動圈唱頭真優於動磁唱頭?

自從1920年代Alan Blumleim發表了動圈唱頭的理論之後,動圈式(MC)唱頭與線圈固定式(MM)唱頭的擁護者就開始為孰優孰劣展開了無休止的爭論。動圈唱頭的製造一直壟罩著神秘的氣氛,而動圈唱頭的高價永遠給人一種暗示─它一定比別的好

也許在從前,音響迷的選擇只有廉價的普通唱頭或到業餘工廠去訂做一個的時代,這種想法是正確的。但是時代變了,高傳真、高價格,不再是動圈唱頭的專利,神話卻流傳下來,大多數的人仍深信動圈式唱頭的魅力。從許多人的談話中我發覺很多人寧可相信一個100美金的動圈式唱頭而不願採用500美金的動磁唱頭,但這些人往往又無法在控制的條件下,分辨出兩者的差別。現在該是我們檢討一下我們的觀念,並且想一想到底是什麼因素造成動圈式唱頭的神話。

動磁唱頭仍是主流

在研究的過程中,我和許多卓越的唱頭工程師談到他們對設計唱頭所持的態度及做法;我參加許多的會議,並且與其他從事評論工作的人互相討論(我所引用的話都盡量不予修改,但是意見是我的。)

每次參加宴會我最常被問到的問題是「到底哪一種唱頭比較好?動圈式?還是動磁式?」,這是一個典型對唱頭認識不清的問題。經常有人要求我從兩者之間選擇一種代表性的產品,或者有哪一些產品不夠水準。顯然的是這些問題的主人都認為動圈式唱頭與其他的唱頭截然不同。這種情形與很多人認為靜電式喇叭的動態不好的想法完全相同,但是只要了解問題的真正定義,我們仍然可以提供一個完整的答案。

實際上,動圈式唱頭屬於電磁唱頭中的一種。基本上所有的電磁唱頭包含三個主要的部份:一個提供適當磁場的磁鐵;一組線圈用來感應電流;及一支將唱片溝壁上的溝紋轉變成振動的唱針。這三者固定、組合方式的不同決定了唱頭的種類。

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圖2:SHURE V15 TYPE IV

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圖2

動磁式是其中一大主流,因為它的結構簡單;所以普遍性相當高。一般的設計是在唱針桿的末端裝上一個小磁鐵,唱針桿用橡皮或塑膠在靠近磁鐵的位置固定,然後整個組件用鋼弦固定在支點上。Shure V15 IV即為一個標準的例子,圖2是簡化後的結構,一個軟鐵心通過線圈形成空氣隙與磁鐵的磁通量相交。

早期的動磁唱頭,如ELAC唱頭是屬於重量級的唱頭。它的磁鐵將近1/4英寸長,所以靈敏度高,但以今日的標準來說高頻的循軌力就很差了。利用新的磁性材料及設計上的改良,唱針的質量及磁鐵的大小都有了相當的改善。而磁鐵的形狀也由方型的磁柱演變成Technics所用的圓盤型(圖3)或Audio Technica的雙磁鐵系統(圖4)。這些改進主要的目的是降低運動部分的慣性質量,而使針尖所承受的質量降至極小。Audio Technica的方式能使得沒有使用的聲道的磁鐵會繞著本身的軸轉動,如此不但可以降低未使用聲道的慣性質量,同時因磁鐵繞著本身的軸旋轉時不會產生磁通量的變化,因而使分離度提高。

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圖5

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圖6:動磁唱頭

電磁唱頭中另一種很普遍的唱頭是動鐵式(moving iron),動鐵式本身又分成可變磁阻式(variable redctance)(圖5)及感磁式(induced magnetic)(圖6)。可變電磁式是對磁鐵放在唱頭拾音線圈的鐵心系統之中,所以在空氣隙中永遠有磁通量通過,然後將唱針連桿固定於磁隙中運動的中空鐵管中。當鐵管由中央位置產生位移時使得磁隙中的磁阻改變,而改變了通過線圈的磁通量。可變磁阻式唱頭的缺陷是磁隙內磁阻的大小隨著磁隙大小的平方而變,所以儘管整個系統是推挽式的設計,仍然必須十分謹慎才可以降低二次諧波失真。

Ortofon有特殊設計

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動鐵式唱頭結構

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圖7:可變磁分路式設計

解決這個問題最成功的應屬Ortofon的可變磁分路式設計(variable magnetic shunt)(圖7)。在這個設計裡,將一個環形磁鐵在靠近唱針桿的末端環繞著金屬電樞。這個時候與一般可變磁阻式設計不同的是磁場並不通過空氣隙,而是在空氣隙內前後進出與整組結構平行,所以金屬電樞與磁通量互相平行。當電樞靠近磁鐵的內面時,成比例的磁通量被分路掉,而使通過線圈的磁通量改變而產生訊號輸出。

感磁式的設計是使磁鐵做線性運動,同時降低重量。一個中空的金屬電樞皆在唱針桿的末端,而外部的磁鐵對它產生一個感應磁場,這個磁場隨唱針桿連動而對環繞著軟鐵極的線圈產生一個感應電壓。這種設計的好處是整個磁路在零磁通量下能有效的獲得最大線性。

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圖8 Ortofon MC20

動圈式唱頭與固定線圈式唱頭的種類幾乎一樣多。基本上所有的線圈都固定在唱針連桿的末端,所以一旦要更換唱針就必須把唱頭送回工廠的理由即在此。我們可以利用兩個代表性的例子來解釋動圈唱頭的結構:Ortofon的MC-20(圖8),唱針桿從磁極的一端伸入,所以磁通量與唱針桿平行。線圈繞在一個扁平四方的模片上而唱針桿的支軸就在線圈後方。一個聲道的運動會使一組線圈振動,使通過線圈的磁通量改變而輸出訊號。

Technics另一組屬於另一聲道的線圈則繞著中央軸振動,不輸出訊號。則採用另一種結構的設計,固定在驅動軛上的線圈在不同的磁隙中運動,磁場是輻射狀的但只通過一半的線圈面上,以免輸出互相抵消。不工作的聲道則繞著直徑轉動所以不產生輸出。

以上所提到的每一種唱頭都是成功而具有代表性的例子,但是我們尚未考慮其他的重要因素,如阻尼、唱針的結構、材料、形狀及組合的方式。因為本文主要是討論動圈式的理論與其他理論間的優劣。

讓我們重新定義我們的問題,在什麼情況下,哪一種固定線圈式的唱頭比哪一種動圈式唱頭好?

Shure有可能生產MC唱頭?

被問到為什麼偏向動磁式唱頭的設計時,Shure兄弟公司的總裁James Kogan說:「我們曾仔細的衡量過動圈式及動磁式唱頭間的關係,我們當然能夠生產高級的動圈唱頭,但是這兩種設計都有一些必須妥協的困難存在。我們也衡量過大多數其他類型的唱頭,而我們的結論是動磁式唱頭在價格與性能之間能獲得較好的平衡。」「當然!」他又補充說:「這並不否決了未來我們生產動圈式唱頭的可能性。」他認為真正的進步是在技術上的更新,而不是想要怎樣別出心裁另樹一格。「有效代價」也是一個我們必須考慮的因素,如果以這為標準的話,動圈式唱頭就處於劣勢。

如果動圈式唱頭在技術方面真的比較好的話,那我們可以主觀的以價格的觀點來解釋固定線圈式唱頭存在的理由。但是在這兩類唱頭中我們都能找到價格與性能有最好比例的唱頭,所以價格絕不是比較的標準,但這確實是一個存在的問題。

1981年11月AES在紐約開會的期間,我問過一些唱頭的設計師一個相同的問題:「如果再不受預算限制的條件下讓你重新開始設計的話,你會設計哪一種唱頭?」沒有一個明確的結論!唱頭設計的範疇受到許多專利的限制,所以大多數的設計師都會遵循他所屬公司原先的方向。

難道沒有人願意突破嗎?當然有!但是商業上的競爭性,使得大家不敢去嘗試。我們到底用什麼標準來評論唱頭呢?

