正切唱臂再調整

這個正切唱臂經過這幾天把玩，逐漸了解跳針問題的解決之道。
滑輪式正切唱臂其實不可避免的一定會比單支點唱臂的循軌能力差，因為一個微小的唱針頭要帶動針桿、唱頭乃至整隻臂及滑輪機構，只靠僅有 1.5g 的針壓循著音軌而行，真是太勉為其難了。
因此，被動式正切唱臂的循軌能力必須小心處理以下影響因素：
1. 橫向滑動的摩擦力
2. 整個 Carriage 含唱頭、唱頭蓋、臂管、滑輪組合、重錘的重量
3. 臂管引線對橫向滑動的影響

關於第一項摩擦力，選擇質優的軸承是第一要務。理論上最佳選擇是空氣軸承，但前一篇已說過，使用上太麻煩了，一邊聽唱片還要一邊打氣我可不想，這種玩法玩幾次應該就變擺飾品了吧。普通軸承最基本選擇還是日製軸承，千萬別用中國製的，滑順度真的差很多。而且盡量選越小型越輕的越好，但輪子外徑卻不能太小以免影響在軌道滑行的能力，我在網路上看到正切臂都是直接以軸承當滑輪，就不可能選太小顆軸承了。我選用田宮四驅車的導輪自覺得是對的，因為用的軸承很小，而外輪是鋁合金應該比同直徑的軸承輕。另外可選陶瓷軸承，它有更佳的摩擦力表現，質輕且耐高溫高速，但後兩項耐高溫高速優點倒不是此處重點。我發現田宮模型還真有陶瓷軸承改裝品，以後再來試試。

其實這幾天玩下來發現滑輪選對了後兩項重量跟引線的影響反而比摩擦力更大。 整個 Carriage 的重量越小，慣性越小。這點在圓心不正的唱片上更顯重要，在這樣的唱片上運行，可以看到不只滑輪左右滾動，更看到針桿為了拉回 Carriage 很吃重的左右歪斜，所以降低重量是絕對重要的。
因此我再度把唱臂調短，並且如圖把原本 8mm 碳纖棒鋸掉後半段，改為 6mm 的在插入 8mm 管中。這樣重量僅剩 3.66g. 另外重錘改為一小塊 5g 的 PVC 角材，如此整個 Carriage 的重量含唱頭終於控制在 35g 以內。
哈哈，這樣克克計較的減重法好像之前玩模型飛機的感覺喔！
最後，將臂管引線再理一理，唱臂無論在左或在右都千萬要順不要有扭曲，否則即使是用 0.06mm 這麼細的線一樣讓你跳針連連。
以上三項處理好後，目前試過不少唱片都過關了，下次再買陶瓷軸承來試試。

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自製被動式正切唱臂

DIY 正切唱臂是我一直想做的事。
可是自己對機構這方面並不熟悉，搞唱臂說穿了就是在搞機構。早先我是完全沒資格玩這塊的，因為 AutoCAD 不熟，連畫設計圖都有困難，更別說找廠商做零件樣品了，所以正切唱臂這 Project 一直被擺著。
可是我並沒有忘記這 Project ，經常三不五時會找找可以用來做正切唱臂橫移機構的零件。隨著網路發達，資訊越來越容易獲得，我終於知道有一種東西叫線性軸承，一條鋼軌放上滑塊可橫向移動，但是這東西看起來即使是最小號的也是太大太重，微小的唱針應該帶不動，所以不可能做被動式唱臂只能做成主動伺服方式。所謂主動伺服式是整隻唱臂衡移是靠電子感應加上伺服馬達帶動的，而被動式則完全沒有電子裝置，只靠機構設計讓唱臂輕巧、低摩擦力，光靠針尖帶動整隻唱臂。
主動伺服式唱盤要插電，連唱臂也要插電使用上覺得有點小麻煩，而被動式有分氣浮式和軸承式的，氣浮式不用說摩擦力最低，但還要外掛一個氣筒打氣機使用上更麻煩目前是完全不考慮。所以這次的 Project 是被動軸承式正切唱臂，雖然使用上最簡單最接近傳統支點唱臂，但製作上對我而言是極大的挑戰，做出的成品唱臂夠不夠輕巧、摩擦力夠不夠低都是未知數。
在 Youtube 上看到一位日本人用 LM4 線性軸承做成了被動式正切唱臂，激起我的信心趕快上網查一下 LM4 是什麼線性軸承，原來是長這樣：

