LP재생기 턴테이블에 관련된 기술 이야기 (2) 포노 카트리지 이야기

2. 포노 카트리지

 

LP를 재생하기 위한 턴을 구성하는 중요 부위는 회전 구동부, 톤암, 카트리지, 베이스 샤시 등이 있으나, 실제로 음질에 직접 관계하는 것이 레코드 판에 기록된 기계적인 음파 모양을 전기신호로 변환하는 카트리지뿐입니다.

 

LP의 음질은 LP판에 기록된 소리의 음질과 그 소리를 찾아주는 카트리지에 의해 모든 것이 결정되고, 나머지 부분은 판을 잘 돌려주고 카트리지가 잘 동작하게 하고, 카트리지에 잡진동을 만들지 않는 것 외는 소리에 관여하지 못합니다.

 

카트리지 외의 다른 요소들은 소리에 얼마나 나쁜 영향을 주느냐로 판단하며, 대부분의 사람들이 인지 못하는 수준의 허용 최대치를 HiFi용이라고 광고 할 수 있는 규격으로 국제 규격 기관과 국가에서 규정을 했습니다.

 

 

 

카트리지가 음파를 기록한 소리골 가록된 정확히 음파 모양을 읽어 내는 역할을 해야 합니다. 레이져 광으로 직접 읽어 내는 턴이 아니면, 모든 턴에서는 카트리지라는 것이 필요합니다.

 

모든 카트리지는 소리 골에 직접 접촉하여 기록된 음파 파형 그대로 진동하는 바늘 팁과 그 팁의 진동을 발전기로 보내는 cantilever (일부 초기 MC카트리지에서는 cantilever가 없는 것도 있었음)와 기계적인 진동을 전기 신호로 변환하는 발전기로 구성되어 있습니다. 기타 케이스와 전기적인 연결 커넥터 등등이 있으나, 기능상 필요한 것으로 대부분 음질에는 영향을 주지 못합니다. 껍데기를 뭐로 만들었느니, 들어가는 코일을 뭐로 만들었느니 하는 등등은 선전 광고용이지 소리(발전하는 전기신호)에는 관련이 없습니다.

 

 

 

대표적인 발전기의 형태로는 압전소자를 이용하는 압전방식과, 자계를 이용하는 자석식 방식이 있습니다.

 

크리스탈 또는 세라믹 등등의 카트리지는 압전 소자를 이용하는 카트리지이고, moving magnet(MM)와 moving coil(MC) 등등의 카트리지가 자석식 발전기를 이용하는 카트리지 입니다. Semiconductor 등등의 다른 방식도 있었으나 크게 장점이 없어서 거의 사용되지 못했습니다.

 

 

 

압전소자 카트리지

 

압전소자 카트리지는 진동을 압전 소자에 가해 신호전압을 만드는 형태로, 큰 부하 임피던스(1M옴 수준)에서 큰 출력전압(~0.5V)이 나오고 출력 특성이 진동의 폭에 비례하는 신호전압이 발생하는 형태로 고음에 갈수록 약 6dB/oct로 감소하는 출력이 나옵니다. 이 주파수 특성이 RIAA 재생 특성과 비슷하여 포노 EQ앰프 없이 line입력단에 연결해 재생이 가능해 야외전축이나 진공관 앰프 전성기의 전축에 많이 사용되었습니다.

 

 

 

초기에는 크리스탈 카트리지라고 해서 로셀염(Rochelle Salt)을 압전 소자로 사용했으나 습기에 약해서, 습기에 강하고 수명이 긴 압전 세라믹으로 압전카트리지가 만들어집니다.

 

압전소자 카트리지는 대부분이 LP용 바늘과 SP용 바늘을 돌려서 선택하는 공용으로 만들어져 SP판과 LP판이 공존하던 시절 전축에 많이 사용되었습니다.

