Alla testina o fonorivelatore è demandato un ruolo estremamente delicato e gravoso che consiste nel trasdurre il segnale meccanico, presente nei solchi sotto forma di modulazioni, in elettrico.

In linea teorica questo compito può essere suddiviso in due fasi, una prettamente meccanica che consiste nelle rilevazioni delle informazioni presenti nel solco ed una imperniata sulla loro «conversione» meccanico-elettrica.

Per il compimento della prima fase, il fonorivelatore è quindi dotato di una minuscola puntina di diamante sorretta da un'asticciola che ha il compito di trasmettere le vibrazioni al sistema meccanico-elettrico che si occupa della trasduzione del segnale.

Naturalmente la qualità del risultato finale dipende da tutto un insieme di parametri che vanno dall'accuratezza della lavorazione delle varie parti, ai principi ed alle soluzioni di base adottate.

Iniziamo quindi con una disamina tecnico-costruttiva delle varie parti che costituiscono il pick up.

Lo stilo

Lo stilo o puntina ideale dovrebbe presentare un profilo identico a quello del bulino incisore, ma una simile geometria distruggerebbe in brevissimo tempo il solco del disco sin dai suoi primi passaggi; sono perciò facilmente intuibili gli sforzi compiuti dai fabbricanti di testine, continuamente alla ricerca di nuove geometrie di taglio atte a conciliare esigenze contrastanti, quali l'approssimare il più possibile il profilo dello stilo a quello del bulino incisore e di salvaguardare nel contempo l'integrità dei dischi.

I primi stili realizzati furono quelli conici a base circolare, che presentavano la forma di un cono rovesciato terminante con una punta a semisfera di raggio compreso tra 13 e i 18 micron, la cui superficie rispetto alla base presenta un'inclinazione leggermente superiore a 45°.

Un siffatto profilo determina una zona di contatto laterale, con le pareti del disco, prevalentemente circolare.

E' facilmente intuibile come questo tipo di stilo non consenta un'ottimo «interfacciamento» con il solco in quanto, con una area di contatto assai estesa, lo stilo non è in grado di seguire le modulazioni dei segnali di alta frequenza e di conseguenza «saltando» da un picco all'altro può facilmente danneggiare il solco, offre una risposta in frequenza limitata ed alti tassi di distorsione.

Inoltre lo stilo conico presenta un'inerzia piuttosto elevata che, in fase di lettura, mette a dura prova le povere pareti del solco sottoponendole ad elevati stress meccanici e termici.
Il primo passo significativo, verso il miglioramento della capacità di tracciamento si ebbe con l'introduzione dei profili a doppio raggio di curvatura.

In essi la sezione a contatto con le pareti del solco ha un raggio di curvatura pari a circa un terzo o un quarto del raggio della sezione perpendicolare, quest'ultimo necessario per evitare che lo stilo tocchi contro il fondo del solco.

In pratica lo stilo «ellittico» nasce molando le facce anteriori e posteriori del cono ed attuando una smussatura degli angoli.

La zona di contatto con il solco prende così una forma di ellisse il cui raggio «minore» assume un valore prossimo agli 8 micron mentre il maggiore permane se valori vicini ai 18 micron.

Tale conformazione consente un drastico miglioramento nella capacità di tracciamento ad alta frequenza ma, diminuendo nel contempo l'area della superficie di contatto dello stilo con le pare-ti del solco, a parità di peso di lettura, aumenta la pressione a cui quest'ultime sono sottoposte.

Un sostanziale impulso verso la ricerca di nuovi profili è dato dall'affacciarsi del breve «astro cadente» della quadrifonia CD 4 che spinse tutti i grandi fabbricanti verso la ricerca di nuovi traguardi da raggiungere.

Questo rappresentò una buona base di partenza che permise di ridurre man mano il raggio di curvatura longitudinale, ma nel contempo cercando di allungare l'area di contatto per mantenere l'usura del solco entro limiti accettabili.

Questo ha portato allo sviluppo di particolari tipi di profili tra cui segnaliamo il Fine Line dell'Ortofon, il Micro Ridge della Shure e lo Stereohedron della Stanton.

L'ultima novità in tema è stata messa a punto qualche anno fa da Mr. Van Den Hul; il suo stilo caratterizzato da un profilo estremamente acuminato che si avvicina molto a quello del bulino incisore, presenta un raggio di curvatura della linea di contatto prossimo ad 85 micron, mentre quello in longitudinale è di soli 3,5 micron.