它是圓軸型的線性軸承，看起來是比滑塊型的輕巧很多。其實還有更小的 LM3，也就是使用直徑 3mm 的鋼軸。我覺得越小越輕應該對唱頭移動負載越輕。嗯，這東西先 Mark 起來，以後再買來試試。
另一方面，軟體資源也越來越多，像 2D 圖有免費的 Solid Edge，3D 更有 Google 的 Sketchup 可用，還有在網拍找到可以幫忙鑽孔拋光加工的鋁材廠商，看來科技時代要 DIY 正切唱臂越來越有可能了。
於是用 Sketchup 畫了圖：

哈哈，Sketchup 真是很直覺容易懂的軟體，我一下就學會了，真沒想到我也會畫 3D 圖了！3D 設計圖看起來沒問題後，接下來把鋁件用 Solid Edge 畫成 2D 送廠商做樣品，另外 LM3 軸承、鋼軸、螺絲等零件也一併下標購買，等了一個禮拜東西終於回來了：

迫不及待的把東西裝起來看看：

歐！發現 LM3 線性軸承並沒有想像的理想，滑起來有喀拉喀拉噪音還不小，也不是很滑順，可能是貪便宜買大陸製的關係，不死心又去買一顆日本軸承，狀況好多了但還是不行。我想應該是軸心的問題，因為買不到 3mm 的專用 "光軸"，所以用一般 3mm 鋼軸取代，精密度差很多，我實在應該改改這差不多先生的個性 @_@!!

軌道四驅車培林導輪改裝品

沒辦法，只好放棄線性軸承，還是用類似 Clearaudio 以滑輪在石英管軌道中行走的方式好了。其實早在幾年前我已經在模型領域中發現軌道四驅車旁的導輪有改裝品，是鋁合金铣出來的培林導輪，因為是模型，所以中心軸承尺寸很小，以只有 2mm 直徑的 M2 螺絲當軸心，自認為導輪外徑與軸心直徑比越大轉動力矩越大越能抵銷轉動磨擦力（不知對不對？），因此覺得滿適合當正切唱臂滑輪，就買了試試，發現還真的非常滑順，但在當時其他機構還無解，就放了好幾年，現在終於可以拿出來用。

Opus3 Cantus 以C型管讓滑輪走管內

但也因為這樣，我才發現原來模型界有許多好用的材料，像這次的唱臂用的碳纖管，在模型店很容易買到而且也不貴。

好了，線性軸承要怎麼改滑輪？還有石英管從何而來？上網搜尋石英管，結果找到的都是電熱器的發熱管，於是差不多先生個性又發作，難到玻璃管就不行？不管了，找不到石英管就用玻璃管吧（說實在，我懷疑廠製品也是玻璃管說石英管只是好聽，在這瑞典文網頁： http://www.continuo.se/montering2.html 經 Google 翻譯，也是說＂玻璃管＂）。
在網拍找到 6mm 直徑的強化玻璃管，所以我的設計不是像 Opus3 Cantus 用一根大直徑玻璃管橫向切一個長溝槽成為 C 型，讓滑輪走管內，而是將兩根細管並在一起，滑輪就直接走在兩根管子的間隙中，這樣施工最簡單，否則我還真不會把玻璃圓管切成 C 型管。直接看我改的 3D 設計圖吧：

和前一版最大設計改變是除了鋼軸改為兩根玻璃管外，就是增加了舉臂器的大輪子，這部分零件則請人家用 3D 列印出來的，夠先進夠科技吧？另外當初鋁材廠商無法幫忙加工的唱頭蓋跟唱臂座也一併用 3D 列印出來。一樣下訂單後一週拿到東西：

