Thursday, March 23, 2023

氣浮正切臂的先天優/缺點考量及性能最佳化原則之4:供氣與氣路維修保養

 在氣浮軸承,壓縮空氣取代了一般軸承的滾珠或刀鋒,所以空氣也等於是軸承的一部份。供氣不但是讓它能正常運作而已,而且供氣的品質會直接影響到軸承的性能。首先要考慮氣壓的穩定,任何壓力變動或振動都會反應出來,影響到音質。如果幫浦的輸出壓力不高,使用時幫浦需要持續打氣。不論是多安靜,振動多小的幫浦,它輸出的壓力必然存在固定週期的小起伏。氣瓶的角色,就像是電容器處理電壓的波動,可以讓氣壓更接近恆定。理想上最好要整合高壓幫浦與氣瓶,而且裝設了氣壓迴路控制,在氣瓶壓力到達設定值時,就會自動停止幫浦動作,僅由氣瓶供氣。而幫浦如果僅在壓力到低水位時才動作,平常都由氣瓶供氣,就可以讓氣壓更穩定起伏更小。

另外還要注意保持整個氣路的清潔,因此幫浦種類的選擇,要以無油式的優先,否則長久下來,氣浮軸承會容易被殘油卡住。從幫浦出來的壓縮空氣,也一定要將任何水分/雜質都過濾乾淨。尤其是像Air Tangent的圓管,出氣孔非常小,到肉眼看不到的地步(如圖1),更容易被雜質卡住,影響出氣順暢。因此建議使用氣浮臂的用家,最好要要定期保養整個供氣線路。同時氣浮臂軸承也要仔細檢查清理,否則性能可能逐漸低落,摩擦力越來越大。

氣浮正切臂的先天優/缺點考量及性能最佳化原則之5:接地與震動處理

由於氣浮臂是在一層空氣上活動,與安裝處的唱臂座沒有固態接觸,即使臂管是用金屬材質製成,在電氣特性上,臂管是屬於漂浮而沒有接地的狀態。因此,如果看到氣浮臂的輸出只有4條線,表示臂管與唱頭並沒有接到地。目前見到的唯一例外,是London Reference,有特別接一條地線至唱頭蓋,因此總共有5條導線出來。其它的氣浮臂,如果是裝電感量低的MC唱頭,也許還不會有問題,但如果裝電感高的MM頭,附近又有馬達等干擾源,就容易產生感應的哼聲。

ET2為例,它的臂管是非金屬材質,臂管內的訊號導線有金屬屏蔽網包覆,這是正確的作法。但是導線離開臂管之後,卻沒有將金屬屏蔽網的導體延伸至唱臂外讓使用者可以去接地,這樣電磁屏蔽作用會非常有限。我安裝ET2的位置,距離實驗室裡Immedia RPM2唱盤的馬達相當近,用電感量高的MM唱頭例如Audio Technica AT95E,就會感應出哼聲。在嘗試各種方法後,目前是用一條細小的銀線,直接將金屬隔離網連接到唱臂塔的接地螺絲(如圖2),這樣就能將哼聲幅度降低20dB左右,整體安靜度與音質細膩度也大幅提升。因為這線只是一般導線拆開後的其中一蕊,因此質量與硬度都很低,測試結果對氣浮軸承的移動沒有影響。當然最理想的方法,是讓這蕊線連同原來的訊號線從軸承的橫管穿過一起出來,但這需要不少的拆解組合功夫,就等以後再說了。

另外,由於氣浮臂是浮在空氣上,對外界傳來的震動,會比其它軸承臂要來得有免疫力。但反之,對於唱頭播放時產生多餘能量的傳遞,都會比傳統臂要差一些。而且,從進氣管連接處也會傳來幫浦運作及氣流產生的震動。我用了老式的有線電話話筒的捲線(光滑商場附近有賣),將進入唱臂前的氣管纏繞拉緊,用來抑制殘餘的震動,在音質上對整體透明度與低頻解析有相當大的幫助。如果有主動式除震台,可以將氣管靠在或鎖在除震台上(如圖3),藉由主動除震將殘餘震動消減。像是Zorin氣浮臂,由於所需氣流量大,即使加了氣瓶,幫浦還是要持續運作。將進入唱臂前的氣管,用螺絲鎖住固定在Accurion主動除震台上,音質上有非常明顯的進步。

結語

氣浮唱臂,如同各種唱臂設計,不管是傳統滾珠,單點,雙點,類單點,或各種正切式,都有其先天的優缺點。設計者在選擇了一種基本工作原理之後,就要想辦法去將優點發揮至最大化,將缺點最小化。而且一般都要經過一段時間的市場考驗,累積使用者經驗回饋,理解到它的缺點所在然後加以改良,才會逐漸得到接近成熟的產品。此外,以前在專欄文裡數次提到,由於唱頭的特性千變萬化,一支唱臂很難照顧到所有需求。所以用家在搭配時,也要花點心思,並非用簡單的價位思維就必然會有良好結果

氣浮臂的主要設計目的之一,是為了達到正切。但也付出許多其它方面的代價,而且如同前面討論,調整使用與保養等方面,有許多與一般唱臂不同且相對不便之處。Stereophile 雜誌的主筆 Michael Fremer就主張,以他的經驗,這些小問題累加起來,使得氣浮臂的弊多於利。但是,也還有許多的氣浮臂的擁護者,堅持它才是王道。據我這些年來測試各種氣浮臂的經驗,如果調整設定正確且與唱頭搭配良好,氣浮正切臂的確有些音質方面的優勢,是一般唱臂無法達到的。數十年的友人,黑膠教主L先生,從20多年就前開始使用氣浮臂,至今歷經多次維修保養,都未曾改用其它唱臂為主要參考臂,由此可見一斑。

 




氣浮正切臂的先天優/缺點考量及性能最佳化原則之3:側向力的考量,水平調整,訊號線/氣管干擾

 一般傳統支點臂的先天缺點,除了必然存在的循軌誤差之外,因為存在有補償角(offset angle),唱針在溝槽裡運動時,摩擦力的方向,與唱臂軸承中心存在有一個角度,而造成向內的分力。在多數的唱臂設計,是以抗滑的方式來對付,如果設計得當,使用時大多可以將負面影響最小化。那正切臂是否就可以完全避免側向力的問題呢?

