音樂與音響

黑膠好聽？還是 CD 好聽？

在一位想要移民的人面前，比較移民前後之差異，比較到最後，結論往往是：『台灣還是比較適合我』。

原因是『新生活不敵舊習慣』。

所以大多數人傾向於『定居台灣，出國旅遊』。因此，在『想要入門黑膠』的數位樂友面前，比較黑膠與 CD 之間的差異，其實是很冒險的。

現場好聽？還是黑膠好聽？（轉載自『古典音樂第八集（1992年10月號）：音樂廳音響與世界著名音樂廳介紹（中）作者：曹永坤』）

波士頓交響樂廳中音域500至1000赫茲的滿席殘響是1.8秒，低頻125至500赫茲是2.1秒，低音的解析力分離度很好；高頻華麗，擴散性良好，不會有任何刺耳的感覺。我在波士頓所聽的節目是湯瑪士（Michael Tilson Thomas，目前任 LSO 倫敦交響樂團指揮）所演艾伍士（Ives）的交響曲＜假日 Holiday＞。由於作品的前衛性，在該廳所發生的音響顯得格外清晰，樂器的定位有似在聽高傳真的身歷聲唱片。

這話說起來有點顛倒，好的錄音應該像在現場聽的臨場感及定位感；但是聽過很多不同音樂廳的音樂會常客（Concert-goer）就會發現，有些舞台太寬的音樂廳，因上期所述的雙耳相關係數值較高（越接近 1 者），音像的定位不像唱片的錄音工程，藉左右音量的控制，可以將音像在任意位置定位，產生打乒乓球般的音像定位那麼清楚。

這一點波士頓交響樂廳的音像定位感是超群的，因此波士頓音樂廳錄製的由費德勒（A. Fiedler）指揮波士頓流行樂團（Boston Pops）的唱片，張張都成為暢銷片的原因，即在於該廳鮮明的音色感。



以前美國 RCA 在該廳錄製了不少名唱片，包括孟許指揮波士頓交響樂團錄製的白遼士＜幻想交響曲＞（下圖左）、＜安魂曲＞，台灣愛樂者不很熟悉的萊因斯朵夫（E. Leinsdorf）指揮的馬勒第一號交響曲（下圖右）等，都可以聽出該廳的音響特性。



以下攝自 Eric Schulz：Karajan - The Second Life 卡拉揚: 第二個生命 (紀錄片)

卡拉揚：只管說出有哪個音樂廳裡，有四個人聽得一樣？在某個座位可以，在另一個則可怕至極！



由輕而重

阿巴多指揮柏林愛樂演奏布拉姆斯第一號交響曲第三樂章，在弦樂組齊奏前，有一小段由輕而重的弦樂撥奏。

這個撥奏將木管與弦樂串連，對於流暢度而言，扮演重要的關鍵：聽不出輕重撥奏的錄音，在不知情之下，音樂也就溜過去了；不過當撥奏由輕而重做出表情，銜接弦樂齊奏，心情也因為跟著上揚，而出現起伏，這個現象，就是聆聽的核心價值之一。

唱針與唱片的關係（摘錄自音樂與音響第五期：1973.11.出版）

唱針與（黑膠）唱片的接觸必須要十分良好，否則在很短時間內，唱片的溝槽會受到損傷，而失去了原有的效果。大家明白鑽石（唱針尖）是地球上最硬的物質，而唱片只是普通塑膠製成的。以一個最簡單的比喻來說，唱針和唱片兩者之間的接觸，就好像是一根針在一碗果凍的表面上滑動，要唱片不受損壞，必須費很大的工夫。

（黑膠）唱片的溝槽可以產生一萬五千赫的高音，因此，唱針是以每秒一萬五千次的方向變換，很柔和地在唱片溝槽中移動著。為了不損壞唱片，唱臂支撐唱頭必須合乎以下幾點要求：

一：唱臂的平衡必須要很精確。
二：施於唱針上的壓力必須合乎唱針順應性要求。
三：立體唱片溝槽兩壁所受的壓力必須要相等。不過，由於（唱片內圈）已經有了防止內滑（anti-skating）的裝置，所以有人並不同意這一點的重要性。

