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想著另外一個問題

  自從約請邱輝雄君開始嚐試SEA型等化器的線路起,我又開始陷入一個新的思索之中。

  我想著: 怎樣去製作一個「能用」的機箱。雖然我的要求只是「能用」,而這一點起碼的要求,卻也困擾了我不少時日,直到現在──我寫這篇文章的時候。

  接連的兩期,我在「SEA等化器之設計與製作」題上,公開徵求機箱,雖然徵求的訴求不十分強烈,反應倒也有幾家。他們是專做機箱和套件的,經過幾次意見交換,仍然使我覺得失望多,希望少。因為他們把這件事想得比我簡單,如果說他們還有困難,困難是停留在滑動鈕和面板的成形上。

  而在我的意識中,旋鈕和面板成形根本是錢的問題。如果想少花錢,就要做得很多五百或一千──如果無法做多,便只好多花錢,一點也沒有真正兩全其美的方法。所以我不想這個問題,而想另外一個問題。

鑽到機箱裡面去

  五月二十七日,我接到一通來自中壢的電話,他說:「以前我總覺得,輸入輸出接幾根線,裝幾個開關不是什麼難事,不足驚訝。現在,我已經發現這個問題,真是耐人尋味,而且太重要了......」。

  這是一位自告奮勇,希望為我想像中的等化器設計機箱的年輕朋友。我很抱歉,每次他遠從中壢來,總被我所提的問題,困了回去。直到接到這通電話,我覺得釋然了,因為他已「鑽」到機箱裡面去了。

  我們且熱誠地期盼著他的成果吧!對這樣一位肯用心的年輕人,我希望讀者朋友們能同我一樣地感激和鼓勵他。

電腦和電算機之異

  除此之外,我也收到另外一位讀者的來信,他希望透過SEA等化器來做電子分音。夠想是這樣的: 

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  他的想法不能說不對,有興趣的讀者當可一試,或與他連絡,希望能弄出一套實用的系統來。

  由此,我想到大多數人,對SEA等化器的需求只是取代音質控制器玩玩而已。如果給他一部等化器,他會不假思索地這樣接: 

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  事實上,如果他廉價地購得一部國產的等化器,也只這樣接。因為那個等化器只有一組輸入和輸出,連失效(Defeat)開關都沒有,使用之不便,當可想知(你似乎必須準備一張紙,把二十個控制器的位置記下,以備重調之用才能擺平)。

  當然,使用人如果願意頻頻地去拔下插上RCA PU,也可以有其他的運用方式,例如: 

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  我時常覺得這就是電算機和電腦的最大差異──雖然他們工作的原理是一樣的,但電算機每次只能做一件事(不管容量有多大),電腦卻能依一定程序的指令(程式)一次做完很多工作。

能不拔插頭嗎

  我想像中的SEA EQ是這樣的: 

  當它被聯接於系統時,能在不拔下插上蓮花頭的情況下,能有以下的動作: 

  輸入經EQ到輸出。

  輸入不經EQ到輸出。

  輸入經EQ到輸出,錄音經EQ。

  輸入不經EQ到輸出,錄音經EQ。

  輸入經EQ到輸出,錄音不經EQ。

  輸入不經EQ到輸出,錄音不經EQ。

  ~均可有經錄音或不經錄音之鑑聽。

  以上假如第項就包含有四態時,則此等化器之工作狀態,可能又有十種。

  假如你連錄音座都沒有,可能就不會如此多心,~項可以全免,而如果這樣,問題就會非常簡單,就像: 

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  二個聲道用一個二路雙態開關就解決了。但是一個線路比音質控制器至少複雜五倍,精密十倍以上的等化器,怎樣能夠像音質控制設計一樣草草被打發了呢?

  在我的想像中,錄音的操作勢必是要加入的,即使沒有現場錄音用的發音室,在轉錄唱片、廣播,尤其是別人的現場錄音時,你才可以嚐試「再創作」的樂趣,比方說: 

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  這個Line In極可能是你朋友一次演唱的實況錄音,現場的效果遭透了,你可以拿來經過EQ重錄一遍,當然對唱片的錄音不滿意時也可以這樣做,一面嚐試,一面還可以比較改錄和不改錄的結果。

  這個功能雖不一定人人需要,但總會有需要的人,因為你想買的不只是一部十段的音質控制器。十段音質控制器的情況是怎麼樣的呢?它是

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  這純粹是為等化聆聽室響應的設計。對音響的愛好如果僅止於聽,熱度很快就會降低而不能持久的。尤其是等化器,很快的你會發現它是一個殘缺的廢物!

