音響雜誌的測試報告的目的是給消費者提供有關某一產品特性的基本說明。測試報告根據的是實驗室的測定──反映某一產品的優點、缺點的技術資料──和試聽,但是資料和實際的試聽結果未必有直接的關係,因此音響雜誌的編者必須對那些數目字加以解說。可是為了充分利用測試報告,讀者也必須明白何以會有各種不同的測定標準(或方法)及它們之間的相關重要性。

  雖然各家廠商測試的程序不盡相同,我們倒不必操心各種測試程序的細節,我們要注意的只是部分重要的差異。

唱盤和唱臂

  播放唱片的設備通常都是由唱盤、唱臂及唱頭而組成。測試往往是分開來的,可是有時候唱盤本身附有唱臂,測試報告便兩者具備。少數的唱盤沒有唱臂──自然也有只出唱臂不出唱盤的廠商。

  在實驗室測試唱盤和唱臂有兩種方式:一種指出使用的方便的特性,另一種──也是比較重要的──是測量基本的性能。唱盤的主要特色是安靜地以固定不變的速度轉動唱片,所以顫抖聲(Rumble)和轆聲的測量是最重要的。顫抖聲(或嗚聲與顫抖聲)是測量轉盤在短時間內速度的穩定性。如果驅動系統良好,轉盤應該是以正常的速度(如33 1/3 rpm)旋轉,不會有變化。但是傳動不良和馬達工作不穩則會不時導致速度的輕微顫抖現象。以平均速度相除的速度的變化用百分比來表示,這就是所謂的顫抖率。

  現在一般所接受的標準(所謂的IEEE/ANSI標準)指定聽覺補正峰值測量法。用聽覺補正的方法是因為聆聽者最感困擾的是發生在大約4赫頻率的速度變化,所以在測量的時候,發生在這個頻率的變化比發生在較不惱人的頻率的變化更重要。顫抖率──由於其本質──不是固定不變的,因此,通常我們的報告都提出兩種數字:「平均」值(顫抖率電平表讀出數值的解釋)和「最大值」(電表上所達的最高電平)。「最大值」和前面所提的標準相當。

  顫抖聲聽起來是什麼樣子?要看是發生在什麼頻率。較慢的速度變化──六分之一秒到兩秒之間的個別的「震顫」,也就是0.5赫到6赫的頻率──會使發出聲音的音調不穩定,也就是一種「嗚聲」(這些較慢的變化過去都是單獨當作「嗚聲」來測量)。最令人頭痛的嗚聲是持續不斷的聲音,如鋼琴或木管樂器的。從6到200赫的較快的速度變化(狹義的「顫抖率」)不是引起音調的變化,而是使聲音變得粗糙不均。高品質的設備通常的最高顫抖率數目是±0.1%或更低。

  轆聲──有時稱為唱盤的信號雜音比(或簡稱為S/N)──是唱盤的驅動系統震動而引入音樂的雜音。唱頭對唱片溝槽的紋路有響應,但是他對於垂直或側面的振動也很敏感,這些震動是由唱盤的馬達或傳動部份船到轉盤的。這些震動的聲音通常都非常低,所以它們產生的是隆隆的轆聲。為了使測量能反映轆聲所引起的困擾程度,我們也用聽覺補正法。我們使用的是ARLL(可聞轆聲響度電平)聽覺補正法,這是目前美國各地普遍使用的方法;其他地區使用的有DIN B和DIN A(德國)、JIS(日本)和NAB(較老的美國標準),這些系統之間沒有直接可變的因素存在。ARLL曲線顯示在500赫時的轆聲最嚴重,要達到ARLL測量的數目-60dB或更好的數目(如-61dB等)需要相當低的轆聲,這也是高性能器材的必備條件。

  唱臂支軸(Pivot)的側面和垂直摩擦也是非常重要的問題。過度的摩擦(譬如超過唱頭所需循軌力的十分之一)將必然增高循軌力,循軌力一增高,唱片的磨損就比較厲害,幸好我們測試的一些器材的支軸摩擦往往低不可見。

  唱臂的諧振頻率也是一個重要的參數,因為它和播放翹曲的唱片有關。整個系統的靈敏度──唱頭的輸出電壓和循軌誤差的感受能力──都會在諧振頻率部分增強。事實上,唱臂的諧振和整個唱臂的有效質量、唱頭及唱針的順應性都有關聯。為了測試轉盤和唱臂,我們必須使用某一種固定的唱頭,因此測量的結果是指對那種唱頭有效(或是有相同質量及順應性的其他唱頭)。為了方便起見,我們測試所有高級唱臂十都是使用Shure V-15 Type III用做為標準唱頭;當然,如果唱臂本身附有唱頭,我們就不再另換唱頭,測試的結果也只有對那種唱頭有效。

  唱臂諧振的理想範圍是10到15赫,這個範圍要比音樂頻帶低得多,所以諧振時唱頭增強的輸出對於聲音平衡的影響是不易察覺的。理想的唱臂諧振範圍也比最普遍最嚴重的翹曲唱片的頻帶(1到6赫)要高得多,這樣就能使變形唱片的循軌誤差機會降至最少。諧振的增強(用dB的增加來表示)越少越好,但是我們所能忍受的增強程度依賴諧振頻率的複雜因素決定,所以測試者通常都很重視這個數值的重要性。