在（黑膠）唱片的播放過程中，有一個觀念需要明瞭；就是唱片螺旋狀溝槽外壁的力量，牽引著唱臂導入唱片的溝槽，唱完後又將唱臂導出。那麼，是什麼因素會阻止唱臂向內運動？這是由於唱臂樞軸上，軸承的摩擦力（抗滑）所造成。前面說過唱針僅受到一克的力在溝槽中滑動，所以軸承不能有太大的摩擦力，否則會使溝槽的循軌力不平衡，而造成偶而的跳溝現象，嚴重時將使唱片溝槽造成永久無法復原的損傷。

唱頭的研究：關於原理、使用，和如何去選擇（陳榮祥譔／摘錄自音樂與音響第六期：1973.12.出版）

誰不願意欣賞唱片裡面優美的旋律？但有誰注意到唱臂端蓋下若隱若現的唱頭呢？負責傳遞音訊的唱頭在機械構造限制之下，品質隨著製造技術千變萬化。五花八門優劣懸殊的類型，究竟應該如何鑑別？如何選擇？如何使用？無一不在考驗著音響愛好者。要想享受 Hi-Fi 音響，對這個維妙維肖的轉能關鍵，怎能置之不顧？

面臨考驗的傳統技術

音響系統器材中，體積最小的獨立機件，首推唱頭（Phono Cartridge）。在唱臂末端的護蓋下，便是唱頭安裝的地方，由於位置隱蔽，往往難得窺見其全貌。儘管外形如此渺小，唱頭所司掌的任務，卻非常重大。將唱片上高度複雜而又細微精密的音槽訊號，轉變為電氣的音頻電壓，就是唱頭的使命。唱頭的底部，是一根唱針，唱針的尖端鑲有一顆鑽石尖頭。為了順利達成傳遞音訊的目的，鑽石尖頭必須隨時隨地與唱片音槽保持緊密接觸，不可稍有脫空或擦傷音槽的現象發生。因此，鑽石尖頭必然要具備高速轉向的能力，通常每秒鐘可能要變換方位至 15,000 次左右，唱針在音槽裡循行時，其擺動的幅度均在 0.002 吋（2 密爾）以下，一般小於此數甚多。同時，在靠近唱片中心的內圈時，唱針描行一吋音槽長度所擺動的次數，對每分鐘 33 又 1/3 轉的唱片而言，竟然高達 2,000 次之多。

唱針加在唱片上的力量，稱為針壓。標準的針壓約在 1 至 3 克範圍內，這個力量雖然很小，但由於鑽石尖頭與唱片音槽壁接觸的表面，通常呈圓形或橢圓形，其面積遠較鑽石尖頭的截面為小，後者的曲率半徑往往小於 0.001 吋，因此，施於音槽壁的壓力，其數值之驚人，常高達每平方吋數百甚至於數千磅。如此巨大的壓力，以及唱針與音槽摩擦引起的極高熱，很容易把塑膠質料的唱片磨壞，最後甚至連鑽石尖頭本身也會遭受磨損。

兩種基本類型

有許多已經在使用的方法，可以把唱片音槽所加於唱針的振動，轉變為電氣訊號。這些方法依其基本性質可以分為兩種類型：『振幅反應型』（Amplitude-Responding Type）與『速度反應型』（Velocity-Responding Type）兩種系統。嚴格地說，根據振幅反應方式設計的唱頭，其輸出的電壓與唱針在音槽裡擺動的位移成正比，而與唱片訊號的頻率無關。振幅反應型的唱頭有壓電式的（Piezoelectric Type），即利用一塊晶體或陶瓷受唱針振動的壓擠而產生電壓；此外也有應變式（Strain Gauge Type），係用唱針的振動來改變半導體的電阻；有電容式（Capacitance Pickup），利用唱針的振動改變電容器裡兩塊金屬板的距離；以及光電子式（Light Beam Modulation Pickup），把唱針的振動連接一塊遮光板，以便控制射到一對光電池的光量。