現代音響的特色

  記得我在十七期「ESS前置擴大機之系統分析」一文中,曾經提到現代音響系統的最大特色之一,乃是把錄音座「納入」系統,成為線上(ON LINE)工作組件,而非僅是純粹訊源而已。亦即它應當隨時可以執行輸入(放音)與輸出(錄音)的工作,這也就是擴大機上有Monitor按鈕的原因──當你想聽錄音機時,是按下Monitor到Tape的位置,而不是撥動選擇開關,同時Monitor絲毫不影響錄音工作的進行。

  在一般前置擴大機中,Tape Monitor的系統配置是這樣的: 

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  S1是選擇開關,S2為Tape Monitor。當S1在Phono位置時,錄音機有Phono信號輸入,按下錄音機隨時可以錄音。而S2在Source位置時,喇叭所聽到的是來自S1的聲音; 在Tape時,如果錄音機不在錄音,所聽到的就是放音,如果是三頭式錄音機,則正在錄Phono時,由Source轉到Tape,便可以聽到已經錄在磁帶上的聲音,再轉回Source又是直接來自Phono,此一動作實際上就是錄音與未錄音的A.B Test。

  而我在試裝ESS前級線路時,則作以下安排: 

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  主要的變化指示在由Tape 1→2或Tape 2→1時,把被轉錄的輸出變換成訊源組件而已。此在不同的機種中,自有其他不同的安排,不過仍然逃不掉「把其中一部轉換為訊源組件」的原理,只是開關不同,面板的標示不同罷了。

  以上鑑聽或對錄開關的安排,究竟不是困難的,因為其主要原理,只是把「線」切斷,將錄音機插入而已: 

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  如果加入開關就成為: 

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  你可以看出Tone Cont,永遠與錄音機發生不了關係。

SEA EQ 系統的困難

  在SEA EQ裡面困難的是,我們要使EQ和錄音機發生關係,也就是: 

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  這下問題可能就麻煩一些了,因為錄音機的輸入來自EQ的輸出,而其輸出則送至EQ的輸入,除非另設開關,否則此路顯然不通的。

  現在我們就面板上所需安排的幾個開關,來看看幾種可能和必要的工作情況: 

Funetuon(作用開關): 計分兩檔: 

  Rec. 是需要利用此等化器來做錄音時,此時音源必為LINE IN,不開錄音機時則為由LINE IN到Out。

  Play 純粹以此等化器作修正或不修正欣賞用,訊源來自錄音機之放音。

  以上可以使用的標示文字為Selector: Line in Tape,後者對訊源輸入性質有較明顯的表示,但對作用卻無交待。

Recording(錄音): 

  EQ是Line in輸入後,經EQ而送入錄音機供錄音之用。

  Defeat: 是Line in輸入後,不經EQ而直接送到錄音機供錄音之用。

  以上Function及Recording開關,聯合操作時,可以產生四種狀態(2x2=4),即Function在Rec時,Recording可以EQ也可以Defeat,而Function在Play時Functionu,也可以在EQ和Defeat任一位置。但是實際上,當Function在Play時,Recording卻無作用。所以以上兩個開關,實際只有三態。而面板上的開關則可以作下列兩種方式安排: 

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  第一種: 用兩個雙態按鈕開關,作用顯示明確,缺點是Function在Play時Recording沒有作用已如上述。

  第二種: 既上以上工作狀態只有三種,如作以下安排應當更為簡潔一些: 

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  但究竟以何種為適用,待線路設計時我們再來討論。

  除了以上的開關之外,我們似乎還要另外一個開關,以控制輸出(LINE Out)的性質為經過EQ的或不經過EQ的: 

Line Out(輸出): 第一案分二檔: 

  EQ: 表示Line Out是經EQ的。

  Defeat: 表示Line Out是不經EQ的。

  此案似無法涵蓋錄音進行中之鑑聽工作(即Tape Monitor),如果要能鑑聽,則必須使Function當在Rec狀態時,同時把Line Out變更為Monitor兩檔其中一檔必為Tape Play,而另外一檔為Source,但此Source可能為Defeat。如果在Source的EQ和Defeat兩種狀態中,可能產生一個肯定的選擇,問題就比較簡單了,它可以這樣: 

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  這兩種安排已明確地顯示當錄音進行時,鑑聽信號只能和Line Out中的EQ或Defeat的任一作比較,但這兩種比較似乎各有其意義: 

