Hi Fi 基礎談 四十九:唱頭篇(二)
過去 40 年,Hi Fi 唱頭由誕生、興盛至沒落,第一代發燒友位位身歷其境。唱針把我們青春刮掉,每天、每小時、每分鐘,慢慢地刮,一去不復返。埋在心中的記憶,又何止三千字?唯今天年青人對此物已絕無感情可言矣。我們則相反。銀碟、CD 機、解碼、音響可以美到無倫,但仍是沒有感情。奈何!
有天,用一隻最新出之光悅“木簽名", 裝在 ET-2/SOTA III 組合上,泵 15 磅氣,唱 10"mono 黑碟凱士特歷克的西貝遼士小提琴協奏曲(Ehrling / 斯德哥爾摩節日樂團)。牙擦蘇聽後大為感動。銀碟小提琴所蘊藏的感情那及 mono 黑碟之 50%!
感情這東西,是 analog 的。
1 秒走 4 英里
話說,唱頭這重 10g 左右的東西,在唱片坑紋裏所要做到的工作,其難度之高,較諸鐳射光束在銀碟表面拾取 0101 的 bitstream 應有過之無不及。
在最低錄音電平狀態,唱片紋(立體聲,後同)的擺動幅度大概大約相等於 1 百萬份之 2 吋。另一方面,在動態最勁最爆棚的時間,唱針的加速率(acceleration)大約相當於一件受地心吸力條件控制正在下跌之物體(一個蘋果或一架失重的 747)加速率之 1 千倍。以 1 千倍於地心吸力的加速率,1 秒鐘已超過 4 英里!又因為唱針的擺動範圍只限於 45º/45º 的90º 角裏面,它的每個擺動週期在技術上其實是以 0 速開始至全速,然後又返回至 0 速的鐘擺物理。電聲學家們對唱頭的物理工作模態之精準奇異,都驚訝不已。科學家們夙夜匪懈、嘔心瀝血的成就,豈止鬼斧神工,簡直不能相信這東西能發出聲波訊號,更遑論立體聲及後期的獨立四聲道了。
一個唱針的針尖,要在扭曲成圓形而圓周永不相同的塑膠片紋裏循上下左右方向作出每秒鐘可高達三萬餘回的擺動,而且,振動之模態要依足片紋的高低起伏做到一百分,更要把左、右聲道的訊號隔離得一清二楚,一切還盡憑機械結構。你說,人類的智慧是否在數碼時代倒退了?
唱針要在一個如此崎嶇的惡劣環境裏做到絕對“貼路", 天下間最超級的跑車都望塵莫及。要針尖貼路,不出軌,唱針必須具有優異的依從性(Compliance)。依從性的單位,是 cu。(1cu=1×10-6cm/dyne)
依從性(即柔順度)愈高的唱針,顯示唱頭貼路性能良好。高度依從性唱針的條件,是針尖和針桿的質重愈輕愈好(理想質重是 0), 和回復性能愈快愈好(高緩衝率)。明眼人一看便知,這兩個基本條件根本就是互相矛盾的極端。唱頭是一個妥協,世上沒有完美的唱頭,原因就由這矛盾開始。
唱針的料子,也是林林總總,基本需求是堅硬、輕質、無諧振。好像被空心的太空金屬管佔了上風。
針尖的物理形狀,初時清一色是圓形。但在進入立體聲時代之後,左右聲道片紋形狀不同,唱針在螺旋形碟紋上循行,正圓形針尖的接觸狀態殊不理想。於是有科學家發明了橢圓形針尖,改善了循跡失真(Tracking Distortion)。
損失部份 拾回一點