首先我們要考慮的是,唱頭的針桿與直線正切唱臂之間,由於唱頭製作及安裝時的誤差等因素,是不可能完全平行的。只要兩者之間存在著非零度的夾角,播放時唱針受到牽引的力量,向內或向外側向力還是會產生。而且在直線正切臂的情況,由於慣性質量較高,受到任何微小的側向牽引時,加諸於唱針與針桿的壓力,會比支點臂還要高出許多。

水平的校正,對任何一種唱臂來說都很要很精準,才能讓唱頭發揮最佳音質。而在直線正切臂的場合,由於橫向慣性質量高,任何傾斜都會產生更大側向力。所以除了音質上的考量,這也是延長唱頭壽命,避免唱頭損壞的必要條件之一。故而在觀念上,要把水平校正視為減低側向力的一個關鍵環節。建議步驟如下:

1)在安裝唱頭之前,要先確認針桿是否有可觀察得到的歪斜。若有歪斜,在鎖定螺絲時要加以補償修正,讓針桿盡量平行於臂管。然而即使如此,也不可能作到完全平行,還是會有些許誤差,必須用接下來調整水平的步驟一起修正。

2)用精密度足夠的水平儀,將唱盤轉盤表面調至完全水平。

3)藉由調整唱臂的安裝螺絲,於零針壓狀態,把臂管調整到不會橫向移動。但重要的是只調整唱臂,不去動唱盤以維持轉盤表面水平。這時還要特別注意觀察,在零針壓狀態,輸出訊號線對唱臂移動的影響。尤其是在唱片外圈與內圈位置,是否有拉扯或阻撓的現象。目前我的處理方式,是如圖1裡,用喝珍珠奶茶的吸管將訊號線架高,而將來自訊號線撓性的拉扯降到最低。而Air Tangent的訊號線輸出端,有一個塑膠套管可以旋轉來調整安排線的角度(如圖2),是相當聰明周到的設計。

4)播放無溝紋的唱片或最好是完全平的LD片(如圖3),如果唱臂會往一個方向移動,代表還存在明顯側向力。這時要稍微修正3)裡的唱臂安裝螺絲來補償,但是如果發現要修正很多,就先回步驟1去確認針桿角度,修正後再回來這步驟。不過有些氣浮唱臂,固定於唱盤的螺絲並不能用來調整水平,這時候就只能靠調整唱盤的水平來作修正。

5)播放一般用來調抗滑的測試唱片,看或聽兩聲道的失真大小是否接近一致。如果不是,代表唱頭所受側向力還是相當大,就要再回去前面4個步驟,重先調整確認。






氣浮正切臂的先天優/缺點考量及性能最佳化原則之2:慣性質量

 在與朋友在討論唱臂的設計時,不時會有人說,那將正切唱臂做得和刻片機的動作原理一模一樣,不就好了嗎?乍聽之下,似乎很有道理。但實際上,問題卻並非那麼單純。首先要瞭解的基本差異是,刻片機刻片時,從外到內圈的移動,是主動式的運動。也就是說,刻出來的溝槽往內以螺旋轉入,是由刻片師決定以何速率來推進。但在播放唱片時,唱臂是處於被動的狀態。它由外往內的運動,是由溝槽導引唱針,施力於針桿,然後帶動唱臂所致。這時,克服唱臂軸承的摩擦力及移動慣性質量所需的力,就幾乎都由唱針與唱頭來承受。而且,因為唱片在壓製時,一定存在某種程度中心不正的情況,所以唱頭的針尖與針桿,持續地存在內外交互搖擺的運動。因此,如果唱臂的慣性質量較高或移動時的摩擦阻力大,加上唱頭所受的外力隨時都在變更方向,由此可以想見,針尖與針桿受到來回的側向力度是相當可觀的。

但是,從另一方面來考量,我們要記得,唱頭的發聲,是靠針尖的上下左右振動帶動發電機構產生的。所以,假如唱臂的質量太輕,輕到隨著針尖同時一起同步運動,那唱頭就無法感應到這些振動,失去了溝槽裡的資訊。因此,唱臂在垂直方向要提供適當的針壓,而且水平與垂直方向都要有足夠的慣性質量,來提供一個穩定平台,讓針尖可以忠實地拾取溝槽裡的訊息。此外還要考慮到與唱頭搭配時,低頻共振的問題。如果太高,已經到音樂訊號的低頻範圍,就會造成低頻響應的問題。而太低的話,接近唱片偏心或不平的頻率,又可能引起抖動的問題。所以要設計一支可以與多數唱頭搭配的好唱臂,需要考量的因素,有相當的複雜程度。而以上這部分的考量,還只是冰山的一角而已。

一般支點臂,重錘位於槓桿之後,因此在橫向移動時,整個移動部分的質心,距離軸心支點不遠,所需的力並不大───像是 Graham Phantom唱臂的設計,質心就非常接近支點。而直線正切臂(包括氣浮與滑輪式在內)的先天問題,在於整個槓桿的支點,等於在無限遠之處,而所有移動部分包括重錘等,都在支點之前,所以橫向移動時的慣性質量,會比多數的支點臂高出甚多。在唱針要帶動整個唱臂往內或外移動時,負擔會比較重,且在反應上也會略慢一些。因此,多數直線正切臂的設計者,會盡量用輕而短的臂管,來減少這種負面效應。但是,輕的臂管,與懸吊硬的唱頭,在搭配上就可能有些問題會產生。而短的臂管,也要面臨對唱片起伏不平特別敏感的問題。而前面也提到過,質量太輕的臂,又可能無法提供讓唱頭穩定發聲的依靠。

另外一個要考慮的情況是,如果將質量大的直線正切臂裝在軟式懸吊的唱盤,它的可動部分移動時,由於質量高,將會造成重心位置的變化。像Linn LP12唱盤,本身的彈簧懸吊很軟,直線正切臂在播放唱片外圈與內圈時,會使懸吊起來的轉盤與唱臂部分朝一個方向稍微傾斜,引發側向力的顯著變化。因此,質量大的直線正切臂並不適合安裝在這類唱盤。

與唱頭的搭配也需要一些特別考量。假如是用一般中等順服度的唱頭,由於直線正切臂的橫向質量大,橫向的低頻共振點就會比理想的10 Hz低,會到7以下。如果是順服度再高一些的唱頭例如20單位,共振點甚至會到5Hz或更低。這樣造成的問題,是如果唱片有中心孔不正的情況,就可能發生震盪現象而會跳針。即使沒有跳針,這些緩慢的來回擺動在某些場合也可能會引起些許頻率飄移。所以從這角度來看,直線正切臂應該要搭配順服度低的唱頭,來提高整體低頻共振頻率而避開問題。但是唱頭順服度很低,又可能會造成縱向的共振點過高,對低頻訊號的再生不利。

如前面所說,由於橫向的慣性質量高,對唱頭針尖可能造成的壓力,會比平常的支點臂來得大很多。近年來我幫許多朋友檢查唱頭,發現到針尖兩側磨損不均勻的情況,大多數是使用直線正切臂。尤其是有些氣浮臂使用者,喜歡將氣壓調得比規格所需還低,認為可以得到較厚實的聲音表現。在某種程度上,這會把橫向慣性質量變得更高,的確有利於低頻的再生。不過當來自某些原因,例如水平歪斜或唱片中心孔不正等,而形成側向壓力時,唱頭針尖及阻尼等部位就受到非常大的壓迫,日久很可能形成唱頭損壞。