  Tape EQ Defeat信號的比較: 在確定經過EQ或不經過EQ後之錄音,和Line上的無EQ信號相比的差異。如果錄音經過EQ,則與Defeat相較,對不同磁帶特性的修正十分有用; 如果錄音不經EQ,與Defeat切換,則與一般的Monitor功用是一樣的。

  Tape和EQ後信號的比較: 在確定經過EQ或不經過EQ後之錄音,和Line上經EQ後的信號相比的差異。如果錄音是經過EQ,則功能和一般Monitor略同,均在比較錄音前後的差異; 如果錄音不經EQ,而Line Out是經過EQ的,此算不得是比較鑑聽,而是正常的使用方式,亦即一面在錄唱片或廣播,另一方面則透過EQ欣賞(EQ之作用為等化喇叭與聆聽室之響應)。

  綜合以上四種工作狀況,可以發現不管開關為A或B式安排,均無法涵蓋全部功能,因此必要加入另一控制Source的開關。成為: 

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  這兩個開關中,當Monitor按下為Tape時,時寄上Line Out是不作用的。也就是放音信號可與經EQ或不經EQ的Line信號相比較,而這兩個開關,似乎又可用三段式開關來取代,即: 

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  這個意義就可能相當明顯。

  到現在為止,我們已確定了兩種開關的安排方式: 

  第一種是按鈕式: 計有四個按鈕,分別為: 

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  此四個按鈕開關,原本可以安排出16種組合(2x2x2x2=16),可是四個開關中,我們是分成兩組處理的,每一組只有三個作用,因此合計便有九個作用(3x3=9)。我們再次分別檢討以下這九個作用是否仍有不適用者。

  當Function在Rec.位置時,信號來自Line In.錄音可以等化也可以不等化,輸出可以為Tape也可以直接EQ或Defeat。這樣就有6種工作狀態。

  當Function在Play位置時,Recording失效,Monitor在Source和Tape之動作均相同,僅Line Out可變化為EQ或Defeat,因此只有2種工作狀態。

  以上合計8個工作狀態,已合乎我們的要求,唯一缺憾是用了16態的開關,僅用其8態,其他8態均無效,未免有些浪費。因此,我考慮是否可用第二種三段旋轉式來處理,比較經濟一些: 

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  二個三段旋轉式開關,總計之工作狀態為9種(3x3),其可用者有8種,僅一種為無用,此無用之一種為Play時,來自錄音機之放音信號成為訊源,因此Out Put的Tape Monitor並無意義。

開關選擇

  面板上的操作及表示方法大致有了草案,接著便要進行開關的選擇決定和線路的設計工作。在這裡,我想補充一點的,乃是今天以我的立場和能力,談面板、機箱和系統的設計,只能在極有限的現有條件之內,去設法組織起來罷了。我們不僅沒有能力像最起碼的Hi-Fi製造廠一般,要什麼開關或模具,開個單子人家就做得好好地送到設計師的面前,甚至於在中華路原本是很容易買到的開關,我們都要確實查明來源,式進口的?哪家進?是國造的,現在還造不造,否則等你幾百個機箱一做出來,設計構想完全公開後,此類開關突然在市面上絕跡,那可就傷透了腦筋(前級便遭遇此問題)。

  因此究竟選用四只按鈕開關?還是用三段旋轉開關,實在頗費思量。前者雖有較好的操作感覺,但規格來源均不可靠(至於有8態無效倒是次要的問題)。而後者,因內常見者最大容量為三段四路式,四路是否夠我們使用呢?請看下面分解: 

  我們還是看使用四組雙態開關的現路狀況: 

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  此中必須檢討的乃是在由S2到Rec.接點中間是否應加入一開關S1與同步,使S1在Play狀態時,不致有信號送到Rec接點。否則此時若按下錄音機之錄音鍵,如是二頭機就會引起振盪。如果加上這個斷路開關,則S1兩聲道要四個迴路才夠用; 如果不加,則S1~S4全部使用二路二段開關就可應付了,甚至就用上下切換開關而不必用按鈕。如果能夠找到適當的開關,此路是可通的。

  接著讓我們看看三段開關的線路安排: 

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  這個安排似乎更為簡單了,二聲道只共用了一個三段四路及三段二路開關,便完美無缺地可以把各種狀態給連繫起來。在小量生產或做套件時,非常適於採用。

衝擊雜音的顧慮

  有關SEA EQ功能系統的設計到此大致完成了兩個可行的方案,接著我們要看看把它放進功能系統,是否可行的問題: 