Ortofon公司的Frits Nygarrd認為動圈式唱頭的優點在於有較低的有效質量,較好的相位響應,及較短的上升時間以及本身的低阻抗使它較不易受到擴大機的影響而引起匹配的問題。

這種看法又引起了幾個特殊的問題,其中之一是唱針的質量。由於動圈式的結構非常小,所以自然被認為具有較低的質量;但是實際上運動的質量應該是指針尖所承受的「有效質量」,而非整個唱針的質量。有效質量其實是包括了整個的移動部份──針尖、連桿、支點及反應唱針振動的「發電機」部分。我們所關心的是慣性質量,這通常由設計者所決定。

這個條件絕不是主因,因為Ortofon MC-20的有效質量是0.5毫克,而LM-30卻只有0.35毫克。但反過來說,Shure V15 IV的有效質量僅0.33毫克,而Technics EPS-305 MC只有0.3毫克。特別要提出來的是Empire的600LAC的有效質量高達0.6毫克。

很明顯的針尖的有效質量不能單獨的用來解釋兩者間的差異,針尖的質量即使有相當的變化仍然能獲得相同的頻率響應,因為藉著改變接觸面積的大小我們可以調整唱片表面的有效硬度。

都是高傳真,豈能有差別!

但是在正常的情況下,我們還是能夠分辨出動圈式及固定線圈式唱頭的差別。藉著適當的選擇我們能在最不利的條件下獲得最好的效果,例如:在一個空間設計不良的旅社房間,沒有足夠的時間來處理空間的音效,而前級的高頻響應又有衰減現象,一位聰明的展示者會利用動磁唱頭來取代動圈唱頭。兩者的差異是不容否認的。在我的觀念裡,如果這兩種都是「高傳真」,那麼兩者必須聽起來完全相同。如果它們有差別的話,至少兩者之一一定不是完全正確的。「真實度」維繫信心,如果沒有信心就不會有真實度,可是「高」傳真卻又包含了不同的水準。

如果針尖有了相同的質量(至少很接近),確有不同的音色,那麼問題就剩下相位及頻率的響應了。

Micro Acoustic的總裁Arnold Schwartz在1981年3月號的Audio曾指出唱頭的輸出網路可能是引起音色不同的另一個因素。在他的實驗室裡,他展示了一組包括拾音線圈、放大器輸入阻抗、唱頭電氣頻率響應對導線電容的模擬儀器。這些元件對每一類的唱頭而言組成一個低通濾波器。動圈式因相對阻抗較高與音源的低阻抗耦合,較不易受到導線電容的影響,因此在高頻端的滑落比固定線圈式緩和。總結來說,為了使頻率響應延伸至能包括整個音頻範圍,唱頭的機械設計必須補償在電氣輸出的衰減。這就需藉由唱針、唱片系統共振產生一個補償尖峰。在示範的例子中,如果唱針的共振定於20KHz,則動磁唱頭的機械Q值=2,而動圈式唱頭比1多一點。

不幸的是要正確的補償電磁唱頭相當的困難,所以在5到15KHz之間約有1到2分貝的下降。動圈唱頭之所以較好的原因就是在高頻的範圍會略為上升,雖然升高的不多卻有顯著的差別。

因電氣網路所產生的頻寬限制,也明顯的影響了暫態反應。如果利用再生方波的前緣來測量上升時間,我們可以發現頻寬限制不但壓抑了高頻諧波,也使反應變慢。要解決這個問題使唱頭具有平坦的響應,最簡單的方法是使電氣頻率響應高於機械響應,使唱針不必負有補償的責任。

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日本 DENON 103D

對唱頭最終的測試是試聽。要控制在試聽測試中所有的變因是不可能的,但是如果對一組人做一連串的試聽實驗,然後將結論統計分析後往往會獲得有趣的結論。加拿大國家研究中心的Floyd Toole博士於1980年在Ottawa主持了一項大型的實驗。首先由16位試聽者試聽9個唱頭,然後從9個中選出三個再由13位試聽者試聽。每一位試聽者的位置都有最好的立體效果;每一次同時不超過三個人;試聽時不准移動身體以免引起音質的變化;同時也禁止因身體語言(body language)來影響同組的意見。最後選出的三個唱頭分別是Ortofon的MC-20、Denon DL 103D及Shuer V-15 IV型;試聽又分成兩部份,一是經過等化處理,及不經過等化處理。在未經等化的過程中唱頭的差異非常明顯:Denon比Ortofon明亮,而Ortofon則與Shure相似。在大部分的情況下試聽者都不欣賞高頻的突出,除了有兩位特別欣賞動圈唱頭的例外。這些差別也是在選擇錄音特別良好的唱片中的某些片段由有經驗的試聽者才能聽出。但是即使在這種條件下,以統計分析來說差別也不明顯。

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Technics SH9010 唱頭等化器

再第二部份的實驗中,Shure唱頭使用Technics 9010參數等化器使頻率響應與Ortofon唱頭的響應的誤差不超過0.2分貝;再一次的結論還是很接近。有趣的是這次動磁唱頭的分數略超過動圈唱頭,而且並不是因動磁唱頭的得分升高,而是動圈唱頭的分數降低了。這種性質的實驗很容易引誘人去做一種結論:是否一位試聽者能不斷的選擇出動圈唱頭而且清楚的表示出其優點。

實驗的結果讓很多受測者感到驚異,尤其一些自認是動圈式狂的人在發覺自己居然選擇了動磁式唱頭令其窘困不已。

這種結果真的令人很驚訝嗎?許多的評論都認為在相同的條件下,性能相同的放大器會有相同的聲音,任何能聽得出的差別一定是因為某些尚未測出的因素所引起的,這種觀念不也適用於唱頭嗎?

Technics的工程部主任Shuichi Obate談到他對唱頭設計的哲學是:「錄音工程師及演奏家很努力的將音樂錄進唱片的溝槽裡,那麼如何正確的將所有的訊號正確的從溝槽中拾取出是唱頭設計師的責任與榮譽。唱頭本身不應具有任何音色,但不論是動圈式或動磁式,對一個勝任的工程來說,主要的選擇還是基於公司的決策,而只要具有相同的性能無論是動圈式或動磁式一定有相同的音色。我認為我們應專注於唱針的裝設及質量的分佈這些問題上。」「到目前為止,許多其他的廠商不斷的以動磁唱頭的觀念來干擾我們對動圈唱頭所持的原則,對這些問題我們做了深入的研究,而我們的結論是EPC-305」。

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日本 Technics EPS 305MC

EPC-305是Technics最新的動圈唱頭。錐形的硼質連桿有效質量僅0.098毫克,頻率響應10至100KHz。另一類新型的混合唱頭由Stanton及Pickering所製造(XLZ/7500S、980 LZS、981 LZS)。基本上這些唱頭的設計是動磁式,但是電感非常低(1uH),及低的直流阻抗(3歐姆),低的有效質量(0.2毫克),輸出很低,必須使用前前級來放大。這種唱頭具有動磁的優點,而沒有動圈唱頭的缺點。

動磁、動圈的爭論尚未結束。唱頭越做越好,測量結果越來越相似,音色差別越來越小,動磁唱頭的進步使得在高頻的範圍大多數人都無法分辨兩者的差別,而影響選擇的因素主要變成經濟能力的問題

但是我們不能忽略少數金耳朵的意見。由於這些人的刺激,才使音響不斷的研究發展,不斷的進步。讓我們承認差別仍然存在,然後繼續研究引起差別的理由,以及好聽的聲音真的是正確的聲音嗎?