E' interessante notare che il diamante viene tagliato rispettando gli assi di cristallizzazione, così facendo si aumenta la resistenza all'usura.

L'ampia area di contatto assicura, secondo asserzioni dello stesso progettista, un'eccellente risposta alle alte frequenze (sino a 85 kHz) ed una modesta usura del solco.

Per contro questa particolare geometria di taglio richiede un'accurata messa a punto sia per quanto concerne l'azimut sia per il VTA, pena una certa «reincisione» del solco.

E comunque da rilevare che, per sopperire alla criticità di posizionamento è stata commercializzata successivamente la versione Il, dotata di un profilo più addolcito.

Il buon comportamento della puntina nel solco non dipende esclusivamente dal suo profilo o dall'accuratezza con cui è lavorato il suo stilo, ma anche dalla precisione con cui viene fissato sul cantilever e questo particolare è tanto più influente quanto più è sofisticato il suo profilo.

II cantilever

A parte alcune rarissime eccezioni lo stilo è connesso ad un'estremità di un'astina metallica, il più delle volte cava, che reca sommità opposta una parte del sistema di trasduzione.

Questo elemento di collegamento, chiamato cantilever, è vincolato al corpo della testina per mezzo di una sospensione in gomma che ha il compito di assicurare il massimo grado di libertà verticale ed orizzontale, mentre deve impedire qualsiasi movimento assiale e torsionale.

L'equipaggio mobile per essere e grado di offrire delle ottime formance deve soddisfare tre requisiti: elevata rigidità, massa effettiva ridotta ed elevata cedevolezza della sospensione.

Il primo obiettivo soddisfa anche parte del secondo, in quanto per la scelta dei materiali con cui sono realizzati i cantilever vengono privilegiati elementi dotati di elevata rigidità e leggerezza tipo il titanio, il boro, Io zaffiro, il berillio e le varie leghe leggere.

Oltre a ciò, al fine di minimizzare la massa effettiva, occorre predisporre un oculata distribuzione delle masse nei confronti del fulcro e per quanto possibile una loro riduzione.

Quindi i fronti su cui agire sono lariduzione delle dimensioni delle varie parti e l'impiego di materiali superleggeri.

Per quanto concerne la cedevolezza essa è pari all'inverso della costante elastica della sospensione e rappresenta il grado di spostamento dello stilo quando ad esso è applicata una determinata forza espressa in dyne.

Per esempio se il valore di cedevolezza è 16x10 significa che la puntina si sposta di 16 milionesimi di centimetro sotto la forza di 1 dyne.

In linea teorica sarebbe ottimale che la cedevolezza fosse la più elevata possibile, ma, dato che il pick up si interfaccia con un braccio che presenta una massa finita, il sistema così formato sarà caratterizzato da una frequenza di risonanza propria che auspicabilmente dovrà collocarsi nell'intervallo compreso tra gli 8 ed i 12 Hz.

Gli apparati trasduttori

La trasduzione dei movimenti meccanici in forza elettromotrice deriva dalla nota legge dell'induzione elettromagnetica, in quanto variando il flusso magnetico concatenato con una bobina, ai suoi estremi otteniamo una forza elettromotrice che è direttamente proporzionale alla variazione di flusso nell'unità di tempo.

Traslando il tutto al nostro pick up otteniamo che la tensione all'uscita dalla testina è direttamente proporzionale alla velocità di spostamento dell'equipaggio mobile, cioè alla velocità di modulazione del solco da cui deriva anche la definizione di trasduttori di velocità.

I trasduttori elettromagnetici possono essere classificati in due grandi categorie, gli elettrodinamici (MC) ed i magnetodinamici (MM), inglobando in questa categoria anche i pick up a magnete indotto e a riluttanza variabile, e gli elettrodinamici.

I fonorivelatori elettrodinamici, detti anche a bobina mobile, sono caratterizzati dalla presenza di un magnete fisso (campo induttore) mentre le bobine (circuito indotto) sono solidali al cantilever; la loro realizzazione, per contenerne la massa, è attuata con pochissime spire, cosicchè la tensione in uscita risulta, il più delle volte molto bassa.

Ciò impone l'impiego di dispositivi atti ad innalzarla come preamplificatori o trasformatori; per quest'ultima è da rilevare che gli avvolgimenti secondari sono soggetti agli stessi problemi di interfacciamento elettrico tipici dei pick up MM.