  第一是衝擊雜音的顧慮: 在以上的功能系統設計之中,我們把整個EQ當單元線路來處理,亦即它有一個輸入和一個輸出,此輸入輸出在功能開關的變換下,即產生與訊源、錄音機輸出輸入和線路輸出之後隨組件之關係,這些關係有時是單一的連接,有時則是倂連連接,因此必須使各單元線路的輸出直流電位一致,才不會發生衝擊雜音的干擾。又因本EQ線路完全採用OP AMP IC為放大元件,輸出直流電位完全操之於IC上(如加上輸出電容應用無極性者),所以對IC的品質要求極嚴。

  第二本線路原設計於專業用途使用,其輸入輸出均為平衡型Line標準,因此有正負相輸入和輸出,在實際裝機時,該保留正負相輸入呢?還是僅取其一,可以自行決定之。如果僅保持正相輸入和輸出,則納入系統的處理就比較簡單,只要把正相輸入和輸出當成單元輸入和輸出處理即可; 如果要維持正負相輸入輸出,則擔原輸入輸出就要試從R24之後及R26之前切入。

電平控制

  任一電路,總有其起碼的殘存噪音和最大容許工作電平(過荷輸入和輸出),兩者之間的差距即為動態範圍或S/N比。因此調度適當的輸入電平,乃是提高電路工作素質最主要的手段。原機並無電平控制器,此或因原線路乃設計供專業用途使用,在專業系統中,一方面有標準的Line輸送電平,另一方面也可以做個案設計,在裝機時,即設法把工作電平調整一致。

  本機如要裝上電平控制器,似可將R23改成可變電阻,並使此可變電阻在機械中點時,與R20 R21 R22相等,使得阻值增加時為增益提升,阻值減少時為增益衰減。

好機器與好線路

  我之所以花這麼多時間和精神,設計和設法製作這部等化器,並且不厭其詳地析訴許多瑣碎的問題,主要仍是希望大家瞭解一個事實: 好的線路不一定能成為好的機器,好的機器也不一定就是適用的機器,它們之間實在有太多的條件、因素需要相互配合。最近有兩件事使我有很大的感概: 

  其一、有許多所謂的套件製造業者,拼命地在做套件,在國內所謂套件就是指一塊塊裝配完成的單元線路板。但是他們似乎從未嚐試著把這些單元線路板做一次適當的組合成為能用的機器,甚至除了少數幾家之外,他們根本就不敢試著把RIAA EQ裝到機器裡,可感的是成千的年輕朋友們買下這些RIAA EQ,買TONE很認真地在試裝。這些RIAA EQ,這些TONE就靜能不能用呢?以我自己的經驗發現,不管哪一家都做得還算不錯,那麼為什麼不錯的線路單元要變成不錯的機器會有那麼遙遠的距離呢?我覺得這是因為過去很少人去重視這個問題。

  其二、因為做節目的關係,最近接觸了不少專業錄音室。在這中間,我特別注意到他們使用SEA等化器的情況,以便我設計這部等化器的參考。我覺得很奇怪的事實是他們對SEA EQ的使用除了類似高音加一點以防止Hiss(有些還主張高音減一點才能防止Hiss)之外,沒有一個較完整的概念。有一家更妙,錄音師把整個SEA EQ整得歪歪扭扭的,問他何以如此?他可以振振有詞地說出每一個桿之所以放在這個位置的理由(例如: 8K放在+8是補償錄音帶的高音衰減,10K放到-4是防止Hiss等),但是仔細一查,我發現他這部機器的連接,在錄音時是不經EQ的,經過EQ的信號是從鑑聽系統出來的。發現這種情形,我真有無限的迷或,因為他用的確實是一部好機器,可是卻一點作用也沒有啊!

精密的電平指示器

  有關SEA等化器設計上所有的顧慮,到上面可算完成,但在我的意識中,總覺得SEA等化器是一個異常精密的機器,愈是精密的機器,在使用時愈易出差錯。因此除了以上的設計之外,我還希望在面板上有一個精密的,寬範圍的電平指示器,這個指示器是用11個LED,每一個LED顯示三或六分貝的電平變化,這樣便有45分貝的指示範圍,至於其詳細設計請參考另外一篇文章的說明。

  還有,我更希望在每一個調整桿的上方都有一個LED,這個LED除了可以分別顯示各個頻率的峯值之外,更可用來校驗本機(SEA EQ)或其他機器的響應。這個構想在目前我暫時無法使它很快實現,歡迎哪位有興趣的朋友動一動腦筋罷! 

轉載音響技術第19期 JULY. 1977 我想像中的圖示型等化器/唐 凌

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