氣浮正切臂的先天優/缺點考量及性能最佳化原則之1:正切

 正切(tangent)的意義,是在播放唱片的整個過程當中,唱頭針桿與以轉盤中心的一個圓形,會形成切線的幾何關係。也就是說,任何時候從針尖拉一條直線延長,通過轉盤或唱片的圓心點,會與針桿形成90度直角。從播放時的實際動作來看,正切代表的就是針尖兩側播放的時間差為零。而因為刻片機是以正切的方式來刻片,所以許多人都自然地認為,正切臂一定是比支點臂要好。但實際上,是否真的如此,要從幾個方面來思考。

雖然從巨觀的角度來看,正切臂只要調整正確,播放時唱針的位置,是會循著正切線往內運動。但從微觀的角度,微小的誤差,還是會來自於唱臂軸承的「間隙」,以及移動時,因為較高的質量等因素引起的遲滯現象。像氣浮臂的軸承,是靠壓縮空氣支撐起來的。不論壓縮空氣的壓力有多高,在邊緣氣體排出的部分,壓力必然會急遽降低,所以氣浮軸承的剛性在這裡也會減低,形成間隙,在受力時難免就會有搖擺的現象。再加上較高慣性質量的牽引引發的遲滯現象,這時就會造成微小的循軌誤差。換句話說,正切臂上的唱頭針尖的正切移動,從微觀來看,事實上是一連串的小型圓弧運動所組成,而每個圓弧都會存在著某種程度的循軌誤差。這些小誤差的影響會有多大,就視產品個別設計及加工的精密度而定。

安裝唱頭時,直線正切臂所需的尺規與一般支點臂不同。如圖1裡,它套在唱盤盤面軸心,然後尺規表面有一條直線由外通往軸心的正中心點。調整唱頭時,要讓針尖在最內側靠近轉盤中心的位置,與最外側靠近轉盤外緣位置時,都要準確落在這條直線上。其它要特別注意到的細節,還包括唱頭安裝在唱頭蓋上時,螺絲孔通常還是會比螺絲的直徑大一些。因此唱頭的位置,還是有些扭轉的空間。如果唱頭的針桿確定是正的,那就要確認將唱頭與唱頭蓋之間調整至完全正交/平行。如果針桿有些歪斜,或者用顯微鏡檢查時發現針尖安裝於針桿的zenith角度不正,那就要從這裡作一些修正。



氣浮唱臂的基本原理與分類

 黑膠曾經還是主流媒體的1980年代之前,氣浮正切臂並不多見。由於精密加工業的進步,在黑膠復興的今日,氣浮唱臂在市面上變得比較常出現。氣浮臂的基本工作原理其實相當簡單,就是用壓縮空氣維持固定間隙內的空氣薄層,取代一般軸承的滾珠或刀鋒等,讓唱臂可動部分懸浮其上。播放時讓唱臂與唱頭可以隨著唱片溝槽的帶動,上下且內外自由移動,而且重點在於臂身運動時不會形成固態介質之間的摩擦。但要維持可動部分穩定懸浮,而且在氣體進出流動與唱臂移動時不致引發機械性質的變化,就有相當程度的挑戰性。還有像是壓縮空氣的來源,其壓力穩定度與氣體純淨度等因素,都會影響到氣浮軸承的性能表現。而唱頭輸出訊號線或某些設計裡提供壓縮空氣的氣管,也是會造成干擾運作的主要顧慮。此外還有慣性質量的考量,與一般支點臂不同,在後面會詳細討論。

目前看到的氣浮唱臂,其工作方式大致可以分成三大類型。最常見的是像ForsellLondon ReferenceThe Cartridge Man),Air TangentZorin的設計。如圖1London Reference的軸承,圖2Zorin。進氣是在固定,有微小氣孔的圓管,可動部分的套筒浮在圓管之上。這類的氣浮軸承,性質上大多屬於壓力較低,氣流量較高的設計。尤其是Zorin,幫浦的出氣量高達每分鐘20公升之多。這類設計的好處是構造簡單,而且可動部分可以做得相當輕盈。但是氣流量高而壓力低,空氣的進出容易形成擾流現象。而氣孔與氣孔之間的空隙,可能造成壓力的不穩,加上移動的臂身輕,播放時要維持穩定運作是設計師要克服的挑戰。

第二類氣浮臂例如Versa DynamicKuzma(如圖3)等,進氣位置是在可動部分,所以可動部分除了訊號輸出線,還要有供氣管與之連接。這類多半屬於壓力高,氣流量較低的設計。高壓的氣浮軸承剛性高且壓力較穩定,會有其音質上的好處,但加工上需要較高的精密度,搭配使用的供氣幫浦的規格也較高。而且由於氣管是附著於可動部分,再加上輸出訊號線,可能會對播放時的臂身形成較多干擾。

第三類像是ET2唱臂,壓縮空氣進入的是固定部分環繞在外,軸承可動部分反而是金屬長形圓管。這類氣浮軸承內的壓力會比第一類的高一些,而氣浮軸承的面積大且包覆完整,運動時比較不會像其它有出氣孔的設計,在孔與孔之間有壓力的起伏,動作時會較穩定。但是這樣的軸承,可動部分必須做成Z字形,比較複雜,且可動部分的質量可能會比較高。

就像所有的工程問題,這些不同的設計,都各有其先天的優缺點必須去面對克服。使用者也要在理解其原理後,讓它的優點發揮,且盡量規避其缺點。





Saturday, March 4, 2023

何謂唱臂側向平衡及其影響



唱臂的縱向平衡(longitudinal balance)就是一般看到的,用唱臂軸心後方重錘來平衡軸心前方,包括唱頭在內的負載,來得到合適的針壓。而側向平衡(lateral balance)所指的,是從正前方觀察唱臂,在其軸心點的內外側,整體的受力是否相等。一般支點臂,由於唱頭安裝處有補償角的存在,因此唱頭質量形成的負載,很有可能在唱臂軸心兩側會不一致。唱臂軸心的內外側,受力不平均,會造成什麼後果?概括來說,受力不均,必然會造成軸承轉動時,在不同角度位置,受到的阻力大小不平均。至於所造成的實際影響,這就要看是哪一種軸承設計,要各自分開來討論。