 

큰 침압으로 판을 상하게 하고 음질이 좋지 않아서, 양질의 포노 EQ앰프를 간단히 만들 수 있는 반도체 앰프 시대가 되면서 역사 속으로 사라지게 됩니다.

 

 

 

자석식 카트리지

 

자석식 카트리지는 자석과 코일로 구성된 자계회로에서, 기계적인 신호진동이 자계회로를 변화시켜서 발생하는 신호전압을 이용하는 카트리지입니다. 자석식 카트리지는 만들기 쉽고, 침압이 작아 음반을 상하지 않게 하고, 잡음이 작고 찌그러짐이 작은 고음질을 제공합니다.

 

반도체 앰프시대에는 거치형 전축은 거의 대부분이 자석식 카트리지인 moving magnet 카트리지(MM) 또는 moving coil 카트리지(MC)를 사용합니다. 다른 여러 방식으로 카트리지를 만들려고 시도했으나 모두 실패하고 자석식 만 남은 셈입니다.

 

 

 

자석식 포노 카트리지는 바늘 팁의 진동속도에 비례하는 신호전압을 발생합니다. 출력이 작고 기록 방식과 동일한 속도비례형이어서, 기록된 LP의 주파수 특성 곡선을 보상하는 RIAA 이콜라이져특성을 가지는 포노앰프가 필요로 합니다.

 

진공관 앰프 시절에서는 포노 앰프를 잘 만들기가 쉽지 않은 등등의 이유로 보급형은 대부분 세라믹 카트리지를 사용했으나, 반도체 앰프 시절에서는 쉽게 만들 수 있어서 대부분 전축은 자석식 카트리지를 사용하게 됩니다.

 

 

 

MM카트리지와 MC 카트리지는 서로 장단점이 있어서 어떤 것이 좋다고 단적으로 말할 수 없으나, MM형은 값싸게 만들 수 있고, 큰 코일이 고정되어 있어서 출력 전압이 비교적 크고, 바늘을 누구나 쉽게 교환 가능하다는 장점이 있어서 대부분이 MM카트리지를 사용합니다.

 

MM카트리지의 단점은 내부의 큰 인덕턴스의 코일로 인하여 포노앰프의 입력 용량에 따라 소리가 변한다고 하나, 1980년대 이후 제작된 대부분의 앰프에서는 입력 용량을 MM카트리지에 적합한 크기로 표준화 되어 만들어지기에 큰 문제는 없습니다.

 

MC카트리지도 승압트랜스를 사용하면 MM카트리지와 동일하게 포노앰프의 입력용량에 영향을 받습니다. MC형은 바늘을 사용자가 바꿀 수 없고, 대부분이 신호가 약해 승압 트랜스나 전치 증폭기가 추가 되어야 한다는 단점을 가지고 있습니다.

 

 

 

각각의 카트리지의 음질은 개별 카트리지 마다 달라서, 어떤 것이 좋다고 단적으로 말하기 쉽지 않습니다.

 

저음은 카트리지의 compliance와 톤암의 무게와 댐퍼로 정해져서 카트리지와 거의 무관하나, 고음은 카트리지 내부의 기계적인 특성으로 만들어지기에 예측할 수 없어서 직접 들어보고 판단할 수 밖에 없습니다. 온라인에서의 평은 그 사람의 개인 취향이기에 믿을 수 없습니다.

 

특성을 직접 측정한 데이터가 있으면 좋으나, 없으면 직접 들어보고 판단해야 합니다. 가장 많은 사람이 사용하는 것을 선택하는 것이 위험이 작겠죠.

 

 

 

MM카트리지의 고음은 부하 저항을 키우거나 줄이면 고음이 증가 또는 감소하고 부하용량으로 고역 공진을 제어할 수 있어서 약간의 고음의 튜닝이 가능합니다. 여기 오디오 토론의 글 124와 125에 올린 글에 카트리지의 성능 규격을 보는 방법과 MM카트리지의 부하의 변화에 따른 고음의 변화가 설명되어 있으니 참고 바랍니다.

