模擬系統(tǒng)

一張唱片存儲(chǔ)的音樂(lè)信息如果沒(méi)有對(duì)應(yīng)的硬件播放系統(tǒng)就無(wú)法完成它的使模擬系統(tǒng)就是黑膠唱片的基礎(chǔ)硬件。“模擬”一詞是相對(duì)“數(shù)字”而言的，它表示軟件的記錄和播放形式。換句話(huà)說(shuō)，模擬唱片是以機(jī)械能的形式儲(chǔ)存信息，播放時(shí)通過(guò)模擬系統(tǒng)把唱片的信息以機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能(電信號(hào))；CD唱片則是以數(shù)字0-1的組合變化存儲(chǔ)信息，通過(guò)D／A轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

簡(jiǎn)單的說(shuō)模擬系統(tǒng)主要由三大部分組成，即唱頭、唱臂和轉(zhuǎn)盤(pán)。一些低端產(chǎn)品，生產(chǎn)廠家已經(jīng)把唱頭和唱臂配置好了，我們通常稱(chēng)這種電唱機(jī)為唱盤(pán)，這個(gè)唱盤(pán)包含唱頭、唱臂和轉(zhuǎn)盤(pán)，用戶(hù)購(gòu)買(mǎi)后可以直接使用。而HI-FI的模擬系統(tǒng)就要復(fù)雜的多。唱頭、唱臂、轉(zhuǎn)盤(pán)和附件等，都是各自獨(dú)立的部件，用戶(hù)可以根據(jù)自己的需求，自由選擇配置，進(jìn)行系統(tǒng)的組合。我們將分四個(gè)部分(唱頭、唱臂、轉(zhuǎn)盤(pán)和附件)分別敘述。

唱頭

唱頭的類(lèi)型

唱頭是模擬系統(tǒng)最重要的部件，它是萬(wàn)里江河的源頭，唱頭的品質(zhì)決定整套音響系統(tǒng)的最終表現(xiàn)。在分析，唱頭工作原理與結(jié)構(gòu)之前，先簡(jiǎn)單的對(duì)唱頭類(lèi)型做一個(gè)介紹。唱頭的主流產(chǎn)品類(lèi)型是電磁式，其中包括：1動(dòng)圈式Moving Coil (MC)，2動(dòng)磁式Moving，Magnet(MM)，3動(dòng)鐵式Moving lron (MI)三種，此外還有其他一些類(lèi)型：1壓電式PiezoelectricCrystal (PC)，2電容式Capacitive，3光電式Photoelectric。簡(jiǎn)單的了解了唱頭的類(lèi)別之后，我們來(lái)看看這些唱頭不同的工作原理。首先必須確認(rèn)的是，無(wú)論哪一種類(lèi)型的唱頭，都是把機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能的換能器，只是換能的方式有所不同而已。

電磁式唱頭放唱時(shí)，由于針尖和唱紋的相對(duì)運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生振動(dòng)，針尖通過(guò)針桿帶動(dòng)線(xiàn)圈、磁鐵或鐵芯振動(dòng)與線(xiàn)圈、磁鐵或磁鐵與線(xiàn)圈切割磁力線(xiàn)，從而產(chǎn)生電流信號(hào)。不同強(qiáng)弱。不同音品、不同快慢的音樂(lè)信號(hào)構(gòu)成不同的振動(dòng)，這些復(fù)雜的振動(dòng)構(gòu)成不同的電流信號(hào)。壓電晶體式唱頭是對(duì)壓電組件施以壓力后產(chǎn)生電流訊號(hào)。電容式唱頭以電極間電容量的變化產(chǎn)生電流信號(hào)。光電式唱頭則是利用光通量產(chǎn)生電流信號(hào)。

就目前而言，電磁式唱頭的電聲指標(biāo)符合高保真系統(tǒng)的要求，放唱品質(zhì)比較理想。壓電式唱頭由于循跡力過(guò)高，對(duì)唱片損傷太大。電容式唱頭的輸出特性很難與刻紋刀的輸出特性取得一致，再者檢波器的調(diào)整也比較困難。而光電式唱頭的換能結(jié)構(gòu)過(guò)于煩瑣，微型燈泡和光敏器件的供電對(duì)信號(hào)的干擾很難克服。

通過(guò)以上對(duì)各種不同唱頭的工作原理的分析，我們可以得知電磁式唱頭電聲指標(biāo)有著明顯的優(yōu)勢(shì)，而壓電式、電容式和光電式唱頭有著不易克服的缺陷，現(xiàn)在也很少有產(chǎn)品出售，因此后面我們就不再詳述。

電磁式唱頭的結(jié)構(gòu)

