只要您擁有唱片,上帝都非常公平的給您一項困擾──靜電,不論您使用的是自己裝克難式器材或是百萬元級的State of The Arts,唱片帶電這個事實,相信多數人都體驗過,通常我們把唱片由封套中拿出或把聽完的唱片由轉盤上拿起,手上的汗毛如有異樣的感覺,那就是靜電在作祟了,如果以手背靠近唱片的話,這種靜電吸引汗毛的感覺會更強烈。

  由此我們知道,唱片帶有靜電並不是好現象,因為靜電會吸引物質,一張帶有靜電的唱片,如果長時間暴露在空氣中,不知道會有多少塵粒會被吸引上去,被吸上去還不打緊,真正的問題是當灰塵一旦被吸到唱片上時,由於靜電力的關係,它會牢牢的貼在唱片上,如果想用唱片刷把它刷下來,除非先消除唱片上的靜電,否則除了較大的灰塵(肉眼可見的)較易奏功外,大部份微小的塵粒恐怕都無法刷下來,頂多在唱片上移位而已。很不幸的是,造成唱片上燥裂聲和沙聲的,往往是那些小到肉眼看不見的微粒,當它們一旦掉到(或被吸引)唱片的溝槽中後,想把它們弄出來可就沒那麼容易了。因此一張曾經長時間暴露在空氣中吸引灰塵的唱片,即使在事後用絨布仔細的擦掉所有灰塵,看起來光亮如新,然而微小塵粒引起的噪音仍是無法避免。

  就是因為靜電是唱片的第一號大敵,而且它對唱片的影響可能不僅止於吸附灰塵而已,也許還會影響到唱針在唱片上的循軌,以及影響針壓等等,所以「消除靜電」這項工作就越來越被Hi-Fi迷重視了。

  為了迎合需要,出品唱片保養器材的廠商就紛紛推出各種抗靜電或消除靜電的裝備供音響迷使用,這些器材種類繁多,琳瑯滿目,有唱騙刷、唱片噴筒、唱片墊、唱片吸塵器、靜電槍等,有乾的,也有濕的,也有用放射性同位素的。就作用原理言,有先消靜電後去灰塵的,有直接用黏性物質強行拔起的,也有以毒攻毒的(筆者曾在雜誌上看到過一種裝備,據稱能產生極強之靜電,比唱片上的還強,於是將灰塵強吸過來)。對消費者言,這麼多的廠商竭盡腦汁的在為他們服務,一則由於感激涕零,一則由於實際上需要,所以樂迷們大概人手均各有數種消電去塵的法寶,使用得不亦樂呼。

消費者的疑問

  到底這些消電去塵的法寶有沒有效,大概是所有Hi-Fi迷心目中的疑問,筆者曾就以同一種器材,詢問幾位朋友,結果得到的回答並不一致,有的肯定,有的否定,即使是肯定的回答形容得也十分抽象,好像沒有把握的樣子。

  筆者平時也很注重使用這些小道具,舉凡唱片刷、放射性同位素、抗靜電唱片墊等早已用之有年,但談到效果,也沒有肯定的心得。所以很想找個機會對各種市售的唱片清潔用具在使用前後對唱片上靜電的影響作一番比較,但在此之前,必需要具備一個能夠鑑別靜電強弱的簡單儀器。

檢驗靜電並不難

  其實,要檢驗靜電,並不是很困難的事,用FET晶體或適當的CMOS IC均可達到目的,這種簡單的儀器並不能指出待測物上的靜電有多強,但如果要用來比較靜電的強弱倒是很理想的工具,而筆者作實驗的目的並非要真正量出帶電體上正確的靜電電壓,只要能明顯指出待測物靜電強弱的差異就行。

  由於檢電計的性能要求並不嚴格,所以由單一只FET晶體和一只三用電表也可構成具有我們期望性能的儀器,如果手頭上沒有FET而有適用的CMOS的話,如4001、4011等,亦可使用,因CMOS和FET一樣同屬高阻抗輸入,但CMOS原為非線性元件,實際應用起來可能沒有FET那麼得心應手,不過筆者手頭上正好有一只4001的CMOS,就抱著姑且一試的心理,按照圖一裝置了一部「檢電計」,它的性能就如前述般只能作為比較靜電大小之用。

