发烧论坛

注册

 

发新话题 回复该主题

【黑胶党】黑胶模拟播放系统基础(上) [复制链接]

1#

LP是什么?

首先就先来解释一下大家常说的LP是什么吧!其实,传统的黑胶唱片也有很多人直接称为『LP』,而整套黑胶唱片构成的讯源系统,就有人称之为『LP系统』,或称为『模拟讯源』与CD的数字讯源区别。那么,LP这个名字是怎么来的?LP是Long-Playing的意思,因为唱片的响应频率与转速是成正比例关系的,转的越快,响应频率越宽,但是可录音时间就越短;唱片发展初期,科技还不是很发达,唱片必须以高转速来维持较宽的响应频率,所以录音时间很短,1948年开始,33又3分之1转的唱片发行,经过几年的发展,单面可录音时间将近30分钟,比以往长了很多,故以Long-Playing称之。相对的,以当初的科技状况,有所谓的『SP』,即Standard-Playing,每分钟是78转。现在通行的唱片几乎都是33转,所以黑胶唱片就被直接称为『LP』。

怎么听唱片?

现在如果想建立一套可以聆听LP唱片的系统,需要一台唱臂唱头皆完整的LP唱盘,以及有『PHONE』输入端的扩大机(前级或综合皆可),如果没有『PHONE』输入端,则另需一部『唱头放大器』,下面,我们就从最基础开始,与LP唱片开始一段美丽的相遇!


AVID Pulsare II唱放


唱头放大器是什么?为什么需要?


高级前级放大器都内置phono,图为EAR Yoshino的912


唱头放大器有两个主要功能,一个是RIAA等化曲线之等化,另一个是放大。

我们先谈放大。一般而言,在CD为主流的今天,前级扩大机多半设计给CD唱盘或其他『高电平输出』的讯源机器使用,一般CD唱盘的输出大约2V上下,可是唱头的输出(MM唱头)大约才3mV上下,所以必须先经由一次放大,把唱头的输出提升到高电平水平,才能重播出来。如果使用的是MC唱头,那么输出将更低,大约才MM唱头的30分之1,所以MC唱头必须经过两道放大手续,将MC唱头输出提升到MM唱头水平的这一段工作,可以用『前前级』,或『升压器』。有的唱头放大器或前级(或综合扩大机)的PHONE输入端,同时可接受MM及MC唱头,此时则不需升压器或前前级(切换即可);反之,若唱头放大器或PHONE输入端只能接受MM唱头,使用MC唱头时则必须。

那等化又是什么?这得细说了。唱片的录制是在唱片上刻出一道沟纹来记录声音,这道沟纹的振幅与声音的频率有关(详细公式此略),低音振幅大,高音振幅小。唱片发展之初遇到的难题就是:低音振幅往往过大,以致占据太多唱片面积,进而缩短了可录音时间,偏偏高音又振幅太小,又被表面灰尘或杂因给掩盖了。为解决此问题,就有『施加等化』的作法,也就是录音时将低频压制(让振幅缩小),高频扩张(振幅放大),放音时倒过来,将曲线还原,则两个问题就能同时解决。早期唱片公司各有各的等化曲线,一直到1965年,RIAA(美国录音工业协会)将曲线统一,所以后来的唱头放大器也有人称为RIAA唱头放大器。市售唱头放大器、有PHONO输入端的扩大机,都内建此等化线路。


唱盘与唱头放大器的接线图

  

唱头的种类



唱片的重播,唱头可算是一等一重要的,因为整个重播原理就是靠着唱针读取(摩擦)音沟两侧的凹凹凸凸(不是底部,底部没有音乐信号,反而积有很多灰尘),藉针杆将震动传回唱头,产生磁电转换,变成电能,输出重播。那么,『磁电转换』的方法就有很多种,以MM、MI、MC三种方式最具代表性。MI式是在以固定磁铁与线圈的唱头壳中,以针杆带动铁蕊改变磁力线的分布量,所以叫『动铁』唱头(Moving-Iron Cartridge),此种唱头以美国的GRADO为代表厂。




MM式的唱头则是针杆的后方有带磁的小铁条,以震动此铁条的方式获得输出,所以叫『动磁』唱头(Moving-Maganetic Cartridge),SHURE是MM唱头的代表厂商(而且从未做过其他种类唱头)。