一般傳統滾珠軸承,在動作方向的平面轉動時,內部的滾珠會隨著滾動。滾珠與它們滾動接觸表面的面積很小,換算成壓力就很大,所以兩者的材料都要有相當硬度,才不會產生變形凹陷,並且使轉動時的阻力減至最低。當軸承受到外力負載時,滾珠與接觸面在規格內的承載下,用肉眼觀察是不會有變形出現。但是如果用微觀角度去看,還是會有極微小的形狀變異。這也是負載越大,軸承運作時遭遇的阻力會越大的原因。如果軸承所受到的負載不平均,就會造成朝其中一個方向轉動時的阻力較大,反方向較小。當唱臂在上下擺動時,會傾向於朝摩擦力大的那個方向轉動偏移過去。唱臂的設計製作,一般來說主體本身的質量分佈都是平均的,所以軸承負載應該也是均勻。只有在安裝唱頭之後,才可能會產生負載不均。在近年來為主流的J型唱臂的場合,如果唱頭安裝的位置不會偏離臂管中心線很多,即使裝了質量大的唱頭,中心線兩側的負載還是會接近平衡。圖1Linn Akito唱臂,它的唱頭安裝處,中央差不多對準了唱臂軸心,理論上唱頭的輕重不會影響側向平衡。如果J字的補償角彎曲部分,完全落在中心線的內側,就會造成軸承內側的負載較高,應該要在中心線外側加上適當質量來平衡。而除了日本出產之外較少見的S型唱臂,軸心後方掛重錘處,是偏向反向外側的角度。如果前方安裝的唱頭質量大,為了取得縱向平衡得到適當針壓,後方重錘一定也會往後調整,連帶也往S字尾端的外側移出去,因此理論上側向平衡可以維持不變。圖2Technics SL-1200GS型唱臂,沒有提供側向平衡的調整機能。圖3FR64也是屬於S型,但有側向平衡的調整裝置。

單點軸承的唱臂,如果沒有另外的穩定裝置,側向平衡會直接反應在唱頭的azimuth/HTA角度。如果有一側的負載受力較多,就會像是天秤一樣,朝該側傾斜。如圖4Immedia RPM唱臂,用重錘兩側的平衡錘,左右移動來調整到所要的azimuth/HTA角度。由於單點軸承的尖端通常都很小,除非整支唱臂調整到很歪的地步,軸承內外側受力的差別不會很大。但另外要考慮到的是,沒有其它穩定裝置的單點臂抗滑機構,作用時也會影響到側向平衡及azimuth/HTA角度。在絕大多數的單點軸承唱臂,抗滑力的施力點都與軸承之間會形成縱向的力臂,施加抗滑力時就必然造成唱頭/唱臂(從正面觀察)順時針或逆時針的旋轉,改變azimuth/HTA角度。因此許多單點臂在設計時會將質心/重心盡量壓低,來減少這種效應的產生。但是由於唱片的中心孔位置都或多或少有偏差,播放時還是會形成來回搖擺的情況。

加上輔助穩定的單點軸承臂,一般稱為「類單點」。由於有加了穩定裝置,唱臂在運作時,azimuth/HTA角度比較不會受到影響。但是如果沒有達到側向平衡,雖然唱臂看起來不至於歪斜,卻會使這穩定裝置受到不平均的負載作用力。而當唱臂在播放唱片,順著溝槽帶動到不同迴旋角度時,穩定裝置受力不一致所造成的問題就會出現。Graham Phantom屬於此類,在這有比較詳細的討論:https://bingrungtsai.blogspot.com/2022/03/graham-phantom.html

刀式軸承的場合,一般唱臂設計都是用它作為垂直方向上下擺動的軸心,橫向轉動還是用傳統滾珠軸承,SME30XX系列與日本SAEC的唱臂算是典型的代表。刀式軸承的兩個刀鋒分別在唱臂軸心點內外兩側,跨在V型軸承架(如SME)或另一刀鋒(SAEC)上。如前面所提到,這些唱臂因為唱頭蓋所在處的補償角而形成是J型臂,兩側的刀式軸承與下方的滾珠軸承,先天上所受負載都會有些不均勻。而且刀鋒接觸面很窄小,任何負載的差異都會被放大成為很大的壓力/摩擦力差異。因此這類型唱臂,幾乎都有側向平衡的調整機制。圖5SME 3010R,顯示它的側向平衡調整機構,除了內外側移動之外,還可將上面重錘前後移動來調整針壓。

直線正切臂的場合,由於唱頭安裝處沒有補償角,不會因為來自唱頭質量而引發側向負載不平均的問題。但由於軸承橫方向的寬度較大,因而容易發生兩端負載不一致的情形。而且橫向移動時的慣性質量,會比一般支點臂要大很多。因此若沒達到側向平衡,負面的影響會更嚴重。如果是氣浮臂,在氣浮軸承的兩端,任何微小的負載不均,都會使唱臂朝一個方向移動,對唱頭施加側向壓力,這與唱臂未完全水平的效應是一樣的。至於滾輪式的正切臂(例如Clearaudio出品的),幾個滑輪所受的負載若不平均,也會形成與軌道摩擦力不一致的情形而影響到運作。至於來自輸出導線與氣浮供氣管的影響,主要是在側向力方面,與軸承負載的關連性不大,之前在側向力與抗滑一系列文裡已經討論過,不再重複。

支點正切臂(例如Thales出的)的機械結構相當複雜,唱臂上有多個不同作用的軸承。側向平衡與否,所造成的影響很難分析。一般來說,建議不要裝質量太重的唱頭,而且最好是原廠有測試過,動作起來確認沒問題的品牌型號。這樣即使側向平衡無法調整,也不會有太嚴重的後果。

直線支點臂(例如Viv Lab的),由於唱頭安裝處沒有補償角,也不像直線正切臂軸承橫向的寬度大,因此只要唱盤的水平夠精準,側向平衡的問題比較不用考慮。









世界上不存在完美的器材:黑膠唱臂篇

 市面上的唱臂無論是任何價位,不管是屬於傳統滾珠,單點,類單點,刀式或各種正切式等等,在實際安裝使用且仔細觀察分析之後,都必然會發現其設計/執行上的優缺點。設計者在選擇了一種基本工作原理之後,就要想辦法去將優點發揮至最大化,將缺點最小化。

最常見到的問題,就是唱臂設計者,對唱頭的製造與運作,理解不夠深入,所作的一些基本假設,只有在少數唱頭的情況成立。由於唱頭特性千變萬化,無法全部涵蓋,即使有了盡可能周全的考量,然而在推出新型唱臂之前,不可能與市面上所有的唱頭都搭配測試過。而且唱臂又要安裝在各種不同唱盤,因此一個唱臂產品很難全面照顧到所有需求。所以通常都要經過一段時間的市場考驗,經過使用者在各種情況下用了一段時間之後發現問題,回報給設計者。經由這些實際經驗的累積,理解到它的缺點所在並加以改良解決,才會逐漸進化為完成度高,且接近成熟的產品,乃是不可或缺的過程。

Tuesday, January 17, 2023

系統三大基礎建設之一:AC電源

所有的器材都需要電源,除了少數用電池供電以及唱盤是交流馬達的情況之外,大多數都將交流電經過變壓整流後,轉成直流電,再給器材內部的零組件使用。原始交流電源理想上是單一頻率的正弦波,但實際上經過電線傳送,到達家中前就已經受到眾多的干擾,而滲入各種頻率的雜訊。這些進入交流電源裡的雜訊,可以說無所不在。從音響系統用電的觀點來看,又可分為1)以無線方式進入的,以及2)家裡面與鄰近公私單位的電器用品(含音響器材)所產生,以有線方式進入的。