當我們開始玩橢圓形"E"針尖時,針尖的料子已清一色(除了下價貨)採用鑽石。E 針的雙半徑尺碼,有多種標準,有的叫做雙拋物線形,它們的作用,都是使唱針在轉急彎時維持緊貼路面情況。不過,橢圓形或正圓形的錐尖,在和唱碟紋接觸時,情況只是錐尖與碟坑的左、右各一點接觸。碟紋震盪訊號所刻在碟坑裏的很多很多東西,只通過針尖的兩個接觸點傳至音圈。真正損失大部份,拾回一點點。科學家們遂發明了形狀不同的針咀,目的只有一個:是要使針咀和碟坑的接觸面由“點"擴展為“線"。構思很簡單,碟紋是個“V"形 90º 坑的橫切面,只要針咀的形狀也削成 V 形 90º,它與碟紋的“線接觸"狀態就最完美了。不過,V 形尖咀的尖端必須修成圓角,以避免觸及碟坑的底部(那是很粗糙的噪音),所以,最靚的“線接觸”針咀形狀,是個呈 90º 的 U 形。
MM 頭與 MC 頭
無堅不摧的鐳射割切磨琢精工科技,可以把鑽石尖咀打磨成一個長而薄的鴨咀 U 形,鴨咀針(英文 Micro-Ridge)是一項高科技產品,壽命特長,因為鴨咀在碟坑上摩擦耗損的過程,只相當於把鴨咀磨短,而鴨咀的咀形卻保持不變。這是黑碟與銀碟交替時期的重要改革。由 80 年代開始,唱頭仍有精緻的改良,但技術方面似乎已到盡頭,再無突破了。
至今,音響質素最高的唱頭,仍然是 MC(動圈)和 MM(動磁)各擅勝場。但一般多數同意,極品唱頭是 MC 天下了。然而,回顧 70 年代,“原子粒”機剛剛起頭,人人認為燈膽就快玩完之時,MC 頭卻並非那麼有前途。
MC 頭的機械結構,把磁鐵固定了,「動」的是音圈,大大地降低了活動部份的質重,理論上頻應範圍、失真、循行能力等等都遠勝於動磁(MM)式。我們把希望寄諸於早期 Ortofon、Grado MC 頭的發燒友,得到的是失望,原因是當日科技配合不上 MC 頭的發展。因為,MC 頭輸出極低,要附加前前級增益器才可以插入一般前級的 Phono 輸入。它的聲源(音圈)阻抗,由 3Ω(或更低)至 100Ω,需要加上 1 個 1:25 至 1:40 的“匹配變壓器”去將 MC 頭的輸出提升至控音器的 Phono 靈敏度電平,而這隻“牛”是最成事不足敗事有餘的東西。當年無法弄得好的主要是哼聲太強,外來及內在的干擾,令到當年的我們束手無策。再加上早期 MC 頭之頻應曲線在 6K 至 8K 之間都有個壓不住的 peak,音色非常非常光輝。實在看不出 MC 頭有甚麼地方好過 MM 頭。於是,發燒友多數認為 MC 頭是捱不下去的東西。
原子粒頭
70 年代,曾經紅極一時、被認為是唱頭新霸主的,是美國 Euphonics 公司兩位工程師 Woods & Grover 合作發明的“原子粒”唱頭。他倆針對着當時唱頭的缺點出發,更在唱臂上落工夫,目的在極力降低唱頭 / 唱臂的質重,使唱針加諸碟上的負荷減至最低。原子粒頭的操作原理和陶瓷體頭十分接近,但幾乎完全沒有後者的缺點。
“原子粒”是兩片附在唱針桿頂端的矽片,體積細至肉眼幾乎看不見,它是唱頭的心臟,比陶瓷片靈敏百多倍,對輕微的壓縮及弛張都有敏銳反應。矽片的靜態阻抗約為 800Ω,在受到針桿的壓 / 張振動時,阻值頓起變化,瞬態極快。電流通過這矽片,便被變動的阻抗調制而產生不同電壓輸出,經放大後,便成為音頻輸出。原則上這種設計頗為完善,可惜當年 Euphonics(Miniconic 唱頭)未徹底將它作為 Hi End 處理。如果每個原子粒頭原裝配搭它本身的電源供應及 EQ,這是可以提供 800mV 強力輸出直插 Aux 端子的高級唱頭。(待續)
原文刊於 1990 年 4 月號《Hi Fi Review》,作者 雷明 先生