线性循迹唱臂的问题 a
我以为这个已经被人们冷落了,想不到L版忽然会驾临指导,把我的兴致重新唤起。
L版所提的各个各个缺点,都是线性循迹唱臂的麻烦所在,我们这小镇有朋友用的Clear Audio Master TQ-1顶级线性循迹唱臂,同样遇上这些麻烦——不会乖乖的横向移动整个的唱片表面,结果唯有牺牲了一些调校的准确性——唱臂体向转轴中心稍为下倾,以获取一个几何三角上的分力,帮助唱针能顺畅地正常循迹。当然,方位角方面只好在唱头里,无奈地以垫片加以补偿了。
支点式唱臂存在的问题如循迹误差、补偿角、侧滑、妥协处理反侧滑、在线性循迹唱臂就不应该存在。唱臂横向移动整个的唱片表面时,唱针/唱片坑纹的关系,无论唱针在任何唱片的半径位置,它的运作状态,必须与密纹唱片刻录车床的运作状态相同。由于线性循迹唱臂已经没有偏斜补偿角,因而也不会产生侧滑力被。
线性循迹唱臂有另外的一项优点:因为它们的唱臂管,通常可以造得较短,切线循迹唱臂能够有较低的垂直质量,优胜于支点式唱臂。然而,线性循迹双臂却有比较高的水平质量。较支点式唱臂的有效水平质量更高。因为它们不是单点支承摆动,切线唱臂的有效水平质量,实际上就是唱臂的实际质量,效果是较支点式唱臂的有效水平质量高。切线的唱臂设计,是一个低的垂直质量和高的水平质量之间的妥协。
线性循迹向下边的问题更加复杂,结果花费很多功夫和投资,才能运行得好。整个的唱臂沿着对唱片的轨道必须正切地移动,的确是工程困难度很高的挑战。问题通常造成较棒的循迹误差,反而比较一枝经过适当地调校的支点式唱臂的循迹误差还要差。任何的线性唱臂都会遇到偏航(yaw),它可能由多种机械的条件所引起,巡行整个唱片表面时的图像不是理想的唱臂半径,代替的是一系列的横断面反复变化的小弧段。
线性循迹的横向线性的活动有三种基本技术。
第一是利用伺服马达(servo motor),原动机系统驱动着唱臂向唱片的中心横向移动。
第二是机械驱动的轴承系统。
第三则是高档线性循迹唱臂的解决办法,应用了空气轴承,唱臂在增压的空气的管状薄膜上,浮悬地向着唱片的中心横向移动。唯一的力移动唱臂是唱针的柔和力。 由于应用了空气轴承,因此唱臂筒和支承管之间的摩擦实际等于零。几乎所有平行循迹运作是在空气轴承中进行。
伺服马达原动机系统唱臂
伺服马达系统是有噪声的,复杂的,而且几乎从来就没有办法完成,正确的切线横过唱片坑纹所需要的动作,对一枝放射状的线针杆来说,它应该是与横移轨迹完全垂直的。代之,整个横过唱片过程,针尖走的是往复的之字形(zigzags), 伺服在这一个方向的补偿紏正过多,然后另一个方向的补偿同样的紏正过多。伺服系统的唯一天性,就像是在一个错误之后,然后再重复发生错误。
机械的轴承系统唱臂
全部机械方法在横的线性活动上最不复杂的,但仍然存在着困难的问题,它继承了安装上几何学固有的困难和错误。
这种唱臂直接地在唱片上方悬放着整个回放机构,垂直的唱臂枢轴仅离唱头针尖后方数公分,垂直地横向移动过唱片表面。这种情况会遭致大的问题,即使是遇到最微细的唱片翘曲,可能引起大的垂直唱头和针杆偏移(excursion),大大地造成可闻的”翘曲/抖晃(warp/wow)” ,和在垂直循迹角方面的大改变。见下图:
[upload=gif]Upload/2005276411651751.gif[/upload]
当遇到最微细的唱片翘曲的横向偏移的计算,图中:stylus针尖,tomearm唱臂,D偏移距离,θ唱片翘曲引致的偏移角度,A唱臂有效长度=轴中心至针尖的距离,W是产生D偏移距离瞬时的针尖与针尖偏移距离。
角度θ可以下式计算出来:
sin²θ = D /A
sin²θ + cos²θ= 1
因此:
W = A – A cosθ
唱臂在唱片循遇到一个翘曲上方移动,它移动在之上拾音会产生一个垂直的弧。详细察唱臂越过一个翘曲如上图 15,那瞬间唱针的相对速率,在翘曲的上坡边上时,将会是比较快速的(唱针将会相对地向后地移动,向接近的唱片坑纹调制);可是在下坡的边上时,则会减慢(如唱针移动远离唱片坑纹调制,逐渐回复到最初的状态)这个横向的平移(唱针的位置在唱片的中线向前地或向后面移动)变更了拾音速率引致音高或讯号的频率发生畸变。
以较短唱臂循迹翘曲/抖晃情况会增加。
例如唱针遇到轨道切入一个0,17 cm 翘曲情况,一枝5 cm 或另一23 cm 长的唱臂,分别地有28,9 微米micron 或 6,3 微米的距离差异。5 cm 长的唱臂更远的移动唱针4,6 倍胜于 23 cm 唱臂,变速 (和音高变化)当然也是4,6倍。速率变化将会总是较短的唱臂比较大的。
极端短的线性循迹唱臂,确实有利于获得相对地低的水平向惯性(因为平衡配重的尺寸和重量缩小),但是它的垂直两极的惯性矩是如此的低(来自极端短的轴承距离),以致于唱臂/唱头系统的基础谐振频率,可能进入声频带之内,即最适合的顺应性高的唱头。
差不多所有Clear Audio的线性循迹唱臂,自该厂买了Souther的专利后,一切的改善都脱离不了 Souther的影子,臂短、平衡配重轻,因此,毛病也继承了。
(待续)