SME Series V

Magnesium Tone-arm

Made in England

From SME official web-site (http://www.sme.ltd.uk/content/Series-V-1330.shtml) :

"Series V sound has an almost startling dynamic range and neutrality enabling high levels to be enjoyed. It escapes the 'LP' sound and demonstrates that structural resonances in pick-up arms are responsible for much that makes vinyl records readily discernible from master tapes.

In common with any mechanical device the behaviour of a pick-up arm is governed by three properties of matter that also define the laws of motion.

The first property is mass which opposes any change in motion. The effective mass of an arm and cartridge resists motion least at low frequencies but increasingly as frequency rises. It is this resisting force which makes the operation of a cartridge possible. At subsonic frequencies the armature and stator move as one allowing the slow movements needed to negotiate the record surface without generating a signal. At audio frequencies however the increased resisting force causes the armature to move relative to the stator and a signal is produced. The transition point between these two conditions is important for a clean low frequency response and is established by the compliance of the cartridge and the total effective mass of the arm and cartridge body.

The second property is stiffness which resists bending or flexing. It is a restoring force, proportional to position or deflection.

The third property is damping or resistance to motion. Here motion means velocity and without it there is no damping.

The total equation of force acting on a pick-up arm is therefore the sum of three parts: acceleration acting on the mass, velocity acting on the internal or applied damping, and bending or deflection acting on the stiffness.

Il suono della Serie V ha una gamma dinamica e una neutralità sorprendente che consente un elevato livello di godimento. Lo SME V  libera il suono dell’ LP e dimostra che le risonanze strutturali nel braccio del pick-up sono responsabili di gran parte di ciò che rende il disco in vinile facilmente distinguibile dal nastro master.

In conformità con qualsiasi altro dispositivo meccanico il comportamento del braccio del pick-up è governato da tre proprietà della materia, che definiscono anche le leggi del moto.

La prima proprietà è che la massa si oppone a qualsiasi cambiamento di moto. La massa effettiva del braccio e della cartuccia mostra una resistenza al movimento che è minore alle basse frequenze e che aumenta con il crescere della frequenza. È questa forza di resistenza che rende possibile il funzionamento di una cartuccia. A frequenze subsoniche l'armatura e lo statore si muovono solidali permettendo i lenti movimenti necessari per seguire la superficie del disco senza generare un segnale. Tuttavia a frequenze comprese dentro la gamma audio la maggiore forza di resistenza costringe l'armatura a muoversi rispetto alla statore e in tal modo  viene generato un segnale. Il punto di transizione tra queste due condizioni è importante per la pulizia della risposta a bassa frequenza ed è stabilito dalla compliance della cartuccia nonché dalla massa totale effettiva del braccio e del corpo della cartuccia.

 
La seconda  proprietà è la rigidità che resiste alle sollecitazioni in  inclinazione e flessione. Questa è una forza di ripristino, proporzionale alla posizione o alla deviazione.

 
La terza proprietà è quella di smorzamento o di resistenza al movimento. Qui movimento significa velocità e senza di essa non c'è smorzamento.

L’ equazione totale delle forze che agiscono su un braccio di pick-up è dunque la somma di tre componenti: l'accelerazione che agisce sulla massa, la velocità che agisce sullo smorzamento interno o applicato, e l’inclinazione o deviazione che agisce sulla rigidità.

Mass and stiffness determine how much a pick-up arm will flex and vibrate and damping determines how long it will vibrate. Damping alone cannot prevent flexing or vibration, it can only lessen its effect. The stiffer the arm the less it will flex and vibrate; the more massive the less it will vibrate.

Very high tone arm mass would therefore be ideal to control the cartridge had it not to be strictly limited to preserve the required relationship of compliance and mass already referred to. Stiffness, the second part of the equation of force, must therefore be used also. Infinite stiffness would be ideal but we have to be more realistic. In a beam of given length stiffness is dependent on the material used, its cross-sectional area and in the case of a cylindrical beam increases as the cube of its diameter. Doubling the diameter will make it eight times as stiff.

Although the proportions of the Series V tone-arm reflect these facts, tests showed that the required stiffness was still unattainable using conventional fabricated construction. A one-piece die-casting in magnesium alloy was therefore adopted comprising the shell, tube and balance weight cantilever. 36% lighter but only 25% less stiff than commonly used aluminium, a magnesium arm of the same mass could be as much as 25% stiffer. In addition die-casting would allow the numerous changes of section required to optimise effective mass and control standing wave effects. Finally magnesium's high self-damping factor was augmented with an internal constrained layer to damp the tubes’ high frequency resonance.”

La massa e la rigidità determinano quanto il braccio del pick-up si fletterà o vibrerà mentre lo smorzamento determina quanto tempo esso continuerà a vibrare. Lo smorzamento da solo non è in grado di impedire la flessione o la vibrazione, potendo solo attenuare i suoi effetti. Più rigido è il braccio meno esso si fletterà e vibrerà; più è massiccio e  meno esso vibrerà.

Un braccio con una massa molto alta sarebbe quindi ideale per controllare la cartuccia se non fosse che questa massa deve essere strettamente limitata per  mantenere il necessario e già citato rapporto tra compliance e massa. Deve quindi essere utilizzata anche la rigidità che è la seconda componente dell’equazione delle forze. Una rigidità infinita sarebbe ideale, ma noi dobbiamo essere realistici. In un raggio di determinata lunghezza la rigidità dipende dal materiale utilizzato, dalla sua area di sezione trasversale e, nel caso di un corpo cilindrico, essa aumenta in ragione del cubo del suo diametro. Raddoppiando il diametro lo si renderà otto volte più rigido.

 
Sebbene le proporzioni del braccio della Serie V rispettino queste considerazioni, le prove hanno dimostrato che la rigidità necessaria è ancora irraggiungibile utilizzando tecniche convenzionali di costruzione. E’ stato pertanto adottato un pezzo unico in lega di magnesio ottenuto mediante  pressofusione comprendente la conchiglia (shell),il tubo e il peso di bilanciamento del cantilever. Più leggero del 36%, ma solo il 25% meno rigido rispetto a quello di alluminio comunemente usato, un braccio di magnesio della stessa massa è equivalente a quello più rigido del 25%. In aggiunta la pressofusione permette i numerosi cambiamenti di sezione necessari per ottimizzare la massa efficace e il controllo degli effetti delle ondulazioni. Infine l’alto fattore di auto-smorzamento del magnesio è stato incrementato mediante uno strato interno per attutire l'alta frequenza di risonanza del tubo.

A copy of the owner's manual is available on request.

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