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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。

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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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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。

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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。

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