Guide de la cellule phono IV
Phono Cartridge Guide IV

Azimut
C’est l’angle (vers la gauche ou vers la droite) existant entre la perpendiculaire au plan du disque vinyle et l’axe vertical passant par le “centre” de la pointe de lecture de la cellule phono, en regardant la cellule de face. En fonction de la précision de montage de la pointe de lecture et du cantilever, et en supposant que la pointe de lecture a été polie de manière parfaitement symétrique, l’azimut est correct lorsque la pointe de lecture est rigoureusement perpendiculaire à la surface du disque vinyle (pas le corps de la cellule).

Lorsque le réglage de l’azimut est mal fait, la forme et la surface des points de contact entre pointe de lecture et sillon changent, provoquant un déséquilibre entre les canaux droit et gauche ; il y a une dégradation du son qui se traduit par :
– une moins bonne reproduction des hautes fréquences
– une augmentation de la distorsion harmonique
– une moins bonne lecture des micro-informations du sillon
– une diminution de la séparation des canaux (diaphonie)

Plusieurs méthodes simples peuvent être employées pour régler l’azimut ; nous n’aborderons que celles qui ne nécessitent pas d’appareil spécial (Fosgate Fozometer, oscilloscope à double voie, voltmètre à deux canaux, microscope, etc.).
Avant de commencer le réglage, il faut ajuster la cellule pour qu’elle soit la plus horizontale possible, lorsqu’on la regarde de face. Le futur “meilleur réglage” se situe dans une plage de plus ou moins 3 degrés par rapport à cette position 0.

Méthode 1
Un miroir, une lampe et une petite loupe permettent d’effectuer le réglage de l’azimut. Si cela vous est possible, utilisez le plateau d’un disque dur informatique hors d’usage. L’avantage est qu’il n’ y a pas de défauts de surface comme c’est souvent le cas sur un miroir en verre.

Eric Gaba – Wikimedia Commons : Sting
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Après avoir réglé la force anti-skating à zéro, placez un miroir sur le plateau et posez le stylet sur le miroir. Observez la cellule de face ; la cellule et  son image dans le miroir doivent être identiques. La ligne verticale imaginaire qui passe par le diamant et son image/reflet doit être parfaitement rectiligne. S’il y a un angle, un réglage est nécessaire ; il faut pivoter la cellule jusqu’à ce que le stylet soit exactement perpendiculaire à son reflet.

scho2684 – Vinylengine
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Si le bras possède un porte-cellule détachable il est probablement possible de le faire pivoter légèrement pour régler l’azimut.

Certains fabricants de bras de lecture ont, pour obtenir une rigidité maximale, éliminé le réglage d’azimut. Dans ce cas, la tâche sera plus délicate. Pour les bras dépourvus de ce réglage, il faudra ajuster l’azimut en plaçant une cale entre la cellule et le porte-cellule. On peut, par exemple, utiliser une fine bande de papier découpée dans une carte de visite, d’une largeur d’environ 1/4 ou 1/5 de la largeur de la cartouche, puis la placer (d’avant vers l’arrière) entre la cellule et le porte-cellule, pour créer un point d’appui. Ensuite, en serrant et desserrant légèrement chacune des vis de montage, on peut “incliner” la cellule pour obtenir un réglage de l’azimut. Cela devrait être suffisant pour obtenir un bon réglage. Une fois la bonne épaisseur trouvée, serrez les vis avec la même force pour “verrouiller” le réglage.

Méthode 2
Cela consiste à connecter un canal de la cellule en déphasage avec l’autre (il suffit d’inverser le + et le – sur un seul canal) et de lire un disque de test avec une plage mono ou un disque enregistré en monophonie (de préférence avec peu d’instruments). Les informations déphasées s’annulent, il faut donc ajuster l’azimut en réglant la sortie la plus faible.
Pour obtenir la meilleure position, utilisez un disque test qui possède une piste modulée uniquement sur le canal gauche et une piste modulée uniquement sur le canal droit. Lisez la piste modulée à gauche et écoutez attentivement (ou mesurez) le canal droit pour constater s’il y a de la diaphonie. Répétez l’opération avec l’autre piste. L’objectif est de placer la pointe de lecture exactement perpendiculaire au disque. Faites pivoter la cellule autour de son axe  jusqu’à ce que, à l’écoute (ou les mesures), les canaux gauche et droite soient équivalents ou très proches de l’égalité. Vous obtenez ainsi le meilleur réglage possible de l’azimut.

Méthode 3
Une autre méthode très simple, ne nécessite qu’un disque enregistré en monophonie et de bonnes oreilles. Un enregistrement de voix fournit une “image sonore” claire et stable, parfaitement centrée entre les deux haut-parleurs. Si ce n’est pas le cas, ajustez l’azimut de la cellule pour obtenir cette “image sonore” exactement au centre. Cette méthode fonctionne bien si vous êtes suffisamment entraîné pour savoir ce qu’il faut écouter.

Dépassement ou débord (Overhang)
La matrice d’un disque microsillon est gravée par un burin placé sur un bras tangentiel. Le burin se déplace donc sur un axe parallèle au rayon du disque, gravant le sillon selon le même angle du début à la fin.