  4001本身具有四組NOR Gate,現在要把它作成線性放大,必須改成反相器並加上輸入端偏置。接成圖一的模樣,是為了要兼顧電壓和電流增益,其中二組反相器是並聯的,以便得到較大的電流,所以使用的電表靈敏度就不必太高,約250uA至500uA均可。在這裡選用了一只tuning表,取其靜止時表針在中央,可量度靜電正負之變化,5KVR的作用是開啟電源後,調整電表指針至中間位置。當本表的輸入端(探針),靠近帶靜電的物體時,就會使表針擺動,只要探針的長度不變,那麼指針的擺幅和探針周圍的靜電強度是成正比的,但是探針和被測物的距離要一致,才能得到有意義的結果,好在我們要測的唱片形狀是相同的,此點倒不成為問題。

  測試時探針和唱片之相關位置如本文所附之照片,探針和唱片表面平行,距唱片約二公分,長度為5吋,測試時轉盤是轉動的,只要看指針的擺幅,就可知道唱片表面之靜電分佈狀況,也就可以用來測定各種消電法寶的效用了(注意檢電計外殼要和轉盤相通。)

受測器材需具代表性

  在眾多的唱片保養用品中,筆者選用了下列器材作為測試的對象:

  1.Goldring抗靜電唱片墊(新品)

  2.Selek抗靜電唱片墊(新品)

  3.香港出品的活性炭素唱片墊(舊品)

  4.Polydor抗靜電唱片墊(舊品)

  5.獅寶LP-301零靜電唱片墊(新品)

  6.Nagaoka唱片噴筒

  7.Nagaoka絨布刷

  8.Goldring EX-Static唱片刷

  9.Big靜電槍

  10.Staticmaster 釙 210放射性同位素刷

  11.VAC-O-REC唱片吸塵器

  各項器材測試所得之結果,不僅代表該品之性能,也代表他廠同類產品的功用(這可由後述所示不同廠牌抗靜電唱片墊性能相似推知)。

  由於這次測試的主要目的是測驗不同器材消除靜電之能力,但有些並不標榜能消除靜電的器材也測試了(如Nagaoka唱片刷),主要是因為那是最普遍的保養用具,我們也有必要了解它對靜電的影響。

建立參考基準

  在正式測試之前,要先確定唱片上靜電電位的低準位和高準位,也就是說要先做一次「測試預習」,尋求一個方法,使得唱片的原始帶電量能受控制,最低能低到多少,最高又能高到多少。經過筆者「預習」後,發現如將唱片拿在手上,用略為潮濕的毛巾在兩面都緩慢擦拭一遍,再擺上唱盤上測,靜電最低,指針幾乎不擺動;如果將唱騙拿在手上用乾燥的唱片刷用力擦拭四、五次,則可得到高準位,指針擺幅可達最大值,於是決定在以後的測試中,均以這二種方法來使唱片獲得高的和低的靜電電位。

  現在要開始實驗了,本文附圖所顯示的實驗結果,靜電強度全以同一比例繪製,且和指針擺幅成比例,所有的靜電強度均是在轉動的唱片上2公分處測得,並取其擺幅之最大值。

實驗過程和結果

實驗一: 這個實驗主要在證明唱片從唱片套中拿出來即帶有靜電,筆者以隨機抽樣的方式從唱片收藏中抽取十張唱片,不加任何處理即放在唱盤上測其靜電值,所得的結果如圖,發現唱片抽出後均多少帶有電荷,強弱不一,且相差很大,證明帶電的事實,但在此並不準備研究其差異之原因。

