Nasotec公司背景
南韩的Nasotec创立于公元1999年10月,主要产品是音响零件及DIY用的套件。他们首先将丹麦LC Audio的l-Clock产品介绍到南韩与日本,那是用来将CD唱盘的clock jitter降低的线路,据称是世界首创。除此之外,Nasotec Corporation也在韩国代理DEXA Technologies、Jantzen Audio、Audio Consulting,及Yamamoto Sound Crafte等音响厂牌。在累积了足够的代工及调声的经验后Nanotec在2014年开始制造音响器材及配件。
于2016年,他们的Swing Headshell唱头支架获得了韩国国内专利,目前正在申请国际专利。除了唱头支架,其它的黑胶关连产,还包括了唱片镇与唱片播放终了时的自动举臂器。
基本介绍
如文头图所示,摇摆唱头支架的包装盒相当大,盒内除了说明书之外,还有附件如螺丝,六角板手,及一支用来调整弹簧张力的一字小螺丝起子。唱头支架有几种顔色可选择,高先生借给我的是雾金色。
图01
图02 唱头盖后方的左右侧各有一个一字小螺丝,是用来调整弹簧的张力
唱头支架的上方(如图01、02),摇摆与固定部分各有一段直的凹线,在完全没有角度偏差时,两段线会对齐。从图03可以看到,固定部分上方有一六角螺丝,松开后可以旋转唱头支架来调整azimuth/HTA。说明书上有特别指出,唱头支架要尽量完全水平,才能自由摆动,所以可能要藉调整azimuth/HTA来达成。但事实上我的经验显示,唱头针尖正面有些许歪斜的情况相当普遍,所以唱头支架水平时,针尖不一定是在最佳的状态。
图03
唱头支架后方的左右侧各有一个一字小螺丝,是用来调整弹簧的张力。左右的弹簧是由这两个小螺丝固定,如果把螺丝旋得太松弹簧可能会弹出来,这在说明书上有交待要小心图04是底面可以看到黑色轴承的部位,这就是前半部摆动的圆心所在。
图04
图05
图05是装上测试的唱头后的底部光景,这里所用的导线是高先生特别准备的超细银线,目的在于减少对摆动干扰。他也借给我原厂附的导线,我会找机会换上去测试。导线的走势,按照说明书安排成向外的圆弧,来避免阻碍运动。为了确认唱头支架在水平状态,我用了轻量的水平仪放在上面来验证。
摇摆唱头支架的工作原理与可行性探讨
根据该公司网页的描述,摇摆唱头支架意欲达成的主要目标包括:
1) 两个弹簧可以控制摇摆的幅度,使针受到来自唱片沟槽两侧的压力均衡,藉此得到更自然平衡的音质;
2) 让唱针更深入沟槽,增进唱头循轨能力,使得内外圈的循轨无差别;
3) 减低唱臂共振:唱针播放时的多余震动,在摇摆唱头支架的关节处被吸收,传递到唱臂的震动大幅降低。据他们的测试,使用摇摆唱头支架时的唱臂,共振特性会比使用一般唱头支架或者一体成形的唱臂要来得好;
4) 延长唱针寿命:针尖受到平衡的压力,因此减少不平均的磨损;
5) 唱头针杆不易歪斜:因为针尖受力平衡,代表侧向力很低。
这些项目中,1)是重点,如果真的达到的话,是很了不起的成就。4)与5)都是由此连带的效应。3)的话,带来的效应可能会是正反都有,在后面会有所讨论。2)的话,内外圈循轨无差别的部分,我不太懂其意思,也不认为实际上办得到。
