Это приложение симулирует аналоговый стилус, который движется по виниловой канавке в замедленном режиме. В основе не визуальная аппроксимация, а микроскопическая физика: контактная модель Hertz/Winkler, вязкоупругое демпфирование и динамика твёрдого тела. Все ключевые величины — в SI единицах, а SNR, искажения и резонансные частоты проверены по порядкам величин реальных систем.
Сигнальная цепочка начинается с розового шума (музыкальный долговременный спектр). Он проходит через фильтр rumbler на 20 Гц, LF-шейпер 80 Гц, моно-фильтр баса, HF-срез, RIAA-предыскажения с полюсом Neumann 3,18 µs и интегрирование скорости в смещение. На выходе — нормальное смещение стенок 45/45. Опорный 0 dB соответствует пиковой скорости стенки 5 см/с.
При прижимной силе 2g каждая стенка испытывает около 14 мН нормальной силы, а контактное давление достигает 0,4 ГПа — это выше предела текучести PVC. Микроскопические неровности внутри пятна контакта размером ~5×7 мкм раздавливаются и усредняются. Симуляция отделяет видимую шероховатость от той, что реально чувствует игла, с помощью аналитического фактора усреднения по пятну.
Искажения трекинга вычисляются через параболу радиуса сканирования стилуса относительно зазора стенки. Потери высоких частот на внутренних канавках и эффект пережатия (pinch effect) возникают из геометрии, а не из дополнительных формул. Это можно проверить прямо в режиме синуса.
Линейка (Bit Ruler) показывает шкалу смещения стенки ±15 мкм по каждой оси модуляции 45°. По умолчанию шероховатость σ = 13,17 нм даёт SNR 60,0 dB (9,7 эффективных бит). При пиковом уровне +12 dB это соответствует динамическому диапазону 72 dB. Белые маркеры показывают мгновенное смещение стенки.
Основной источник шума — трёхмасштабная AR(1) шероховатость канавки, моделирующая точность штампа и ошибки позиционирования молекул. Пыль добавляется по физической модели — хлопья, волокна и песок; деформируются только те частицы, которые игла действительно прижимает. Статика вводится как электрический импульс, а не как механическая вибрация — как в настоящем тракте воспроизведения.
Ключевые упрощения: две степени свободы в сечении канавки (вибрации вдоль канавки и stick-slip опущены); шероховатость одномерная, с аналитическим латеральным усреднением; стенки канавки — неперекрывающиеся поля высот; wow, flutter, эксцентриситет, warp и электрическая нагрузка картриджа не моделируются.
Валидация: при 1 кГц и 5 см/с синуса ошибка выходного сигнала <0,03 dB, THD ≈ 0,6%. Контактный резонанс около 40 кГц, статический прогиб тонарма ~0,3 мм, резонанс тонарма ~12 Гц. SNR 60,0 dB при σ = 13,17 нм, динамический диапазон 72 dB при пике +12 dB.