最左邊是唱盤和唱臂間的底座，因為我原來的唱盤唱臂是 LINN Basik, 所以這個底座也就按 LINN 的方式開孔，如意算盤是可以直接裝在 LINN 上面不用另外在唱盤上加工。但後來發現錯了，還是要另外做一個橢圓木座，因為有效距離不同。
最大敗筆是最右邊那個唱頭蓋竟然是橘紅色的，簡直像玩具一樣，拿到手後立刻噴黑，我沒有色彩美學概念以後還是少用怪顏色。
中間三樣組起來就是玻璃軌道 + 舉臂器。
固定唱臂和滑輪的板子是請人用壓克力做：

另外用鋁板自己做了一個 RCA 座，全部就這 DIY 零件最醜：

東西齊全後就開始組合吧：

因為唱臂滑輪組只是輕輕放在玻璃軌道上，因此很容易一碰就從玻璃軌道掉下來，所以先用膠帶固定，才方便做事。現在終於明白 Opus3 Cantus 為什麼要設計成走玻璃管內，原來是要避免脫軌掉落。說到這裡想到應該再做一些設變修改以防止唱臂在使用中整隻掉下來，扯斷管線弄斷唱針。
唱臂管線是用 0.06mm 的漆包線，非常非常細，比頭髮還細，老眼昏花銲這幾條線非常辛苦，還要穿進臂管內難度太高了，最後放棄走臂管外用膠布黏住。因為唱臂橫移阻力除了滑輪外，引線也是阻力因素，所以越細越好。但我後來觀察了許多廠製正切臂，引線好像沒那麼細，或許完成後可再多做點試驗。

弄到這裡，發現有個鋁件做錯了：

唱臂重鎚，做得太大太重了，用上後唱頭端要加重才能平衡，結果整隻臂太重導致跳針連連，在被動式正切唱臂中重量是要計較的，因為摩擦力和質量有關。幸好還有一個被汰換下來固定 LM3 線性軸承和唱臂的長方形鋁件，加了一個大螺絲後剛好可平衡唱臂。

這隻唱臂的設計是可以直接調 VTA 的：

圖中可看到中間螺絲轉上下就可以使整座唱臂組高低移動，也就是調整 VTA

另外這顆螺絲可以調整玻璃軌道水平

上方螺絲往下轉會使玻璃軌道往上翹，轉上來會往下斜，也就是調玻璃軌道的水平

組裝至此，除了發現唱臂很容易掉下來外又發現另一問題，就是唱頭太高，降低唱臂會使舉臂器的橫桿幾乎磨到唱片，難怪大部分正切臂的舉臂橫桿都是放在唱臂後段，以下壓方式舉臂，而不是像傳統支點唱臂在唱臂前段，以抬起方式舉臂，原來處處有＂眉角＂啊！

至此，唱臂組合完成了，也看出問題，必須再加上防止掉落的機制，才能安心上唱盤上唱頭試聽。於是再打開 SketchUp 畫了畫，覺得以下改法簡單可行又不突兀：

在壓克力板上的兩個導輪之間再加一塊壓克力以包住玻璃軌道，只要算好壓克力的開孔位置尺寸，使滑輪不至輕碰就脫軌，也不影響唱臂上下左右運行即可。
不過這壓克力塊又要定做乾脆自己先用一塊PVC角木加工黏上：

雖然自己做外觀差了點，但也不致太醜，裝上後果然不會隨便就掉下來。

另外唱頭必須降低，將唱頭蓋改鎖在碳纖管下方。

可以安心裝上唱盤了，首先拆下原來的唱臂

裝上唱臂座

整座唱臂裝上了，還不錯看



正切臂的尺規很簡單，用紙筆圓規尺手畫就可以：

唱出歌聲了，可是跳針連連。如前所述，換了較輕的重錘好多了，可是還是偶爾會跳，尤其是圓心不正的唱片，更會跳針。

現在能做對策是縮短唱臂就能繼續減輕重錘重量，只要將唱臂稍轉個向，唱臂就必須調短：

唱臂往後調縮短之後，唱頭端力矩變小因此重錘就可以減輕重量，如下圖將大螺絲拿掉後約減 10g.