 

카트리지를 평하는 글에서 어떤 카트리지의 저음이 어떻고 하는 이야기는 전부 거짓입니다. 그 것으로 그 글의 신뢰성을 평가 가능합니다. 모든 자석식 카트리지의 저음은 톤암의 등가 무게와 카트리지의 compliance와 댐핑에 의해 결정 됩니다.

 

 

 

교환용 자석식 카트리지는 1/2인치 간격의 2.5mm나사로 고정하는 방식과 T4P또는 P mount 라고 하는 고정방식으로 고정하는 두 종류의 고정 방식으로 만들어지며, 각각 고정 방식에 표준화된 톤암에 조립이 되게 만들어 집니다. 서로간의 호환이 되지 않으니, 카트리지와 톤암을 꼭 확인해야 합니다 (P mount용 카트리지에 어답터를 붙여서 1/2인치 톤암에 장착하게 된 것이 있으나, 어답터로 인해서 높이가 달라지기 때문에 특성이 재대로 나오지 않습니다). 지금은 T4P mount용 카트리지가 거의 생산되지 않아서, 새로 턴을 구할 때 T4P mount 암의 턴은 피해야 합니다.

 

 

 

Moving Magnet카트리지(moving iron, variable reluctance 등등)

 

MM방식은 작은 자석이 코일이 감긴 요크 사이에서 움직이면, 움직이는 자석이 만드는 자계변화에 비례해서 코일에서 전기가 발생한다는 원리로 만든 카트리지 입니다. 이와는 조금 다르게 코일이 감긴 요크와 자석을 고정시키고, 요크 간격 사이에 둔 작은 철편을 움직여서 코일에 전기 신호를 만드는 구조인 moving iron 형 또는 variable reluctance형으로 불리는 것도 있으나 특성이 MM과 거의 같아서 같은 부류 속합니다.

 

 

 

대량 생산이 가능하여 값이 싸고, 바늘을 사용자가 쉽게 교환할 수 있고, 출력 전압이 비교적 크고, 비교적 좋은 특성을 쉽게 만들 수 있다는 장점을 가진 카트리지입니다.

 

MM카트리지는 인덕턴스가 비교적 큰 코일에서의 전기 신호가 나오기에, 그 인덕턴스로 인해 부하의 저항과 용량에 주파수 특성이 영향을 받습니다. 그러나, 부하 저항은 47k옴으로 규격화 되어있고, 용량도 어느 정도로 정해져 있어서, 약점이라는 것이 크게 문제가 되지 않습니다.

 

 

 

대부분의 카트리지 적정 부하 용량은 최신 음악 전문용은 250pF이 대부분이고, 1970년대이전의 구형이나 DJ용은 450pF가 대부분입니다.

 

고급 카트리지의 등장으로 1980년 전후를 기준으로 앰프 포노단의 입력 용량의 경향이 450pF용에서 250pF급으로 변합니다.  오래된 앰프를 사용할 때 이 규격을 확인하는 것이 중요할 수 있습니다.

 

MM카트리지의 부하 용량은 톤암 내부의 용량과 턴에서 앰프에 연결 쉴드선의 용량과 앰프 내부의 용량을 합한 값에 해당합니다. 대부분의 턴테이블에서는 연결 RCA선이 고정되어 나오는 이유가 이 부하 용량을 최소화 시키기 위해 저용량 쉴드선으로 만들어진 것입니다. 대부분 가정용 턴의 톤암 내부와 연결 RCA선의 용량은 150pF전후(연결 RCA선은 110pF 정도)로 앰프의 내부 용량이 100pF이하인 것이 최신 고급 MM카트리지에 적합한 앰프입니다.

 

 

 

Moving Coil (MC) 카트리지

 

MC카트리지는, 고정된 자석의 강력한 지계 내에서 움직이는 작은 코일에서 전기신호를 만드는 구조의 카트리지 입니다.

