Tuesday, March 8, 2022

黑膠播放時靜電產生的來源及音質影響

 靜電產生的來源主要有以下數種:

1)多數人都有經驗,將唱片從膠質內套取出,就會產生靜電作用,在科學上稱之為剝離(peeling)靜電。隨各種狀況的不同,例如取出的力道與速率,產生的靜電量會有差別。根據網頁上的資料,這時靜電的電壓測量起來最高會到500伏特以上。如果周遭環境乾燥,甚至可以看到各種吸附作用,例如內套會貼在唱片上,或附近的灰塵被吸到唱片表面。如果不消除這些靜電,放到唱盤轉盤時還會有幾百伏特的靜電電壓存在,播放唱片時會持續吸附灰塵,這是大多數人知道的現象。即使用刷子等方式掃過唱片表面,也只能減低數十伏特的電壓。

2)絕大多數的針尖為鑽石材質,也就是結晶的碳元素,屬於非導體。同時黑膠也不導電,所以兩者相互運動摩擦,必然會產生某種程度的靜電,而且會累積存在於針尖與唱片。網上查到的資料顯示,這樣產生的靜電壓會有100伏特以上。

3)唱片持續轉動時與空氣摩擦,而且如果空氣中濕度不足以讓靜電消逝,靜電也會隨之產生並累積於唱片表面。

4)其它次要因素:像是轉盤轉動時,非金屬軸承的摩擦,皮帶與轉盤的摩擦,以及非金屬轉盤等可動部分與空氣的摩擦,如果沒有經由接地導出,靜電也會逐漸累積,可能會逐漸分佈至播放的唱片表面。

靜電對音質的影響

近年來黑膠復興,各種將黑膠播放效果最佳化的配件,也日新月異地出現。像是數年前我就買了一台黑膠消磁器,用來將黑膠的黑色顏料裡,存在的微量鐵元素做消磁的處理。這些微量的鐵在受地球磁場影響下,久了之後就會被磁化,播放時離唱頭內部的線圈磁鐵較近時,就會有某種程度的影響。特別是MC唱頭所產生的訊號小,比較容易受干擾。我驗證了很多次,還示範過給幾位友人體驗,將唱片消磁後,聽起來真的有明顯可察覺的音質進步。這是屬於磁力的干擾,而且其作用的程度,計算起來相當小,卻都還會有可察覺的聽感影響。而唱片所帶的靜電,其電壓會高到數百伏特,對音質造成的影響,肯定更是明顯。

唱片帶了靜電,除了會吸附周遭灰塵過來,引發播放時的雜音之外,還可能會使灰塵附著在針桿,甚至進入到唱頭內部的線圈,磁鐵及阻尼/懸吊等重要部位,日久造成各種不良後果。而即使把空間裡的灰塵完全去除,靜電的正負電荷還是會因庫倫定律(Coulomb’s Law),在播放時產生吸引與排斥力,作用於質量甚小的針尖,嚴重時會干擾到正常循軌。而持續的摩擦與靜電累積,當電壓超過了正負電荷兩邊的間隔所能負荷時,就會有放電的現象產生,引起播放時的爆裂聲。即使沒有發生放電的狀況,當唱片表面的靜電荷隨著唱片轉動時,也會產生電場,對唱頭的運作有所影響。

數位媒體,例如CD,也會因靜電的存在,而影響到音質。有不少玩家就發現,用靜電槍在播放前將CD片打一下,會得到比較好的音質表現。而像是YBA,還特地出品了CD鎮給他們的轉盤使用,其主要功能之一,就是將CD片所帶的靜電,導至轉盤中心的金屬軸而排除,而且可以在播放時還可持續作用。但CD的讀取並不接觸到片子本身,為何這會有音質上的效用?有些人認為,這是由於靜電的排斥吸引,會導致讀取過程的錯誤更正機制啟動,進而影響到之後的解碼,使得音質惡化,但目前還沒有看到有測量數據證實這樣的理論。

有些人也指出,在一段時間後將靜電槍對著喇叭單體打幾下,會有明顯的正面效果。如果室內的空氣夠乾燥,喇叭單體運動與空氣摩擦後,會有靜電的累積,應該是合理的推論。消除靜電後,可使附著在單體上的灰塵掉落,或者減少靜電場對訊號經過時的干擾,可能是造成音質改變的原因。