改完之後跳針情形更加改善了，但是偶爾還是會跳針。

不過怪得很，連唱臂也需要 Run-in, 播唱了幾張唱片後跳針情形越來越少，我想是滑輪、玻璃軌道需要磨合還有引線在往返運動幾次後，會自然形成較順的走法吧？

在播放比較順後開始細調唱頭循軌、針壓，最後調 VTA，可以 On-line 調VTA 真方便，馬上可以調出正確音色。

調完之後可以好好享受美妙的音樂了，聲音還真不錯，和原來的唱臂比起來聲音較活潑，很明顯的現代感特色，這應該是短唱臂的優勢。

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自製簡易洗唱片機

最近從老爸家搬回一疊黑膠唱片，這些唱片是我從高中時代開始買的，雖然全部都是翻版唱片，不過卻含有滿滿的回憶。

還記得當年在國語歌曲創作被限制的年代，年輕人幾乎都是聽英文歌，每個禮拜報紙會刊登英文歌曲排行榜，然後就依著排行榜偶爾去唱片行買張唱片。

最充滿回憶的幾張唱片合照

在還沒有智財權概念的年代，唱片行架上幾乎都是翻版唱片，而且還分有＂專集唱片＂和＂合集唱片＂兩種，所謂專集唱片就是一張唱片所有歌曲全是同一位歌手或合唱團所演唱，而合集唱片則是由本地唱片公司把好聽的歌曲編輯錄製成一張唱片。

由於＂專集唱片＂只是把原版唱片拿來翻模壓製，所以成本較低，市場定位也是＂廉價品＂，所以連包裝都很簡單，就一個大塑膠袋封住薄薄的封面紙，連唱片內套都沒有，直接上架，記憶猶新，一張賣18元台幣。

而＂合集唱片＂因為經過本地唱片公司編輯每條歌都好聽，所以成本較高，市場定位是＂高級品＂，不僅包裝類似原版唱片，有硬紙封面套、塑膠外套、塑膠內套一應具全，一張賣二十幾元台幣。

在窮學生時代錢不多，能買的就是＂廉價品＂，所以現在留下來的幾乎都是18元的＂專集唱片＂。不過現在看起來這是歪打正著，以技術觀點來看，其實直接翻模壓製的專集唱片音質好過合集唱片很多，因為再經類比錄音重新編排曲目，聲音訊號必定損失。

經過三十幾年了吧，18元的唱片洗乾淨後音質依然相當好，聲音色彩確實比合集唱片豐富，雖然都是翻版唱片。

就是因為這些老舊唱片再激起我對黑膠的熱情，接下來洗唱片的工作不可少。洗唱片很容易，水、酒精、沙拉脫或洗碗精都可以，很髒的話拿到浴室用蓮蓬頭沖，輕微一點的可以把唱片全部打濕用唱片刷刷。但洗完要弄乾就麻煩了，用布擦乾怕好不容易洗乾淨的唱片一擦布毛屑又卡進音溝中，用晾乾的太占地方可沒那麼多地方晾唱片且空中灰塵會不會又掉進唱片裡。

最理想還是買台洗唱片機，不過才多少張唱片買一台數萬元的機器真是阿達了。其實洗唱片機主要功能就是吸乾唱片，其他還不是跟在唱盤上擦唱片一樣 ---- 擠清潔液、刷唱片。所以自己用幾個 PVC 管、零件來銜接家用吸塵器最省錢簡單！

跑了一趟 B&Q，買了 1" PVC管，其實我只要一小截，但都是賣一整根，只好很遜的扛一根回家，另外買了 1" 管轉 1/2" 管的轉接頭。

還有一個白色三分管彎頭、透明三分管一截、三分管帽一個，這些是以前設魚缸剩下的物資。對了，還有一樣忘了照相，就是自黏門邊毛刷一截。

把 PVC管裁一段需要的長度如圖組合，

透明 PVC管要鑽一排孔，做為吸唱片水分的吸口，上圖孔太小影響吸力，已改為一長條縫隙。

組合好的樣子。先接上吸塵器，試吸一下唱片，覺得吸水的效果不是很好，距離太遠吸不上來，太近會碰到唱片，於是貼上＂門邊毛刷＂讓空氣可以被毛刷導到唱片表面，另外毛刷質地很軟也當唱片刷。