 

코일에 발생하는 전압은 시간당 자속의 변화량과 코일의 권선수의 곱에 비례합니다. 코일의 무게를 키우지 못하기에, 제한된 크기와 권선수로 인해 출력 전압이 대부분 크지 않습니다.

 

MC형은 대부분이 고가이고, 사용하기 힘들고, 희귀성이 있고, 독특한 음색을 내는 것들이 있다는 장점이 있으나, 사용자가 바늘을 교환하기가 거의 불가능하고 신호의 크기가 작아서 승압 트랜스나 특수한 전단 앰프가 있는 게인이 큰 포노 앰프가 필요하다는 단점을 가집니다. 어떤 카트리지는 MM에 비해 큰 침압이 요구됩니다.

 

일반 포노 앰프에 바로 연결해서 사용 가능한 MM카트리지와 비슷한 큰 출력을 내는 MC카트리지도 만들어 지고 있습니다만 주종은 아닙니다.

 

반도체 저잡음 앰프가 나온 이후의 대부분의 카트리지는 전치 앰프와 일반 포노 앰프로 사용할 수 있게 만든 것이 대부분이나, 오래된 구형에서는 출력이 너무 작아서 승압 트랜스가 필수적인 MC가 많습니다.

 

 

 

카트리지의 바늘 팁

 

소리골의 음파 기록을 진동으로 만드는 바늘 팁은 초기 축음기에서는 강철 바늘을 사용하여 그 진동을 직접 진동판을 울려서 소리를 내었으나, 마모가 심하여 자주 갈아 주어야 했습니다.

 

전축으로 발전되면서 카트리지라는 픽업으로 소리골에 기록된 기계적인 신호를 전기적인 신호로 변환시켜 재생하게 되어, 디스크의 소리골에 직접 닿는 바늘 팁은 가볍고 마모가 잘 되지 않는 보석으로 만들어집니다. 압전형 카트리지에서는 인조 루비 등의 보석을 주로 사용했으나, 자석식 카트리지에서는 가장 단단한 물질인 다이아몬드를 가공해서 사용합니다.

 

 

 

카트리지의 바늘 팁이 얼마나 문제없이 그루브를 잘 따라 갈 수 있느냐가 LP재생에서 가장 중요한 음질의 결정 요소 중 하나입니다.

 

녹음 팁을 재생 팁으로 시용하기에는 마모에 약하고 정밀도가 문제되어, 재생 팁은 가능한 한 녹음 팁과 비슷하면서 얇고 가벼운 팁을 사용해야 합니다.

 

Stereo LP은 0.7밀리 인치(17.8미크론) 원주의 원추형 팁을 사용하여 재생하는 것으로 1950년대에 규격으로 정했습니다. 이 규격에 따라 소리골 그루브의 규격이 정해졌습니다.

 

LP의 녹음시 그루브를 가는 삼각형 쇄기 모양의 팁으로 저속에서 기록하는 하면서 고음이 개선되자, 표준 17.8미크론 원추형 팁으로는 더 세밀해진 소리골을 따라 갈 수 없어서 더 세밀한 형태의 재생 팁이 요구됩니다.

 

강한 고음에 대응하여 원추형 팁의 원주를 줄이는 방법은 팁이 바늘에 가해지는 압력을 증가시키고 소리 골 깊은 곳의 먼지로 인한 잡음의 증가하기에 한계가 있습니다. 1987년 IEC규격 등에서 원추형 팁을 13미크론까지 가공하는 것을 허용했으나, 실질적인 원추형은 15미크론 정도를 한계로 봅니다.

 

 

 

보석 가공기술의 발달로 원추형 측면을 깎아서, 소리골에 걸리는 부분은 18미크론의 곡률 반경을 유지하면서, 소리골의 진행 반향으로는 3~8미크론으로 얇게 만들어 깊이는 더 이상 갚게 들어가지 않고도 높은 고음을 재생할 수 있는 타원형 또는 바이레디알 이라는 팁이 만들어 집니다.

