回复:音响--不可不信,缘!
援引:台湾人玩SOUTHER直线臂的心得
故事是這樣開始的
約在十年前的時間,筆者所使用的唱盤和唱臂是達琳牌的國產品,而唱頭是Shure 95E。這種組合用了數年,雖然心中總有許多的不滿意,但是基於數項原因,始終不願更換它。原因之一是:「不知道更好的唱盤和唱臂 『好』的原因何在,以及它們會發出什麼樣 :「『好』的聲音」。直到有一天,當這套達琳牌的組合已經衰老得不能再使用時,我終於興起了 「換唱盤」的念頭了。
我換的是一部Thorens 160 Super。唱臂是SME3009R。這是一套達到了某一水準的唱盤加唱臂組合。它首先給我的印象是 「比達琳好得太多了」。然而,用了不久後,我開始對它產生了愈來愈多的不滿。又加上我對唱盤系統的知識不斷的增加,和蒐集的唱片數不斷的累積,以及,過去的室友張治國 (此人為唱片蒐集狂)不斷的灌輸之下,我開始對唱盤的音質不斷有更新的要求。
有一次,我打了一通電話到普洛,接電話的是劉漢盛先生。
我問了他說:「聽說你們有賣唱盤,是嗎?」
他回答道:「是啊。」
我又問道:「你們的唱盤要賣多少錢?」
他答道:「有一萬多的,也有四萬多的。」
我大吃一驚,脫口而出:「四萬多!它和一萬多的唱盤有什麼不一樣?」
他答道:「有很大的不一樣。同樣的一張唱片在四萬元的唱盤上放出來,會比由一萬多元的唱盤聽起來要甜美許多。」
我頓時覺得像是在聽天方夜譚一樣。但是,從此,「甜美」這兩個字就在我心裡留下了深刻的印象。至此,
我連普洛的門都還沒有進過!
追根究底
我是一個喜歡追根究底的人。過去了憑著這股精神也曾經做了一次不錯的實驗。雖然我並未像一個狂人一樣的去追求達到改善唱盤的目標,但是對於這麼好玩的東西,我是不會輕易放過而不去思考它的。在一次偶然的機會裡看到、讀到有關唱盤的文章以及那種設計唱盤的人用以設計它的理念,使我吸收得更多,也瞭解得更多。然而,這麼多的理論加在一起,還是讓我有一個感覺:唱盤和唱臂的理論與設計雖然林林種種,不勝枚舉,它們對於共振、音像的模糊不清等現象始終不能給予一個明確的解決方法。設計的人姑妄猜之,而用的人也就姑妄聽之。Hi-Fi的真相何在,何時才能到達這種境界,對讀者、用者始終是,「霧裡看花,花在虛無飄渺間」。
有人說唱臂的不完美在於它不能提供完全的 「正切」角度,叉有人說唱臂的存在根本就是一件自相矛盾的事。因此有人把唱臂做成直線行走;有人作出可以以微調的方式,調整唱片中心位置的唱盤。唱片墊、唱片夾、唱頭蓋等的理論越來越多,弄得人眼花撩亂。因為沒有人有機會把由唱片上播放的音樂拿去與真實的作比較,也沒有人能實地用攝影機把唱針和音溝的「互動」關係給連續拍攝下來;因此,整個唱片播放系統就圍繞著一個 「測不準」原理在打轉。新的理論一旦證明有效,今天列名在Stereophile上A級的唱臂,明天可能就降到B級。這個排行榜似乎說明了一件事:價格才是解答這些問題的唯一答案。
我乾脆玩起了唱臂
許久沒有實驗可做的我已經悶得夠慌了。在 「偏不信邪」的心理慫恿之下,我乾脆玩起了唱臂。我拿SME 3009R來當做我實驗的對象。經過了許多個通宵的熬夜,我對它做了相當程度的改善。正當我認為成績已足有可觀的時候,我得到了一個大多數人夢寐以求的SOTA唱盤和一個比SME3009R好很多,但是離頂極還差一段距離的Sumiko唱臂。以原價不到一半的價格把它買下來,我繼續不斷地做著我的實驗。
附吸盤的SOTA唱盤給了我恨好的工作條件。它穩定,避震好,讓我在實驗唱臂的時候減少了許多在Thorens唱盤上不能避免的不利因素 (事實上,這些因素還是可以在不更換唱盤的情況下剔除掉,但必須以另文來討論)。我將所蒐集來的有關唱盤的理論一一篩檢過。至此,我做這些工作的目的除了好玩外,就是在其中獲得一些拆穿「神話」的快感。不過,SOTA唱盤也有我不適意的地方-----它的Sumiko唱臂不能拆。
Souther 引人心動
Sumiko唱臂是一支設計非常精巧的唱臂。在「音響論壇」的第2期有過這樣子的介紹:它的結構非常堅實 (請讀者們注意,這一段中對於Sumiko唱臂的描述還是沿用一般音響的語氣和方式。),它的高度很容易調整,可以讓你在很短的時間內就可以將配合每一個唱頭的VTA調整到正確的角度。它唱頭蓋的設計,可以讓使用者將唱頭蓋的水平角度調到最佳的位置。它的上下擺動比SME 3009R靈敏。它還有幾個獨特的優點,但是,也因為它的結構做得太完美了,我沒有辦法再做任何的修改!