有線的雜訊,來自各種的電器,包括音響器材。只要是用交流電來驅動的東西,都會有電源供應器會產生雜訊進入供電線路。這些雜訊,或許本身的基音(fundamentals)頻率不高,但連帶產生的泛音(harmonics)雜訊,會向上延伸到很高的頻段。電源供應器又可細分為傳統的線性電源,以及日益普遍的交換式電源。前者產生的雜訊,頻率範圍大約是10KHz 10MHz。後者則為67KHz到 200MHz,頻率較高而且較廣。除了電器的電源供應器之外,還有像是洗衣機,電梯馬達,冰箱/冷氣壓縮機等等,也都會因電磁作用(例如反電動勢)產生雜訊反饋到電源之中。上述的污染源之外,任何數位器材,例如電腦,手機,數位影音器材等,都有石英振盪器以極高的頻率在運作。它們會產生的污染,除了以有線的方式進入,還會以無線輻射的方式傳播,然後被天線效應感應到供電線路。這些雜訊的頻率範圍,約在8 MHz500 MHz

外來的無線雜訊是由各種方式產生且到處傳播的電波,因天線效應而進入供電迴路。像是收音機的AM/ FM訊號,無線對講機的訊號,手機的訊號等等,都有可能被各種的導線接收,轉為導線內的訊號,最後傳遞到家中。例如屋內的內電線路,長度在10米或更長的,就會成為接收中波AM訊號的天線。器材用幾米以內的較短電源線,會是FM訊號的天線。有些人,包括我自己以前在美國家裡,當電源沒有適當處理時,有時會從系統聽到廣播或無線電通話的聲音,就是這個道理。

無線雜訊會經由天線作用而進入到導線裡頭。而進入的程度多寡,與進入後傳遞難易程度及造成影響的大小,就與導線外的包覆,所用導體材質,繞線方式,粗細/長短等因素都有關係。例如不同波長的無線訊號,在接收時所需的天線長度長短不同。因此,某長度的導線,會與波長接近的訊號產生交互作用而變成接收天線。由於無線訊號的波長範圍極廣,因此不論多短多長的導線,總會有訊號會被它接收,所以很難避免。而在有線雜訊方面,不同的線材傳播訊號時,是否會使雜訊的傳播較容易衰減,也影響到最後進入器材的雜訊多寡。

不同的音響電源線會造成音質差別,幾乎每個音響玩家都有親身的體驗。這些差異的來源,大部分來自於線材是如何面對無線/有線雜訊,以及雜訊進入到器材之後的反應。舉例來說,線材AX頻率的雜訊有較佳的免疫力,而線材B對頻率Y的雜訊有較佳免疫。如果接到同一台器材上,這器材本身對Y頻率的雜訊有比較好的阻絕能力,那與線材A就是比較好的搭配,因為可以將較大頻域的雜訊給擋下來。如果是同樣線材接到另一台器材,其效果可能就會反過來。在這裡,甚至線材AB只是不同長度的同樣導線,都可能會產生這種現象。

如果在各環節整成的直流電裡頭,還有殘存的雜訊,那不但會影響到元件的運作,而且最後就會傳到喇叭。如果是極高頻的電波雜訊,會干擾喇叭的發聲。如果是人耳可聽頻域,那就會隨著喇叭發出的音波傳入耳朵。基本上,貴的器材,為何多半會大又重,主要就是電源部分做了加強。但是,不論是多好的整流濾波線路,都不可能完美。尤其是在兩種情況,一般的音響器材,幾乎都無法有效對付:

1)超高頻的無線電波雜訊。

2)交流電正弦波的波型有缺陷。

被動式的電源處理器,在交流電通過時產生作用。基本上就是用來補強器材電源濾波線路的不足。它們運用各式過濾方式,將電源的雜訊在進入器材前擋下來。所以,只要設計的理念正確,對付1)的效果,通常都相當不錯。尤其是某些濾波的方式,需要大型的金屬質的箍環,一般器材受限於機身大小無法裝進去。所以這類的電源處理器,的確有其存在的必要。

但是,再怎麼好的濾波器,也不能修正波型的缺陷。圖1是音響展時,圓山飯店的電源波型。濾波線路可以辦得到的,就是盡量將有缺角的部分處理到平滑,但是不可能將之修飾成完美的正弦波。而不完美的正弦波,意味的是:

A)完美的電源正弦波,代表僅有60Hz的頻率。波型有問題,就有其它頻率的成分存在,很可能會穿過器材的電源整流部分,成為直流電裡的雜訊。

B)如圖顯示,在正弦波最高點處有衰減,那器材裡電源的電容器就無法飽滿地充足電,減弱了儲存的能量,很可能也使器材聲音的動態變差。

不完美的電源波型,有多普遍呢?我只能說,不論是在美國或台灣,幾乎都找不到誰的家中波型是完美的。最常見的,就是 頂部被削平了。這是因為,家中所有的電器裡的電容,充電的頂點都在這個部位。所以,即使電力公司送出完美的正弦波,經過路途中這麼多電器的使用,幾乎無可避免的都會在頂部出現衰減現象。

然而不論是多厲害的整流濾波,都不可能完美,因此需要幾種不同的方式互補,才能大致涵蓋要處理的廣泛範圍。在供電前端都先經過大型隔離變壓器,可擋下大部分的無線干擾。變壓器本身是一個低通裝置,在頻率高於某個範圍之後,訊號及雜訊就不容易通過,因此對阻絕無線電波雜訊有相當效用。但來自有線性質的雜訊,頻率大多很低,大部分還是會通過。像是大樓電梯的啟動,就會產生很低頻率的干擾,隔離變壓器(甚至其它電源處理工具)無法處理。

有線性質的干擾,除了產生很難處理的雜訊之外,還會影響到電源波型。在美國與台灣超過95%的家中,我所測量觀察到的情況,在原本是平滑的正弦波頂部會出現缺角,隔離變壓器與被動式的濾波都無法修正。這所帶來的問題有幾個,首先是波型有了缺角,在頻譜組成上代表在60Hz的成分外,多出了很多高頻的成分,很有可能會穿過器材的電源供應部分,而進入到直流供電,成為訊號背景雜訊。其次,波型有缺角,表示正弦波的頂端有能量損失,這會使器材的電源供應線路裡的電容器,在充電時少掉一些電量,讓儲存的能量減少,而且這種現象會是持續的。這些電容器所儲存的能量,是讓器材在瞬間需要用大電流時,可以立即提供,而在消耗之後要立即補上。如果充電與補充的過程有短少,在音質上就容易出現動態與暫態受限制的情況。也就是說,其實大多數玩家的系統,如果使用電源的波型不去更正處理,音質是處於打折扣的狀態。這時就要依賴主動再生的電源供應,例如PS Audio Power Plant 或Stromtank之類的器材來對付。


Sunday, January 8, 2023

系統三大基礎建設之二:震動處理

參考:

