Wednesday, June 28, 2023

基本概念:黑膠唱頭之針尖與針桿的各種角度參數

 在三度空間裡,必須有XYZ軸三方向的座標來標定物體位置。空間裡任何兩條直線之間的相對關係,在三個方向都要分別去標示,才能正確顯示兩直線在空間裡的角度特性。唱頭的針尖與針桿角度也不例外,相對於任何一基準線或面,各自都有三個角度數值要列入考量。在一個唱頭(少數無針桿者除外)上,針桿相對於唱頭身/外殼的基準線,從上方(或底部),正面及側面觀察會有三個角度數值。針桿相對於唱片表面,也有三個角度值。而針尖相對於針桿,或相對於唱片表面,也各有三個角度。瞭解這些角度的定義與影響,對調整唱頭唱臂的參數,會有比較清晰的概念。

廠方製作唱頭時,大多數由手工安裝組合各個零件。在MC動圈式唱頭的場合,像是圖1的例子,發電線圈(coil)會安裝於針桿中後段位置,之後有類似橡皮的彈性阻尼(damper),然後阻尼會靠在後方磁極(pole piece)上。針桿後段會穿過後方磁極上的小孔,最末端由懸吊鋼絲(少數為其它材質)拉住,固定在唱頭內部後側的小螺絲。這樣組裝好之後,藉由調整懸吊鋼絲及阻尼,會決定針桿的初始角度。由於懸吊與阻尼都是有彈性的,在播放唱片時,針桿角度會因受力而有些許改變。唱頭所處環境的溫度濕度等條件改變時,阻尼的軟硬程度與懸吊的張力都會發生變化,也會對針桿角度有所影響。由於MC唱頭針桿上有線圈,線圈又有4條輸出導線附著,加上針桿後端懸吊鋼絲拉住,更換針尖針桿時需將整個唱頭拆解,才能處理。近年來重新出現的光電唱頭,線圈部分由遮光罩取代,磁鐵磁極由發光二極體與感光元件取代,其它機械部分與MC唱頭大致類似。至於MM/MI唱頭,如果針尖/針桿是使用者可自己拆卸安裝的,阻尼是跟著針桿一起位於可拆下的部分,針桿末端就沒有鋼絲。有些MM/MI唱頭,則不能讓用家自行拆卸針尖針桿,可能在針桿末端有用了鋼絲做懸吊。

而唱頭製作時,絕大多數的情況,針尖與針桿的部分都是由從事寶石加工的OEM廠商所供應。唱頭廠方會要求用何種鑽石材質,例如比較低價的可能是由鑽石粉加工成形,中價位的可能是針尖最前端是鑽石原石,然後黏著在後段的其它材質上。比較高價的則是整個針尖是由鑽石裸鑽(nude diamond)所構成。播放時針尖與溝槽接觸的部分是兩個截面,截面大小與形狀會因針尖的形狀,以及唱頭調整角度而有所不同,在後面會有比較詳細的討論。

黑膠播放所使用的器材裡,唱頭的零件數或許最少,但些許製造或組裝誤差,都會造成相當大的影響,故而需要各種工具及精細的眼手協調技能來達成。即使人員處於最佳狀態完全沒有出錯,在顯微鏡下的作業,也很難將每個成品維持在恆定的水準。因此即使是同一廠牌同一型號的唱頭,不同的樣本之間,也一定會存在某種程度的差異。而誤差的來源,主要有1)針尖本身加工研磨時的誤差,2)針尖安裝於針桿的誤差,3)針桿安裝於唱頭的誤差,4)唱頭內部組件如線圈,磁鐵,阻尼等等的性質與安裝角度之誤差。其中1)與2)是OEM提供給唱頭廠家時就會存在,尤其2)的誤差範圍在各個方向可能到正負2度到甚至5度都有。唱頭廠家收到後,遇到針尖歪斜的情況,如果沒超過合約上規定的範圍,是無法退貨回給OEM的。這時唱頭廠家的處理方式,有些會將之淘汰不用,但這樣會增加許多成本。有些會想法自己將針尖角度修正,但技術上並不容易。有些則硬著頭皮還是將之組裝成唱頭出售,認為反正一般消費者也看/聽不出來。3)的狀況,除了唱頭組裝時的人為誤差之外,還有可能是在出廠時是正的,但放置一段時間後,由於溫度濕度等因素,使得阻尼/懸吊等產生變異,而使針桿變歪。至於4)的誤差,不容易以視覺判定,要靠播放測試訊號,用儀器測量數據來間接觀察。

消費者在收到新唱頭時,最好以顯微鏡觀察唱頭,對上述1),2)與3)的誤差,可以得到大致的概念,在後續的調整過程,可以作為參考指引。例如相當常見的,唱頭正面針尖角度誤差,如圖2中明顯的可以看出針尖有逆時針方向的偏差,會對azimuth/HTA的調整造成相當的影響。這時觀察到偏斜的方向及角度,就可以作為調整時的方向與角度多寡的依據,比較不用花太多時間尋找最佳點。

側面的角度誤差會影響到VTA/SRA,如果在這時能如圖3先測量針尖與溝槽接觸處及針桿之間夾角,裝到唱臂上之後,就可以從觀察針桿與唱片平面的角度,推算出SRA的角度是多少。在這個例子,線/桿夾角是114度,那針桿就要與唱片平面成24度,SRA才是90度。

至於底部的zenith(有人稱之為天頂角),一般來說偏離的情況算比較少些。但如圖45裡,定價7千美金以上的唱頭,就明顯的有歪斜的狀況。用唱頭的針桿來對準尺規,而不用唱頭外殼為準,是許多「專家」會堅持的。但在這兩個情況要思考的是,如果用針桿來對準調整,顯然不會得到最佳設定。而在這兩個唱頭,製作者似乎知道有這個誤差的情況,而將針桿安裝偏一點角度來補償,而非平行於唱頭外殼。所以如果看到一個新唱頭的針桿不太正,或許是有其背後道理的。因此在唱頭安裝前,有了這樣的認知,在用尺規調整時,才能決定怎樣處理比較好。