接下來用夾板做支架。

鑽圓孔一定要有的工具 ---- 自由錐。

將之組合後噴漆。

將所有東西組合後用 C型夾固定在唱盤上

調整高度讓上圖左側毛刷剛好輕輕碰觸到唱片，另一側毛刷則離唱片一點縫隙，這樣空氣才會由唱片表面吸入。

 

操作一下，還可以。開吸塵器時唱片被吸住導致轉盤轉不動，所以之後開吸塵器時我都把轉盤關掉以手轉動轉盤，以免皮帶受損。

簡單幾樣東西加一台吸塵器就可以 DIY 出來堪用的洗唱片機，不用時拆下收起來也不占地方。
三十幾年前的黑膠唱片，清潔乾淨後音質都還很好，這讓我想起 CD 剛出來時說 CD 可永久保存音質不會變，經過幾十年考驗，其實黑膠比 CD 耐保存，CD 一但資料層發霉刮傷，連聲音都出不來了，而黑膠反而還能唱得有聲有色。

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自製一張唱臂唱頭尺規

2010/01/15 15:23

玩 CD 器材, 除了加墊材或換換線材外, 高階一點的玩家還可以改改機器內部零件, 其他大概沒什麼可以動的了. 而黑膠之所以迷人應該是它的變數非常多, 可調整的地方和需要注意的地方很多, 因此這些因素可以組合出無限的聲音可能, 讓玩家的心中產生好還可以更好的憧憬而樂此不疲.
玩黑膠第一步基本功就在於調整唱臂唱頭是否精準的就定位,  一支結構簡單的唱臂其實含有很多重要的幾何原理在裡面, 這些東西我建議初入門者可以先去越點網站看看這兩篇文章:

Let's play Records (1) 新手必讀 ... 類比音源初探
Let's Play Records!(2) 新手必看 ... LP調整術

從上文中我們知道了幾個重要的名詞, 如: 有效長度, 超距, 補償角等, 這些東西正是我們要調整唱臂唱頭的主要工作. 做這些調整的目的是要讓唱針能夠正切於唱片的音軌來運行, 但因為唱臂是以圓弧狀自唱片邊緣向唱片圓心進行, 所以唱針不可能一直處於正切於唱片音軌的狀態, 而這個幾何理論就是要讓唱針於距離唱片圓心 66mm 及 121mm 處必須正切, 這樣唱針在其他位置時的正切誤差會最小. 調整是要使這些參數的實際值非常接近於理論值.
要做調整就一定要有工具, 一般文章或網路上所提供的唱臂唱頭尺規製作或甚至是音響店賣的很貴的尺規我覺得都不夠好用, 因為大部分尺規都只是如下圖在 66mm 及 121mm 處畫個垂直線而已, 這種尺規用起來經常是在 66mm 處調對了卻無法在 121mm 處正切, 反之亦然. 那是因為有效長度, 超距, 補償角這三個參數要是有一個不對, 就無法在這兩點一起正切的.

所以我要自己做一張尺規, 這是專門為自己的唱臂而製做的專用尺規. 首先我找到一個非常好用的 Excel 工具檔案, 叫 "Baerwald-Lofgren B.xls", 請大家用搜尋引擎去找一定找的到. 從這個檔案中知道, 其實唱臂的最原始參數只有一個, 就是 "有效長度", 輸入這個值後, 其他超距, 補償角, 軸距都幫你算出來了. 其中軸距是唱片圓心和唱臂軸心的距離 = 有效長度 - 超距, 這個值等一下要用到. 以我現在用的 LINN Basik 唱臂為例, 其有效長度是 229mm, 輸入後算出超距 = 18.139mm, 軸距 = 210.86mm, 補償角 = 24.083度.

