泽森音响 发表于 2019-4-17 13:57:30

【黑胶党】 今天只谈单点臂

本帖最后由 泽森音响 于 2019-4-17 14:00 编辑

唱臂最主要的工作就是搭载唱头,让唱针拾取信号。表面上看起来,唱臂并不直接涉及信号的处理;

你爱用什么材质 : 金属、木头、塑料、碳纤维...

你爱用什么形状 : 直的、弯的、长的、短的... 都随便你。但实际上,要如何让唱头 (唱针) 的运动,能配合旋转中的唱片,并从唱片外圈到内圈,拾取最多、最正确的信号,却是一门比转盘深奥得多的大学问。如果把唱臂比喻成科技业,那转盘顶多只能算是传统产业。(所以,有能力设计、生产唱臂的厂商,比转盘厂商,少很多很多) 单点臂单点臂Pivot Tonearm,就是以支点固定在转盘的一边,以圆周运动 (弧形) 划过唱片。 LINN旗舰 EKOS SE
说起来简单,实际上却有很复杂的物理学。而且,如果去研究单点臂的运动过程,你会发现... 循轨误差之大 (stylus path vs. tangent line),超乎想象。既然如此,最理想的唱臂,必定是正切臂。
但若正切臂果真如此 "完美",为何音响界大老 HP、黑胶专家 Michael Fremer 不独钟正切臂?为何Tas、Stereophile 器材榜单上,不是正切臂完胜?!为何诸多只适用单点臂的转盘,如 Linn LP12 等,至今还能兴盛?!所以单点臂虽不完美,但有种种的因素,让单点臂得以存在。(正如黑胶虽不完美,但种种的因素,让黑胶得以在CD时代存活下来,到现在的复兴)
所以,我们今天只谈谈单点臂
长度 Length短臂 Short Tonearm vs. 长臂 Long Tonearm循轨误差会导致唱针和唱片沟槽不能直切,无法很顺利的在 V 字形的音沟中行走,造成失真或破音。 为了让这种问题减到最低,有一种 "不得已" 的作法... 在唱臂的长短上作文章。长臂上的唱头,在唱片上行走的距离 (弧形),与短臂相同。当唱臂越长,所划成的圆就越大,而圆越大,等距的弧形所占圆周的比例就越小,就可以越趋近直线 (直切)。 所以,长臂的循轨误差,得以比短臂小。不过,可不是随便找一支长臂来,就能达成此目标。长臂必须安装、调整得比短臂更仔细,否则误差、失真可能反而会更大。 SME Series V唱臂,您购买AVID的唱盘时就可以要求要9寸或者12寸臂的配搭。
三角牌TURNTABLE黑胶唱盘匹配9吋铝制直臂管的唱臂。

长臂虽有其优点,但附带产生的缺点也不少:
1. 随着唱臂加长,自然需要较大的安装面积 (较大的转盘)。2. 唱臂越长,物料越多,就越沉重,反应就越不灵敏。3. 生产数量较少,导致平均成本较高,价格往往比短臂高许多,显得非常不合理。不管如何,为了广泛适用大多数转盘,市面上还是以短臂为主,以9吋 (有效长度约230 mm) 为标准。而长臂通常以12吋 (有效长度约305mm) 为主。另外,还有少数的10吋臂 (约250 mm) 、14吋臂 (约355 mm) 等等。 有效质量 Effective Mass轻质量唱臂 Low Mass Tonearm vs. 重质量唱臂 High Mass Tonearm唱臂的有效质量 "不是" 指整支唱臂的重量,而是指会移动部份的质量。有效质量需要经过实验,精密测量后才能得到,我们是没办法自己算的。 形状 Shape曲臂 Curve Tonearm vs. 直臂 Straight Tonearm为了缩小实际循轨位置与正切线的角度差距,单点臂有一个必须的设计,那就是唱臂的前端 (装唱头的部份),"都必须" 往内歪一个角度,这就是所谓的加入补偿角 (Offset angle)。 曲臂,是臂管顺着唱头安装的部份 (唱头盖),再弯回来,因此便自然呈现弯曲,通常有 J 型,或 S 型,或弧型 。 曲臂
而直臂,虽然臂管是直的 (我们可简称为 I 型),但实际上,唱头安装的部份,还是得往内歪。
Clearaudio Universal直臂装上了四个精密陶瓷轴承,水平、垂直各两个,精密度极高,间隙少于2 micron。
因此,严格来说,除了直切臂,并没有全然的直臂。有人较喜欢直臂,或近期较流行直臂,是因为:
1. 长度较短,质量较低,可以较灵活。2. 结构较简单,较容易制造,也较容易控制共振。当然,实际表现如何,还是得依个别产品的设计而定,消费者不必拘泥于一定要直臂,或曲臂。 支点 Pivot / 轴承 Bearing单支点 Uni-Pivot vs. 多支点 Multi-Pivot既然是单点臂,当然会需要单个支点来支撑。支点不是就一个吗? 怎么还会有多个?为什么会需要多个呢?其实,稍微想一想,你就会懂了,唱臂在运动时,会随着唱片上下垂直移动,以及顺着沟槽从外到内的水平移动。
单支点虽然可以让垂直及水平移动都很灵活,但唱臂容易左倾右斜,连带唱针不是偏左 (声道),就是偏右 (声道)。如果改成多支点 (通常是双支点),虽然可以稳定唱臂的水平,但却造成水平移动不是那么灵活。所以,大致上来说
单支点 : 灵活,但较不稳定。多支点 : 稳定,但较不灵活。
用来说明单支点与多支点优缺点的最佳实例,就是它在水平移动上,采用单支点,可以有水平移动的灵活,但是在垂直移动上,采用双支点,可以保有垂直移动的灵活,又有水平的稳定。 AVID Oxytone唱臂具有平衡重量功能的双轴承结构
实际上,支点和轴承,是一体两面的东西。唱臂要设计成单支点,或多支点,就必须考虑轴承的选择,或者该说,选择用什么轴承,就会变成什么支点。
轴承 (俗称 : 培林),是用来保持轴的中心位置,及控制运动的重要机械组件,在各领域都有重要应用,方式、材质也有很多种。而常使用在唱臂上的,包括 :