動(dòng)圈唱頭的結(jié)構(gòu)是磁鐵固定于唱頭殼體，線(xiàn)圈繞制在針桿上。動(dòng)磁唱頭與動(dòng)圈唱頭的磁鐵與線(xiàn)圈的安裝正好相反，線(xiàn)圈固定在唱頭殼體上，磁鐵固定在針桿末端。動(dòng)鐵唱頭的磁鐵和線(xiàn)圈都是固定的，在兩者間隙之間一塊與針桿末端相連的鐵芯。動(dòng)圈唱頭的振動(dòng)體是線(xiàn)圈，動(dòng)磁唱頭的振動(dòng)體是磁鐵，動(dòng)鐵唱頭的振動(dòng)體是鐵芯。因此它們的名稱(chēng)是由唱頭的振動(dòng)體來(lái)命名的。

電磁式唱頭的部件

唱頭的個(gè)頭雖小，但構(gòu)架還挺復(fù)雜。部件包括：1針尖、2針桿、3懸掛、4磁鐵、5鐵芯6線(xiàn)圈、7引出線(xiàn)、8輸出腳、9殼體等。

針尖是唯一直接與唱紋接觸的部件，它的優(yōu)劣決定一個(gè)唱頭的主要因素，針尖可以說(shuō)是唱頭的眼睛。針尖是跟隨唱片的演變而發(fā)展的。唱片的唱紋單元非常小，因此對(duì)針尖的要求自然也非常高。針尖的形狀和材料是針尖最重要的兩項(xiàng)指標(biāo)。針尖有三種基本的形狀設(shè)計(jì)，圓錐形，橢圓形和線(xiàn)性形。圓錐形針尖在設(shè)計(jì)加工上沒(méi)有什么難度，其成本低廉，適配一些中低級(jí)唱頭。圓錐形針尖與唱紋的橫向接觸面較寬，在與唱紋接觸時(shí)，不是線(xiàn)接觸而是面接觸。因此針尖瞬時(shí)振動(dòng)含蓋的是一個(gè)時(shí)段。具體的說(shuō)這個(gè)為S秒時(shí)端本應(yīng)該是在s秒內(nèi)先后完成不同音頻振動(dòng)，而圓錐形針尖拾取下卻在小于S秒內(nèi)混合同時(shí)完成不同音頻振動(dòng)。這樣瞬態(tài)信息就會(huì)模糊，相位當(dāng)然也不精準(zhǔn)，音樂(lè)表現(xiàn)的折扣再所難免。

橢圓形針尖是針對(duì)圓錐形針尖的缺陷而改進(jìn)的設(shè)計(jì)。橢圓形針尖采用雙曲線(xiàn)雙軸向結(jié)構(gòu)，曲面日值比圓錐形針尖要小的多，這樣針尖與唱紋的橫向接觸面小了60％以上，而縱向接觸增加了30％。橢圓形針尖的出現(xiàn)是針尖設(shè)計(jì)的重大變革，它從根本上改變了唱頭的品質(zhì)。如今，橢圓形針尖已在中高檔唱頭上普遍使用。新型的線(xiàn)性形針尖把針尖設(shè)計(jì)和加工提高到高級(jí)水平。線(xiàn)性形針尖是在橢圓形針尖的基礎(chǔ)上更精細(xì)的制作。它與唱紋接觸的曲面很小，因此線(xiàn)性形針尖拾取振動(dòng)的還原特性十分理想。凡使用線(xiàn)性形針尖的唱頭都有寬闊平坦的頻率曲線(xiàn)。更有甚者，一些極品唱頭，用8個(gè)曲面組成的超線(xiàn)性的針尖非常接近唱片刻紋刀，高頻響應(yīng)寬至100kHz。這是針尖設(shè)計(jì)加工領(lǐng)域一個(gè)極至的水平。

針尖的材料基本上都是使用鉆石。鉆石又分人造鉆石和天然鉆石，無(wú)論人造鉆石還是天然鉆石都有硬度級(jí)別差。目前人造鉆石已普遍使用，但硬度還不夠理想，用在中高檔唱頭上，有較高的性?xún)r(jià)比。天然鉆石的硬度最高為莫氏10，鉆石的莫氏值是鉆石的價(jià)值的最重要的因素，硬度越高越是珍貴。對(duì)針尖而言，硬度越高獲得的頻率越寬?？墒怯捕仍礁叩你@石也越難加工，自然價(jià)格也更加昂貴。