 

그러나, 얇아진 팁은 접촉 면적을 줄이는 역할도하여, 판에 가해지는 압력이 증가되어 판의 수명과 바늘의 수명에 영향을 주고 음질도 나쁘게 하기에, 침압에 따라 5~8미크론 정도가 한계입니다.

 

소리골과 접촉하는 부분의 원주를 규정 이상으로 늘려 접촉 면적을 키워서, 진행 방향으로는 더 가늘게 접촉시키는 방법이 개발되어 고가의 카트리지에 사용하게 됩니다. 이 들 팁을 선접촉형, shibata 팁, hyper elliptical, MR 등등의 이름으로 불리게 됩니다.

 

 

 

같은 침압에서 타원형 팁이 원추형에 비해 140%이상의 큰 압력이 발생하여 2g이상의 침압에서는 판에 영향을 줄 수 있으나, 선접촉형은 접촉 면적이 넓어서 표준 팁의 70% 이하로 판에 가해지는 압력이 작아집니다. 단 선접촉형에서는 그루브와 접촉하는 방향의 원주가 과대하여 azimuth오차 영향이 커집니다.

 

 

 

바늘 팁은 진동을 전달하는 지렛대인 cantilever에 고정되어 지렛대를 움직여서, 지렛대에 고정된 발전 소자를 움직여 신호를 발생합니다.

 

보석 팁을 지렛대에 고정 방법은 cantilever 에 접합된 금속 돌기에 가공한 다이아몬드 팁을 접합한 접합형(bonded), 팁 전부를 하나의 다이아몬드를 가공하여cantilever에 가공된 미세구멍에 고정한 nude diamond형이 있습니다.

 

팁의 등가 무게는 여러 부분에서 고음에서의 기계적인 공진을 일으키기에, 공진주파수를 가청 주파수 밖에 두기 위해 가벼울수록 좋습니다. 그리고 팁의 등가 무게가 침압도 결정합니다.

 

대체적으로 접합형 팁이 무거우며 가공성이 좋지 않아서 보급형 원추형 팁에 많이 사용되었으나, 최근에는 최근에는 타원형 팁을 가벼운 접합형으로 만든 것도 있습니다.

 

nude diamond형이 가벼워 대부분의 고급 팁에 사용됩니다. 무게를 더 줄이고 가공정밀을 올리기 위해 사각형 또는 판형의 다이아몬드를 사용하기도 합니다.

 

 

 

카트리지의 침압을 결정하는 요소가 팁의 등가 무게입니다. 소리골에서 바늘 팁이 소리골 그루브의 굴곡을 재생하면서 받는 가속력은 팁의 진동 가속도(그루브의 신호 성분)에 팁의 등가 무게를 곱한 값으로, 이 가속력이 팁을 그루브에서 튕겨져 나오는 힘으로 작용합니다. 이 가속력보다 더 큰 힘으로 위에서 톤암을 눌러주어 바늘이 튀는 것을 막아 주는 힘이 침압입니다. 적정 침압이 작고 tracking ability가 큰 카트리지가 가벼운 팁을 가진 좋은 카트리지입니다.

 

 

 

많은 카트리지의 팁은 에폭시 등의 접착제로 cantilever에 고정되어 있어서, 벤젠 같은 강한 용제에 의해 녹아서 팁이 빠져 나오기에 때문에 조심해야 합니다.

 

바늘 팁을 가장 단단한 다이아몬드로 만들어도 마모로 수명이 제한 됩니다. 사용 조건과 칩압과 탑의 모양에 따라 차이가 나며, 일반적으로 500~700시간 정도라고 합니다(카트리지 회사의 주장). 가벼운 침압의 팁은 1000시간 이상도 사용 가능하다고도 합니다.

