Bạn cầm một cái đĩa than sẽ để ý rằng có các rãnh nhỏ mảnh như sợi tóc của ta vậy, nó chạy khắp chu vi của 2 mặt đĩa, từ ngoài vào trong theo dạng xoắn ốc, các rãnh này khá khít và sát nhau. Đây là các rãnh chứa thông tin âm thanh. Các rãnh trên đĩa than có dạnh vòng xoắn nhẹ hướng về trung tâm đĩa và thường có độ rộng rãnh nhỏ chỉ khoảng 0.04-0.08mm (tùy thuộc vào cường độ của âm thanh). Tổng độ dài các rãnh trên một đĩa than có khi lên đến khoảng 500m.
Kim (Catridge) là một bộ phận tuy nhỏ, nhưng lại là một trong những bộ phận quan trọng nhất của một chiếc mâm đĩa than.
Theo đó, kim sẽ có nhiệm vụ tiếp nhận những tín hiệu từ các rung động sinh ra khi kim di chuyển trong các rãnh đĩa. Sau đó, các tín hiệu này sẽ được truyền đến các phono Stage và khuếch đại chúng.
Kim thông thường bao gồm 3 bộ phận: Mũi kim (Stylus), Thanh kim (Cantilever) và Thân đầu kim (Cartridge Body).
Mũi kim và thân đầu kim thường được chế tác từ các vật liệu có độ cứng cao, thông thường sẽ là kim cương nhân tạo.
Phần thân kim (stylus) sẽ được mài nhọn trở nên rất nhỏ, và loại nào càng nhọn, càng tiếp xúc nhiều với các rãnh đĩa thì càng mắc tiền.
Khi di chuyển trên các rãnh, chuyển động và cường độ di chuyển của đầu stylus sẽ được chuyển thành các tần số và cường độ âm thanh. Các rung động này sẽ được truyền vào Cantilever, thanh kim được dùng để làm cầu nối giữa Stylus và Cartridge Body, và sau đó sẽ được dẫn lên bộ phận sinh tín hiệu trong Cartridge.
Theo lý thuyết, người dùng nên thay đổi Stylus sau 1500-2000 giờ hoạt động do sự hao mòn của đầu kim. Với những mẫu đầu kim MC không thay được Stylus, thì người dùng phải thay đổi cả Cartridge. Với những mẫu đầu kim được chế tác từ vật liệu cao cấp thì tuổi thọ cũng sẽ được tăng cao hơn.
Dựa vào cấu trúc bên trong, Cartridge thường được chia làm 2 loại: MM (Moving Magnet) và MC (Moving Coil).
Cả 2 loại đều sử dụng nguyên tắc vật lý là tái tạo dòng điện dựa trên chuyển động trong trường điện từ. Tuy nhiên, một loại kim mới đã được nghiên cứu và phát triển, sử dụng công nghệ quang học để tạo nên tín hiệu analog, được gọi là “Optical Cartridge” – hay “Kim quang học”.
Kim MM
Như tên gọi, kim MM (Moving Magnet) sử dụng 2 nam châm nhỏ (mỗi nam châm cho 1 kênh) được đặt ở phía cuối của thanh kim (Cantilever), đồng thời được bao bọc bởi các cuộn dây cố định. Khi Cantilever di chuyển, nam châm cũng sẽ chuyển động giữa các cuộn dây, tạo ra tín hiệu.
Kim MM sẽ là mẫu kim thông dụng hơn cả, do có khả năng thay đổi Stylus và có độ bền cao hơn so với kim MC. Đồng thời, cường độ dòng điện cũng cao hơn so với MC, nên các kim MM có thể kết nối trực tiếp với Phono Stage. Tuy nhiên, do phía cuối thanh kim được gắn 2 nam châm nhỏ, nên tốc độ di chuyển của thanh kim ở MM sẽ không tinh tế bằng MC, mang đến chi tiết âm thanh không tĩnh bằng so với MC.
Kim MC
Kim MC (Moving Coil) mang cấu trúc bên trong tương tự với MM, nhưng phần đuôi của Cantilever sẽ mang một cuôn dây và phần nam châm sẽ là phần cố định. Khi Cantilever di chuyển, cuộn dây cũng sẽ chuyển động giữa nam châm, tạo ra tín hiệu.
Kim MC thông thường sẽ mắc tiền hơn so với kim MM do thường dùng loại kim cương có kích thước nhỏ hơn, chế tác cũng khó khăn hơn và cường độ dòng điện cũng nhỏ hơn. Vì thế, người dùng thường sẽ phải trang bị thêm một Step up Transformer (thiết bị tăng áp) hoặc một phono Preamp đặc biệt cho MC để tăng cường độ dòng điện phù hợp với Phono Stage.
Tuy nhiên, do có đầu kim nhỏ và cantilever mảnh, nên MC sẽ ít chịu cộng hưởng hơn nhiều. Đồng thời, do mang trọng lượng nhẹ hơn so với MM, cantilever của MC cũng sẽ di chuyển tinh tế và mượt mà hơn, phản hồi nhanh hơn với các đường rãnh trên đĩa. Từ đó, âm thanh được tái tạo lại sẽ trở nên sạch hơn, trong hơn và tĩnh hơn so với MM.
