Strategie zur Freigabe der Vorspannung (PAR), um Vibrationen im Gehäuse zu mildern, die durch Motorlager- und Plattenlagergeräusche verursacht werden. Diese Technologie schafft einen Weg des geringsten Widerstands für diese Vibrationen, leitet sie von den kritischen Signalpfadzonen weg und leitet die Energie ab.

Die Hauptquelle für die Energieableitung ist die Materialdämpfung von Vibrationen mit höherer Frequenz. Während die Reibungsableitung mithilfe von Schichtplatten mit Zwangseinschränkungen zum Systemgleichgewicht beiträgt, wurde jede Platte mithilfe der neuesten Methoden der Finite-Elemente-Analyse (FEA) und Finite-Elemente-Modellierung (FEM) in fortschrittlicher Software (COMSOL) entwickelt.

Die Energiedissipationsbeiträge zum Zeitpunkt der Knotenaktivierung betragen etwa 80 % für die Materialdämpfung und 20 % für die Reibungsdissipation. Es gibt zusätzliche Dissipation, die nicht mit einem physikalischen Prozess verbunden ist (abgeleitet mithilfe von Hilber-Hughes-Taylor-Bewegungsberechnungen).

Zu den etablierten technischen Prinzipien gehört die Verwendung der Chladni-Plattenanalyse, die den zugrunde liegenden wissenschaftlichen Ansatz zur Schwingungsmessung bildet. Mithilfe lokalisierter Spannungsverformungstechniken kann das Verhalten der Plattenmodi geändert werden, um Problembereiche in Plattenspielerdesigns anzugehen. Ein Designer kann Vibrationen bei bestimmten Frequenzen effektiv von kritischen Bereichen weg bewegen, um das Geräuschprofil zu senken, das bei nicht optimierten Designs auf die Nadel treffen kann.

Pre Stress Accumulation Release

Der Plattenteller ist mit einer Vorrichtung ausgestattet, die den relativen Schlupf zwischen den Plattenschichten einschränkt. Die lokal in der Struktur angesammelte Spannung wird freigegeben, sobald sie auftritt, was zur Umwandlung eines Teils der Spannungsenergie in die kinetische Energie lokaler, höherfrequenter Schwingungen führt. Diese höherfrequenten Schwingungen werden dann in schwere Dämpfungsmaterialien eingeleitet, die diese absorbieren und in Wärme umwandeln. Das Gleichgewicht wird schnell wiederhergestellt, damit die Struktur durch eine allmähliche Freigabe der Vorspannung, begleitet von der Reibungsableitung in den Kontaktflächen, in den Ausgangszustand zurückkehren kann. Diese Architektur wird als mechanische Frequenzweiche verwendet, um jedes Frequenzband selektiv zu reduzieren.

Das MinusK NSM-System absorbiert und isoliert niederfrequente Schwingungen bis zu 100 Hz und die mechanische Frequenzweiche verwendet dann die komplett eingeschränkten Plattenschichten, um Schwingungen im mittleren Frequenzband zu absorbieren. Höherfrequente Artefakte werden dann im PAR-System fokussiert und abgeführt. Aus dieser Methode lernen wir, dass Form und Gewicht der Komponenten das akustische Verhalten bei Vibration beeinflussen. Daher bestimmen die Auswahl der Materialien und die verwendeten Aufhängungselemente die Übergangsfrequenz und -wirksamkeit!

Durch die Ausweitung des mechanischen Übergangskonzepts auf die Helix-Plattformen können auf der Infrastruktur physische Zonen definiert werden, die Vibrationen von Schlüsselbereichen (Plattenteller, Lager, Motor, Tonarme, Bodenmodi) weg lenken und so einen glatten, kontinuierlichen Weg schaffen, um Vibrationen von kritischen Bereichen des Plattenspielers wegzuleiten. Die Helix-Plattformen wurden entwickelt, um niederfrequente Vibrationen, die vom Boden heraufkommen, mithilfe des MinusK NSM-Isolationssystems zu unterdrücken und höherwertige Vibrationen, die durch Motorgeräusche erzeugt werden, über eine komplexe Kopplung an das Chassis vom Lager und Plattenteller wegzuleiten. Für diese höherwertigen Vibrationen werden lokale Isolations-, Absorptions-, Umleitungs- und Unterdrückungstechnologien eingesetzt, einschließlich einer halbaktiven Entkopplung von Motorvibrationen.