音響器材在使用時所面臨的震動來源及影響 


「減法邏輯」調聲的理念,非常關鍵的一部分,就是盡可能去消除任何會干擾訊號再生,引發失真的震動干擾。一個音響系統在播放時所面對的,並非只有表面上感覺得到的喇叭發聲產生的震動。還會受到許多細微,人的感官無法察覺的微小震動的影響。包括遠方傳來與建築物本身產生的極低頻率,這些無所不在,而且感受不出來的震動,對音質負面影響之程度,要等到將之去除了才會恍然大悟。而在音響市場上,針對震動處理而推出的產品不勝枚舉。在瞭解到其本質之後就會發現,絕大多數都規避了問題的核心,嚴格來說都只能算是調聲器具(tuning devices)而已。我在1990年代中期,在半信半疑的心態下,第一次嘗試用高科技震動處理,將二手購入的Newport氣浮隔離平台,放在當時所用主要唱盤Immedia RPM-2下面,所得到的音質改進程度令我大感震驚。那時才開始認知到,高科技震動處理器材與一般音響用的墊材,有著截然不同的性能差距。在生活重心回到台灣這幾年,透過各種管道也借來測試過,並且購入Minus K的高科技機械式避震平台,以及日本倉敷與德國Accurion主動除震平台。這些器材原本設計是用在精密度極高的光學,半導體,及物理化學實驗等用途,它們的避震效果絕對不是隨便吹牛的,而是明明白白提供數據,顯示在何種狀況,處理哪些頻率的震動有多大效果。

在用這些高科技裝置嘗試與實驗的過程,我累積了不少經驗也得到不少新知識。例如放在上面的音響器材的本身性質,要考慮周到,並不是隨便任何器材放上去就必然得到最佳的音質效果。以黑膠唱盤來說,放在氣浮,高科技彈簧,或主動除震台時,首先要考慮到唱盤的懸吊避震機能,是否會造成妨礙或衝突。本身就有彈簧等軟式避震的唱盤,用在氣浮或Minus K平台,只要調整正確,經驗顯示可以有相輔相成的效果。但放在主動除震台,唱盤上的馬達唱臂等處傳來的震動,部分會被唱盤懸吊吸收或延遲,無法有效傳遞至平台表面。我所用的唱盤裡,TechDas Air Force IIITechnics SP-10RImmeida RPM-2都屬於無懸吊的硬盤,放在主動除震台上可以明顯測量到,唱盤所產生的微小震動被抑制,音質隨之大幅提升。其中SP10R本身沒有機座,直接將它放置於主動除震台,而所搭配使用的唱臂塔也是在除震台平面,所得的音質效果相當驚人。而像是Technics SL-1200G本身附有軟質避震腳,就改用可取代之並鎖在機座的硬質角錐。至於軟盤Linn LP-12用在Newport氣浮或Minus K的效果很好,但目前我還未嘗試放在主動除震台上。根據二手消息來源的使用者回報,軟盤放在Accurion主動除震台的效果似乎不是很顯著。

此外器材與所置放的平台之間的介面( interface)也相當重要。使用不同的墊材,等於是在器材與平台間用了特性不同的震動濾波器,會影響到外界震動哪些頻率及比例會傳遞進到器材,以及相反方向,器材所產生震動會傳遞出來的效能。在思考採用哪一種墊材時,這些要件必然要列入考慮。許多人在這方面的思考方式是,聲音哪裡不對勁就換一種墊材試試看,直到覺得滿意為止。我的思考方式,則是在窮舉其它主要變因(像是喇叭擺位,音源的微調等)之後,再來用墊材作錦上添花的修飾,而且還要考慮到器材本身與下方平台的性質。

我目前用了3台主動除震台,除了給兩部主要參考唱盤使用之外,我還將其中一台專門給器材的獨立電源盒用,包括前級擴大機,唱放的電源部分等,放上去效果非常顯著。而最近更將幾台唱放的主機部分也放上主動除震台,唱盤旁邊的餘留空間,其音質的進步程度也令人驚訝。而且即使是低價位的唱放,也有脫胎換骨的音質升級效果。如果是放在主動除震台上,最主要的考量是如何讓器材產生的震動,最有效率最快速地傳遞給平台加以抵銷處理掉。這時就我會採用硬質的墊材像是腳錐或類似Finite Elemente的陶瓷腳,而且盡可能將它們鎖緊到器材上。例如圖12裡,都是用符合規格的螺絲,直接鎖在Technics SP-10R SL-1200G唱盤上。

如果不是用主動除震台,主要的考量是在於加強/輔助隔離外來震動,或者吸收器材產生的震動且修飾聲音個性。軟質的材料像是Sorbothane(高科技吸震材料)或是小型高科技彈簧腳(像是NewportVIB系列),就可以扮演重要角色。例如SP10R唱盤的獨立電源下方,就用了有點厚度的Sorbothane,安置在重心所在圖3,讓電源的機殼可以吸收各個軸向的震動。而後級擴大機下方,每台則用了3VIB彈簧腳(圖4),再放在Newport氣浮平台上。使用高科技平台時,要注意負載的重量在工作範圍,這是基本常識。而像是Sorbothane等科技墊材,也要注意它們的承重要在規格之內,不能太高或太低,才能發揮正常的效用。

至於是否真有需要這麼講求避震除震,是許多人心中的疑問。有人甚至說,如果把「好的震動」也消除,聲音會「不好聽」。乍看之下好像有道理,但「好的震動」的定義是什麼?如果討論的是樂器,就是可以產生悅耳泛音效果的震動。而在音響器材的領域,若將之當成樂器來處理,就還有點道理。然而不同的人所認為的「好聽」並不見得相同,且會牽涉到種種的主觀因素。而從設計製造器材的角度來說,如果想排除「壞震動」留下「好震動」,除了靠聽覺來嘗試錯誤,並沒有實質可行的方式來達成。要選擇性地將某部分震動消除又留下其它部分,幾乎不可能辦到。另一方面,如果追求的是高傳真低失真,任何形式的震動,都會是造成失真的來源。至於把這些震動消除了,失真減低後,使否會得到「好聽」的結果,跟每個人主觀認定的好聽是如何有關。這屬於哲學的議題,我以前也幾次討論過,在此不再重複。在我的經驗裡,設計與製造的技術基礎越是紮實的器材,震動處理越好所得到的音質效益會越大。如果只是依賴設計者的耳朵弄出他/她認為「好聽」的機器,或許就會被暴露出其原本的缺陷。