[*]单点轴承 Point Bearing
[*]滚珠轴承 Ball Bearing / Race Bearing / Roller Bearing
[*]刀锋轴承 Knife Edge Bearing
[*]平衡环轴承 Gimbal Bearing等等...
日本TEAC和SAEC合作推出的唱臂,采用的就是刀锋轴承
拿起Universal唱臂的底座,随便一转,几乎不会停,轴承感觉就像是没有摩擦力一般。
轴承,是唱臂的核心,比长度、形状、阻尼、平衡... 都来得重要。只是,涉及复杂的机械结构及物理学,不是相关领域的人,并不容易懂,而且各家厂商有其独门密技,很难一概而论,所以,并不建议一般人去研究。唯一比较简单的,就是所谓的单支点唱臂 Uni-Pivot Tonearm,采用的一定是结构最单纯的单点轴承。而使用其它轴承,或混用两种以上轴承的,都不能称为单支点唱臂。 另外,值得注意的是,轴承经过长年累月的操作,容易老化,或磨损,而且从唱臂的外表,无法得知其状态。所以,买二手唱臂、古董唱臂时,要特别小心。 阻尼 Damping这里所说的阻尼,并非指在唱臂材质 (尤其是臂管) 上,采用特殊的阻尼物,如碳纤维、特殊金属、特殊复合物等。而是指在轴承结构中,设计有 "阻尼物",靠着流体阻力、摩擦力等,以藉此稳定轴承运作,降低共振。 最常见的,就是设计有 "阻尼油槽",而此种唱臂,便通称为油阻尼唱臂 Oil Damped Tonearm。有阻尼油槽的优点,除了可以保持轴承运作时的滑顺,而且,若唱头和唱臂无法达到适当的共振时,还可以靠阻尼油 (硅油 Silicone Oil) 的多寡来协助,相当好用。 平衡 Balance静态平衡 Static Balance vs. 动态平衡 Dynamic Balance常有新手以为动态平衡臂一定较佳,或较高级。其实,并非如此。不论静态或动态平衡,都是为了同一目的--针压。 只是作法不同,各有其优缺点。一般常见的唱臂以 "静态平衡" 居多。其特色是唱臂后方有一个平衡锤,用以保持支点两端 (唱头到支点,支点到平衡锤) 的平横状态。其调整的方法如下:1. 把唱头 (不含保护盖) 装上唱臂后,把唱臂移出托架。此时,唱针极容易撞到转盘,千万注意 ! (如果可以,可先把转盘部份移走)2. 在唱臂悬空的状态,调整平衡锤的位置,直到支点两端受力相同。此时,唱头部份不会往下沉或上扬,唱臂管和盘面保持平行。3. 将此时平衡锤上的刻度盘归零,也就是设定此时针压为 0。归零后,平衡锤不可再移动,刻度盘也不可再转动。4. 然后,必须让唱头部份下沉,唱针才能触碰唱片沟槽,读取讯号,所以必须依建议的针压,旋转平衡锤至刻度盘指示的数字,让唱头达到一定的针压。

此平衡状态是根据唱臂在 "静态" 时所调整出来的,所以称为 "静态平衡"。

[*]优点 : 结构简单 (比较便宜),物理特性自然而且稳定。
[*]缺点 : 比较在乎唱片的水平,如果忽上忽下,针压等于随时在改变的状态。
LINN Ekos SE是现在少见的动态平衡臂。针压由旁边的转轮调整。
"动态平衡" 则是不管支点两端的平横状态,仅靠唱臂内部的弹簧或磁力控制,由唱臂旁边的拨盘调整,硬性施加一定的压力。

[*]优点 : 调整容易,针压不会因为唱片的弯曲不平而变化。
[*]缺点 : 硬性加压可能对唱片造成伤害,而且用弹簧或磁力,免不了有精确、老化的问题。
SME唱臂的平衡锤设计

但 "动态平衡" 真的可以不管支点两端平横状态吗?同一支唱臂,装上一个较重的唱头,或一个较轻的唱头,若唱头的建议针压相同,则施加的针压相同,这样对吗?这显然不太合理,所以,有人想出 "半动态" (现在都通称 "动态") 的点子。先用平衡锤来做唱臂二端的平衡工作 (平衡锤只有在唱臂归零时才会用到,所以没有刻度盘),再用弹簧或磁力来施加针压。


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