Helix-Plattenspieler wurden entwickelt, um in nicht idealen Umgebungen mit bodenbedingten Vibrationen einwandfrei zu funktionieren, wie z. B. in älteren Häusern mit Holzböden, Obergeschossen, Dachböden und allen externen Vibrationen, die durch Gebäude übertragen werden – sogar solche aus Beton, Stahl und Ziegeln.

Das Lager

Das hydrodynamische Lager wurde mithilfe von Flüssigkeitsfilmberechnungen und fortschrittlichen Messwerkzeugen zur Spindelfehlermessung optimiert. Dazu gehört die Arbeit mit der Dicke des Schmierfilms und dem Durchmesser des Lagers, um einen stabilen Betrieb mit viel engeren Toleranzen zu gewährleisten. Dies bedeutet, dass das Lager bei sehr niedrigen Drehzahlen zentriert ist, was einen niedrigen TIR (Total Indicated Runout, einschließlich Fehlern aus der Mitte, Exzentrizität und Präzessionskippfehlern) gewährleistet.

Das hydrodynamische Lager besteht aus präzisionsgeschliffenen Stahlwellen und -pfosten mit einem amorphen Dünnfilm aus DLC (Diamond Like Coating) auf Hochdruckbereichen für einen reibungslosen Betrieb.

Das Lagerdesign mit niedriger Höhe hält auch eine wichtige Beziehung zum Federungssystem aufrecht, um Präzessionseffekte (Kippmodi) durch einen schweren Plattenteller zu reduzieren, der hoch oben in einem zu hohen Design wackelt. Die Helix-Plattform ist daher stark in das Federungssystem integriert und kein nachträglicher Zusatz. Sie platziert den Schwerpunkt auf der richtigen Isolationsebene.

Upper Layer.

The Floating Advanced Composite Armboard

Das Armboard ist ein Spezialbereich für Schwingungsisolierung und kritische Dämpfung innerhalb der Helix-Plattform. Die Helix-Armboard-Technologie verwendet Kohlefaser, hochdämpfende Legierungen, spezielle Polymere mit hoher Energieabsorption und gehärtete Edelstahlplatten für Steifigkeit und kritische Dämpfung in einem „Sandwich“ aus mehreren Materialien mit eingeschränkten Schichten.

Dieses Sandwich wird auf einer magnetisch gedämpften Montageschiene montiert, die zusätzlich vom Chassis, Lager und Motor entkoppelt ist. Es ist ein passives System, aber die magnetischen Dämpfer sorgen für eine halbaktive Schwingungsunterdrückung in Echtzeit. Es gibt kein Überschwingen oder Eigenresonanz, wie es bei servobasierten Piezo- oder aktiven Systemen vorkommen kann.

Eine effektive Abschwächung solcher Schwingungen verbessert die Leistung jedes auf dem Armboard montierten Tonarms zusätzlich. Diese halbaktive Magnettechnologie dämpft die letzten Reste von Geräuschen, die von vibrierenden Strukturen erzeugt werden. Das System benötigt weder Strom noch Servo-Feedback und hat eine größere Rückstellkraft als der physikalische Widerstand, der durch eine Nadel in der Rille verursacht wird.

Dadurch wird das System geometrisch im Chassis fixiert und gleichzeitig das Armboard von Motor- und Lagergeräuschen isoliert. Diese Innovation wurde bereits in den ersten Plattenspieler-Designs von Döhmann eingeführt. Das System ist praktisch ein adaptiver Stoßdämpfer und eine Steuerung zur Energieableitung in einer flexiblen, schwebenden Plattenstruktur.

Der Plattenteller

Die Plattentellertechnologie verwendet hochdämpfende Metalle und eine polymergebundene Schichtkonstruktion sowie ein ganz spezielles Mattenmaterial für die Plattenschnittstelle. Die Plattentellerbaugruppe besteht aus drei Hauptschichten. Die unterste Schicht ist der Unterteller für den Riemenantrieb, der trägheitsmäßig auf den Antrieb abgestimmt ist und eine proprietäre Pulver- und Harzmatrix verwendet, um Riemengeräusche vom separaten oberen Plattentellersystem zu dämpfen, das für den Schall entwickelt wurde.

Wir vermeiden es, Metall unter den Tonabnehmerbaugruppen laufen zu lassen, um Wirbelstromeffekte (Lorentzkraft) auf das Tonabnehmermagnetsystem zu vermeiden. Unsere nicht magnetischen Polymere werden außerdem nicht durch Metallstücke oder -gewichte unterbrochen. Dadurch wird vermieden, dass Wirbelstrom induzierende Metalle unter der Nadeldämpferbaugruppe hindurchlaufen.