  實驗二: 以帶有低準位和高準位靜電的唱片,放在唱盤上(橡膠墊)播唱,每隔5分鐘紀錄一次靜電強度,結果如圖。用低準位唱片播唱時可能由於唱針和唱片摩擦關係,靜電有升高趨勢,但升高得有限;相反地,如用高準位唱片播放,則發現靜電逐漸減少,最終之強度和低準位實驗之最終強度非常接近。這部分之實驗證明了帶有強烈靜電的唱片,靜電是會逐漸減弱,而且在「預習」時發現,減弱的速率和唱針是否擺在唱片上播放似無關係。

  實驗三至實驗七: 這是連續五個過程完全相同的實驗,對象是五種抗靜電唱片墊,這種實驗方法不敢說一定正確,但或可看出「抗靜電唱片墊」的效用何在。


  和實驗2一樣,分別以帶有低準位和高準位靜電的唱片,放到唱盤上播放,只是把唱盤原附的橡膠墊改成欲試驗的唱片墊。結果發現,從實驗3至實驗6,所得到的結果非常相似,當以低準位唱片播放時,靜電不若實驗2那樣會隨時間增長而升高,而保持原始的低準位;使用的如為高準位唱片,靜電會隨著時間的增長而降低,唯不同的唱片墊,降低的情況不盡一致。在實驗7裡,使用的是獅寶公司出品的LP-301,根據封套上的說明,LP-301在膠內混入了活性碳,可完全消除靜電;在外觀上,LP-301非常近似於一般唱盤附的橡膠墊,實驗結果以它靜電變化的跡象看,作用甚接近於實驗2之橡膠墊。

  在這五個實驗裡,除了上述二項試驗外,加上了第三種實驗,就是把唱片翻面放在唱片墊上十秒後,再翻過來,十秒鐘後再測其靜電強度,這個程序可一再重覆,但每作一次要二十秒鐘。實驗後發現,翻過面的唱片,靜電會降低,而且每重覆一次動作,靜電就會再低些,但一再操作,耗用時間就很可觀了。

  實驗八: 是筆者在作「預習」時發現的最佳去靜電方法,以一塊潮濕的布,緩慢的擦拭拿在另外一隻手唱片的兩面,結果發現靜電可以降至幾乎使指針不擺動的程度,因而決定使用此法來產生本次實驗所需用的低準位唱片。很明顯的,這是個消除靜電很有效的辦法,然而如果要經常準備一塊濕布來擦唱片的話,不僅麻煩,而且很可能在布上會滋生一些微生物,到最後反而有損唱片,或產生使唱片久存後生黴等副作用,除非用者能經常保持新鮮的布,否則上述疑問是值得考慮的。

  實驗九: 是使用Nagaoka的唱片噴筒,這項實驗僅使用高準位唱片,先將唱片放在轉盤上,然後噴口朝向唱片的左半部,距離唱片約三十公分,連續噴三秒鐘(讓唱片轉一圈以上)後檢查靜電的變化,結果如圖所示,靜電能迅速降低至某一水平,而且在聽完此面唱片之前,即使用絨布刷擦唱片,靜電也不會增加。這項實驗唱片下置以橡膠墊或抗靜電墊結果都相同。

  實驗十: 是以乾絨布刷,擦拭高低準位唱片的結果,用橡膠墊和抗靜電各作一次,發現情況不妙,結果如圖,靜電會大大地上升。高準位唱片靜電略有下降,可能原因為人手接近之故。

  實驗十一: 是用所謂濕式絨布刷擦唱片的結果,以一塊浸水後擠乾的泡綿,擦拭實驗十所用的絨布刷數次,再用絨布刷擦唱片,結果發現降低靜電的效用甚佳。此項實驗以不同唱片墊作效果相同。

  實驗十二:是使用Goldring的EX-Static唱片刷,此刷據稱以百萬根能導電的微細碳纖維組成,所以在實驗前先以電表量量看,果然不錯,此刷整排纖毛兩端之電阻僅有數十歐姆。適用的結果,發現和實驗十一相同,但卻免除了使刷子潮濕的步驟。