MC式唱头则在针杆后方缠上线圈,针杆震动就会带动线圈,产生输出,所以是『动圈』唱头(Moving-Coil Cartridge),丹麦的Ortofon公司的MC头颇具代表性。MI、MM唱头输出较高(不需要升压器或前前级)、制造成本较低廉,唱针通常可以自行更换;MC唱头输出低(要升压器或前前级),制造不易(造价高),又因针杆后面缠上线圈,唱针不能自行更换(维修花费大),故总体而言,使用MC唱头的代价颇高,初入门者以MM或MI唱头为宜。

实际聆听上,MM(MI)与MC唱头也有差异,MM唱头高频细节与质感较少,但通常中低频较浓而有韵味,MC唱头声音普遍较细致。两者其实各擅其长,但在高价的唱头市场当中,除了SHURE的V-15之外,几乎都是MC唱头的天下。




既然唱片的重播,是读取音沟两侧的凹凸,音沟又是如此细小,唱针针尖直径约只有7mil甚至更小,可以想见一旦有一点点不标准,一点点外界不当的振动,都会影响到唱针拾取讯号的精确度,所以『如何让唱针拾取最多、最正确的信号』,就是重播质量的关键。为了能让这个环节能够完美,从针杆、唱臂唱臂轴承、到转盘结构等等,都必须完美的配合(牵一发而动全身!),几乎所有的唱盘调整的问题接来自于此。关于唱盘、唱臂、唱头的调整及其原理,将在另外一篇文章叙述。

唱盘的运转驱动种类 I (皮带、惰轮、直驱)


唱盘的分类方式相当多,先以马达驱动转盘的方式分类,可以分为『皮带驱动』、『惰轮驱动』、『直接驱动』三种。首先,我们得先对马达有点概念,各位国小时候可能都做过『电动机』,电动机是利用电磁铁与旁边两块磁铁互相吸斥而转动,这就是最简单的马达;小学做的电动机只有两极,会产生很大的晃动及转速不均,极数越多,这个问题就越小,但是多多少少的都难以避免。既然,转盘一定要马达带动才会转,那么使转速稳定,以及避免震动传到转盘上,被唱头拾取放大成为杂音(辘声),成为唱盘设计的重要课题,故而,精密的马达、飞轮效应』(惯性)的运用应运而生。如果转盘本身的质量越高,造成的惯性越大(转起来越不容易停),所受到转速不稳定或震动的影响越小,这就是飞轮效应。不过要让越重的转盘开始转动,耗的时间越长,马达也得要有大扭力,而且反过来大扭力马达的抖晃也变大,所以一直是相当矛盾两难的。英国Nottingham公司的唱盘,干脆让旗下产品启动时一律先需以手动助转,这是颇有趣的一个例子。




皮带传动算是唱盘中运用最广泛者,马达带动转盘乃透过皮带,好处皮带传动过程可以部份抵销马达的晃动;坏处则是启动速度往往比较慢、皮带有老化的问题。天天使用的皮带其实不如想象中容易老化松弛,甚至可用长达10年,不常使用的话,可能一两年就会损坏。现在皮带传动仍居于主流,丝带传动也是同样道理,甚至有CD唱盘仿效此法者。



惰轮传动盘是在马达与转盘之间夹有一惰轮,介于两者间传动,所以惰轮也有人称中介轮。惰轮传动的好处是,只要将惰轮靠上,转盘就会立刻驱动,所以即使要换片聆听时,将惰轮移开即可,不必停止马达转动。因此种使用上的便利,早期有许多DJ使用惰轮盘。但是惰轮比较容易将马达的晃动传到转盘(因为直接接触),产生辘声,所以惰轮盘的惰轮质量就显的相当重要。现在惰轮盘并不常见,1960年代盛行的Garrard 301、401是代表性产品。



直接驱动盘出现时间较晚,1970年由日本松下推出Technics SP-10。直接驱动盘的作法,是将马达与转盘合一(套在一起),转盘本身就是马达的飞轮,在当时是相当有创意的。直驱盘的好处除了没有皮带老化的问题外,启动速度快也是优点,配上较大扭力的马达几乎可以说是说转就转、说停就停。不过同样地,既然马达与转盘合一,马达质量是否优良(低抖动,不产生辘声)是其关键。直接驱动盘现在也少见,且几乎全是日制品,例如Technics、DENON、SONY等等都生产过直驱盘。