Les platines dotées d’un bras de lecture tangentiels n’ont pas ce problème car le stylet est parfaitement aligné avec le sillon du disque à tout moment. Ainsi, l’angle entre la pointe de lecture et le sillon ne change pas et il n’y a pratiquement aucune déviation de l’angle de suivi optimal.

Mais la majorité des platines vinyle utilisent un bras à mouvement pendulaire, la cellule phono décrivant au cours de la lecture un arc de cercle axé sur le pivot du bras. La pointe de lecture parcourt donc le sillon en présentant avec celui-ci un décalage angulaire variable constamment en fonction de sa position sur le disque. Ce décalage provoque une erreur d’alignement entre le stylet et le sillon donc une distorsion. Pour la minimiser, il est important d’aligner correctement la pointe pour qu’elle reste au maximum tangente aux parois du sillon. Comme il est impossible de maintenir l’angle de suivi parfait tout au long du trajet du stylet sur le disque, des stratégies ont été développées afin d’obtenir deux points nuls (un point nul est défini comme un point où la déviation par rapport à la tangente du sillon est nulle) sur l’ensemble la trajectoire de la cellule et obtenir un alignement optimal (avec une erreur minimale). Le réglage de l’avance (overhang) permet de modifier la position de ces points nuls.

Au fil des années, plusieurs stratégies d’alignement ont été développées concernant le choix de ces deux points nuls. Le principe d’alignement d’un bras de lecture avec point pivot fixe est décrit dans les publications de Baerwald et Lofgren. La conclusion commune de ces articles est qu’une cellule doit avoir un angle d’offset (zénith) avec un dépassement (overhang) défini. L’offset et l’overhang sont fonction de la distance effective du bras utilisé. Ensuite, le mathématicien Stevenson a calculé une nouvelle paire de “points nuls” en partant du principe que les disques vinyles de musique classique proposent majoritairement des crescendos dans la partie centrale, une proposition qui a été retenue comme norme pour la plupart des machines professionnelles.

Ce sont les trois principes les plus répandus :
Baerwald (B) : permet de réduire et égaliser la distorsion à chaque endroit du disque ; la distorsion au début, au milieu (où elle est élevée) et à la fin du disque doit être égale. Le plus classique pour les bras courts.
Loefgren (L) : permet une distorsion minimale en milieu de disque avec en contrepartie plus de distorsion en début et fin de disque .
Stevenson (S) : permet d’obtenir une distorsion minimale en fin du disque au prix d’une distorsion accrue ailleurs. Plutôt recommandé pour les bras longs.

Chacune de ces géométries fournit des points sur l’arc où le stylet est tangentiel (point nul) aux parois du sillon du vinyle, ce qui permet d’obtenir une distorsion de lecture minimale.
Baerwald : les points nuls sont de 66,0 et 120,9 mm.
Loefgren : les points nuls sont 70,3 et 116,6 mm.
Stevenson : les points nuls sont de 60,325 et 117,42 mm.

Pour régler l’overhang, un gabarit d’alignement (Protractor) est nécessaire. Il existe de nombreux gabarits disponibles sur des sites web (vinylengine par exemple), fournis par les fabricants de bras et de cellules ou par des vendeurs spécialisés. Il est conseillé d’utiliser soit le gabarit fourni avec le bras, soit un gabarit de réglage adapté qui a la bonne distance entre le centre de l’axe de la platine et le centre de la fixation de votre bras (la distance pivot-axe).

Protractors disponibles ici : → Protractors Baerwald Loefgren Stevenson

L’objectif est d’ajuster la distance de dépassement de sorte que, lorsque le stylet se trouve à chaque emplacement, le corps soit parallèle aux lignes du gabarit. On y parvient soit en :
– déplaçant la cellule dans le porte-cellule s’il est muni de trous de montage oblongs,
– déplaçant le bras si la cellule a une position fixe dans le porte-cellule (SME 3009 improved par exemple).

La position de la cellule dans le porte-cellule peut nécessiter un ajustement ultérieur pour régler son zénith. Dans certains cas, cela peut entraîner un très léger angle du corps de la cartouche par rapport à ces mêmes lignes. Cependant, après tout ajustement, la pointe de lecture doit toujours passer par les deux points nuls indiqués par le gabarit.

Le zénith
Pour un réglage de zénith correct, l’axe du cantilever doit former un angle à 90° avec une ligne imaginaire perpendiculaire aux bords gauche et droit du sillon (et passant par les bords de contact du stylet). L’erreur zénithale apparaît lorsque l’axe du cantilever n’est plus perpendiculaire à cette ligne imaginaire. Ce paramètre est plus sensible avec les cellules elliptiques qu’avec les modèles sphériques.