同時誠如Shuichi Obata所言:「光要求唱頭好有什麼用?有好的唱片才會有好的唱頭!」

動圈唱頭、動磁唱頭兩者間的差異已經變得不值得爭論了。但是即使到了最後一只唱頭變成歷史的陳蹟之後,爭論仍會繼續進行。(取材自Audio March,1982,原作者:Peter Milton)
轉載音響技術第77期 MAY. 1982 動圈唱頭真優於動磁唱頭?/王超群 譯

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德國超級調教規介紹 SMARTractor

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為什麼稱之德國超級調教規,請耐心的看完 YouTube 的三段介紹

SMARTractor video part 1 – introduction and description

SMARTractor video part 2 – aligning a cartridge / tonearm with the SMARTractor

SMARTractor Video part 3 – setting P2S with the SMARTractor

黑膠唱片的保養與收藏

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上圖:不產生靜電的碳纖維唱片刷

A.唱片放置保存的方法:  
 1. 首先得確定您使用的唱臂, 唱針的調整無誤. 以免傷了唱片
2. 放置唱片的場所需通風並且乾燥 ,以防止發霉 .
3. 養成聽完唱片後即刻擦拭的習慣, 讓短短一面二三十分鐘的落塵無機可趁.
PS. 建議唱片在聽前及聽後,使用碳纖刷清理灰塵. 碳纖刷在各種唱片刷中,以不產生靜電為其優點 ,.
4. 每聽完一便,須等上六小時, 才能聽第二回… 此舉可防止黑膠唱片在唱針讀取下,因針尖
接觸聚乙烯溝槽,發生推擠摩擦作用,因而產生高熱,需經冷卻安定後才能維持原貌…….
若在尚未完全冷卻時馬上聽第二回, 會讓溝槽造成永久性的變形而無法恢復,
此時灰塵及沙礫並因唱針擠壓聚乙烯材料,而溶入唱片的塑膠材料中而無法清除. 造
成永久性傷害.
5. 收藏時請直立並壓緊放置 [ 以防止變形 ].


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汪氏洗片機(手動版本)

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超音波版本的汪氏洗片機

B.已發霉或髒的舊唱片保養法與禁忌 :
   1. 切忌唱片未處理時播放 [ 黴菌和灰塵將在唱針與溝槽中擠壓, 而使音軌受傷 ].
2. 在經濟許可的範圍下,買台洗唱片機吧…..一勞永逸.汪氏洗片機
3. 處理過的唱片必須把已髒的內套換掉 [ 總不能洗完澡不換內衣褲吧? ],
如此一般可再維持個十多年.


C.若必須以手動方式洗片需準備工具內容 :
   1. 洗臉盆一個.
2. 女人洗臉用 “尼龍面刷 ” 一隻.
3. 中性洗碗精少許. 或含活性介面之中性清潔液.
4. 棉質布一塊. [ 可以用已報廢之棉質內衣褲 ]
5. 無塵室一間. [ 落塵量較少房間次之 ].


D.以手動方式洗片步驟 :
   1. 準備洗臉盆一只, 接上半盆水. [ 以蒸餾水為最佳, RO 逆滲透水次之 ] .
2. 在水中滴上兩三滴中性洗碗精.或含活性介面之中性清潔液.
3. 先打濕唱片的溝槽部分 ,再以女孩洗臉用之尼龍面刷順溝槽方向刷.
4. 以蒸餾水將殘留的清潔液沖洗乾淨後…再以棉質布擦乾.
5. 放入無塵室陰乾.
6. 換上新的內套. 

Let’s Play Records! (2)

Let’s Play Records!

2

指導:洪由臨老闆 / 撰文、繪圖:吳柏蒼

接續上一篇的基礎知識,這一篇我們討論實兵演練,也就是唱盤調整。基本上文章仍傾向以初入門者為出發點,所以調整部份我們以常見的曲臂為準,特殊的設計不會著墨太多。當然,這篇內容還是由洪老闆熱情指導—-小弟為了深入研究這些好玩的東西,常常到洪老闆的店裡面,一賴就是四五個小時,詳閱許多資料不說,抓到機會更是窮追猛問,害得洪薯叔花好多力氣在回答笨問題上。現在真的很少看到像洪薯叔一樣有『慈父風』、笑容可掬又熱心的老闆了。再次謝謝的洪薯叔指導的喔(q^o^p)

這篇文章比上一篇更難寫,理論與實務交雜,深入與粗淺難分,因為怕大家看起來一頭霧水,下面概略將大綱列出,俾使各位知其梗概。

●唱盤調整(唱盤粗淺檢查,初入門者建議閱讀)

●唱片重播原理簡述(初入門者建議閱讀)

┌───A.關於唱片上的溝槽

└───B.曲臂的理想與現實

                ├─a.補償角

                └─b.超距的重要性

● 唱盤調整II

 調整前置作業

┌───A.盤面水平

├───B.轉速檢查

└───C.唱頭裝置

 物理幾何特性調整

┌───A.循軌誤差調整

│          ├─a.超距調整

│          ├─b.簡單工具製作

│          └─c.兩點校調

├───B.垂直循軌角度與方位角調整

│          ├─a. 方位角調整

│          └─b. 垂直循軌角度調整、針壓調整

├───C.抗滑調整

└───D.反覆細調、微調

**插圖多半是自己手繪的,很醜,請見諒!!

唱盤調整I (唱盤粗淺檢查)

一部唱盤入手,一切亂糟糟,看起來好複雜,該怎麼馴服它?

        如果是嶄新的唱盤,應該不會遇上太大的問題,廠商應該都會附上詳細說明(還有圖示),諸如卸下搬運螺絲啦、轉盤皮帶裝設啦,使用者一步一步照著做應該就錯不了(什麼?看不懂英文?按按翻譯機吧!)。

       若是二手盤,前手也是個唱盤迷,或是購自音響店,那麼保養可能還不差,約略檢查即可;如果是來路不明或陳年不用的盤(通常是一體設計之廉價唱盤),那狀況可能就千奇百怪了,幾個常見的情形使用者必須檢查:

1 唱盤上電後會不會轉動?如果不會,請檢查皮帶是否已經鬆脫、老化、無
彈性
甚至粉爛,如是,必須更換。不是皮帶驅動的唱盤如果不會轉,就可
能有機件故障.

2 轉盤是否能圓順地轉動?如果不能,可能必須將轉盤轉軸拔開,檢查其中
的潤滑油是否已經乾涸?若是,必須將舊油污以布擦除(不可以用衛生
紙),點上新油。除特定廠牌有指定專用潤滑油以外,一般盤可以用少許
“縫韌機用油”代替。

(3)  轉速是不是能夠平穩?如果不順請將調整轉速的旋鈕反覆轉動看看,因為
此類旋鈕是可變電阻,內部會因為日久生鏽,反覆轉動數次可以把鏽磨掉
一些。這種情形也有可能是馬達已經損壞或者線路有問題。如何確定轉速
是否穩定,在『唱盤調整II』的B.那一段有補充說明.

(4) 把唱臂提起來上下左右活動一下,看是否能夠靈活?將唱臂歸零平衡,看
看是不是能夠自由上下擺動?如果很緊,建議您先不要使用,聯絡音響店
協助.

(5) 附有唱頭者請檢查唱針針尖是不是還存在?有針尖的唱針應該看起來像V
形,沒有針尖的底部為倒梯形;並且,請檢查唱頭與唱臂之間的線是否鬆
脫或斷裂。

(6)  將積在唱盤上的灰塵與霉菌班點徹底清除。但切勿在塑膠面上用酒精擦
拭。以上這幾點是基本的檢查,如果其中有不能解決的或其他種類的問
題,當然只得請教專家了。

       如果拿到的二手盤檢查OK,那麼就可以進行到實際調整以及聆聽的步驟。在此之前,請先確定您的設備可以聽LP,也就是前級有PHONO–『唱頭放大』的檔位,或者有唱頭放大器;MC唱頭請檢查有無對應之昇壓器或前前級。(這部份可以參考前一篇文章)

唱片重播原理簡述

       為求理論與實務結合,並避免實際調整唱盤時產生『不知所以然』的狀況,故進入到實際調整唱盤之前,有必要先解釋一些關於唱片重播的基礎理論,後面的『曲臂的理想與現實』也是相同的出發點,如果沒有興趣或已經知道,可以略過這兩段。