接下來用諸如 autocad 之類的工程繪圖軟體開始畫尺規, 先畫一個 7mm 的唱片圓心,  然後再畫四個半徑分別為60.325mm, 66.0mm, 120.89mm, 146.05mm 的同心圓. 接下來在距離唱片圓心210.86mm 處為圓心畫一個半徑為229mm 的圓弧, 此時可以很容易看出超距就是有效長度 - 軸距, 就是唱針超出唱片圓心的距離.
在這圓弧和 66.0mm, 120.89mm 兩個同心圓弧的交點處畫兩條正切於這兩圓的線段, 最後標出這兩正切線段和 229mm 圓弧的半徑線夾角果然是等於計算出來的補償角 24.083度. 完成圖如下.

最後一定要記得設定 1:1 的方式印出, 因為尺寸過大所以設定列印範圍為上圖方框的位置, 印出後以美工刀小心將圓心挖一個洞, 套在唱盤上, 小心把唱臂放低看唱針是不是依有效長度之圓弧軌跡行走, 對了就表示軸距和超距都對了, 接下來只要調唱頭的角度就能讓針桿和兩條正切線段平行.
如果唱針不能依圓弧的軌跡行走,就表示軸距或超距至少有一個不對, 萬一是一開始唱臂裝的軸距位置就不對而且難以修正 (尤其是不能拆唱臂的廉價唱盤),  這時表示這唱臂的有效長度已不是原始值,  那正是這個自製尺規的超強之處, 根據實際之軸距值反推出新的有效長度, 重新輸入 Excel 重新計算, 重新畫一張, 只要一張 A4 紙的代價!
最後, 這循軌誤差調好了別忘了還有針壓及垂直循跡角 VTA 要調, 但這是垂直於唱片的參數, 不是這張尺規的功能囉!

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黑膠唱頭小小調音

2010/01/04 12:00

這是這裡第一次談黑膠, 因為我很少玩LP, 原因之一是麻煩, 唱片要收藏好, 避免重壓而變形; 清潔工作要做好, 放唱片前要先刷或洗, 唱針也要清理, 才能減少炒豆子的聲音, 更麻煩的是一面只有十幾二十分鐘, 唱完要記的把唱針拿起來換面或收好, 要不然唱針停在唱片最後一圈, 萬一聽著不小心睡著或有事離開, 唱盤持續轉阿轉, 不知磨損了針和片多少?
另外一個原因是我怎麼聽都覺得我的 LP 盤聲音沒有 CD 好, 當然主要是 CD 器材尤其是 DAC 花了我很多心血. 雖然許多玩家, 雜誌甚至網路都說 LP 聲音遠超過 CD, 我也相信 LP 底子佳可能很容易把聲音弄出一個程度, 但是玩音響就是一種 Hi-End 精神, 對我來說 LP 和 CD 所花的精神不同, 表現出來的自然就是聲音的成績不同.

最近收拾家裡時發現我的家當內還有幾顆 "釹鐵硼" 磁鐵, 這是一種磁力很強的磁鐵, 當初買來是因為在網路上有人拿這種磁鐵貼在低音單體上, 加強了單體的磁力而改變特性來調音, 我也湊熱鬧玩了一下而剩下的幾顆. 突然腦袋又閃出一個燈泡: 唱頭的結構不也是磁鐵加線圈嗎? 把它拿來貼唱頭會怎樣? 於是馬上試了一下:

唱頭是Entre 的老古董, 原本有一個塑膠護蓋, 為了貼磁鐵而拔掉了.

磁鐵吸上唱頭要小心, 因為磁力很強千萬別讓磁鐵飛到唱針把針給打斷了, 另外也確認 LINN Basik 唱盤是不含鐵的無磁性轉盤後才正式開唱, 免的整根唱臂往磁性物質飛去. 最後因為唱頭多了一個磁鐵的重量而重新調整針壓.
好了, 正式開唱, 當唱針放下音樂一出來, 哈! 果然聲音 "Hi-End" 許多, 多了重量感和厚度, 密度也增加了. 這樣的聲音改變會讓我以後多花點時間聽黑膠唱片! 高興之虞, 拿出另一顆鐵三角的MC頭, 不過這顆好像有隔磁處理, 磁鐵吸不太住只好做罷.
這個玩法有幾樣限制: 1. 要確定唱盤是無磁性的. 2. 必須是MC唱頭且無隔磁處理才有效, MM唱頭因為是線圈包磁鐵, 不同於MC唱頭是磁鐵包線圈, 所以外貼磁鐵不太能有效加強唱頭內的磁鐵磁力.
如果這些條件都OK, 只要一顆強力磁鐵就能改變唱頭音色, 簡單好玩大家不妨玩玩看!