器材「升級」的意義

 多數音響玩家會持續追尋/膜拜高價器材,一直所希望的就是能有更多預算來「升級」。等到對各種器材的工作原理及設計製造程序有了比較深入的理解,才會真正認知高價與平價器材(包括線材墊材等)之間的實質差異,在摒除了品牌與價格的心理催眠作用,且於嚴格控制變因的情況下作客觀比較,實際上在音質方面並不容易判定勝負。換了比較高價的東西,聲音當然會不同,心理上會特別去注意比原來進步的地方。或者由於音色不同,而有了將原來問題解決的錯覺,甚至有些方面其實是退步了也沒有立刻察覺。直到過了一陣子後,對聲音又開始不滿意,於是又想要再次「升級」。換言之,用的器材價格升級,多數情況得到的只是不一樣的聲音。剛開始由於安慰劑效應,好像聽起來比較好。但客觀來看,若沒有去處理對付現有的核心問題所在,聲音方面並不會真正升級。

買了可用來自我陶醉或大肆炫耀的高價器材,卻不願意充實基本知識,例如喇叭與空間的互動關係,或投資於外觀不起眼的系統「基礎建設」像是電源與震動的正確處理,使得系統的頻率響應,動態,暫態與安靜度等方面大打折扣而不自知。換句話說,大多數人都以滿足心理上擁有高級品的欲望與視覺的需求為優先,對實質會改進音質的作為與器材卻興趣缺缺。我自己當然也經歷過這個階段,到了10多年前才逐漸脫離,並進化到可以看穿各種噱頭,認清器材與聲音本質的階段。


系統三大基礎建設之三:喇叭擺位之低頻響應

 我在音響論壇390期專欄文裡強調的重要基本概念之一,就是Schroeder Frequency的觀念:

https://bingrungtsai.blogspot.com/2022/10/schroeder-frequency.html

低頻聲波的波長動輒在幾公尺以上,跟中高頻以公分計算的波長,與空間的交互作用截然不同。這意味的是聆聽空間裡的中高頻與低頻的問題,必然要分開討論/處理。而且因為處理低頻的問題難度較高,且因人腦的作用會連帶影響到高低頻的聽感,所以要列為優先處理標的。中高頻的問題相對單純且較容易處理,順序可以在後。

於空間裡300Hz以下低頻響應有大幅度凹凸,不但是嚴重的失真,所影響到的更遠超過單純低頻的聽感,連帶對中高頻的感知也會隨之改變,這是人腦天生的反應,學理上是psychoacoustics現象的一種。在音響展時,絕大多數的展出房間,聽起來就只是在播放聲音,不能吸引人到音樂之中。主要就是由於低頻響應的問題,連帶使中頻聽起來不夠紮實而顯得瘦弱,而高頻也許不刺耳但與感覺與較低頻域銜接不良。這樣一來,聽感上就會像是幾個不同單體在發出聲音,各頻段之間缺乏協調性,讓人無法長久聆聽。根據我個人“整治”自己現有超過8對喇叭(包括3對靜電喇叭)的經驗,所謂的聲音太冷,太瘦,低頻鬆散或欠缺速度感,絕大多數都是這頻段出了問題,影響到人腦對其他頻段的主觀印象。而偏偏在這頻段的音波很長(300Hz波長已經超過1公尺,越低的頻率更長),擴散或吸音材料都起不了甚麼作用。

同樣的問題也常在多數發燒友家中出現,然而大部分人卻不能理解,也不去追尋處理問題的根本所在,只想靠換器材線材來獲得想要的聲音。更換器材時,如果新的喇叭與房間的交互作用,剛好完全避開了原來的問題頻率,那就可喜可賀。但這樣的機率非常低,因為所有喇叭的低頻工作模式差異不大。多數情況只是發生問題的頻率稍有更動,短時間聽起來不一樣,過了一陣子,又開始會覺得不滿意。至於想靠換擴大機,墊材或線材等來處理頻響凹凸的問題,那更是緣木求魚,因為改變的頂多是泛音分佈不同所造成的音色差異。有人說用擺設幾塊吸音或擴散板可以解決低頻問題,也是因為改變了一些中高頻響應,從psychoacoustics效應引發的感官錯覺,好像是改變了低頻響應,事實上卻並沒有。這種物理上不可能的事情,會信誓旦旦說聽起來真的有效,也是wishful thinking在作祟,缺乏基礎科學知識的理性制約所造成。

在一般大小的空間裡,用測量儀器觀察數據就可以知道,喇叭與聆聽處的相對位置稍微改變,低頻響應的變化就很可觀,因此單靠人力來找出最佳位置會非常困難。比較可靠的方式,是藉著工具來輔助。不過測量工具本身並不能指引移動的方向,而且要一直推著喇叭到處探索,不太實際。最好的方式,是利用模擬空間響應的電腦軟體,先找出大致上較佳的喇叭位置來指引,會容易得多。古早以前,美國RPG公司有出過100美元的軟體,模擬方形房間的擺位,自動會找出低頻響應的最佳位置。當時我在幾個空間用過,效果相當好。但是軟體沒有更新,後來新的電腦都無法使用。德國Elac也曾出過CARA模擬軟體,可以模擬任何形狀的房型,但使用起來太過複雜。

目前免費下載軟體REW裡的模擬功能,原本是給輔助低音擺設用的,但用來做喇叭低頻單體的模擬也相當好用。只要房間大致接近立方形狀,按照模擬的結果去擺位,都可以得到相當好的實際低頻響應。除了雙面發聲dipole模式的喇叭,例如QuadSound Lab的靜電式,或Magneplanar平面式,還沒找到方法模擬,一般採用傳統低音單體的喇叭,只要量出單體距離地面的精確距離,都可以計算出良好的結果。如圖1所示,這是REWRoom Simulation功能。在左上方將房間的長寬高數值輸入,右下角填入低頻─3dB頻率,再到左下角的空間示意圖將低頻單體的高度與聆聽位置設定後,這時就可藉著移動單體的位置,看到右上方低頻響應的變化。

由於兩聲道喇叭在模擬圖裡移動時完全獨立,無法自動維持對稱。所以比較容易的辦法,是只模擬一個聲道,得到最佳結果後,實際擺設時另一聲道就用對稱於房間中軸的位置。圖12是用這個簡化方式的模擬結果,圖1顯然是較平順的響應。得到不錯的模擬結果後,接下來就要以工具輔助,將喇叭位置移動到與模擬結果最接近的位置。我是靠木工泥工常在使用的雷射測距儀,水平標線儀等工具使低音單體的中心點,精確地移至模擬出來的結果。按照這數據去精確擺設左聲道喇叭,再將右聲道喇叭擺置在對稱於中心軸線的位置。很少例外,絕大多數情況,實際聆聽驗證低頻響應都相當平直,沒有明顯的突出或凹陷。