 

마모로 수명이 거의 다된 팁은 LP판 안쪽에 기록된 강한 고음에서부터 찌그러짐이 증가합니다. 마모된 상태는 수 미크론정도의 크기로 100배 현미경은 되어야 겨우 확인할 수 있는 수준이 됩니다.

 

 

 

카트리지의 cantilever

 

대부분의 카트리지는 Cantilever라는 가는 막대에 팁과 발전기의 움직이는 부분을 고정시켜서, 팁의 진동을 발전기에 전달해서 전기신호로 발전시키는 구조로 만들어집니다.

 

이 cantilever의 물리적 특성과 팁의 모양과 등가무게에 주는 영향이 카트리지의 소리에 크게 영향을 줍니다. 이러한 이유로, 바늘 팁과 cantilever 차이로 품질을 나누는 카트리지 시리즈가 많습니다.

 

Cantilever는 대부분 가벼운 금속이나 보석 등의 물질로 일직선으로 만들거나 곡선으로 만들기도 합니다. 금속은 대부분 튜브형태로 만들어서 가볍고 휨에 강하게 만들어 집니다.

 

일부 카트리지에서는 팁과 반대 끝을 고정된 구조체에 댐퍼나 강선으로 고정시켜서 중심점 잡기도 하나(대부분의 MC카트리지와 일부 MM카트리지), 대부분은 cantilever 의 발전 소자 중앙을 댐퍼로 잡아 중심으로 만들고 아주 가는 강선으로 위치를 잡아주는 형태로 만들어집니다.

 

 

 

MC카트리지에서는 cantilever에 고정된 움직이는 코일에서 카트리지 본체로 전선으로 연결되어야 하고, 움직이는 코일이 자계에서 가장 좋은 부분에 정확히 자리 잡아야 하기에, 대부분 제조사 등에서만 바늘 교환이 가능하게 만들어 집니다.

 

MM카트리지는 움직이는 부분에서 연결해야 하는 전선이 없고 움직이는 아주 작은 자석을 고정된 코일의 요크 틈 부분에 놓이면 되기에, 바늘부분을 팁과 자석이 조립된 cantilever와 cantilever의 지지부를 카트리지에 쉽게 삽입하게 하여 소비자가 바꿀 수 있게 만들어 집니다.

 

 

 

Stereo LP판의 재생시 찌그러짐을 가장 작게 유지시키기 위해, 레코드 판과 카트리지의 바늘 팁에서 cantilever의 지지점까지의 각도(대략 stylus의 기울기) 즉 vertical tracking angle(VTA)을 20~25도로 정하고 권장합니다.

 

이 VTA와 카트리지와 판 사이의 간격을 확보로 cantilever의 길이가 결정됩니다.

 

초기 규격에서는 VTA를 15도가 기준이었으나 70년대이후에는 20도 전후로 정해 cantilever의 길이 등등이 변하게 되어, 카트리지 회사에서는 전후 모델이 달라지기도 했습니다. Cantilever의 길이를 줄이기 위해 일부 카트리지에서는 곡선으로 휜 cantilever를 사용하기도 합니다.
VTA나 SRA의 차이는 스테레오 LP에서 주파수 특성과 distortion으로 나타나나, 원추형 팁을 가진 바늘의 경우 SRA가 ±10도이내의 오차에서도 사람이 알 수 없으며, 원추형 팁이 아닌 바늘에서는 5도 이하의 오차면 일반적인 LP판에서는 거의 구분이 되지 않는다고 합니다.

 

 

 

팁의 진동을 발전기로 전달에서 왜곡이 발생하지 않아야 하나, 팁과 발전기를 연결하는 cantilever 의 무게와 공진과 손실 등등이 발생하여 음질에 영향을 줍니다. 팁의 등가 질량에 크게 영향을 주지 않게 가벼워야 하고, 진동에 의한 변형이 일어나지 않게 강해야 하고, 가청 주파수 이상에서 공진이 일어나게 음속이 빨라야 합니다.