  我們認為速度的是否絕對精確不如唱臂的諧振重要,也許有人會覺得這似乎是很奇怪的事情。精確的速度的確重要,因為它會影響所有音樂的高低音的準確。但是如果沒有比較的話,很少人能精確辨明他所聽到的音調是否準確。大部分人對高四分之一或低四分之一音的整支曲子都無動於衷,唯一的例外是那些對聲音的高低能絕對把握的人或是想拿唱片和鋼琴同時比較的人。在0.5%的範圍內的正確速度(半音的十二分之一)對所有的音樂來說都已足夠。

  因為電壓改變而引起的速度變化會造成可感覺的聲音高低的轉變,就如同開啟冷氣機時會產生短暫的低壓現象。我們測量唱盤轉速的電壓是105、120和127伏特,如果因此而有差異,我們也一併報告出來。事實上,「120伏特」的交流電可能在這個範圍內(105-127)變動不定,一般家庭用電都是110伏特到115伏特。

  大部分現代高級的唱盤都附有速度控制,甚至用石英(Quartz)來控制,這時我們報告出控制的範圍。6%(±3%)的變化相當於半音,已經非常夠用了。

  現在大部分固定支軸的唱臂都附有抗滑控制,抗滑控制能補償傳統支軸唱臂走向唱片中心的傾向。如果沒有抗滑「偏置」補償,那麼滑動力會使唱針在唱片溝槽兩側的力量不平衡,往往因此造成外側(右聲道)循軌不良傾向(直線循跡唱臂不會產生不平衡的力量)。滑動力來自針尖與唱片溝槽的磨擦,因此所需補償的程度要由唱針形狀來決定。抗滑控制往往有好幾個刻度,可適應各種不同的唱針。我們核對的結果發現抗滑力接近我們依經驗所得的「正確」數值,我們也可以證實,使自動或半自動唱盤的唱臂前進所需的最少循軌力,比平日我們的最低值還要低。

  我們平常所報告的部份事情對不同的使用人具有相異的意義。唱臂定位裝置(升降控制)有時當做「暫停」使用時,會往前或往後跳過一些音槽,這是很令人頭痛的事──如果你是這麼使用的話。同樣的,自動唱盤的唱臂升降較慢(超過十二秒左右)對某些人來說是很煩惱的,但是有些人卻不介意。唱針的針壓也值得做正確的測量,我們自然不能因為針壓麻煩或是刻度還不到四分之一克而放棄使用唱盤,你只要花上幾美元就能買到針壓計,以便精確固定你所要的垂直循軌力。

唱頭

  頻率響應和聲道分離度是決定唱頭好壞的主要因素。唱頭要能毫無渲染(音色)地重播整個可聞範圍,那麼必須在20到20000赫之堅有平直的頻率響應,但是這個理想很難得實現。典型的反常例子是在較低時從5赫到10000赫,尖峰時可從10赫達到20000赫,尖峰(CD-4唱頭產生尖峰的頻率較高)是由針尖和音槽之間的諧振產生的,會隨使用的唱片而有變化。從30到15000赫之間的平直響應曲線(在±2dB範圍內)是大部分性能良好的唱頭的典型規格,兩邊聲道的響應設計應該是相同的,這樣才能有最佳的表現,不過一分貝之內的匹配也是相當不錯的。

  聲道分離曲線和頻率響應曲線是在同一曲線圖上設計出來的。同樣的,分離度也是為兩邊聲道設計的。分離度(以dB表示)可從左側的刻度直接讀出,通常中頻的分離效果最好,諧振頻率最差。你永遠不會看到「平直」的分離曲線──那當然是很好的,兩邊聲道的曲線也不會完全相同。一般說來,在兩聲道中的較差聲道裡,從100到15000赫之間有20dB的分離度已經足夠,當然,如果其他條件相同,分離度越大頻帶越寬越好。

  測試CD-4唱頭時,我們將頻率響應和分離度的上限往上延伸,從20到50000赫,而且另外設計一張曲線圖記錄其結果,這個部份的響應沒有那麼平順,分離度也沒有那麼大。幸好由於特殊CD-4解調器的設計,CD-4載波區的反常情形尚能令人忍受。當然我們大家的理想還是比較平順的頻率響應和較寬的分離度。

  和頻率響應及分離度同樣重要的是「最大循軌電平」的測試。為了做這種測試,循軌率要調整到廠家推薦範圍的中央部位,然後測量決定信號沒有重大失真的最高錄音電平是多少。我們用不同的信號來核對不同頻帶的循軌情形:較低的頻率用正弦波,高頻帶用八分之一音階的雜音信號。再300赫時,我們的測量一直達到RIAA 0VU的+12dB電平,1000赫時到+18dB, 10到20000赫時是-5dB。這些電平和現代一般唱片所遭遇的最高電平相當。每一次測試時,唱頭如果都能循行這些最高電平當然是最好(在資料上分別以>+12dB,>+18dB和>-5dB表示)。一個唱頭能達到這些電平的3dB範圍之內仍然可以接受。我們也測量了循行一系列低頻滑音所需的最少力量,結果顯示這個循軌力往往比廠家推薦的要少,我們不妨把它當作是維持廠家推薦值所需的精確度。