A.關於唱片的溝槽

      唱片重播是以唱針直接接觸音溝(也有人稱為音紋、音軌),傳遞震動,產生磁電作用後轉為電能輸出,這在前一篇文章已經說明過了。目前所通行的唱片,音溝乃由直切式刻片刀刻出,大約有下面幾個最基本的特色,因為這些特色的存在,也影響並產生重播的各種問題:(1)刻片時均採用45/45度方式,也就是說,音溝呈現左右各45度的V字形,靠唱片標紙的一側是左聲道訊號,另外一側就是右聲道信號,V字形底部沒有任何聲音信號。正因底部沒有信號,故唱針是以圓形或橢圓形針尖來接觸兩壁,而非以倒三角形針尖來接觸(有觸底的危險)。(2)此音溝隨著頻率高低而有振幅(疏與密),所以就有左右兩聲道聲音以及一定的頻寬,這樣就能重播立體聲的音樂。(3)這條音溝以非常接近正圓的方式由外往唱片中心旋繞,故唱針會循著這條音軌一直往內圈移動(一般為方便說明及計算,都會把它視同正圓來處理。)。從理論上言之,如果唱頭能夠非常精確的循行在音溝當中,也就是唱針與圓呈現正切,就應該能重播最理想的音樂。

B.曲臂的理想與現實

      在曲臂的世界裡,理想與現實是有落差的。在前一篇文章已經提過,以弧線方式工作的曲臂所搭載唱針必然與唱片的圓產生『不正切』,而且『幾乎沒有正切』,也就是有『循軌誤差』(Tracking Error),從而造成唱針無法『拾取最正確的信號』。這些畢竟都是物理上的特性,吾人不能當上帝改變物理定律,只能盡量地讓產生的誤差減小。雖然如此,吾人也無須氣餒,其實循軌誤差導致的失真,只要降低到一定程度,就幾乎感覺不出來,完全不會影響聆聽樂趣。這一個『降低循軌誤差』的目標,遂成為唱臂設計乃至於唱頭與唱盤調整的最大前提。最終目的是為了達成『讓唱針拾取最多、最正確的信號』的任務。減低誤差當方式有兩種,一為加長唱臂,二為加入補償角,前者將使唱臂畫出的弧形各接近直線;後者如何作用將在下一段說明。這邊提供一張圖片,此圖為一典型的曲臂運作情形,後面提到相關觀念時請利用這張圖參照。

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1:典型的曲臂運作圖 

 

 

備註:

 

有效臂長(E=

 

唱臂轉軸到轉盤中心長(B超距(A

a.補償角(Offset Angle)

      『補償角』(Offset Angle)為唱臂專有名詞之一,是降低循軌誤差的方式之一。它的功能在於以補償角來減少實際循軌角差,達成近似於延長唱臂的功能。每支唱臂補償角都因廠方設計而異(例如SME五號臂為23.635度,KuzmaStogi唱臂為24度),而且都是固定不可調。

Image25圖2:無補償角的曲臂運作圖。

這張是沒有補償角的曲臂,請與圖一比較:圖一有補償角的唱臂實際循軌角度是(C)+(D),誤差角度為(D),而圖二的誤差角(D),遠比前者大。

 

b.超距(Overhang)的重要性

        這裡衍生出一個重要的觀念:『超距』(Overhang),這也是唱臂的專有名詞。超距的意思是:唱針針尖超出轉盤軸心的距離。超距與唱臂轉軸到轉盤軸心距離、唱頭補償角度、臂長有關;而超距以及唱頭補償角度則決定了整支唱臂在唱頭裝置正確時,所產生的循軌誤差。當唱臂越長時,不僅唱頭補償角可以越小,而且超距也越小,循軌誤差也越小—-就是越接近正切循軌的意思(註:超距只在曲臂需要,直切臂已經直切運作,沒有循軌角差的問題,不需要超距)。正是因為這些原因,故唱臂製造廠均會以精密計算,算出專屬於該唱臂的『唱臂轉軸到轉盤軸心距離』與『超距』。若裝置時這兩個數值正確,就會達到該唱臂廠所欲達成的『最小循軌誤差』。例如SME五號臂的技術規格裡『最大循軌誤差』就是0.012/mm

        請注意,這兩項數值必定隨著唱臂不同而相異,唱臂間基本上不可通用,除非該唱臂廠刻意設計與他廠相容,例如SME五號臂超距值是17.8mm,而KuzmaStogi唱臂就刻意與LINN的標準相同,數值分別為212mm18mm。所以有些只劃了一條循軌弧線的調校規,很可能就僅能供一定的與其相符的唱臂使用,別的臂使用了可能會有比較大的誤差。

唱盤調整II

         好嘛,拉拉雜雜扯了一大堆,再不進入關鍵主題恐怕就要被砸雞蛋了。OK,這裡我們分成『調整前置作業』、『物理幾何特性調整』兩大階段,物理幾何特性調整再分成『循軌誤差調整』與『垂直循軌角度與方位角調整』、『抗滑調整』、『反覆細調、微調』四個子項目,看官可依序漸進。不過也請確定手邊的唱盤的唱臂已經正確裝設於正確孔位,並且『唱盤調整I』的檢查已經全部過關。

 調整前置作業

        (A.)盤面水平:不論何種唱盤,調整的第一步都是確定盤面水平。一般使用水平儀,音響用的水平儀比較細緻漂亮(如Audio- Technica之產品),放在高級LP盤旁邊很是搭調,價格約650元一只;像小弟這種窮光蛋到處省錢的,就去五金行買蓋房子裝窗戶的水平儀,價格廉宜許多,效果一樣,但外表『粗勇』多了。理想狀況下,桌面已經水平最好,而唱盤最少也要保持轉盤部份水平,否則轉盤將無法平順轉動。唱盤底部的腳墊往往有彈簧,如果必須在唱盤底下墊東西矯正水平的話,為避免數彈簧間運動不協調,盡量不要墊得太多。不管唱盤是不是很重,都請注意桌子最好要堅實穩固。

    (B.) 轉速檢查:檢查轉速使用測速規,這玩意兒是圓的,上面有放射狀一格一格的黑色小格。一般有三種形式:一種是直接刻在轉盤邊邊,有四層,分別給不同轉速、不同電源相位使用(日本唱盤最常見);另外一種是附在皮墊上,效果相同;第三種是另外附贈或購買,叫測速片、測速盤、或測速卡,套在轉盤上使用。只要把轉速調整到那些小格子看起來像是停下來的就好了(台灣要看60HZ那一排)。測速規的原理是運用人眼的視覺暫留以及電源相位—-詳言之,日光燈電源相位與轉盤電源相位原則上相同,而測速規上的小格子是依照轉速以及相位劃成,在正確的轉速下,當日光燈閃動一次,小格子的位置剛好也移動到下一個小格的位置,所以看起來是不動的,如果轉速偏差,格子就會前後移動或模糊。

      (C.)唱頭裝置:接著把唱頭裝上。安裝唱頭時如果安裝的是MM唱頭,建議您最好先將唱針拔下再裝唱頭,MC唱頭針桿更脆弱,務必先套上唱針護蓋。如果唱臂前的唱頭蓋(Shell)可以卸下(通常把唱頭蓋後面的鎖固環旋開即可),卸下來安裝唱頭比較保險。如果唱頭蓋與唱臂是一體成形者,也請將舉臂器升起,小心裝置,避免失手意外。裝上唱頭之後螺絲不要鎖緊(鎖個半緊不緊就好),因為還要調整唱頭位置。

Image26另外,唱頭導線也在此時裝上。左圖的接線位置是唱頭蓋旋開之後,從唱臂側觀看的樣子,只要找出對應的接點就可以了。

物理幾何特性調整

A.循軌誤差調整

 

       在進行這項調整之前,請轉動唱臂後面的重錘,將唱臂歸零、針壓歸零,然後略微施加針壓(不必精細,初步調整時使用略輕針壓即可,例如原本1.5克的針壓先使用1克做調整)。

        a.超距調整

 