針桿是連接針尖與線(xiàn)圈(或磁鐵)的部件，能否將針尖振動(dòng)準(zhǔn)確的傳輸給線(xiàn)圈(或磁鐵)，針桿起著決定性的作用。影響針桿品質(zhì)的兩大要素是針桿的形狀和材質(zhì)。針桿的長(zhǎng)短、粗細(xì)、形狀都會(huì)影響其傳輸特性。長(zhǎng)針桿振幅大，可以獲得較高的效率，信噪比高，動(dòng)態(tài)范圍大。短針桿振幅雖小，但剛性高，對(duì)頻寬有利．有很好的順性。針桿過(guò)長(zhǎng)也有諧振點(diǎn)寬的缺點(diǎn)，針桿太短效率太低。合理的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)取決于和唱頭其它各部件的綜合特性的協(xié)調(diào)。同理．針桿的粗細(xì)也是各有利弊，設(shè)計(jì)時(shí)也要遵守綜合特性的協(xié)調(diào)原則。針桿的形狀非常有講究，普通的是等徑圓桿設(shè)計(jì)，針尖安裝處為鴨嘴狀。圓桿有較好的剛性和抗外界干擾能力，易于加工。為了減輕針桿的質(zhì)量，一般采用空心桿，在保證足夠剛性的情況下，盡量減少針桿的壁厚。任何材料都有自身的諧振頻率，針桿也不例外。為了有效的減少針桿諧振的干擾，改變針桿形狀是一個(gè)途徑。把揮幸 起我們注意罷了。針桿還有采用異型截面的U字形設(shè)計(jì)、兩種不同金屬材質(zhì)復(fù)合型的設(shè)計(jì)、在針桿內(nèi)填充阻尼材料的設(shè)計(jì)，也有不以為然的實(shí)心棒設(shè)計(jì)。無(wú)論針桿形狀如何，他們的目的是一致的：足夠的剛性和盡可能低的質(zhì)量以及極佳的振動(dòng)傳導(dǎo)特性。

針桿的材料對(duì)針桿的性能有著同樣的重要作用。針桿的主流材料是鋁合金、金屬硼和鈹合金。鋁合金的比重約2．7克／立方厘米，金屬硼的比重是2．34克／立方厘米，鈹合金的比重最輕只有2．0克／立方厘米左右。鋁合金制作針桿成本低，物化特性也不錯(cuò)，適合普及唱頭針桿的制作。金屬硼和鈹合金的物化特性要比鋁合金好的多，用于中高檔的唱頭，效果非常顯著。不過(guò)這三種材料的一個(gè)共同的特點(diǎn)，其分子結(jié)構(gòu)都是平齊排列，一旦折彎就無(wú)法復(fù)原，一經(jīng)修正即刻斷裂。在使用中一定要倍加小心。除了以上的針桿材料，還有一些特殊的材質(zhì)的針桿。極少數(shù)的超高檔的名貴唱頭，針桿的材料使用紅寶石、藍(lán)寶石甚至動(dòng)用鉆石來(lái)制作，其豪華程度可見(jiàn)一斑！至于聲音是否與其高昂的價(jià)值同步高攀，實(shí)在不得而知了。針桿材料的選擇也是與針桿形狀設(shè)計(jì)宗旨一樣，圍繞著剛性和輕質(zhì)、及振動(dòng)傳導(dǎo)特性做文章。唱頭生產(chǎn)廠家在設(shè)計(jì)唱頭時(shí)，針桿形狀設(shè)計(jì)與材質(zhì)的選擇是同步進(jìn)行的。

唱頭的針桿懸掛很小，非常不起眼。它的作用是負(fù)責(zé)針桿的支撐與阻尼，是唱頭的重要部件。針桿懸掛的設(shè)計(jì)與制作要求非常高。針桿懸掛的制作材料主要是橡膠，無(wú)論天然橡膠還是合成橡膠，都要求耐溫、耐老化、穩(wěn)定少變的彈性系數(shù)。針桿懸掛是我們不太注意，也無(wú)法知曉其具體參數(shù)的唱頭部件，但從使用經(jīng)驗(yàn)來(lái)看，高檔唱頭的針桿懸掛壽命可達(dá)5年、10年、甚至20年，而中低檔唱頭的壽命只有2—3年而已。這足以說(shuō)明針桿懸掛材料的差別。針桿懸掛材料的好壞具體的表現(xiàn)是：唱頭在使用過(guò)程中和使用一段時(shí)間后，懸掛橡膠過(guò)軟，有時(shí)在額定的循跡力下，唱頭的殼體底部已經(jīng)蹭到唱片，即使減少針壓也無(wú)濟(jì)于事：相反，也有懸掛橡膠過(guò)硬的例子，失去應(yīng)有阻尼彈性，時(shí)常跳槽；這是懸掛橡膠劣化的兩種典型表現(xiàn)。在環(huán)境溫度變化下，也有如上兩種現(xiàn)象。具體到聲音的表現(xiàn)上，前者是音像模糊，后者是聲音干澀尖銳。而好的懸掛橡膠不僅經(jīng)久耐用，而且在大溫差下仍然保持穩(wěn)定的阻尼彈性，音質(zhì)自然就有保障。

