基本概念：黑膠唱片如何產生

 黑膠唱片上的訊號內容，可能來自於類比盤式母帶播放提供給刻片機，也可來自數位音源或檔案等由播放器轉成類比訊號給刻片機。少數的直刻片（direct-to-disc）則不經中間媒體，在麥克風收音混音後直接進入刻片程序。

刻片機上安裝的刻片頭，如圖1（感謝白金錄音室葉垂青先生提供照片）裡是一個倒置的樣本，是負責刻片的關鍵部分。它的運作是一個能量轉換的過程，運用法拉第定律，將訊號電能藉電磁作用轉為機械動能，大多數在漆盤（lacquer master或稱蠟盤）或較少數場合直接在金屬盤（direct metal master簡稱DMM）上刻入溝槽（grooves），而且溝槽裡會加上擬似（analog to）原始訊號的波型───這是黑膠被稱為「類比」媒體的主要原因。刻片機由刻片師操作，決定溝槽深淺及間隔。所刻出的溝槽經過各種加工程序成為金屬壓模（metal stamper），最後在加熱軟化的膠質原料上壓製形成黑膠唱片。所得到唱片成品的溝槽，會與刻片時的溝槽非常近似。由於種種的考量，訊號進入刻片程序之前，大多會先經過等化的程序，例如RIAA等化，以後會有較詳細的討論。

黑膠唱片上，剖面為90度V形的溝槽，V字兩側可以帶有相同或者不同的訊號。兩側訊號一樣的話是單聲（mono），不同的話就是立體聲（stereo）。立體聲溝槽的內側（靠唱片中心）是左聲道訊號，外側是右聲道。圖2是從上方以顯微鏡觀察左聲道正弦波（sine wave）訊號的溝槽，兩條藍色斜線之間是一道溝槽。可以看到，內側的溝槽是正弦波的波浪狀起伏，外側則是平直的。圖3是右聲道的正弦波訊號溝槽，外側有正弦波的起伏，內側平直。

圖4裡是唱頭在播放這兩種溝槽時，針尖會運動的方式。播放只有左聲道有訊號的溝槽時，針尖會以藍色箭頭的軌跡方向來回運動。只有右聲道有訊號時，以紅色箭頭來回運動。這些與原來刻片頭的刻片刀，在刻入訊號時的運動軌跡一致。

圖5是以顯微鏡觀察mono正弦波的溝槽，內外側正弦波的起伏週期是一起的，紫色斜線之間是一道溝槽。圖6是唱頭在播放這兩種溝槽時，針尖運動的軌跡，顯示只有橫向的內外運動，沒有垂直向的上下動作。圖7與8同樣是mono正弦波的溝槽，但訊號強度逐漸增加。播放時，唱頭針尖內外擺動的幅度也會加大。播放立體聲（stereo）訊號的溝槽時，針尖則會合併橫向與垂直向的動作，運動軌跡會變得複雜許多。

圖1

圖2

圖3

圖4

圖5

圖6

圖7

圖8

基本概念：針尖/針桿與唱片溝槽的相對關係

 刻片機將訊號刻到母盤，經過各道工序最後製作成黑膠唱片。在唱片溝槽裡兩側的訊號，會呈現波浪狀內外擺動及/或上下高低起伏。溝槽有兩側，分別是靠唱片中心的內側壁是左聲道，反方向靠外側壁是右聲道，兩者形成一條剖面是V字形的峽谷。如果是mono訊號，兩聲道的訊號是一樣的，溝槽就只有水平向的內外擺動。如果是立體聲訊號，就還會加上垂直方向的高低起伏。圖1是從唱片上方以顯微鏡觀察溝槽，訊號內容是最簡單的mono正弦波訊號。播放這mono訊號時，唱頭針尖隨著波浪形狀內外擺動，帶動針桿及後端的發電機構，產生訊號傳遞至下游器材放大，推動喇叭或耳機而發聲。如果用示波器觀察上述溝槽的訊號，就如圖2上半部的示波器顯示裡，左（綠色線）右（紅色線）聲道的波型，這與從上方看到的溝槽形狀接近一致。當訊號的頻率越高，擺動越快，溝槽裡的波峰波谷擺動之間距離就越狹窄。如果是stereo立體聲訊號的溝槽，兩側溝槽壁就不再是一致內外擺動。針尖在播放時，除了內外方向的運動，還會加上垂直於唱片表面的上下起伏。

唱頭的針尖用肉眼看起來很小，然而實際上還是比唱片溝槽要大很多。即使是最強訊號的溝槽，不論再寬再深，播放的時候，都只有針尖的最尖端一小部分，會進入溝槽裡面，其它大部分的體積都在外面。而實際與溝槽接觸摩擦處，更只有最尖端的一小部分。例如圖3裡的針尖，大約只有它整塊鑽石柱最尖端，佔整個高度不到10分之一的部分，於播放時是真的在溝槽裡。因此針尖尖端的粗細程度，還有與溝槽接觸的截面形狀與大小，都會影響到針尖跟隨溝槽動作的能力。當針尖的尖端比溝槽的波動要來得粗大，或者截面大於波動的寬度，就會發生無法進入狹窄處的狀況，導致部份的訊號內容無法經由針尖感應出來。因此近年來的趨勢是將針尖盡量最小化，而且與溝槽接觸的截面更窄。