        正確的超距,應該是把唱頭水平的置於轉盤轉軸上方,測量由轉軸中心到針尖的距離。如下圖左所示。

Image27

       如果唱臂高度可調整,先將螺絲鬆開,把唱臂稍微拉高,以測量超距。若唱臂高低位置不可調(一體成形的傻瓜盤多半不可調),直接將唱頭架上轉軸上方測量也可以(像是上圖右所示),只是有稍微誤差。超距的距離多長必須參照唱臂的規格,一般而言由12mm20mm之間都有,這個Range頗大,如果您是九吋臂,手邊又沒有唱臂的原廠資料,建議您可以暫時訂為18mm,然後進行兩點校調。調整超距的時候,唱頭盡量裝得正一點,避免待會兒調整又偏掉太多;量好以後不要急著鎖緊螺絲,保持一點點可以移動的空間。

        b.簡單工具製作

       嚴格說來,要做精確的唱頭調整,需使用『唱盤調校規』,但市面上調校規都不便宜(起碼我這樣覺得,窮嘛。),一張約兩千餘元。您的唱盤唱頭組合如果已經是數十萬的高價品,敏感度極高,建議您買一張,可以調得比較準確。但是如果您只是初哥、學生,唱盤是二手的,買來搞不好才萬把塊錢,花兩千多買一張調校規似乎有點『失衡』(不如花這筆錢買好一點的唱頭);加上如果不常換唱頭的話,可能用一次就束之高閣,更是可惜。雖然有的音響店老闆可以幫忙代調(洪老闆就有,數十年功力,很準),可以省下這筆錢,但萬一不小心又弄歪了,就相當麻煩(因為自己不會調!)。

       那怎麼辦?要買嗎?不用買—-自己做個簡單工具就搞定!!有的人拿別人的調校規影印使用,小弟認為並不妥當,因為調校規要求頗高的精確度,但是影印機幾乎沒有不誤差的,即使等倍影印,複製品誤差動輒正負0.52mm間,已經太大而不適用,這種情況下還不如自製。只要您肯動手、沒眼花,六個步驟就能做好。

簡易調校規製作法

工具:

11mm單位方眼籤(方格紙)一張(230公分直尺一支(製圖專用者最佳)(3)黑色針筆或極細鋼珠筆(像PILOT 0.3mm極細鋼珠筆即可)(4)美工刀一支(5)圓規或可以畫圓的製圖尺一把(6)打洞器(非必須)(6)咖啡一杯、燈一盞(集中精神兼明目醒腦也)

程序及說明:

1 找出方格紙的中央與長邊等長的粗線,把這條線當成中心軸 線,在這條線約三分
之 
3.5mm的圓。這個圓代表唱盤的轉盤軸
心。

2 現在圓心已經把軸線分成長短兩邊,我們以圓心為起點,把 軸線較短的那一邊用
黑 筆描黑。然後在這一條黑線上,圓心當零點,每
5mm為單位(即五小格)標示
5101520、 25等刻度。這就是『超距尺』。可以用紅筆特別將您的唱臂超
距標出。

 (3 以圓心為起點,往軸線另一邊數過去,找出軸線上距離圓心 66mm的點,並畫出一
條與軸線垂直相交在這一點上直線。用同樣的方法,在
121mm處也這樣畫一條線
(這兩點就是『零點』)。然後把這一側的軸線描黑。

4 把已經畫好的這一部份裁成大約20*10公分的紙張,高興的話簽個名留念,然後拿
去照相館、文具店護貝。

5 沿著畫好的圓打洞(請務必打準!)或用美工刀小心切開(切圓一點)。

6 66mm121mm的那兩個點上各戳一個小洞,要戳準,不要 戳太大,也不要把兩
層護貝膠都戳穿。

       完成!!怎樣,夠EASY吧!?您已經做好一把適用於超距、循軌誤差調整的調校規了!說不定您連咖啡都還沒喝完呢!

Image28ß 完成例
自製品功能雖少,無法做精密的相對偏角測量,但是已經夠用,ELAC簡易調校規、SME3009裡附的調校規也都只有這樣的功能,甚至某張價值兩千餘元的瑞士出品調校規也是半斤八兩。那兩個零點實際上應為66.04120.9mm,但取66121並無問題;此數值為ELACSMEKUZMA等名廠一致採用,可安心使用。

c.兩點校調

 

      『兩點校調』的「兩點」是兩個「零點」(Zero Point)的意思,一個接近唱片中心,一個偏於外側。如果您細心,在剛剛的調校規製作過程當中可能已經發現,我們以零點為交點,刻意畫出與軸心線垂直的直線,只要您把調校規往轉盤上一套,就能發現這條線其實就是與唱片溝紋正切的切線。而如果能夠在這兩個點上,把唱針與針桿調整成與切線重合,如此即可以確定至少在這兩個點上,循軌誤差是趨近於零的。至於這兩個零點是怎麼定出來的?小弟與洪老闆曾就此問題討論,因為手邊欠缺科學資料輔證,只能推測這兩點很可能是假定出來的(也有某些調校規採其他標準)。也就是說,實際運行時在這兩個點可能根本不會造成正切,但是如果能調整得很接近正切,整體的失真率會最低,所以才訂出這個標準。

        回到正題。請先將唱盤電源關閉。因為調校規很薄,必須放一張唱片墊在下頭,然後把調校規套在轉盤上(護貝後膠片可能會有些彎曲,請務必攤平)。抗滑裝置也請務必歸零,否則結果會不正確。

Image29    然後將唱針針尖輕輕地擺在121mm的點上(為方便說明,66mm的零點以下稱為B點,121mm零點稱A點),然後從唱臂上方觀察唱頭的外型(通常是矩形)是否與方格紙的格線平行、垂直,原則上不可以歪掉。有時候很不容易看得準確,這裡有一個來自ELAC公司的小技巧:拿一支自動鉛筆筆心黏在唱頭上面(如上圖),這樣就很容易看出來唱頭外殼有沒有與方格紙平行了。

         接著從唱頭的正前方觀察(唱針仍然落在A點),檢查唱針針桿能不能看起來與切線重合?應該呈現出沒有歪曲的一直線才算正確。如果不容易觀察,可以用舉臂器把唱臂舉起一點點,然後任其緩慢落回點上,仔細看針桿有沒有與切線重合。如果沒有,約略調整唱頭位置(一次動一點點就好),直到準確。接著在B點也這樣較準,B點較準完請務必再回過來看看A點是否仍然準確,反覆這兩個動作。唯需注意的是:為數不少的唱頭,因為各種原因(例如手工製作),針桿常常有一點點歪(這並不代表唱頭不能用),正常情形而言,當您做完AB點切線校調之後,唱頭外殼與方格紙的線條應該還是平行,如果沒有,代表您的針桿有一點點歪,以後的調整應該以針桿為準。

B.垂直循軌角度與方位角調整

        a.方位角調整

Image30    其實方位角(Azimuth)沒啥學問,您看左邊的圖就懂了。簡單說,就是唱針唱頭應該要與唱片面垂直,如此才能讓唱針在V形溝槽中讀取最多最正確的信號。調整時,可以拿一片鏡子放在唱頭下(但是鏡子請一定要確定是夠平整的。),從鏡中的倒影判斷有沒有垂直。

        某些唱臂的唱頭蓋方位角可以調整(如SME3009唱臂),通常在唱頭蓋鎖固環後面一點點會有一個小螺絲,鬆開此螺絲就可以調整唱頭蓋的偏角。如果唱頭蓋的偏角不可調,唱頭裝起來偏偏又是歪的,很有可能您的唱臂孔、臂板,或固定唱臂的地方有問題,這個時候必須想辦法補救。補救之道有二:唱臂可以拆下的就將唱臂拔開,墊一點東西矯正;但也奉勸您如果沒有把握的話,不要對唱臂做有破壞性的矯正動作。唱臂不能動的,可以在唱頭蓋與唱頭間墊一些塑膠片,把偏角補回來。(圖中的Azimath應為Azimuth

        b.垂直循軌角度調整、針壓調整

        垂直循軌角度(Vertical Tracking Angle)表示唱針垂直震動的軌跡,亦即圖中表示的度。VTA必須幾度的理論上應該與刻片時所定的角度相同,不過有幾個問題:(1VTA的角度早期業界訂為15度,後來德國業界使用20度為標準,實際上VTA到底幾度根本沒有標準可言。(2VTA與唱針針尖有關,實際製造時即使最優良的唱頭,針尖也可能有一點點偏差。(3)唱針針桿很細小,使用者幾乎不可能用尺規測量VTA角度。