Pour régler le zénith, on fait pivoter le corps de la cellule dans le porte-cellule selon un axe vertical jusqu’à ce que l’axe du cantilever soit parallèle aux lignes de la grille du gabarit posé à plat sur le plateau. Il faut légèrement desserrer les vis de fixations de la cellule pour effectuer cette rotation mais les garder suffisamment serrées pour maintenir la cellule en place une fois le réglage fait. Si le gabarit est une surface réfléchissante, il sera possible d’évaluer visuellement l’alignement entre le cantilever et la grille ; s’il est en papier par exemple, il faudra aligner les côtés du corps de la cellule parallèlement à la grille tracée sur le gabarit. Une fois le réglage fait, serrez fermement les vis de montage, puis vérifiez à nouveau l’alignement ; si nécessaire répéter l’opération pour parfaire le réglage du zénith.

L’inconvénient de cette méthode est qu’il faut admettre que les fabricants réalisent un assemblage parfait de la cellule (angle d’inclinaison du stylet, assemblage de la pointe de lecture sur le cantilever, alignement du stylet) ce qui n’est pas toujours le cas.

Malheureusement, comme le montre la photo ci-dessous, ce réglage n’est pas la panacée ! Le stylet de cette cellule est inséré dans le cantilever avec une erreur d’angle de 5.3 degrés. Les surfaces de contact du stylet sont cerclées en rouge. La largeur de la surface de contact du stylet avec le sillon est inférieure à 4 microns et sa longueur est d’environ à 20 microns. Le résultat est que le stylet lit un côté du sillon avant l’autre et ce problème s’amplifie au fur et à mesure que le bras se déplace vers le centre du disque, ce qui entraîne une distorsion importante.

WAM Engineering a analysé de nombreuses cellules, parfois très onéreuses, et n’a constaté aucune corrélation entre le coût et la précision du montage du stylet. Des erreurs de zénith varient de 0° (montage parfait) à 14°. En moyenne, l’erreur constatée est de 2° à 3°.

Nettoyage de la pointe de lecture

Pour vérifier l’état de votre cellule et l’encrassement du stylet, il faut utiliser une loupe avec un grossissement minimal de 20 fois (ou mieux un microscope).

Une brosse (parfois fournie avec la cellule) utilisée avant chaque lecture de la face d’un disque permet de limiter le dépôt de salissures sur la pointe de lecture. Il faut utiliser la brosse en frottant très légèrement le stylet et toujours de l’arrière de la cellule vers l’avant, sous peine de plier ou casser le cantilever. Ne jamais frotter perpendiculairement au stylet. Cette opération permet d’éliminer la poussière et la plupart des agents de démoulage pour les disques neufs.

Le nettoyage du disque avec une brosse spéciale ou un chiffon antistatique avant chaque lecture est important pour prolonger la durée de vie et l’état de la pointe de lecture (élimination des poussières abrasives). Bien sûr, si votre disque a été nettoyé avec une machine à laver les vinyles, cela n’en sera que meilleur !

Lorsque l’écoute devient sombre, sans détails, étouffée, le premier point à vérifier est le niveau d’encrassement de la cellule. Si un nettoyage s’impose, outre la brosse fournie, vous pouvez employer d’autres méthodes, dont deux “économiques” mentionnées ci-après.

Méthode 1
la face fine d’une “gomme ou éponge magique”. Celle-ci est en fait une mousse de mélanine dans laquelle on a injecté du gaz pour créer des micro-cavités (Basotect© de BASF) ; elle est comparable à un papier de verre à grain très fin, mais pas suffisamment abrasive pour endommager la pointe de lecture. Il suffit simplement, en utilisant le lève-bras, de poser le stylet sur la surface blanche (qui est sans produit de nettoyage), puis de le soulever ; les saletés restent collées. Répétez l’opération plusieurs fois jusqu’à ce que le stylet soit exempt de poussières et de débris. Nettoyage efficace garanti !

© uturnaudio.com
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Méthode 2
Une autre façon peu onéreuse (une dizaine d’euros) de nettoyer le stylet est d’utiliser un accessoire très prisé par les batteurs pour atténuer les harmoniques et les résonances indésirables de la caisse claire, des cymbales, etc : les “Moongel Damper Pads”. Il suffit simplement, en utilisant le lève-bras, de poser le stylet sur la surface du gel, puis de le soulever ; les saletés restent collées au gel. Répétez l’opération plusieurs fois jusqu’à ce que le stylet soit exempt de poussières et de débris. Ce gel de polyuréthane est commercialisé sous diverses autres présentations estampillées “nettoyant pour pointe de lecture”. Méthode non testée.

Il existe de nombreux autres produits et accessoires plus ou moins onéreux (et pas forcément utiles) commercialisés par les fabricants de cellules, etc. A vous de faire votre choix selon vos convictions.

Attention !
– il faut toujours utiliser la brosse en frottant très légèrement le stylet et toujours de l’arrière de la cellule vers l’avant, sous peine de plier ou casser le cantilever,
– ne pas utiliser de solvants ou produits à base d’alcool (éthanol, isopropanol, etc.) car certaines colles utilisées pour fixer le stylet peuvent s’altérer,
– ne pas utiliser de produits d’entretien pour la maison,
– ne pas toucher le stylet avec la pulpe du doigt.

Un article (en anglais) paru dans la revue US “Audio” en mars 1979 (au format pdf) est disponible ici :
→ Understanding Cartridge

Cet article est un document de référence pour tous ceux qui veulent comprendre les cellules phono.