特別是在訊號頻率高，而且又接近唱片內圈時，這種情況會更普遍。例如20kHz的正弦波訊號，每秒振動2萬次，而33轉唱片轉一圈大約是1.8秒。在黑膠最外圈的溝槽裡，計算起來其波長差不多在20u（1 u 是10的負6次方公尺），而波型頂部或底部寬度在10 u左右。但在最內圈溝槽，圓周長度少了一半，同樣的振動次數要在一半的距離內完成，因此波長變成10 u左右，波型頂部只剩約5u寬。以前早期的圓錐針尖，與溝槽接觸部分的圓形直徑大概在10 u，可以想像要進入這種頻率的波型頂部會有困難，無法完整遵循波型移動。近代的針尖，接觸溝槽的截面多數比這小，約是3u左右或更狹小一些，比較可以完整呈現波型。但是如果是比20kHz更高頻的訊號，還是會有困難，失真的情形必然會增加。

圖4，5是典型的圓錐（cone）針尖顯微照片。圖6，7是橢圓（elliptical）針尖。線形接觸（line contact）針尖又可再細分為許多種類，圖8，9是其中兩種。不管針尖整體的形狀為何，最關鍵的是實際播放時，與溝槽接觸部位的截面大小與形狀。如果針尖形狀是圓錐，與溝槽接觸的截面會是圓形。橢圓針尖的接觸截面為橢圓形，線形接觸針尖的接觸截面則是很狹窄的長條狀。

在圖10裡各種黃色標記物，代表的是各種針尖的上方觀點剖面，與溝槽的相對關係。最上方的倒三角形，是刻片機上刻片刀的剖面。第二個圓形代表的是圓錐針尖的剖面，第三個是橢圓針尖，最下方第四個代表的是線型接觸針。而右側紅色標記物是各種針尖與溝槽接觸截面的形狀。圓錐針尖的場合是兩個圓形，橢圓針尖是比圓形狹窄的橢圓形，最下方的則是線型接觸針，更狹窄的兩個條狀。要特別指出的重點是，溝槽是像V字形的峽谷，所以代表接觸截面的這些紅色標記，是在峽谷兩側的溝槽壁的斜坡上。在這些圖例裡，從側面觀察唱頭時，針尖是完全垂直於唱片的表面，所以每一對紅色標記都是互相對齊的。例如最下方的線型接觸針場合的兩個條狀，看起來是─與─。以後會討論到，唱頭若有前傾或後仰，一對紅色標記之間就會有角度，不再是對齊的相對關係。可能會變成比較近似/與\，或者\與/的樣子。以後在講VTA與SRA角度時，對這些觀念將有更詳細的說明。

各種針尖形狀在加工製作時的難易程度不同，成本也會有差異。一般來說，形狀越接近對稱的，越容易以自動化的工具處理，成本就較低。例如圖4裡的圓錐針尖，從垂直方向來看是圓形360度對稱，在所有針尖裡算是最容易加工的。圖6裡橢圓接觸面的針尖，一般是將圓錐針尖的前側與後側切/磨去一部份，於是原本的圓形截面縮小，變成橢圓形。接觸截面更窄小的線形接觸針尖，則是將橢圓接觸面再加以研磨，使垂直方向變得更窄而銳利。至於可算是線形接觸針尖其中一種的MR（micro ridge）針尖，是將橢圓接觸面切削掉兩個角落，垂直方向成為一條脊狀。

OEM供應廠根據唱頭廠家的要求，加工鑽石成所要的指定形狀，選定針桿的粗細與材質，組合並固定針尖與針桿。在三度空間裡，從三軸向來觀察，針尖與針桿會形成三個相對角度。由於針尖是嵌入針桿而且/或者以膠質黏著，針尖相對於針桿的這三個角度是固定的，除非有不正常的鬆動，不會因為播放時受力而改變。而唱頭針尖相對於唱片表面，也會形成三個角度。這些角度數值，則是由安裝與調整唱頭所決定，而且角度的改變會直接影響到前面所說，針尖與溝槽接觸截面的角度及大小等，連帶也影響到播放音質。

而在黑膠播放時，針桿相對於唱片表面，從上方，側面與前方觀察都各有一個角度數值。由於針桿後段是以彈性阻尼與懸吊固定，當受到垂直方向的力，像是針壓，就會上下改變一些角度。受到側向力，就會內外改變角度。至於朝前方向的力，像是播放唱片時來自針尖與溝槽摩擦的拉力，由於針桿前後並不能移動，正常情況下也會轉換成上下或內外的角度變化。朝後面方向的力，在正常播放情況不會發生，多數只有歌舞廳製作效果的DJ，用手去反向轉動唱盤的轉盤時才出現。而且他們一定要使用給DJ專用，特殊加強的針尖與針桿，否則一般唱頭很容易就因此損壞。

圖1

圖2

圖3

圖4

圖5

圖6

圖7

圖8

圖9

 

圖10

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X，Y與Z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4，5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。

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。

以ET─2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 RPM─2唱盤的馬達相當近，用電感量高的MM唱頭例如Audio Technica AT─95E，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。