Image31    如此說來,重要的VTA似乎又變的沒有標準可以遵守了?確實如此。一般我們只能相當妥協地採取以下標準:『假定唱頭廠商已經將唱針針桿與針尖裝置無誤,在唱頭被水平裝設、使用者施加廠定針壓之後,針桿與針尖會剛好符合垂直循軌角度。』所以,以此標準倒推回去,當針置於唱片上(針壓正確時),如果唱臂、唱頭蓋與轉盤呈現平行,VTA大概就能正確。而唱臂的升、降可以左右這個變數,這也是為何多數人把唱臂升降調整直接稱為VTA調整的原因。唱臂升降可否調整,亦即VTA可否調整,對唱臂而言相當重要。因為唱頭的外型大小各不相同,若不可調,則可適用的唱頭必然受到限制。有相當多的日本自動唱盤因為VTA不可調,只能裝身材苗條的日本MM頭,歐美的唱頭裝上去幾乎都不能達到正確的VTA。由此可知,購買唱盤時,也需要注意唱臂是不是可調VTA?(不管怎麼調,鎖螺絲也好、墊名片也好,反正能調最好!)如果不能調,也需要注意唱頭搭載的範圍是不是彈性夠大。

        知道VTA的意義之後,實際調整上,請先將針壓調到廠定針壓,然後把唱針擺到唱片上,看唱臂、唱頭蓋有沒有和轉盤、唱片呈現平行?如果唱臂的升降能調,就讓把它調到平行。不能調整的,有三個方法:(1)換唱頭蓋試試、(2)換唱片墊,從唱片墊的厚薄來調VTA、(3)針壓通常有彈性,例如廠定針壓為1.52克,則可利用此範圍來變更VTA

        這裡還必須提出兩點說明:因為VTA的標準不太一定,演變到最後VTA已經成為『調音』的一環,偏差過大固然不妥,用些微的偏差來達成音色變化卻也沒有什麼不好,最後仍然必須以聆聽為標準。另外,新的唱頭使用一段時間之後,阻尼橡皮會變的鬆軟,此時即使針壓不變、唱臂高度也不變,VTA卻可能改變,故唱頭開封使用數個月之後應該重新檢查VTA

C.抗滑調整

Image32    抗滑(Anti-Skating),也有的廠商稱為Bias。曲臂唱頭運行時,會隨著唱片溝紋而有向心力,當向心力不均勻時,會造成內側的受力大過外側,造成讀取到的左聲道信號比較大,聲音失衡,產生失真,所以需要施加與之相反的偏向力(Bias Force),把唱針拉回來,亦即把向心力抵銷一部份。但是抗滑其實相當有爭議,因為(1)由向心力產生的失真,在增加針壓約10%之後可以得到改善。(2)向心力約僅為循軌力(Tracking Force,嚴格來說不等於針壓)的10%左右,唱臂軸承是有摩擦力的,向心力可能已經一部份甚至全部被摩擦力抵掉,變成不需要抗滑。即使摩擦力很小的軸承到底抵掉多少向心力也無法估算。(3)應施加多少抗滑應該在實際唱片運行時決定,但實際上難以做到。以上種種原因,使得抗滑到底該如何使用一直沒有定論。不過可以確定的是:抗滑的目的,在於可以降低唱針達成理想循軌(即最低失真)所需要的針壓,而針壓降低可以適度減輕唱片與唱針磨損。

         依此理論,可以想見大家常用的方式:在轉盤靜止時,將唱針放置在玻璃、LP無軌區域,甚至壓克力上面來測量抗滑,其實可能都不正確。而調整抗滑的圓盤所標示的數字,其標示的應該是針壓;例如針壓2克,將撥盤轉到兩克,只是代表會產生相對應的必須施加的抗滑力,並非指此時的抗滑力就是兩克。那麼,既然標準分歧,最後僅得找個不得已的標準遵循,例如針壓2克,抗滑就調2,或者乾脆回歸人耳,找出失真最小抗滑力。

D.反覆細調、微調

         當您一步一步看到這裡,也做了唱盤的調整,其實您已經將唱盤唱臂唱頭的最重要的幾個變數掌握住了。不過調LP就是一件需要細心與耐心的事,剛剛提過的超距、兩點校調、方位角、VTA,可能其中一個調準了,另一個就跑掉,所以一定必須反覆地調整,直到所有變數的誤差最小。

         而當您認為誤差已經到達最小,有時候並不一定盡如人願地聲音最好,這個時候就需要花一點時間來仔細發覺到底是那裡出了問題,並進而調整,這就是『微調』。連洪老闆也說,用調校規調得很準的話,可以達到80分,但要超過80分得靠點運氣,有時候一些很棒的效果根本就是『不小心調出來的』。我想如果您真的對LP頃心,別急躁,慢慢來終就會有好成果的,加油!彼此共勉!

Let’s Play Records! (1)

 

(1)

指導:洪由臨老闆 / 撰文:吳柏蒼

緣起

   其實這些文字的產生,是有一點小故事的。筆者最近因為LP唱盤教調的問題,數度到越點請教洪老闆,洪先生不但提供許多關於LP及教調的知識,甚至親手幫筆者調整唱盤,筆者問的問題,洪老闆也一一詳答,讓小弟十分感動。言談之間洪老闆說,自己其實曾經想將LP教調的經驗及知識上網,供大家參考,但限於時間精力,遲遲無法完成,並希望小弟能將所聽得的知識貼到留言板,讓網友也能分享。所以小弟就想趁著空閒時間,將洪老闆所指導的內容,與手邊取得的資料作統整,寫成關於LP類比播放系統的文章;撰寫過程甚至倒楣地遇到硬碟毀掉(通通重打!!),不過一方面可以幫老闆一點忙,一方面當作自己學習過程的一個註腳,也算一舉兩得。當然,小弟並非專家,內容只能依循洪老闆所指導與書面資料的內容,盡可能追求正確,如果有誤,請指教,謝謝。

LP是什麼?

   首先就先來解釋一下大家常說的LP是什麼吧!其實,傳統的黑膠唱片也有很多人直接稱為『LP』,而整套黑膠唱片構成的訊源系統,就有人稱之為『LP系統』,或稱為『類比訊源』與CD的數位訊源區別。那麼,LP這個名字是怎麼來的?LPLong-Playing的意思,因為唱片的響應頻率與轉速是成正比例關係的,轉的越快,響應頻率越寬,但是可錄音時間就越短;唱片發展初期,科技還不是很發達,唱片必須以高轉速來維持較寬的響應頻率,所以錄音時間很短,1948年開始,333分之1轉的唱片發行,經過幾年的發展,單面可錄音時間將近30分鐘,比以往長了很多,故以Long-Playing稱之。相對的,以當初的科技狀況,有所謂的『SP』,即Standard-Playing,每分鐘是78轉。現在通行的唱片幾乎都是33轉,所以黑膠唱片就被直接稱為『LP』。

怎麼聽唱片?

   現在如果想建立一套可以聆聽LP唱片的系統,需要一台唱臂唱頭皆完整的LP唱盤,以及有『PHONE』輸入端的擴大機(前級或綜合皆可),如果沒有『PHONE』輸入端,則另需一部『唱頭放大器』,下面,我們就從最基礎開始,與LP唱片開始一段美麗的相遇!

唱頭放大器是什麼?為什麼需要?