  第二諧波失真(從1到10000赫之間的不同頻率)和互調失真(400到4000赫)也加以測量。失真當然是一個重要的判斷標準,因為它和重播信號的純淨或清澄有關。可惜它們之間並沒有直接的關連所以測試某一特殊失真所得的意義是由測試者試聽唱頭之後才評定。

  上面討論唱盤/唱臂測試時,曾談到唱頭/唱臂系統低頻諧振點的重要性。我們也遭遇到同樣的問題──需將唱頭裝到某一特定的唱臂上。我們使用的標準唱臂是SME 3009,用其他的唱臂當然性能不會完全一樣。

  要記住的是增加唱針的順應性或有效的唱臂質量(當然包括唱頭的重量在內)會降低諧振頻率,減少兩者會提高諧振頻率,最適宜的諧振頻率範圍是10到15赫,各位自然可從我們的報告中得到結論了。我們用來測試唱臂的Shure V-15 Type III裝在SME唱臂上產生6.5赫的諧振。(最新的SME唱臂的諧振頻率都提高了,Shure公司說Type III的設計就是補SME的不足。)這也就是表示說,裝在SME唱臂上的唱頭的諧振頻率如果比較高,那麼這些唱頭裝在其他唱臂上時的諧振頻率也會比Shure的高,相反亦然。這項資料能幫助你避免唱臂和唱頭的匹配不當。

  假如你想購買一個唱頭,我們的報告是它在SME唱臂上產生10赫的諧振。你想將它裝在Shure唱頭產生8赫諧振的唱臂上,既然這個唱頭產生的諧振要比Shure的略高,那麼你的匹配可說是在「理想」的範圍內。

  在1000赫時以每喱每秒(音槽速度)多少毫伏表示的輸出電壓的測定能指出唱頭和前級放大是否相配的問題,通常在這個範圍內很少問題產生,如果有問題,我們大概都會在報告裡提出來討論。這個數目給聲道平衡提供一個線索;我們能在兩個靈敏度的測量之間尋找1dB(10%)以內的適當匹配。

  裝配唱針的阻尼程度可由1000赫方波提供一點指示。理想的方波重現包含平直的高頻,垂直的上昇和下降,沒有突出(overshoot)的現象。有人認為良好的性能應由迅速的升降時間來表示,不超過30%的突出,少於兩週的鈴震(ringing)。但是根據這個標準,許多聲音很好的唱頭也無法正確地重現方波。

  理想的唱頭垂直循軌角度和唱片刻錄的角度相同,兩者相配合,失真可減至最少。過去幾年來,唱片公司曾選用好幾個不同的「標準」。現在RIAA推薦的需要15度角。事實上10到20度之間的任何循軌角度都是可以接受的。

  我們用顯微鏡仔細檢查每一支唱針的幾何形狀、大小、方向和磨光度,我們的報告也列舉這些結果,以表示唱針品質的好壞。

  我們為音響雜誌所作測試所得的實驗室的資料包羅廣泛,在所有這些測試中,很少產生非常特別的數字。而且我們提供的資料只表示產品具有良好性能的必須條件,不是充分條件。換句話說,一種產品可能在任何一次測試中不及格,但是能夠通過我們所知的所有實驗室的測試的產品,未必就能保證重播音樂時會有良好的結果。而對我們來說,這正是最重要的──製造音樂。因此,所有實驗室的資料只代表一種指南,雖然有用,也只不過是一種指南,最終的判斷還是人耳。

選擇唱片播放設備的十項指南

唱盤和唱臂

  1.平均尖峰聽覺補正顫抖率低於±0.1%。

  2.轆聲要低至能產生-60dB或更低的RIAA聽覺補正。

  3.電壓變化而速度要能不變。

  4.唱臂的定位控制要能定在你提起唱臂原地的一或二道音槽範圍內。

  5.自動唱盤或換片唱盤的定位控制速度不能慢得令你不耐。

  6.在5到10赫之間,唱臂諧振的增強不得超過1~2dB,10到15赫之間不得超過3~4dB。

唱頭

  7.在30到15000赫之間的響應曲線在±2dB範圍內要平直,聲道匹配在1dB之內。

  8.100到15000赫之間聲道的分離度不得低於20dB。

  9.300赫時的循軌能力是+12dB(RIAA 0VU),1000赫時+ 18dB,10000到20000赫頻帶是-5dB,且全都要有dB的寬限。

  10.第二諧波失真和互調失真要儘可能低。

※本文節譯自High Fidelity, April 1977。作者Edward J. Fostor自己從事音響測試和技術服務的工作,並經常投稿給High Fidelity。)

 

文章轉載自音樂與音響第53期1978.10 唱盤˙唱臂˙唱頭的選擇標準/Edward J. Foster 作/吳明生 譯/

    全站熱搜

    蘇桑 發表在 痞客邦 留言(1) 人氣()