無(wú)論是哪一種電磁式唱頭，都離不開(kāi)磁鐵，磁鐵是換能器件必不可少的部件。隨著新型材料的日益發(fā)展，磁體的磁場(chǎng)均勻性和效率有了很大的提高。這對(duì)唱頭指標(biāo)的提高有著很大的意義。唱頭使用的磁鐵有不少種類(lèi)，釹磁鐵、釹鐵硼磁鐵、鋁鎳鈷磁鐵、釤鈷合金磁鐵、鉑合金磁鐵。不論這些磁鐵的成分如何，其設(shè)計(jì)目的是一致的，磁體要小、效率要高、磁場(chǎng)均勻性要好、溫度系數(shù)要穩(wěn)定，因?yàn)榄h(huán)境溫度上升的時(shí)候，磁場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)下降。

唱頭線(xiàn)圈是直接產(chǎn)生電流和輸出電流的核心部件。線(xiàn)的材質(zhì)、線(xiàn)徑與設(shè)計(jì)要求有著直接關(guān)系。高純度無(wú)氧銅是最基本的線(xiàn)圈材質(zhì)，純銀線(xiàn)和鍍銀線(xiàn)是一些高檔唱頭的首選，但這未必說(shuō)銅線(xiàn)就不好，好的唱頭是要看綜合設(shè)計(jì)的合理性：當(dāng)然價(jià)格也是一個(gè)因素。不同形式的唱頭對(duì)線(xiàn)圈的要求是不一樣的。動(dòng)磁和動(dòng)鐵唱頭因?yàn)榫€(xiàn)圈為固定安裝結(jié)構(gòu)，線(xiàn)圈可以粗一些，繞組可以多一些；動(dòng)圈唱頭則相反，纏繞在針桿上的線(xiàn)圈不能過(guò)重，要滿(mǎn)足這個(gè)要求，線(xiàn)圈繞組要少，線(xiàn)徑要細(xì)。一般動(dòng)圈唱頭線(xiàn)圈使用的線(xiàn)徑只有0．05毫米，最細(xì)的只有0．02毫米，還不到頭發(fā)直徑的一半。由于動(dòng)圈唱頭的線(xiàn)圈又細(xì)又少，所用的線(xiàn)材的材質(zhì)要求非常高，極低的線(xiàn)阻是首要條件，純銀線(xiàn)和鍍銀線(xiàn)優(yōu)良的導(dǎo)電特性成為動(dòng)圈唱頭線(xiàn)圈的主要選擇。我們知道，動(dòng)圈唱頭的線(xiàn)圈是纏繞在針桿上的，但實(shí)際上并非直接纏繞，線(xiàn)圈需要一個(gè)與針桿連接的骨架．線(xiàn)圈是纏繞在骨架上的。

一個(gè)唱頭的針尖。針桿、懸掛、磁鐵、線(xiàn)圈再完美，如果忽視了引出線(xiàn)和輸出腳，那也將前功盡棄。一般密封式唱頭的線(xiàn)圈引出線(xiàn)就是線(xiàn)圈線(xiàn)頭直接和輸出腳焊接，一些裸式設(shè)計(jì)就要另用一段略粗一些的線(xiàn)來(lái)連接線(xiàn)圈與輸出腳。由于在裸式設(shè)計(jì)中太細(xì)的引出線(xiàn)很容易碰斷，引出線(xiàn)的直徑通常在0．1—0．3毫米之間，材質(zhì)一樣不能馬虎，與線(xiàn)圈應(yīng)該相當(dāng)。輸出腳是唱頭的最后“出口”，高純度無(wú)氧銅、鍍銀和純銀是不同檔次唱頭的選擇。因?yàn)楦鼡Q插拔和防止氧化的需要，輸出腳需要鍍層。鍍金是通常的做法，鍍銠應(yīng)該是比較理想的，只是成本要高一些。

唱頭的殼體既有一定的物理特性又是唱頭整體外觀的主要表現(xiàn)者。唱頭殼體的外觀多姿多彩，造型各異，它體現(xiàn)出廠家的審美理念。我們無(wú)法對(duì)藝術(shù)做絕對(duì)界定與評(píng)判。喜歡什么樣外觀的唱頭殼體，只有自己選擇了。唱頭殼體材料主要有兩大類(lèi)，即金屬和非金屬。金屬的有鋁合金。不銹鋼、金屬鈦、銅等；非金屬有ABS工程塑料、烏木、玻璃鋼、瑪瑙石和翡翠石的，還有一些混合材料的。這些琳瑯滿(mǎn)目的唱頭殼體材料，都與廠家的設(shè)計(jì)有關(guān)，主要是諧振點(diǎn)的設(shè)置，還有唱頭總成的質(zhì)量，這與唱臂的配合有關(guān)。除此以外，唱頭殼體的加工精度尤其重要，唱頭殼體頂部的平整程度對(duì)唱頭方位角和垂直循跡角有直接的影響。(未完待續(xù))