 

저가형에서는 cantilever의 공진을 최대한으로 이용하여 다른 부분에서 약해진 고음을 보상하는 설계를 하고, 고급형에서는 가청 주파수이상 높은 주파수에서 공진이 발생하게 만들어집니다.

 

 

 

보급형 카트리지는 대부분 얇은 알루미늄 튜브로 만들어 집니다. 일부 알루미늄 cantilever는 무른 알루미늄 튜브로 만들어 잘 부러지지 않아서 DJ용으로도 사용됩니다.

 

중급형에서는 가볍고 공진 주파수가 높고 딱딱한 알루미늄 합금의 가는 튜브로 만들어 집니다. 이러한 cantilever는 절 부러지니 조심해야 합니다. 이런 cantilever중에는 공진에 의해 고음이 강한 카트리지가 있을 수도 있습니다.

 

고급 카트리지에서는 cantilever 에서의 음질 영향을 줄이기 위해, 가볍고 변형이 작고 음속이 알루미늄보다 2배이상이 되는 보론이나 베릴리움이나 인조보석 등을 사용하여, 가청 주파수에 거의 영향을 주지 않게 만들어 집니다. 이 물질들은 딱딱하여 잘 부러지기에 조심해야 합니다. 특히 LP판을 반대로 돌리는 일은 없어야 합니다.

 

 

 

카트리지의 소리와 특성의 대부분이 팁과 cantilever에 의해 결정됩니다. 이 것을 만드는 비용이 고급 카트리지에서는 카트리지 가격의 절반 이상을 차지합니다.

 

팁이 가늘어야 강한 고음을 재생가능하고, 팁의 등가질량이 가벼워야 침압이 가벼워지고 레코드판 표면과의 공진 주파수가 높아져 고음의 재생이 가능합니다. Cantilever도 가볍고 딱딱하고 공진 주파수가 높아야 과도한 고음 없이 충실한 고음의 재생이 가능해집니다.

 

 

 

팁의 등가 무게와 침압과 compliance.

 

팁의 등가 질량은 카트리지의 침압의 크기와 고주파 성능을 결정하는 가장 중요한 요소 중 하나입니다. 가벼운 바늘 팁을 가진 카트리지가 저침압 카트리지로 좋은 포노 카트리지 입니다. 팁이 무거우면 침압이 커져야 하고, 큰 침압은 레코드 판과 바늘의 수명을 줄이고, 판의 변형으로 음질도 나쁘게 만듭니다.

 

 

 

판을 재생할 때, 바늘 팁은 소리골의 가속도를 따라가면서 그 가속도에 팁의 등가무게를 곱한 힘을 받으며 발전기를 움직여서 신호를 만듭니다. 레코드 판의 소리골이 45%로 깎여 있어서 바늘 팁이 받는 가속력 힘이 바늘을 위로 튀게 하는 힘으로 작용합니다.

 

바늘 팁이 튀는 것을 막기 위해, 튀는 힘보다 더 큰 힘으로 위에서 눌러주어야 합니다. 이 눌러주어야 하는 힘을 침압으로 해결합니다.

 

이 침압으로 진동하는 발전 소자를 중심위치를 잡아주고 공진을 억제하는 댐퍼의 탄성 역수가 compliance입니다. 바늘 팁의 등가 무게가 침압과 compliance등을 결정하는 중요한 요소가 됩니다.

 

카트리지의 compliance와 등가 톤암의 공진 주파수와 공진의 크기가 모든 카트리지의 저역재생 한계와 저역 특성을 결정합니다. 따라서, compliance가 큰 카트리지는 가벼운 암에 사용되어야 하고, compliance가 작은 카트리지는 무거운 톤암에 사용해야 합니다.

 

그러므로 침압이 가벼운 카트리지는 가벼운 톤암에 적합하고, 큰 침압을 요구하는 카트리지는 무거운 톤암을 사용해야 합니다. 이 것을 카트리지와 톤암의 매칭이라고 합니다.