Souther 的正切唱臂
機會在等待中終於來到。二個多禮拜後的一天,我又步入了普洛。這一次,在唱盤上放的是一支看似不起眼,但卻是一支讓我坪然心動的唱臂─Souther正切唱臂。當我對本雜誌的美術主編陳栩椿兄談到這支唱臂時,他告訴我這支唱臂曾經使主編心動過,並且還為它寫了一篇詳細的介紹文章。文章中說原本在別種唱臂中不能聽到的聲音,用這支唱臂可以聽得清清楚楚。我回到了普洛,把這支唱臂買了回來。在我帶它離開普洛以前,劉先生用了「五分鐘」的時間詳細地把這支唱臂的特點給解說了一遍。由於我過去對唱臂問題的發掘,我對這支唱臂頓生相見恨晚之感,對於它的設計人更是佩服得五體投地。
Souther唱臂的詳細構造及優點,劉主編都已在 「夜鶯的故事」中詳細道出。這篇文章我無緣拜讀,但現在卻有緣領受它所發出來那 「甜美」而又「真實」的聲音。它絲毫無愧於Sterephile給它「近乎A級」的評價。然而,這一切都還不是讓我真正心動的原因。那真正讓我發出找到了知音的感覺是由於設計的人採用了一組近乎人髮般粗細的唱臂線,而這根線裡居然是由四根電線所組成的!
為什麼我會對這種設計覺得如此動心呢?因為我在SME3009 R上所做的試驗所獲得的最大效果,就是在將它的唱臂線更改為比Souther的唱臂線還細的線時達到的。
臂管內線是元兇
原因何在?在於SME3009R的唱臂線對它的靜態平衡有著不可忽視的影響。SME3009R基本上是採用天平的結構,但是它卻無法像天平一般地產生靜態的效果。每當你把它的針壓調到零的時候,它的唱殼昇起,整支唱臂保持在水平的位置。我們把這種狀態叫做靜態平衡。一支精密的天平在靜態平衡點時會停留在水平的位置,秤臂的任何一端受到垂直方向的外力時,都會使天平上下晃動,但當晃動停止時天平又會回復到水平的位置。SME 3009R呢?它不會。它的回復位置會與水平位置有著上下3度左右的差距。換句話說,當你把SME 3009R調到水平時,再用手把唱頭蓋向下輕壓一下,SME 3009R在晃動之後會停留在水平上、下方3度的範圍中的任一點。這種現象的產生有一半必須要歸咎於SME 3009R唱臂內所裝的五根唱臂線。這五根唱臂線雖然很細,但還是有著相當程度的剛性(Rigidity)。它會影響唱臂在上下擺動方向的順暢性。另一半的原因要歸咎於SME 3009R用的半圓型刀環(機械學上叫它做「刀鋒式軸承」)的邊緣與旁邊的護壁因接觸而產生的磨擦阻力。這兩個因素加起來就使得SME 3009R無法停留在良好的靜態平衡狀態。這種影響表現在聲音上,就產生了一種混濁不清的負面效果。當我把這種唱臂線換成0.1mm直徑的五根細線,再把那個半圓型支撐環刀的兩側磨去一些之後,原先我所見到的那種動態不良的現象就不存在了,我所聽到的聲音是出乎我意料的清楚、乾淨。整支唱臂在等級上又提昇了一大步。
質心與圓心
以下,我要開始用一些專門性的術語和動態理論解釋唱臂在設計上末臻理想的地方。
為了要讓讀者能容易地瞭解,我必須要一步一步地由深入淺,來講解這個理論。
在高中物理課本中,有著像圖中的一張照片:(按:這個圖自始就被那個劉大總編給丟到置紙簍裡去)圖中在空中旋轉的板手由右方的A位置飛向左方的E位置。α為這支板手的中心點。當攝影機以每隔百分之一秒的高速對著這支飛動的板手打開它的快門後,就會拍攝到如上圖的這種照片。這張圖告訴了我們什麼訊息呢?如果你把A、B、C、D和E等位置上的板手重心四點連起來,你可以得到一條直線。換句話說,一個在空中旋轉著飛行的物體,它的旋轉中心點一定是其整體質量的中心點 ---質心--- 的所在。這個旋轉物體飛行時如此,不飛行時亦然。