  實驗十三: 是使用Bib出品的靜電槍。在使用靜電槍前,必須要詳閱使用說明,本槍在手握處有詳細說明,使用時要一手握槍一手持唱片,並且雙手要遠離金屬物品,因此就以右手拿帶有高準位靜電的唱片,左手拿槍沿唱片溝紋上方十公分處繞了一圈,並且打了「十數槍」,歷時約十秒,然後將唱片放在唱盤上檢查,發現靜電降低了很多。

  實驗十四: 是用美國Nuclear Products Company出品的Staticmaster刷作試驗,它之所以不稱為唱片刷,是因為說明書上載明了它亦可用來擦鏡頭、擦幻燈片上的灰塵等。這個刷子的原理是利用其上的放射性同位素釙210放射α粒子的特性,來消除靜電。但很遺憾的是這個刷子筆者已用了一年多,上面標明的有效期限至1980年4月為止,現在用它作實驗效果不彰應是意料中事,實驗結果顯示它還是有一些效用,但使用時間太長了,甚不方便。如果換用新的釙210(可向原廠購買),相信使用時間可縮短效果會更好。

  實驗十五: 是本次實驗最後的項目,使用的是VAC-O-REC唱片吸塵器,根據原廠說明,這玩意兒消電去塵是一次完成的,每次使用時間是30至60秒,筆者就各作一次實驗,看看使用30秒和60秒有何不同,結果就如圖中所示,使用時間長對消除靜電有利,但超過一分鐘後,就無法更進一步消除靜電了。

推論

  上述的十五個實驗,包括「預習」和正式試驗在內,共耗了數個晚上的時間,每一項目至少均作二次至三次,當二次或三次試驗結果都十分接近時,就把最後一次的結果紀錄下來(如本文附圖所示),因此這十五個結果大致是可靠的。

  觀察這十五個實驗的結果,試作如下的推論:

  一、帶強靜電的唱片,它的靜電強度會隨著時間之增長而減弱,這可由實驗2的結果得知,但是降低的速率會逐漸減緩,到某一程度即不再下降,但是唱針和唱片摩擦,顯然會產生靜電,這些靜電可能是造成實驗2中兩項試驗最終結果相近的原因。

  二、由實驗3至實驗7,我們可以推知抗靜電唱片墊的一些特性,從實驗3至實驗6的結果(實驗7似乎是個例外),我們可以發現「抗靜電唱片墊」有抗拒唱片上靜電變化的傾向,這點可由實驗3至實驗6的每一項試驗看出,低準位唱片播放後,靜電並未升高;高準位靜電下降的速率,竟沒有橡皮墊那麼快。

  三、在實驗8至15中,我們可以發現,要消除靜電,似乎要讓積聚在唱片表面的電荷有條通路才行得通,在實驗8、9、11、12裡,它的原理極易了解:用導電的物質或液體造成一條通路,其中實驗9噴筒的作用還能增加唱片附近空氣的溼度,這點必然也對降低靜電有利。至於實驗13、14則是藉游離空氣的方法達到上述的目的。

  上述這些給電荷建立通路的方法,無論是把唱片放在何種墊子上,效果都是相同的。

歡迎讀者參與和討論

  靜電的產生和消失,牽涉到靜電感應、摩擦生電、物質對電子的束縛力等因素,如果要了解每一現象的來龍去脈,恐怕又要牽涉到許多物理和化學理論。這次實驗,可以使我們跳過深奧的理論,直接去了解事實,從而尋出解決的方法。

  如果能仔細觀察上述實驗的結果,相信每一位Hi-Fi迷都能利用手頭現有的法寶,擬定一套合理的消除靜電的方法,也希望讀者中有朋友提供更佳的檢電方式,以便做更進一步的實驗,或者自行實驗把結果供諸同好。最後讀者如有發現本次實驗有什麼不合理或疑問的地方,也非常歡迎來信討論,讓我們來共同消滅Hi-Fi迷的公敵──靜電。

轉載音響技術第58期OCT. 1980 有趣的Hi-Fi小實驗/唱片靜電能消除嗎?/蒲鴻慶

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