不過即使用電腦輔助找到了最佳的喇叭擺位與聆聽位置,也只有在該聆聽位置上是最好的響應。除非打算只在該處聆聽,若不去處理390期裡我說的鏡像音源,也就是一般所說的房間駐波所引發的問題,在其它位置可能還是存在嚴重的低頻響應凹凸。例如圖3與圖4裡,代表聆聽位置的人頭只要稍微向左移動一些,30Hz以下的低頻響應就有明顯的改變。換句話說,如果只靠喇叭擺位,在一般不大的空間裡,能獲得最平直低頻響應的sweet spot會相當小。如果想讓sweet spot變大一些,就要想法去減低來自鏡像音源的干擾,而在房間裡會形成鏡像音源的主要地點要做一些處理。例如喇叭後方,也就是面對聆聽位置的房間前方兩個角落,正確擺設體積夠大的低頻陷阱,就是一個開始。這兩處鏡像音源與喇叭的本體音源,兩者發出的聲波,在聆聽處最容易產生加強減弱的干涉效應。把這兩個影響最大的鏡像音源予以削弱,低頻響應較接近平直的sweet spot就可以增大許多。

至於非立方形或非對稱形狀的空間,在某些範圍之內運用一些技巧,REW的模擬功能還是可以得到近似的結果。如果與立方形差別太大無法處理,就要用測量的方式來觀察實際低頻響應。這牽涉到要如何擺設麥克風,詮釋驗證數據,而且要移動喇叭與/或麥克風位置,來找出最佳點。詳細的方法程序,以後我會另文描述介紹。









Thursday, January 5, 2023

「高傳真」與「好聽」之辯

 大多數的音響玩家,觀念裡總認為一個器材或套音響系統,高傳真與好聽是相抵觸的目標,把解析度好而不夠悅耳的情況以「太Hi Fi」來形容 。在我自己音響歷程40多年裡,早期的概念也是如此。但隨著對器材,系統與現場聆聽經驗的累積想法逐漸改變。我現在認為高傳真與好聽,其實在絕大多數情況完全不衝突,甚至是密不可分的關係。

要能接受這個觀念,首先必須有足夠的現場經驗,對不經任何電子線路失真污染過的樂器人聲等,要有一個基本的認知及熟悉之程度。否則,如果老是以系統播出的音質為參考基準,將被製成「罐頭」的音樂軟體內容,且過混音等化的「好聽」當成標竿,那就沒有什麼值得討論的餘地。這樣思維的人士,就常會說出自己系統比現場「更好聽」的論述。以前我就曾經在此討論過,這就像是拿罐頭與原始食材的味道來作比較,也許在一些情況是真的比較「好吃」,但不能說所有罐頭都比所有的新鮮食材好吃。

由於錄音的過程,等於已經將生鮮食材製成罐頭,因此重現現場乃是不可能。追求高傳真的終極目的,應該是將錄音內容不增不減地呈現出來。而將錄音媒體裡的資訊,接近完整無失真地表現出來,真的會不好聽的機會其實非常小。在我的經驗裡,本來以為「難聽」或「不好」的錄音,在系統音質進步到一定程度之後,往往就出現之前未察覺的細節與正常音色,變得相當悅耳好聽。極少部分的例外,才真的是難以入耳的。

但什麼樣子的系統聲音走向,才是往高傳真的方向前進?基本概念就是捨棄一般的「加法」思維,不要老想去用各種方式去添加音質元素。而以「減法」邏輯為出發點,降低任何影響聽感的失真,並且設法排除呈現錄音內容的所有障礙。至於哪些是屬於影響聽感的失真,該如何去辨認?當聽到系統有缺點時,不要馬上怪罪到器材上頭,需要去思考探究的方向為:這是由哪一種失真所造成,然後有哪些方法可以去排除。多聽「不插電」現場演出的目的之一,即是培養出辨別這類失真的能力。尤其是許多「好聽」的失真(euphonic distortions),很容易讓人以為這是該有的聲音。最常見的例子,小提琴的音色,多數人追求的就是甜美的木質感,不論強弱音皆是如此。事實上在現場聆聽,小提琴在弱音,尤其是muted的狀態時,音色的確非常甜美迷人。但是在強奏時,雖然不會刺耳,其爆發穿透力是相當驚人而震撼的。而這種強音段落,對音響系統播放水準的要求也最嚴苛。眾多的音響玩家,包括年輕時的我,在聽到系統播放小提琴強音時有扎耳感時,就想法要藉著各種調整與換器材線材的方法,去弄成不刺耳的呈現。其副作用是系統的動態與暫態表達能力,受到壓抑而缺乏音樂該有的活力。我現在的作法,是去探討播放的環節裡,有哪些是失真的來源,才會造成這刺耳的聽感。經過多年的研究探討,我認為最常見的,就是黑膠播放系統的調整不夠到位,以及喇叭擺位不夠精確所造成的失真。黑膠播放器材調整不當,最容易出現的音質問題之一,就是歌聲的齒擦音(sibling)及弦樂器強音的摩擦感粗糙且特別突出,這是在音源前端產生的失真。而喇叭擺位不佳,造成左右喇叭發出的聲波,尤其是高頻訊號到達聆聽位置時有時間差,也是在許多系統造成這種不細緻,刮耳失真的常見現象。

至於空間裡300Hz以下低頻響應有大幅度凹凸,不但是嚴重的失真,所影響到的更遠超過單純低頻的聽感,連帶對中高頻的感知也會隨之改變,這是人腦天生的反應,學理上是psychoacoustics現象的一種。在音響展時,絕大多數的展出房間,聽起來就只是在播放聲音,不能吸引人到音樂之中。主要就是由於低頻響應的問題,連帶使中頻聽起來不夠紮實而顯得瘦弱,而高頻也許不刺耳但與感覺與較低頻域銜接不良。這樣一來,聽感上就會像是幾個不同單體在發出聲音,各頻段之間缺乏協調性,讓人無法長久聆聽。根據我個人“整治”自己現有超過8對喇叭(包括3對靜電喇叭)的經驗,所謂的聲音太冷,太瘦,低頻鬆散或欠缺速度感,絕大多數都是這頻段出了問題,影響到人腦對其他頻段的主觀印象。而偏偏在這頻段的音波很長(300Hz波長已經超過1公尺,越低的頻率更長),擴散或吸音材料都起不了甚麼作用。

同樣的問題也常在多數發燒友家中出現,然而大部分人卻不能理解,也不去追尋處理問題的根本所在,只想靠換器材線材來獲得想要的聲音。更換器材時,如果新的喇叭與房間的交互作用,剛好完全避開了原來的問題頻率,那就可喜可賀。但這樣的機率非常低,因為所有喇叭的低頻工作模式差異不大。多數情況只是發生問題的頻率稍有更動,短時間聽起來不一樣,過了一陣子,又開始會覺得不滿意。至於想靠換擴大機,墊材或線材等來處理頻響凹凸的問題,那更是緣木求魚,因為改變的頂多是泛音分佈不同所造成的音色差異。有人說用擺設幾塊吸音或擴散板可以解決低頻問題,也是因為改變了一些中高頻響應,從psychoacoustics效應引發的感官錯覺,好像是改變了低頻響應,事實上卻並沒有。這種物理上不可能的事情,會信誓旦旦說聽起來真的有效,也是wishful thinking在作祟,缺乏基礎科學知識的理性制約所造成。