2010/1/5

補充說明加磁鐵的原理與方式.
MC唱頭結構如上圖, 在唱頭本體上方是永久磁鐵, 經導磁鐵片將南北極導至動圈兩端, 當唱針震動時線圈產生電信號. 而這信號量和永久磁鐵的磁通量有關, 這裡外加釹鐵硼磁鐵就是要增加原唱頭內的永久磁鐵磁通量. 當外加磁鐵N極吸附唱頭內的永久磁鐵時, S極磁分子往左邊跑, 而磁鐵右邊因缺少了S極分子也就相對等於N極分子增加了, 所以唱頭內的永久磁鐵磁性也就加強了.
外加磁鐵有極性問題, 不過這裡不必擔心裝反, 因為裝反了會排斥根本吸不住, 吸住就表示極性對了. 但是要小心唱針尾部線圈處亦是磁極處, 釹鐵硼磁鐵也很容易吸住此處而壓斷唱針.
另外這樣改法等於兩個磁鐵互相串聯吸住, 這樣反而更能讓唱頭內部的磁鐵保磁.

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動態回授式超低音基本原理

2009/06/26 18:08

說到要講原理, 可能一大堆人準備打呵欠了! 但別慌, 我也是很容易打呵欠的, 所以我盡量在原理方面長話短說擷取重點, 以期能用最簡單的敘述來表達清楚什麼是動態回授.
在一套音響器材中, 喇叭和放大器可以說是相依共存的, 缺了其中一樣就無法發聲. 不過在一般系統中, 喇叭是獨立的系統, 放大器也是獨立的系統, 它們之間只是以喇叭線連接起來用以傳輸信號並完成重播的功能. 我們知道, 放大器無論是何種電路架構都一定會有回授, 其目的是用來控制增益並且穩定電路動作和降低失真. 但在獨立的放大器系統中, 回授電路只能控制到放大器的輸出端, 所以放大器只能保證自己送出去的信號是對的, 之後喇叭在接受到信號後所產生的動作如何只能靠喇叭自己的性能了. 由於喇叭是機械性動作的元件, 它是否能隨著電力訊號而做完美的機械運動並發出原音, 我想大家都很容易理解, 那是不可能的事, 至少光紙盆的慣性就很難讓零失真發生. 所以動態回授的構想就是希望藉著將回授點由放大器的輸出端推移到喇叭端, 把偵測到的紙盆運動狀態回授到放大器並且加以補償及修正喇叭所產生的各種失真及頻率響應的平坦和延伸. 不過回授並不是萬靈丹, 往往過多或複雜的回授反而讓聲音變的更難聽, 因此這裡所談的動態回授只針對低頻部分, 這個頻段是人耳對音質較不敏感但對量感及延伸卻很敏感的部分, 因為它會影響整個音頻段的平衡與舒適感.
一個揚聲系統包含了許多特性, 其中最常看到的一項就是 “阻抗” , 一般都會說這是8歐姆或4歐姆的喇叭. 不過這只是 “標稱阻抗”, 事實上喇叭的阻抗是非常複雜的, 它不僅有直流電阻還有電感抗, 若紙盆處於運動之中更包含了像空氣質量, 柔順度, 輻射耗散等等複雜的因素. 這裡, 我們將喇叭的阻抗簡單分類為 “靜態阻抗” Zs 及 “動態阻抗” Zd 兩種, 所謂“靜態阻抗” 就是紙盆靜止時的直流電阻 Rs 加上交流的電感抗 ZL, 而紙盆運動時所產生的各種複雜的阻抗因素就通通歸為“動態阻抗”.
所以, 喇叭的阻抗特性可以畫成如下等效電路:

