日本人倡導使用「唱片穩定器」,不可否認的含有濃厚的生意經在裡面,而且還發展到真空吸力式,以及帶幫浦的唱盤,實在是匪夷所思。上兩個月筆者的辛苦試驗終於證明了唱片穩定器確實可以減少唱片共振(請注意:唱片穩定器並不能減少整個唱盤的共振),而且像AT-666這類產品,效果還非常好。但是,實驗的結果只是各穩定器效果的差異而已,實際在聆賞音樂時,唱片共振和音樂信號的比例是無法測出的,而且唱片共振是由很多種因素造成,所以再精確的實驗,也不可能預測出在多大音量時會有多少共振出現,所以上次實驗的結果,可以作為參考,並不是筆者在大力提倡使用,畢竟,有時換一個好唱頭,效果的改進比用穩定器還明顯。

唱臂有多種共振型態

  上個月的實驗,曾經發現,當用喇叭在「轟」唱片時,在某些頻率,穩定器似乎無效,或者效果非常有限,尤其在400餘赫時,PL-200的唱臂共振得很厲害,用手去摸都可以感覺得出來,此外,在其他頻率時,也有發現共振的現象,因此,筆者也很想做有關唱片的共振實驗時,順便也想想辦法觀察唱幣的共振,並且研究一下唱臂的共振可能有哪幾種型態。

  研究的結果,發現會使唱臂共振的因素真是不少,撇開牽涉到材料力學的臂管共振不談,光是由於唱臂本身不是一個整體,就有很多地方可以由外在的因素誘導而發生共振,對於一支標準形式的唱臂言,最容易發生共振的地方是:

  一、臂管、唱頭蓋與唱頭整體和唱針桿間之共振:這種共振會使整支唱臂和唱針間發生不必要的相對運動,頻率通常很低,約在十幾赫到六、七赫間,視唱臂的質量和唱針的順從性而定,換言之,同一支唱臂若用不同的唱頭,共振頻率就會不同,這種共振嚴重時會跳針,通常所謂的唱臂共振,就是指此種共振。

  二、唱頭、唱頭蓋整體和臂管間之共振:這種共振日本人很早就重視了,因為唱頭蓋雖然鎖緊在臂管上,但是兩者間通常夾以一層橡皮圈,由於這圈是軟的,所以不管鎖得多緊,唱頭蓋和臂管間在受力之後還是能有少許相對運動,於是就有可能產生共振,而且有些唱頭蓋上有一些可移動的附件,若沒鎖緊的話,也會共振的。要消除這種共振,有很多種辦法,把橡皮拿掉或採用一體構成的唱頭蓋,可能都有幫助,這種共振的頻率,筆者就不清楚了,估計頻率比較高,也許從數十赫至數百赫都有。

  三、臂管共振:臂管共振的原因很多,有些是臂管材料的硬度和彈性所引起的,這種共振會使臂管變形數萬分之一吋至數千分之一吋不等;有些是因臂管和支軸部分不緊密而引起的,振動的形式是整支唱臂在振動,振幅大小視唱臂鬆動的程度而定,有些唱臂使用一點支撐或刀型軸承,唱臂本身是擱在架上的,可能比較容易共振,不過此種共振可用大質量來抑止或增加阻尼亦可。

  四、平衡錘共振:幾乎所有的現代唱臂都靠尾部的重錘來平衡唱頭重量,而且大部分重錘都靠旋轉來前進或後退,既然能旋轉,那麼重錘和唱臂尾管間便不是絕對密接的,他們之間不是用橡皮來做居間物質,便是用簧片鋼珠頂住重錘的溝槽,在此種情況下,重錘和尾管間也是會共振的,這種共振情況如何筆者不清楚,不過知道Dual唱盤的唱臂重錘內頗有文章,據說能消除大量共振(共振是一種能量的蓄積,把能量吸收或平衡掉便可消除共振)。此外筆者所用的DP-60L重錘和尾管間塗有黏滯物可能也有減少共振的功效。

觀察共振頗費周章

  一支唱臂,最起碼就有這麼多種共振,如果唱臂共振能被觀察到的話,一定非常熱鬧,所以若能設計出一種方法,能夠摒除其他振動的干擾,只能看到唱臂共振,就可以開始進行實驗了。

  像上次進行的唱片共振實驗,若把唱片拿掉,把唱針放在橡皮墊上或甚至直接擺在金屬製的轉盤上,就可使得唱臂的共振顯得比較突出,但是由唱盤底座式唱盤上其他部分共振傳來的干擾卻無法避免,所以筆者設計了半天,也找不到比較理想的辦法。

  後來筆者想到有一支快要報廢的SEM唱臂,可以單獨裝在任何檯面上,就決定先用這支唱臂來實驗,方法很簡單,還是準備用喇叭來轟,因為除此外,實在想不出有什麼辦法可以誘使唱臂共振(播放測試唱片可以測出,但除上述第一種共振外,其他共振得用雷射或其精密方式量度)。

  用唱片來轟,由於共振誘因不是從唱針導入的,所以反過來,反而可以由觀察唱頭輸出而看到唱臂共振的現象,只是無法分辨出共振是由唱臂的哪一部分發生。在這個實驗裡除了唱臂能振動外,其他如支持唱臂的機座和置放唱針的平面,都不能振動,故唱臂基座要重,不易共振,而且體積、面積要小,置放唱珍的平面條件也相同(唱針不能懸空,否則無法觀察到唱臂和唱針間之相對運動),在此筆者選用了磚頭和鋼塊做為支持唱臂的基座,由於密度和質量都很大,所以是不易共振的,那麼,所有的振動,便都來自唱臂了。

老一套未必靈光

  使用的器材,和做唱片共振實驗時相同,要用到兩部擴大機、信號產生器、示波器等,擴大機的用途一是放大信號產生器的信號推動喇叭,另一是放大唱針的信號送示波器觀察,這兩部擴大機絕不能用一部機的兩個聲道取代,因為串音會影響到觀察結果。

  初步觀察的結果,發現示波器上的圖形會出現任何喇叭振動的頻率,換言之,如果用喇叭來轟,好像任何頻率都會產生共振,而且各頻率共振的幅度差別不大,這就很奇怪了,任何差勁的唱臂都不應該有這麼嚴重的共振才對,何況是SME,於是是把唱臂拿得離喇叭遠一點,結果就對了,此時共振頻率開始逐漸明顯,也就是說,當初筆者為了讓共振易於觀察而把唱臂和喇叭很接近是不對的,反而容易使空氣振動影響唱臂,唱臂放遠了,「頻率」才會成為唱臂共振的真正誘因,最後嚐試的結果,唱臂要和喇叭距離二尺以上,才容易觀察到共振,而且妙的是,唱臂放置的角度不同,共振的狀況也不相同,這點是有待研究的,因為不知是基座位置移動的影響還是純唱臂位置關係。

  圖示的實驗結果是參考性的,SME所裝的唱頭是最便宜的JELCO,唱針的順從性差,所以唱臂的共振特性和使用高順從性唱頭時是絕對不相同的,由於可靠的實驗方式尚未尋得,故捨不得把高級唱頭裝上去。關於這支SME唱臂共振實驗,就暫到此為止,筆者會再研究找出更可靠的方法,使實驗結果更加可信,這些都留待下個月再說吧。

轉載音響技術第80期AUG. 1982 Hi-Fi 小實驗-唱臂共振的觀察/蒲鴻慶

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