『速度反應型』唱頭，是根據磁通量變化原理設計的。這類唱頭無需外加的電能來操作，它本身就像一個袖珍型的發電機，利用唱片音槽給予唱針的振動來產生訊號電能，這種方式有如水力發電廠利用沖水的力量，轉動透平機再帶動發電機產生電力一樣。唱頭裡面裝有一個線圈，當有磁力線通過線圈中心時，線圈的導線上就會產生電流，這電流的多寡與磁力線的數量成正比。唱針振動的速度就是改變磁力線數量的動力，隨著唱針速度的快慢，產生不同大小數值的輸出電壓。由於唱針速度是音槽頻率與振幅乘積的函數，當振幅為定值時，唱針速度即與音槽頻率成比例，換言之，即唱頭輸出的電壓隨著音槽訊號頻率成直線變化，因而不難了解，為何稱這種唱頭為『速度反應型』的唱頭了。

根據上述原理，電磁唱頭可以用很多方式製造出來。譬如說，利用唱針的振動來移動或轉動放置在固定磁場的細小線圈，即所謂動圈式唱頭（Moving Coil Cartridge：MC 唱針）；在磁鐵與線圈均為固定的唱頭盒裡，去變化鐵蕊位置，以改變磁力線的分佈量，叫做可變電抗唱頭（Variable-Reluctance Cartridge）或動蕊式唱頭（Moving Iron Cartridge：MI 唱針）；也有把已經感應帶磁的鐵條，在線圈兩極間移動，或乾脆去振動一塊小磁鐵，以便獲得唱頭輸出，此種稱為動磁式唱頭（Moving Magnetic Cartridge：MM 唱針）。

就理論上分析，到底哪一種磁通量變化式的唱頭最好，實在是一個難以答覆的問題。就目前最進步的唱頭技術而論，經驗常常顯示，唱頭的品質，與設計觀念的如何實際應用，關係最為密切，至於設計觀念本身，則無關緊要。用另一種方式說，兩個不同的唱頭，可能根據相同的磁通量原理製造而成，但其中一個也許性能甚佳，而另外一個則庸劣無比。從純製造技術觀點看，這種結果並不是意味著設計觀念常是完美無瑕，或多或少總會有缺陷存在。事實上，倘若有兩個性能完全一樣美好的唱頭，則無須外加電力，輸出電壓毫不遜色，而且不必經常麻煩製造廠家更換唱針的唱頭，必然是設計較佳的。

立體分離度

立體聲唱片音槽壁的每一邊，代表一條聲道，負責使唱針在與它成垂直的方向，即與唱片表面成 45 度的方向上移動。由於音槽是由兩面相交 90 度的槽壁構成，唱針就在這兩條互成直角的軸上振動，如下圖１所示。這些振動分別傳遞到唱頭內兩個獨立的接收系統，然後個別產生電氣訊號。當然，唱針並不完全限制在左聲道或右聲道的音槽軸上振動，而是依照立體聲混合的程度，在兩軸之間任意轉動。立體唱頭每聲道不受另一聲道影響的輸出，稱為立體分離度（Stereo Separation），與唱頭內固定機件及可動機件的幾何形狀有關。大多數的唱頭僅用一個磁鐵供給所需的全部磁力線，再用小塊的極性鐵條，把磁力線分配到兩個線圈去。但有少數的幾種唱頭，卻有兩個磁鐵分別操作兩個聲道，當然，這兩種設計方式，對立體分離度的效果是有明顯差異的。



描跡與循軌力

上段提過，設計問題以及多數顯著的唱頭改進方法，與所採用的操作原理關係較微，而受唱頭系統內可動機件因素影響較大。這些因素最大的作用在於控制唱針與唱片接觸的情形，在這方面，有兩個不同意義的名詞，可以用來說明唱針與唱片之間的微妙關係，即描跡（Tracing）與循軌（Tracking），這兩個名詞由於字面上的相似，常被人混為一談。描跡係指唱針與音槽間的幾何關係，即唱針沿音槽行走時，與音槽壁接觸是否緊密有無脫空等情形。通常醋酸質料的唱片母版，是用一種特製Ｖ字形紅寶石唱針刻製的，這種刻針鋒利無比，能把尖銳變化的輪廓確實刻劃出來。但是放音的唱針，就沒有如此精細，它的尖端呈圓形，其曲率半徑遠較刻針為大。很明顯的，使用這種唱針無法精確地描行音槽的軌跡，結果產生不可避免的描跡失真，如圖２與圖３所示。