上圖中 Zo 是放大器的輸出阻抗, 喇叭則是 Zs + Zd // Rr , Zd 旁還並了一個 Rr, 這是因為紙盆運動時會發出聲音, Rr 就是聲能輻射電阻, 是空氣對聲音的影響力, 在500Hz以下時 Rr 和頻率的平方成正比, 500Hz以上因為影響的因素太多太複雜, 且超出了低音範圍在此就不去談它. Rr 的關係式是:

Ps = V^2 * Rr,

Ps 是聲能, V是紙盆速度, 前面說 Rr 在500Hz以下時 Rr 和頻率的平方成正比, 所以從這個式子知道, Ps 也將和 Rr 一樣, 和頻率的平方成正比. 頻率越低 Rr 越小, 聲能 Ps 自然越不足, 所以就需要用更大的功率來推動.
回上圖, 從這個等效電路中, 我們可以看到放大器的輸出信號是加在這一連串的串並聯阻抗之上, 而真正能有效發出聲音的信號卻是 Rr 兩端的電壓 Vzd, 它已經被好幾道分壓過了, 途中被 Zo, Zs 損耗掉不少能量, 難怪喇叭會產生失真, 因為 Vzd 並不等於放大器的輸出.
所以要解決放大器的能量不能 100% 送到揚聲器的聲能輻射 Rr 上的問題, 就是要使 Zo, Zs = 0 (或Zo + Zs = 0). 方法是想辦法在單體上設置紙盆運動的感應裝置, 利用偵測喇叭的運動狀態將信號送回放大器, 與原始訊號比較後, 使放大器的輸出能夠補償掉損失於 Zo 及 Zs 上的電壓, 而讓 Vzd = Vin*A (輸入乘以放大器的增益 A), 也就是最原始的放大信號直接加之於 Rr 上.
像Genesis這種廠製品, 他們偵測喇叭的狀態是利用裝在單體上的一個壓電元件來檢知紙盆運動, 不過這種特殊單體對於DIYer應該是取不到. 但可以用一個聰明且簡單的方法來取代單體上的壓電元件, 就是在單體上串一個小阻值電阻 R, 利用偵測流過單體的電流即可得知單體的運動狀態. 如下圖:

主放大器A1負責推動喇叭, 而另一個放大器A2則專門偵測流經喇叭的電流, 利用電流流經 R 產生的壓降經 A2 放大後成為 Vf 送回去和原信號 Vin 相加後變成 Vi, 再由 A1 放大成信號 Vo, 在某種條件下, Vo 恰可補償掉損失於 Zo 及 Zs 上的電壓, 什麼樣的條件呢? 這裡不去列推導式子, 只列出結果, 即:

當 R = Zs / (A1A2 – 1) 時, 其回授量洽可使 Vo 補償掉損失於Zo及Zs上的電壓,

即當上述條件成立時 Vzd = Vin*A. 其中A1, A2 代表兩個放大器 A1, A2 的增益.
例: Zs = 8 ohm, A = 20倍, B = 1倍, 則
R = 8/ (20*1-1) = 0.42 ohm
但是 Zs 很難抓出精確值, 所以我們直接取 R = 0.5 ohm, 然後在 R 與 A2 之間加一個可變電阻作為回授量微調即可. 而調整方法為: 回授量由最小逐漸調大, 當喇叭開始狂鳴之時, 再調回去一點使之不會狂鳴時即為正確調整點.
最後, 還有一個問題要解決, 前面說過 Rr 和頻率的平方成正比, 也就是說頻率越低聲能輻射效率越差, 所以必須在 Vin 前端加上一個等化網路, 基本上是一個 6db / oct 的低通濾器, 其轉折頻率 fb 即為此超低音的低頻衰減點, 例如: 20Hz. 不過請注意, 如果是小音箱假設本身只能到 50Hz, 卻想用動態回授硬將低頻擠出15Hz, 則需要更大功率的放大器, 同時也要考量單體是否能承受的了, 天下沒有白吃的午餐。

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