Die Spindel ist in den oberen Plattenteller unterteilt und berührt nicht direkt das Druckstück im Lager. Dadurch wird das Eindringen von Lagergeräuschen in die Plattenoberfläche weiter reduziert.

Die Mk3 Plattenklemme

Die Klemme ist so konzipiert, dass sie „intern“ erzeugte Geräusche aus der Interaktion zwischen der Nadel und den Schallplattenrillen berücksichtigt. Die Klemme dämpft diese „Selbstklapper“-Resonanzen mithilfe einer im Vergleich zu herkömmlichen punktbelasteten Designs großen Kontaktfläche (Dämpfung). Die Metallurgie wurde speziell für Übertragungszwecke gewählt, wobei Innenkammern für die kritischen Dämpfungsmaterialien verwendet wurden. Ein Material kann nicht das erforderliche breite Frequenzspektrum liefern – es muss eine sorgfältig ausgewählte Materialgruppe sein.

Wir haben Resonanzen durch die Spindel (den Schaft) gemessen, die vom Lager ausgehen. Diese Frequenzen müssen durch verschiedene abgestimmte Materialien berücksichtigt werden, und der obere Abschnitt der Klemme verfügt über eigene, speziell entwickelte Kammern, um die Zugabe spezieller Polymere zu ermöglichen. Ein drittes Ringsystem mit eingeschränkten Schichten wird verwendet, um die oberen und unteren Kammern zu trennen, wodurch unter Klemmdruck eine Ableitungsplatte (entworfen mit der Methode der finiten Elemente) entsteht, die sorgfältig geformt ist, um eine optimale Grenzfläche zu bieten.

Das kumulative Ergebnis aus der Bewältigung dieser Herausforderungen ist eine erkennbare Verbesserung der Klarheit, Auflösung, Fokussierung, dynamischen Kontraste und Tonalität innerhalb der Klangwiedergabe eines Plattenspielers.

Motion Control

Die Helix-Plattform verwendet einen traditionellen Riemenantriebsansatz für die Klangeigenschaften, die ein gut konzipiertes Riemenantriebssystem liefern kann. Unsere Bewegungssteuerung verwendet einen 3-Phasen-Motor (DC Brushless), der von einem DSP-Motor angetrieben wird, um 3 Sinuswellen zu liefern, die präzise bis minutiös gesteuert werden, um den Betrieb des Antriebs auf ein außergewöhnliches Leistungsniveau zu bringen. Die Servosteuerung arbeitet mit 100 kHz, was weit außerhalb des Audiospektrums liegt und eine Glättung und Ausbalancierung der Rotation des Plattentellers ermöglicht.

Der Motor dreht sich mit 330 U/min, um 33 U/min auf den Plattenteller zu liefern, und verwendet ein Verhältnis von 10:1, um alle Servofehler auszugleichen, die einen Direktantrieb mit einem ähnlichen Hochleistungs-Zahnradmotor ohne Zahnradgetriebe beeinträchtigen würden, wenn eine Spindel direkt angetrieben würde. In Hörtests wurde das Riemenantriebssystem bei der Bewertung von Musik bevorzugt.

Die Klangsignaturen von Antrieben sind für erfahrene Zuhörer gut hörbar, und das Hinzufügen von Helligkeit oder Härte zum Musiksignal mit schneller Servokorrektur kann durch das Heruntersetzen einer kleineren Riemenscheibe, die einen größeren Subteller antreibt, vermieden werden. Der Trägheitsausgleich ist ebenfalls sehr wichtig, damit Motor und Riemenscheibe effektiv mit der Riemenspannung/dem Riemenmaterial zusammenarbeiten können, um den Plattenlauf noch reibungsloser zu gestalten. Bei unserem Riemenantriebsdesign befinden sich Motor und Lager auf derselben Ebene. Aus diesem Grund wird unsere Riemenantriebstopologie im Vergleich zu Felgen- und Direktantriebsdesigns hinsichtlich Stabilität und Antriebsautorität für Dynamik und Crescendos oft positiv bewertet.

Döhmann Helix-Plattenspieler wurden häufig für wichtige Transkriptions-/Archivierungsanwendungen ausgewählt. Kulturkritische Projektmanager für die Archivierung von Schallplatten wie die Stanford University USA haben die Helix-Plattform als Referenz gewählt, um seltene Vintage-Aufnahmen aufzunehmen und wiederherzustellen. Die feine Geschwindigkeitsregelung, die das Helix-System bietet, ist sorgfältig auf jede Originalaufnahme bis zu einem Betrieb von 100 U/min abgestimmt.