現在,我要解釋為何汽車的輪胎 (以及任何高速旋轉的物體,如錄影機的錄影磁頭,錄音機的飛輪等)要經過平衡處理 (亦郎加鉛)後才可以運轉。藉著上面圖中的例子,我們已經知道按照自然界的定律,任何物體在旋轉時其轉動中心一定是其質量中心。一個像汽車輪胎的物體,其重心的所在並不經常是其幾何狀況的中心點,造成這種現象的原因有許多:輪胎的密度不均、各部份的厚度不勻、鋼圈的狀況並非完美的圓狀等都是。祇要有其中的一項存在,整個輪胎組合上的重心就會偏離其幾何中心。我們以下面的示意圖來幫助說明。(按:原圖亦照樣被劉先生丟掉)圖中的圓是一個車輪胎,A點為此車輪的幾何中心,亦即圓心;而B點為其質量中心,亦即重心。如果此車輪是在太空中轉動,它一定是以B點為中心轉動。但是一個車輪一定有一個軸,軸心即為A點。此軸心一定是被限制在一個軸承裡做轉動。在轉動的時候,此車輪的傾向是要以B點為中心轉動,然而,軸承卻將它限制住,以A點為旋轉的中心。如果這個車輪是依順時鐘的方向旋轉,在沒有軸承限制的情況下,-A點必然會以B點為旋轉中心,做圖中順時鐘方向的轉動。如果一定要以一個軸承將這個車輪的轉動限制在以A點為中心,那麼這個軸承一定會受到由A點所施的一個力,因而產生幌動。要消除這種狀況,祇要在C點加上適量的鉛,就可以使得整個車輪的重心從B點移到A點。如此,車輪在轉動時也就不再會晃動了。任何圓形的旋轉物,包括錄影機的錄影頭,錄音機的飛輪等,皆適用於此一理論。談到這兒,讀者也許會問:這種現象與唱臂有什麼關係?在我揭開它的關係以前,我先要舉幾個例子,來說明在大自然中物體的轉動現象。下圖中的一條縱線是一支以自由落體方式由上向下掉落的木棒。它的重心在A點。B點在A點的上方,C點在A點的下方。現在假設此木棒密度與粗細皆為勻稱。初時你的左手輕輕地握著B點,然後放開之後,這根棒子都會維持B在上、A居中、C在下的位置,向下作自由落體運動。如果在此棒離開你的左手之後,你立即用右手以另一根木棒按著與此棒垂直的方向擊中B點;此後,它即以A點 (重心所在之位置)作旋轉,同時並以以自由落體之方式下落,且落地之位置與上述垂直落地時無異。現在,讓我們來看看這個理論如何地運用到唱臂上面,以及唱臂的運動中又有什麼是可以利用這個理論加以修正的。
首先,我們來看看一般唱臂的結構特點:一般的唱臂都有一根臂管,一個平衡錘。如果不考慮那四根唱臂線 (有的唱臂,如SME3009R中是五根)所帶來的不利於靜態平衡的負面效果,問題就比較單純。從以上的舉例中我們已經知道任何物體在受力之後都會產生運動。如果外加的力是施在此物體的一點上,那麼,如果這一點是質心的部位,則此物體會產生直線運動;(2)如果這一點不是質心,則此物體會產生旋轉運動,而旋轉的中心點是該物體的質心。(3)如果這個物體的旋轉中心 (如軸承類的東西)被限制在它的質心以外的任何點,它就會產生幌動。許多工業上的振動器就是用偏心輪的旋轉來產生的。弄清楚了這幾點之後,我們對於目前一般 (幾乎是所有的唱臂)的缺點就可以一目瞭然了。
唱臂之所以限制住唱頭(或唱針)再生出最接近原音的最大原因,就是整支唱臂的質心並不在它的旋轉中心上。正切唱臂祇有垂直方向的旋轉;而像SME3009R這樣的唱臂則是除了有垂直方向的旋轉以外,還有水平方向的旋轉。請你注意:我在這兒所謂的「旋轉」,並不是指唱針在不平的唱片上行走 (其實是唱片在行走)時所產生的唱頭蓋 (連同唱臂)做上下的微幅轉動,也不是指唱針在中心偏移的唱片上行走時帶動唱臂做出的水平方向的左右旋轉。我所謂的「旋轉」,是指唱針在音溝裡撿拾訊號時所發生的振動。這種振動雖然微小,但如果把它看做是一種施於一個物體 (即唱臂)一端(即唱針的針尖)的 「力」,而這種力會使得唱針做左、右和上、下的極微幅轉動。