在讨论1)是否可行之前,我们要先大致了解唱头内部的构造。图07的唱头显示,所有的MC动圈唱头,线圈与磁铁之间的杠杆点,都会有软性的阻尼物质。然后图里看见的,在针杆的最末端,还会有悬吊机构。其它的MM,M唱头甚至光电唱头等,在发电构造上虽有不同,但基本的阻尼及悬吊部分的作用方式,差异不大。阻尼与悬吊这两者形成针杆运动时的缓冲作用,使针杆在快速振动时维持稳定状态,可以即停止或快速转变方向,以下我们概略称之为「阻尼效应」。如果阻尼效应太软,产生的问题是针杆运动会缺乏制约。该停的时候停不下来,该改变方向时,则会有延迟。而且越软所储存的能量越多,在释放出来时会造成不良后果。反之如果阻尼效应太硬,就不能发挥吸收缓冲作用,不但会使循轨能力不佳,而且容易造成针尖受力过多而损坏。
A) 播放时,针尖与两侧沟槽壁的摩擦,即使雨侧的摩擦力是大**衡的,在一般支点臂由于补偿角的关系,摩擦力的方向会与针杆同向,不是正对唱臂轴心,所以产生将唱臂向内拉的分力。这时唱臂所施加的抗滑力如果过小/过大,没有刚好完全抵销这分力,会使唱臂牵引唱头向内或外,同时在未完全被唱头内阻尼效应吸收的情况下,传递至针尖,使其两侧受到不均的压力。导致针尖在运动时,一个方向会受到阻挠,反方向则受到推动。而在直线正切臂的场合,如果唱头的针杆与管不在完全平行的状态,也会产生将唱臂向内或外拉的分力,造成对针尖的侧向压力;
B) 播放时,针尖与两侧沟槽壁的摩擦力雨侧不均衡时,会使针受到旋转的扭力,带动针杆牵动唱头,若没有被唱头阻尼效应完全吸收,就会传递至唱头支架以及唱臂,向内或外施加侧向压力在针尖;
C) 非摩擦力引起的因素:例如唱片表面不完全水平,或唱臂的旋转平面不平行于唱片表面,造成「上/下坡」效应,自然形成针尖两侧压力不均。又可能由于唱片中心孔不正,牵引针尖向内或外,而唱臂/唱头的惯性质量造成跟进移动时的迟滞,产生对针杆/针尖的侧向压力。
以上的A),B)与C)之间,可能会是同方向相加或反方向抵销的关系,而且在播放的过程随时都在变化。而探讨的重点之一在于唱头内的阻尼效应,是一个重要的变量,影响到最终传递到针尖的侧向力大小。如果唱头阻尼效应够软的话,即使唱头受到某些程度的侧向力推拉,针杆针尖的活动也不受干扰。这就是为什么悬吊软的唱头,需要抗滑力会比悬吊硬者要来得低的原因之一。另一个重要因素,当然就是针尖摩擦沟槽壁产生的摩擦力大小,会因为针尖的形状而不同,所以圆锥针尖所需的抗滑力会比线型接触针要小。从另一个角度来说,唱臂的抗滑力调整,并不需要将所有的侧向力完全抵销,只要让针尖在播放时还可以随讯号完全自由活动,不受干扰就够了。因此抗滑力的大小不能单纯地根据针压来设定,而必须兼顾到不同唱臂及唱头的特性,就是这个原因。
由此看来,在机械动作的概念上,一个可摇摆的唱头支架,等于是在唱头之外,多加了一个具有阻尼效应的关节,补强唱头内部已经有的吸收功能,增加缓冲侧向力的范围,让来自唱臂的牵引作用无法传递到针杆针的目标。也就是另一个问题是,即使摇摆唱头支架真的达到了其设计的目的,在侧向力达到唱头前予以完全吸收,这时却会因摇摆作用将唱头与唱臂之间的固定角度改变。