   唱頭放大器有兩個主要功能,一個是RIAA等化曲線之等化,另一個是放大。

Image2

英國 Musical Fidelity X-LP

   我們先談放大。一般而言,在CD為主流的今天,前級擴大機多半設計給CD唱盤或其他『高電平輸出』的訊源機器使用,一般CD唱盤的輸出大約2V上下,可是唱頭的輸出(MM唱頭)大約才3mV上下,所以必須先經由一次放大,把唱頭的輸出提昇到高電平水準,才能重播出來。如果使用的是MC唱頭,那麼輸出將更低,大約才MM唱頭的30分之1,所以MC唱頭必須經過兩道放大手續,將MC唱頭輸出提昇到MM唱頭水準的這一段工作,可以用『前前級』,或『昇壓器』。有的唱頭放大器或前級(或綜合擴大機)的PHONE輸入端,同時可接受MMMC唱頭,此時則不需昇壓器或前前級(切換即可);反之,若唱頭放大器或PHONE輸入端只能接受MM唱頭,使用MC唱頭時則必須。

   那等化又是什麼?這得細說了。唱片的錄製是在唱片上刻出一道溝紋來記錄聲音,這道溝紋的振幅與聲音的頻率有關(詳細公式此略),低音振幅大,高音振幅小。唱片發展之初遇到的難題就是:低音振幅往往過大,以致佔據太多唱片面積,進而縮短了可錄音時間,偏偏高音又振幅太小,又被表面灰塵或雜因給掩蓋了。為解決此問題,就有『施加等化』的作法,也就是錄音時將低頻壓制(讓振幅縮小),高頻擴張(振幅放大),放音時倒過來,將曲線還原,則兩個問題就能同時解決。早期唱片公司各有各的等化曲線,一直到1965年,RIAA(美國錄音工業協會)將曲線統一,所以後來的唱頭放大器也有人稱為RIAA唱頭放大器。市售唱頭放大器、有PHONO輸入端的擴大機,都內建此等化線路。

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唱盤與唱頭放大器的接線圖

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唱頭的種類

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美國 GRADO 的 MI 唱頭(內部構造)

   唱片的重播,唱頭可算是一等一重要的,因為整個重播原理就是靠著唱針讀取(摩擦)音溝兩側的凹凹凸凸(不是底部,底部沒有音樂信號,反而積有很多灰塵),藉針桿將震動傳回唱頭,產生磁電轉換,變成電能,輸出重播。那麼,『磁電轉換』的方法就有很多種,以MMMIMC三種方式最具代表性。MI式是在以固定磁鐵與線圈的唱頭殼中,以針桿帶動鐵蕊改變磁力線的分佈量,所以叫『動鐵』唱頭(Moving-Iron Cartridge),此種唱頭以美國的GRADO為代表廠。MM式的唱頭則是針桿的後方有帶磁的小鐵條,以震動此鐵條的方式獲得輸出,所以叫『動磁』唱頭(Moving-Maganetic Cartridge),SHUREMM唱頭的代表廠商(而且從未做過其他種類唱頭)。MC式唱頭則在針桿後方纏上線圈,針桿震動就會帶動線圈,產生輸出,所以是『動圈』唱頭(Moving-Coil Cartridge),丹麥的Ortofon公司的MC頭頗具代表性。MIMM唱頭輸出較高(不需要昇壓器或前前級)、製造成本較低廉,唱針通常可以自行更換;MC唱頭輸出低(要昇壓器或前前級),製

 

造不易(造價高),又因針桿後面纏上線圈,唱針不能自行更換(維修花費大),故總體而言,使用MC唱頭的代價頗高,初入門者以MMMI唱頭為宜。

   實際聆聽上,MMMI)與MC唱頭也有差異,MM唱頭高頻細節與質感較少,但通常中低頻較濃而有韻味,MC唱頭聲音普遍較細緻。兩者其實各擅其長,但在高價的唱頭市場當中,除了SHUREV-15之外,幾乎都是MC唱頭的天下。

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丹麥 Ortofon 唱頭

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美國 SHURE 的MM唱頭

  既然唱片的重播,是讀取音溝兩側的凹凸,音溝又是如此細小,唱針針尖直徑約只有7mil甚至更小,可以想見一旦有一點點不標準,一點點外界不當的振動,都會影響到唱針拾取訊號的精確度,所以『如何讓唱針拾取最多、最正確的信號』,就是重播品質的關鍵。為了能讓這個環節能夠完美,從針桿、唱臂唱臂軸承、到轉盤結構等等,都必須完美的配合(牽一髮而動全身!),幾乎所有的唱盤調整的問題接來自於此。關於唱盤、唱臂、唱頭的調整及其原理,將在另外一篇文章敘述。

唱盤的運轉驅動種類 I (皮帶、惰輪、直驅)

   唱盤的分類方式相當多,先以馬達驅動轉盤的方式分類,可以分為『皮帶驅動』、『惰輪驅動』、『直接驅動』三種。首先,我們得先對馬達有點概念,各位國小時候可能都做過『電動機』,電動機是利用電磁鐵與旁邊兩塊磁鐵互相吸斥而轉動,這就是最簡單的馬達;小學做的電動機只有兩極,會產生很大的晃動及轉速不均,極數越多,這個問題就越小,但是多多少少的都難以避免。既然,轉盤一定要馬達帶動才會轉,那麼使轉速穩定,以及避免震動傳到轉盤上,被唱頭拾取放大成為雜音(轆聲),成為唱盤設計的重要課題,故而,精密的馬達、飛輪效應』(慣性)的運用應運而生。如果轉盤本身的質量越高,造成的慣性越大(轉起來越不容易停),所受到轉速不穩定或震動的影響越小,這就是飛輪效應。不過要讓越重的轉盤開始轉動,耗的時間越長,馬達也得要有大扭力,而且反過來大扭力馬達的抖晃也變大,所以一直是相當矛盾兩難的。英國Nottingham公司的唱盤,乾脆讓旗下產品啟動時一律先需以手動助轉,這是頗有趣的一個例子。

Image6皮帶傳動算是唱盤中運用最廣泛者,馬達帶動轉盤乃透過皮帶,好處皮帶傳動過程可以部份抵銷馬達的晃動;壞處則是啟動速度往往比較慢、皮帶有老化的問題。天天使用的皮帶其實不如想像中容易老化鬆弛,甚至可用長達10年,不常使用的話,可能一兩年就會損壞。現在皮帶傳動仍居於主流,絲帶傳動也是同樣道理,甚至有CD唱盤仿效此法者。

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Image7惰輪傳動盤是在馬達與轉盤之間夾有一惰輪,介於兩者間傳動,所以惰輪也有人稱中介輪。惰輪傳動的好處是,只要將惰輪靠上,轉盤就會立刻驅動,所以即使要換片聆聽時,將惰輪移開即可,不必停止馬達轉動。因此種使用上的便利,早期有許多DJ使用惰輪盤。但是惰輪比較容易將馬達的晃動傳到轉盤(因為直接接觸),產生轆聲,所以惰輪盤的惰輪品質就顯的相當重要。現在惰輪盤並不常見,1960年代盛行的Garrard 301、401是代表性產品。

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technics_1200mk5

日本經典的DJ 專用盤 Technics SL1200

Image8直接驅動盤出現時間較晚,1970年由日本松下推出Technics SP-10。直接驅動盤的作法,是將馬達與轉盤合一(套在一起),轉盤本身就是馬達的飛輪,在當時是相當有創意的。直驅盤的好處除了沒有皮帶老化的問題外,啟動速度快也是優點,配上較大扭力的馬達幾乎可以說是說轉就轉、說停就停。不過同樣地,既然馬達與轉盤合一,馬達品質是否優良(低抖動,不產生轆聲)是其關鍵。直接驅動盤現在也少見,且幾乎全是日製品,例如TechnicsDENONSONY等等都生產過直驅盤。

 

唱盤的避震種類 II (軟盤、硬盤)

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圖10 英國 LINN LP-12 軟盤的代表作

另外,我們還可以將唱盤有無懸浮分為『軟盤』與『硬盤』。其實所謂『懸浮』就是一種避震的方法,前面說過,『如何讓唱針拾取最多、最正確的信號』,是重播品質的關鍵,故提供唱頭唱針一個最穩定的工作環境非常重要,外界的震動必須盡可能的消除。震動的來源有哪些?聲波產生的震動、桌面無時不在的細微搖晃、還有最靠近唱盤的馬達震動都是。抑震、導震對應的方法常將唱盤藉由油壓、彈簧甚至氣浮、磁浮方式『架』、『懸』起來,以導除震動,這就是所謂的

