Frieve Vinyl Explained: Trình mô phỏng kim/ rãnh chính xác vật lý

"Vinyl Explained" của Frieve không phải là đồ chơi — đó là một mô phỏng chính xác vật lý dựa trên trình duyệt về kim dò rãnh đĩa than, được xây dựng cho các kỹ sư muốn hiểu điều gì thực sự xảy ra tại điểm tiếp xúc. Trình mô phỏng sử dụng cơ học tiếp xúc Hertz/Winkler, giảm chấn nhớt đàn hồi và động lực học vật rắn, tất cả đều theo đơn vị SI, và xác thực đầu ra của nó so với các bậc độ lớn trong thế giới thực.

Những gì nó mô phỏng

Chuỗi tín hiệu bắt đầu với nhiễu hồng (hoặc sóng sin) đi qua tiền nhấn RIAA, lọc bass đơn âm, cắt tần số cao và tích phân vận tốc sang dịch chuyển. Kết quả điều khiển dịch chuyển pháp tuyến thành rãnh trái/phải 45/45. Tham chiếu 0dB là vận tốc thành rãnh đỉnh 5cm/s — một tiêu chuẩn mastering thế giới thực.

Tại đầu kim, mô phỏng mô hình áp suất tiếp xúc (~0.4GPa ở VTF 2g), vượt quá ứng suất chảy của PVC, nghĩa là các asperity vi mô trong vùng tiếp xúc ~5×7µm bị nghiền nát và lấy trung bình. Độ nhám được mô hình hóa như một quá trình AR(1) ba tỷ lệ, với lấy trung bình vùng giải tích để tách độ nhám nhìn thấy khỏi những gì kim thực sự cảm nhận.

Biến dạng dò và Thước đo bit

Biến dạng phát sinh từ hình học, không phải từ công thức. Trình mô phỏng đánh giá parabol bán kính quét của kim so với khe hở thành rãnh tại mỗi bước, do đó mất âm bổng rãnh trong và biến dạng hiệu ứng chèn ép là hậu quả trực tiếp của mô hình. Một "Thước đo bit" tích hợp chia thang đo đầy đủ dịch chuyển thành rãnh ±15µm dọc theo mỗi trục điều chế, hiển thị độ sâu bit hiệu dụng — ở cài đặt mặc định, khoảng 9.7 bit (DR 72dB).

Nguồn nhiễu

Độ nhám rãnh là nguồn nhiễu chiếm ưu thế, được hiệu chỉnh đến SNR 60dB. Bụi tuân theo mô hình lắng đọng vật lý với mảnh vụn, sợi và hạt sạn — chỉ các hạt thực sự bị kim ép mới biến dạng. Tĩnh điện được đưa vào như một xung điện, không phải rung động cơ học, phù hợp với hành vi chuỗi phát lại thực tế.

Các bậc độ lớn được xác thực

Trình mô phỏng khớp với các phép đo thế giới thực: sóng sin 1kHz ở 5cm/s cho sai số đầu ra <0.03dB và THD≈0.6%. Cộng hưởng tiếp xúc ~40kHz, độ võng tĩnh của cần ~0.3mm, cộng hưởng cần ~12Hz. Đây không phải là các con số ngẫu nhiên — chúng khớp với vật lý phát lại đĩa than thực tế.

Những gì còn thiếu

Mô hình đơn giản hóa thành hai bậc tự do trong mặt cắt ngang rãnh, bỏ qua dao động hướng rãnh và trượt dính, và không xử lý wow, flutter, lệch tâm, vênh hoặc tải điện của cartridge. Nhưng đối với một công cụ dựa trên trình duyệt, điều này thực sự sâu sắc.