以一般支点臂来说,唱头安装设定正确的状况下,在零点(nullpoints)时唱头应该处于没有循轨误差的正切状态。但这时若因各种因素而发生侧向力,摇摆唱头支架的反应就会使唱头偏离正切,造成误差。而除了零点之外,其它位置也会有不可预期的角度改变,可能形成循轨误差的增加或减少换句话说,摇摆唱头支架等于是在侧向力循轨角度之间做了取舍,牺牲可预测的循轨误差来换得侧向力的减少。在这方面,它与我以前评论过,没有补偿角的RigidFloat直线短臂的设计思维相当类似,都将减低侧向力的重要性摆在循轨精确度之前。此外如前面所提到的,如果唱片存在有偏心的状况,摇摆唱头支架的阻尼效应又很软,在侧向力的大小/方向改变的那一瞬间,回弹的能量可能会使唱头角度偏到另一边,再次造成循轨角度的变化。
初步数据测试
若没有专业的力学测量仪器,想直接测量针尖在播放时所受的侧向力是很困难的。然而只要用对工具,就可以间接地观察到针尖在运作时,受到何方向外力的干扰。在20世纪中叶,广播电台还在用黑胶唱片播音时,业界设定抗滑的标准方法,就是播放300Hz左右的正弦波测试讯号,然后用波器观察波型的失真状况。现在既然有免费的示波器/频谱仪计算机软件可用,加上一张有适当测试讯号的唱片,就可以很容易地看到针尖的运动轨迹与受力状况。例如,图08的红色(右声道正弦波型顶部有缺陷而绿色(左声道)则接近完美,代表针尖在向右声道所处的外侧沟槽运动时受到阻力,无法达到沟槽的外侧顶部,因而造成失真的现象。也就显示唱头受到向内的侧向力,超过唱头阻尼效应的缓冲限度,而施加在针杆针尖上。要断这摇摆唱头支架是否真的发挥预期的作用,可以用同样的方法来测试,针尖的运动是否有受到侧向力的影响。
以摇摆唱头支架搭配有相当年纪但功能正常的SpectralMCR唱头装在TechnicsS-1200G唱盘的唱臂,播放HiFiNews测试唱片A面倒数第二轨,+16dB强度的正弦讯号。
图08
图08是将抗滑关掉,可以明显看到右声道红色曲线,顶部有明显缺陷,左声道绿色曲线则相当完整,显示针尖运行时受到向内的侧向压力,向外运动时被牵制。
图09
图09是加了抗滑之后,红色曲线有明显改进,失真值也比较接近左声道。这个结果显示,如果没有足够的抗滑力,摇摆的作用并不足以使针尖受力平衡。也如摇摆唱头支架的说明书所说,安装时还是要按照与一般唱头支架一样的程序,来调整唱臂的抗滑。而且目前经过几个其它的实验显示,它所需的抗滑力,并没有比一般唱头支架来得小。
为了验证这不是与Technics唱臂之间的搭配问题,我还将摇摆唱头支架拿到台北家附近的越点音响,向洪老板借用他的Ortofon唱臂。这支臂没有任何抗滑装置,而且质量比起Technics唱臂高出很多。如果有任何侧向力的变化,应该会反应出更明显的差异我尝试将摇摆唱头支架用胶带固定让它不会摇摆,来模拟一般唱头支架,与正常动作的结果相互比较。从数据上,两者的差异很小都在+14dB的讯号强度就开始出现明显的左右不平衡失真。这代表由于唱臂质量较高,因此在没有抗滑的情况下,唱臂施加于唱头的往内侧向力会更大。而且是否用胶带固定,从数据上看不出有明显的差别。
结语
目前为止在两支唱臂上测量得到的数据,显示摇摆唱头支架在减低针尖侧向力方面,并没有看到发挥明显的作用。在使用顺服度低,阻尼作用偏硬的MC唱头时,对抗滑力的需求与一般唱头支架并没有观测得到的差异。当然这只是相当有限的测试,必须再用其它的唱头及唱臂,做更多更完整的测试才能得到最后的结论此外当然还有听感上的评估,我会在将适当的时机再做报告。
文章转载自《音响论坛》2019/4月号 第367期