唱盘的避震种类 II (软盘、硬盘)

另外,我们还可以将唱盘有无悬浮分为『软盘』与『硬盘』。其实所谓『悬浮』就是一种避震的方法,前面说过,『如何让唱针拾取最多、最正确的信号』,是重播质量的关键,故提供唱头唱针一个最稳定的工作环境非常重要,外界的震动必须尽可能的消除。震动的来源有哪些?声波产生的震动、桌面无时不在的细微摇晃、还有最靠近唱盘的马达震动都是。抑震、导震对应的方法常将唱盘藉由油压、弹簧甚至气浮、磁浮方式『架』、『悬』起来,以导除震动,这就是所谓的


英国 LINN


『悬浮』,以此方法制成的唱盘俗称为『软盘』或『悬浮盘』,凡没有悬浮避震者,就称为『硬盘』,也有人称为『固定盘』。软盘因为有悬浮避震的帮助,对于马达的抖动及旋转平顺度上比较宽容,相对的,精度要求也不那么严苛;在盘身设计上也可以选用较为质轻之材质,免除掉又大又笨重的麻烦。创造出来的声音走向往往是轻松而富有弹跳力。软盘的代表是LINN。



硬盘没有悬浮,但一样要面对避震的问题,那就回归自然法则:『重则威也』—-请想象:相扑先生和蔡依林比起来那一个比较不容易被风吹跑呢?就是这个道理。此时唱盘设计者就常常以高质量、高密度复合材质设计转盘(有时使用砲铜),加上分离式马达、丝带传动等等手段来使震动对于转盘的影响降到最低限度。当然,这种精密加工的结果当然使得造价昂贵、盘身极重—-数十公斤、逾百公斤者都有(洪老板曾该玩笑说:要用那种盘得要有好桌子)。硬盘的声音以沈稳为诉求,代表厂商是Clearaudio。



硬盘的代表 Clearaudio 唱盘

其实,软盘与硬盘的区分并非绝对,许多唱盘的设计常常是两者观念的结合。也不乏盘身很重,但是却有油压悬浮设计的例子。

唱盘的种类 III

严格说来,一组唱盘其实可以分成独立的好几个部件,亦即转盘、唱臂、唱头,甚至电源供应器也可以独立出来。一般廉价唱盘通常一体设计、整组出售,唱臂部份厂方通常已经设计妥当并固定,故不能更换,且可调整的部份较少,所以这种唱盘的使用者只要将唱头装置正确即可。这类唱盘厂方通常赋予各种特殊功能,最常见的就是唱臂唱完会自动举起归回原位(自动回臂,Auto Return),这种盘一般称为『半自动唱盘』。如果是开始播放、结束播放,甚至REPEAT等等都可以按键控制者,就是所谓『全自动』唱盘。


想当然尔,无论半自动、全自动,因为唱臂下方装有完成这些动作的机件,唱臂当然是不可能更换的。这类型唱盘数量相当多,尤其是唱盘全盛时期的廉价产品几乎皆为此类。比较高级的产品通常是转盘、唱臂、唱头都分开卖,这类盘没有自动或半自动之别,几乎都是手动,而唱臂可调之处比较多,唱臂可更换。这两大类产品其实也各有优缺点,能够个别更换部件的盘虽然弹性大(升级便利,不必把整个盘都卖掉),但相对的问题也多,调整麻烦,从臂孔的正确与否、唱头与唱臂的配合、垂直循轨角度、超距、共震等等,不仅涉及物理特性,与金属加工的精度也有关系,教调不当者可能发出相当难听的声音。一体设计的产品虽然升级弹性小,但由于厂方已经设计妥当,唱头装好就八九不离十了。毕竟,取三妻四妾和只有一个女朋友相比,后者显然单纯的多了。故,初入门者仍以调整较少的盘为佳。