就MM唱頭本身而言,應該說先是唱針受到來自溝槽內的訊號的撥動而產生轉動(此種轉動的中心點是唱頭銜接唱針的阻尼部份),而此種轉動也因而帶動了唱針後端的磁鐵作相反方向的「轉動」,因而在圍繞該小型磁鐵的線圈內產生微量的電流;但是,由於此一撥動力的施力方向不與唱針的針桿形成垂直,因此唱針除了轉動以外還有其它的運動,就好像本文第一圖中那個扳手所做的運動,兼具了旋轉和飛行。在此,唱針當然不是在飛行,但是它在自身旋轉以外的運動就轉而「帶動了」唱臂的運動。這種運動又可以再劃分為唱臂的自身旋轉和旋轉以外的運動。你也許會認為在這種層層細分之下,唱臂即使會有運動 (包括自身旋轉)也是微乎其微,對唱頭所撿拾的訊號不曾發生任何可觀的影響。但,所謂Hi-Fi,它所追求的豈不就是那麼 「一點」的更逼真嗎?何況,在唱針撿拾訊號的時候,如果你用手指輕輕的接觸在唱臂的軸部,你一定會清楚地感覺到從唱針上傳來的陣陣訊號。這些訊號雖然微小,但是,它還是一種施加於唱臂一端,與唱臂 「幾乎」成垂直方向的 「力」。這種力時而使唱臂做左右的旋轉,時而使唱臂作上下的旋轉。(註:為什麼說「幾手垂直」呢?原因是唱片播放的時候,唱臂通常都與唱片表面成平行,但卻又尚未達到完全平行;但唱針從唱片上接受的力,理應垂直於唱片表面。不過,到底實情是否如此,其實並不重要,也不是本文討論的重心)現在,讓我們先來討論唱臂的質心問題。「唱臂的質心位置不在其旋轉的中心」幾乎是一件毋庸再費唇舌討論的問題了。不過,為了能順利地引入本文的核心,我還是再費一番唇舌吧!玩過LP的人都知道調整針壓的步驟:先調整唱臂後面的平衡錘位置,讓唱臂成水平狀態,然後再逐漸將平衡錘向唱頭的方向移動,使唱針在與唱片接觸的時候承受I~2g的針壓。這是人人以為理所當然的調整法,也是絕大部份問題的所在!當唱臂停留於水平狀態時,它的重心位於唱臂旋轉中心的正下方 (請注意,不是在旋轉中心點),此時針壓為0,然後,使用的人再把平衡錘移向唱頭方向,而針壓也由0逐漸加大,整支唱臂的重心也就從唱臂的旋轉中心點向著唱頭的方向移動。我們由前面已經導出的結論中知道:當一個物體的旋轉中心與其重心不在同一點,但卻被限制在一個如「軸承」一樣的外圍之內時,這個物體的旋轉會發生晃動,進而產生振動現象。這個在自然界中不變的定律此時就使得唱臂產生出由音溝訊號所帶動的運動 「以外」的運動。如果要詳細地分析這種運動的種類、現象和幅度,不但會耗費太多的篇幅,而且也沒有必要。我們唯一必須知道的事情,就是這種多餘的運動的確存在,而且會使得唱頭撿拾訊號的功能打折扣。要如何將這種缺點消除呢?下面的一句話,就是本篇報告的中心:將整支唱臂的質心移到它的旋轉中心。在談這一個問題以前,我必須要先談我所用的唱頭。我用的唱頭極其普通,它是價值800元新台幣的Ortofon OM 5。我請了一位李先生幫我把它的圓形唱針換上接觸較廣的惰圓形鑽針。換針之後的這支唱頭,已足以能夠讓我鑒別實驗各步驟中音質的改善程度。Ortofon唱頭具有一個特點;它的殼部上方鑲有一塊銅片。這種結構是Ortofon廠特別設計來使OM5可以兼而匹配輕型和重型的唱臂。"姑且不論他們的這種設計在理論上是否可行,或在實際上是否真能獲得良好的效果,它讓我在修改Souther唱臂時增加了不少方便倒是真的。Souther唱臂有一只直徑約為3至4mm的金屬桿,與它的樞軸成垂直的位置。這根桿子長約十數公分,中間的部位用螺絲與框軸固定起來,頭部裝著一個塑膠質的唱頭蓋,尾端是讓你 「套」平衡錘用的。它那塑膠質的唱頭蓋頂部是平的,而且它的面積正好比嵌在Ortofon OM 5裡的那一塊銅塊稍大一些。