Il trasduttore MC si presenta generalmente più costoso a causa della maggiore complessità costruttiva, ma in compenso esibisce prestazioni superiori ed inoltre la risposta in frequenza non viene influenzata da problemi di interfacciamento elettrico.

Nel sistema a magnete mobile al cantilever sono fissate due magneti (campo induttore) che si muovono, per effetto delle modulazioni del disco, tra le espansioni polari di due anelli di ferro che fanno capo a due bobinette.

Le variazioni di flusso magnetico, causate dallo stilo nella sua opera di lettura, inducono nella bobina una forza elettromotrice proporzionale allo spostamento.

La tensione generata da questo tipo di trasduttori mediamente si aggira tra 1 e 5 mV e di conseguenza, per pilotare in modo corretto l'ingresso fono del preamplificatore, non necessita di ulteriori stadi di guadagno; l'impedenza di carico richiesta, contrariamente alle MC, si aggira di solito su valori piuttosto alti, attorno ai 40-50 kOhm.

A causa delle loro intrinseche peculiarità costruttive, questi trasduttori esibiscono una risposta in frequenza, che il più delle volte è influenzata dalle caratteristiche del carico e di conseguenza occorre prestare particolare attenzione ai problemi di interfacciamento elettrico con lo stadio fono.

Dal punto di vista pratico i fonorivelatori MM presentano il vantaggio di poter sostituire facilmente lo stilo usurato, cosa praticamente impossibile nelle MC a causa del fatto che le bobinette sono saldate direttamente ai terminali di uscita.

Il sistema a magnete indotto, assieme a quello a riluttanza variabile, possono essere considerati una variante del magnete mobile ma in questo caso i magneti e le bobine sono fissi.

II primo è caratterizzato da due barrette ferromagnetiche (più leggere di altrettanti magneti mobili) che vengono magnetizzate da un potente magnete posto nelle vicinanze. Così facendo l'equipaggio mobile risulta più leggero e ciò si dovrebbe tradurre in una migliore capacità di tracciamento.

Quello a riluttanza variabile è costituito invece da due magneti circolari attorno ai quali sono posti gli avvolgimenti nelle cui vicinanze si muovono, solidali al cantilever, due piccole armature di materiale ferromagnetico, che provocando delle variazioni nel campo magnetico inducono un segnale elettrico rilevabile ai capi delle bobinette. Anche in questo caso siamo in presenza di un equipaggio mobile dotato di una massa contenuta ed inoltre la tensione di uscita è piuttosto elevata.

Differenza tra bobina mobile e magnete mobile

Nella nostra trattazione abbiamo sempre parlato di una coppia di bobine, magneti, etc. disposti in modo da costituire tra loro un angolo retto.

Ciò è in conformità con il sistema di incisione stereofonica che modula in direzione orizzontale la somma dei due canali ed in direzione verticale la loro differenza.

Così facendo si può ottenere che il segnale relativo ad un canale, presente su una delle due pareti del solco, sia trasdotto, dal pick up, solo su quel canale.

Naturalmente è buona norma che i trasduttori dei due canali abbiano identiche caratteristiche di risposta e di sensibilità (bilanciamento tra i canali) e che il rapporto tra il segnale generato in ciascuno dei due trasduttori dai movimenti dell'equipaggio mobile nella propria direzione e quello prodotto dai movimenti in direzione perpendicolare ad essa risulti sufficientemente elevato (da ciò deriva la separazione stereo) e costante al variare della frequenza.


Dalla disamina tecnico-costruttiva sino a qui esposta risulta chiaro che le varie case costruttrici interessate al problema hanno sposato e sviluppato sistemi di trasduzione diversi tra loro, ciascuna supportando le proprie scelte con dotte argomentazioni scientifiche.

Riassumendo la scelta di un nuovo pick up non è certo impresa facile in quanto da ciò deriverà buona parte del risultato finale del vostro impianto.

Anche in questo caso deve prevalere il buon senso evitando le situazioni estreme di testine iperraffinate montate su giradischi ignobili e viceversa.

Tenete comunque presente che per realizzare un buon front end esiste una ben determinata gerarchia che parte dalla base del giradischi, seguita dal braccio e dalla testina !

Ricordatevi bene che i limiti di un impianto sono quelli introdotti dal componente di qualità peggiore ..

Ricordatevi infine che nessun componente può migliorare la qualità del segnale che gli perviene, al limite può peggiorarlo, di conseguenza la testina è l'anello più importante in quanto ad esso è demandato il compito di estrarre l'informazione musicale contenuta nel disco sotto forma di modulazioni.