最后编辑泽森音响 最后编辑于 2019-10-09 11:38:59
分享 转发
TOP
2#

唱臂

唱臂最主要的工作就是搭载唱头,让唱针拾取信号,前面提过『如何让唱针拾取最多、最正确的信号』为第一重要,所有唱臂的设计概念皆为了达成这个任务。


依照唱臂的循轨工作方式,可以分为直切臂与曲臂两种;曲臂再依其外型有S形、J形、直臂形三种。理论上,属直切臂最为理想,因为在物理特性上,直切臂所搭载的唱臂唱针能够一直与唱片的圆保持正切位置,从而达到拾取信号的最佳状况;另一方面,直切臂的工作方式与刻片刀最为相似(同为直切),故理论上最能完整重播音乐。理论上虽然最好,但是回到现实可不一定。除了价格昂贵、体积大之外,直切臂几乎没有行进动力,常见的工作方式是把唱臂以气浮方式『撑』起来,或将唱臂置于玻璃或水晶打磨的轴上,达到摩擦力近乎于零(可以灵活活动)的目的,那么,唱臂是不是水平放置(才不会乱滑)就相当重要,故装置上麻烦多了。



AVID HIFI 钛合金唱臂




Clearaudio 入门单点臂 Verify


曲臂——曲臂是固定在转盘的一边,以旋转唱臂支轴的方式,以弧形划过转盘上方。既然物理特性上,只有在唱臂与圆的半径垂直时,才能够使唱针落在正切点位置上,那么以弧形方式工作的曲臂,即使是精密调整,也只有一两个点呈现正切,其余的都有误差,这种误差就称为『循轨误差』。循轨误差会导致唱针无法完美的在V字形的音沟中行走,因而造成的失真与误差大小成正比。LP常产生的『破音』很多是因为循轨误差而来。如何与矛盾的物理特性拔河,从当中妥协出最适宜的声音,其实也是玩LP盘的乐趣之一。为了让曲臂这种问题减到最低,常见的两种方式是:加长唱臂、加入唱头补偿角。理论上唱臂越长,所划成的弧就越趋近直线,以至于唱头行进方式越接近直切臂(循轨误差会变小),所以除了一般常见的九吋臂之外,还常见到十吋及十二吋唱臂。不过唱臂加长也并非全无缺点,越长的臂反应速度就换越慢,占用面积也更大,又另外产生使用不便的烦恼。另一个方法:加入补偿角的用意在使实际循轨位置与正切线的角差缩小,达到类似于增加唱臂、缩小循轨误差的目的。所以几乎所有的曲臂,它们的前端都是『往内歪的』。刚才提过,曲臂依外型还分S形、J形、直臂形三种,如果仔细深究,它们各有不同的物理特性,但是一般使用者并无太深入探究必要,可以姑且认定它们的功能都相同。

曲臂的支轴如何将唱臂撑起来,作法有很多种,搭配使用各种的材质不同,名目之多令人眼花撩乱,共通目的不外乎减低摩擦,让唱臂能够自由随唱头唱针摆动。这边举现在比较常见的刀锋支撑承轴、单点支撑承轴为例。望文生义,刀锋支撑的原理就如同把刀子以刀锋部位立起,把唱臂架在上面;单点支撑就是把唱臂架在一个尖点上。不过,只要有支撑存在,都会产生或多或少的摩擦,使得灵活性降低。单点支撑恃其较高的灵活度,在高频有比较出色的表现。单点支撑唱臂的代表厂有:Audio Craft(鼻祖),Graham、Kuzma S等。刀锋承轴也有许多叫好叫座的产品,如英国的SME 3009系列就是箇中翘楚。


英国刀锋轴承设计的 SME V 唱臂


唱臂依照其唱臂平衡与施加针压方式的不同,可以分成静态平衡与动态平衡两种。一般常见的唱臂以 静态平衡为多,其特色是唱臂后方的平衡锤不但在唱臂归零时(唱臂两端受力相同,平衡,针压亦零)用到,而且也利用上面的刻度盘做针压调整;换言之,此种唱臂的针压是靠改变唱臂两端受力而产生。 动态平衡臂也有重锤,但是只在唱臂归零时用到,其针压是靠唱臂内部的弹簧控制,由唱臂旁边的小拨盘调整。想当然,动态平衡既然用弹簧,就不免有弹簧老化的问题,但优点是比较不在乎唱盘的水平;静态平衡唱臂的优点是重锤物理特性几乎不变(无老化困扰),但是比较在乎盘面水平。



文章转载自:http://www.acdc.com.tw/hello-world/

(原文配图较小,转发到此有更改)

若有侵权,请联系删除,谢谢!

TOP
发新话题 回复该主题