  『懸浮』,以此方法製成的唱盤俗稱為『軟盤』或『懸浮盤』,凡沒有懸浮避震者,就稱為『硬盤』,也有人稱為『固定盤』。軟盤因為有懸浮避震的幫助,對於馬達的抖動及旋轉平順度上比較寬容,相對的,精度要求也不那麼嚴苛;在盤身設計上也可以選用較為質輕之材質,免除掉又大又笨重的麻煩。創造出來的聲音走向往往是輕鬆而富有彈跳力。軟盤的代表是LINNLP-12(圖10)。

   硬盤沒有懸浮,但一樣要面對避震的問題,那就回歸自然法則:『重則威也』—-請想像:相撲先生和蔡依林比起來那一個比較不容易被風吹跑呢?就是這個道理。此時唱盤設計者就常常以高質量、高密度複合材質設計轉盤(有時使用砲銅),加上分離式馬達、絲帶傳動等等手段來使震動對於轉盤的影響降到最低限度。當然,這種精密加工的結果當然使得造價昂貴、盤身極重—-數十公斤、逾百公斤者都有(洪老闆曾該玩笑說:要用那種盤得要有好桌子)。硬盤的聲音以沈穩為訴求,代表廠商是日本的MICRODENON等。

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(圖11)日本 MICRO 唱盤–硬盤的代表

其實,軟盤與硬盤的區分並非絕對,許多唱盤的設計常常是兩者觀念的結合。也不乏盤身很重,但是卻有油壓懸浮設計的例子。(圖11)

唱盤的種類 III

   嚴格說來,一組唱盤其實可以分成獨立的好幾個部件,亦即轉盤、唱臂、唱頭,甚至電源供應器也可以獨立出來。一般廉價唱盤通常一體設計、整組出售,唱臂部份廠方通常已經設計妥當並固定,故不能更換,且可調整的部份較少,所以這種唱盤的使用者只要將唱頭裝置正確即可。這類唱盤廠方通常賦予各種特殊功能,最常見的就是唱臂唱完會自動舉起歸回原位(自動回臂,Auto Return),這種盤一般稱為『半自動唱盤』。如果是開始播放、結束播放,甚至REPEAT等等都可以按鍵控制者,就是所謂『全自動』唱盤。想當然爾,無論半自動、全自動,因為唱臂下方裝有完成這些動作的機件,唱臂當然是不可能更換的。這類型唱盤數量相當多,尤其是唱盤全盛時期的廉價產品幾乎皆為此類。比較高級的產品通常是轉盤、唱臂、唱頭都分開賣,這類盤沒有自動或半自動之別,幾乎都是手動,而唱臂可調之處比較多,唱臂可更換。例如LINNLP-12就可以搭配LINNAkitoEkos等唱臂。這兩大類產品其實也各有優缺點,能夠個別更換部件的盤雖然彈性大(升級便利,不必把整個盤都賣掉),但相對的問題也多,調整麻煩,從臂孔的正確與否、唱頭與唱臂的配合、垂直循軌角度、超距、共震等等,不僅涉及物理特性,與金屬加工的精度也有關係,教調不當者可能發出相當難聽的聲音。一體設計的產品雖然升級彈性小,但由於廠方已經設計妥當,唱頭裝好就八九不離十了。畢竟,取三妻四妾和只有一個女朋友相比,後者顯然單純的多了。故,初入門者仍以調整較少的盤為佳。

唱臂

   唱臂最主要的工作就是搭載唱頭,讓唱針拾取信號,前面提過『如何讓唱針拾取最多、最正確的信號』為第一重要,所有唱臂的設計概念皆為了達成這個任務。

reference

圖13:漂亮但也很貴的德國Clearaudio唱盤搭配Souther直切臂

依照唱臂的循軌工作方式,可以分為直切臂與曲臂兩種;曲臂再依其外型有S形、J形、直臂形三種。理論上,屬直切臂最為理想,因為在物理特性上,直切臂所搭載的唱臂唱針能夠一直與唱片的圓保持正切位置,從而達到拾取信號的最佳狀況;另一方面,直切臂的工作方式與刻片刀最為相似(同為直切),故理論上最能完整重播音樂。直切臂的代表廠如SOUTHER(圖13)。理論上雖然最好,但是回到現實可不一定。除了價格昂貴、體積大之外,直切臂幾乎沒有行進動力,常見的工作方式是把唱臂以氣浮方式『撐』起來,或將唱臂置於玻璃或水晶打磨的軸上,達到摩擦力近乎於零(可以靈活活動)的目的,那麼,唱臂是不是水平放置(才不會亂滑)就相當重要,故裝置上麻煩多了。

 LINN-LP12 + EKOS

圖14: LINN-LP12 + EKOS

   目前市場上絕大多數的唱臂仍然是曲臂,曲臂是固定在轉盤的一邊,以旋轉唱臂支軸的方式,以弧形劃過轉盤上方。既然物理特性上,只有在唱臂與圓的半徑垂直時,才能夠使唱針落在正切點位置上,那麼以弧形方式工作的曲臂,即使是精密調整,也只有一兩個點呈現正切,其餘的都有誤差,這種誤差就稱為『循軌誤差』。循軌誤差會導致唱針無法完美的在V字形的音溝中行走,因而造成的失真與誤差大小成正比。LP常產生的『破音』很多是因為循軌誤差而來。如何與矛盾的物理特性拔河,從當中妥協出最適宜的聲音,其實也是玩LP盤的樂趣之一。為了讓曲臂這種問題減到最低,常見的兩種方式是:加長唱臂、加入唱頭補償角。理論上唱臂越長,所劃成的弧就越趨近直線,以至於唱頭行進方式越接近直切臂(循軌誤差會變小),所以除了一般常見的九吋臂之外,還常見到十吋及十二吋唱臂。不過唱臂加長也並非全無缺點,越長的臂反應速度就換越慢,佔用面積也更大,又另外產生使用不便的煩惱。另一個方法:加入補償角的用意在使實際循軌位置與正切線的角差縮小,達到類似於增加唱臂、縮小循軌誤差的目的。所以幾乎所有的曲臂,它們的前端都是『往內歪的』。剛才提過,曲臂依外型還分S形、J形、直臂形三種,如果仔細深究,它們各有不同的物理特性,但是一般使用者並無太深入探究必要,可以姑且認定它們的功能都相同。

   曲臂的支軸如何將唱臂撐起來,作法有很多種,搭配使用各種的材質不同,名目之多令人眼花撩亂,共通目的不外乎減低摩擦,讓唱臂能夠自由隨唱頭唱針擺動。這邊舉現在比較常見的刀鋒支撐承軸、單點支撐承軸為例。望文生義,刀鋒支撐的原理就如同把刀子以刀鋒部位立起,把唱臂架在上面;單點支撐就是把唱臂架在一個尖點上。不過,只要有支撐存在,都會產生或多或少的摩擦,使得靈活性降低。單點支撐恃其較高的靈活度,在高頻有比較出色的表現。單點支撐唱臂的代表廠有:Audio Craft(鼻祖),GrahamKuzma S等。刀鋒承軸也有許多叫好叫座的產品,如英國的SME 3009系列就是箇中翹楚。

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英國刀鋒軸承設計的 SME V 唱臂

   唱臂依照其唱臂平衡與施加針壓方式不同,可以分成靜態平衡與動態平衡兩種。一般常見的唱臂以 靜態平衡為多,其特色是唱臂後方的平衡錘不但在唱臂歸零時(唱臂兩端受力相同,平衡,針壓亦零)用到,而且也利用上面的刻度盤做針壓調整;換言之,此種唱臂的針壓是靠改變唱臂兩端受力而產生。 動態平衡臂也有重錘,但是只在唱臂歸零時用到,其針壓是靠唱臂內部的彈簧控制,由唱臂旁邊的小撥盤調整。這類型的唱臂如LINN的EKOS(上方圖 14:LINN-LP12 搭配EKOS唱臂、英國 SME V(左圖)。想當然,動態平衡既然用彈簧,就不免有彈簧老化的問題,但優點是比較不在乎唱盤的水平;靜態平衡唱臂的優點是重錘物理特性幾乎不變(無老化困擾),但是比較在乎盤面水平。