為了減少描跡失真，曾經有人使用 0.5 密爾的錐形鑽石尖頭，代替 0.7 密爾的針尖（1 密爾等於千分之一吋），目的在於使用較細的尖頭容易追描音槽的每一細節。然而，其結果卻使接觸面的壓力增大，急速增加唱片與唱針的磨損。同時，在某些情況下，唱針過度伸入音槽內，與音槽底部碰觸，造成所謂『觸底』現象，引起雜音與失真。另一種較受人歡迎的方法，也是目前高品質唱頭廣泛採用的雙半徑唱針，即所謂橢圓形唱針，鑽石尖頭的截面呈橢圓形，與音槽接觸的半徑僅有 0.2 密爾，但與音槽垂直方向的半徑，卻有 0.7 至 0.9 密爾，可以免除『觸底』的憂慮。

循軌是指放音唱針與音槽保持接觸的能力，就設計而言，它包括移動質量（Moving Mass）與唱針順服性（Compliance）兩方面的問題。由於設法減少唱片與唱針的磨損，一再將針壓降低，結果使得唱頭唱臂系統近於漂浮狀態，為了維持唱針能順利接收音槽加予的垂直振動，唱針系統必須具備良好彈性，即所謂富有優良的順服性。順服性欠佳的剛硬唱頭將使整根唱臂引起震動，因而損壞音槽，同時也失掉雄偉的低頻。高音量低頻率的音槽訊號，最易迫使順服性不良的唱針跳槽，所以，在播放此類唱片時，必定要選用高順服性的唱頭。

機械振動系統

不幸地，太高的順服性也會惹出麻煩，原因是唱臂質量的交錯影響。唱針順服性與唱臂唱頭質量系統構成一組低頻共振體系，在這個低頻共振點上，整個系統極易發生振動。倘若共振的頻率是 20 赫或稍高一些，播放低頻率曲目的唱片時，循軌力不免會受到影響。同時，『音響囘輸』的問題也隨著越發嚴重。倘若共振頻率低於 5 或 6 赫，正常的唱片彎翹都會導致不良循軌（Mistracking），嚴重時甚至會跳槽。最佳的低頻共振頻率，一般公認為 7 至 15 赫，因此，唱臂唱頭質量與唱針循軌力必須妥善安排，務使達成這個目標。

獲得優良循軌力的第二要件是與高頻有關。雖然此時音槽的振幅也許不大，但唱針的速度與加速度卻其高無比。在這個頻率範圍內，最具影響力的因素是唱針系統的有效移動質量，通常高品質唱頭的標準質量約一毫克或更少。質量雖然如此輕微，但由於每秒鐘內須變換方向數千次以上，音槽壁因而產生很大 的動力作用在唱針上。

如同低頻一樣，此時仍然存在一個共振問題，但這次則為唱頭移動質量與塑膠質料唱片彈性間的共振關係。當高頻共振發生於音頻範圍的上部時（約 10,000 至 15,000 赫），它將引起許多極其不良的效果：瞬間響應大為退化、立體分離度異乎常態、唱片音槽將被唱針的不良循軌永久損壞，同時，唱頭頻率響應在高於共振點的部份亦將急速衰退。

唱片材料的性質，既非唱頭設計者，亦非唱頭使用者所能控制。因此，唱頭設計者有充分理由把唱針唱片的共振點選擇在音頻範圍以上。目前唱片製造公司為了配合這種需要，也正致力於硬質塑膠唱片的研究，但在成功之前，唱頭設計者仍然必須將唱針的質量保持越輕越好，選用細微的鑽石尖頭鑲在輕羽如毛的針桿上。可是這種做法，不僅製造費昂貴（因為需要特殊材料與精密的裝配步驟），而且此種裝在唱頭前端的低質量移動系統，與具有重達三克的唱頭及較高容許針壓的唱針相較，則顯得脆弱多了。

唱針速度與過荷

唱頭的循軌力可用最大唱針速度（Max Record Velocity）來表示。唱針速度（每秒公分）在定值針壓下，是唱片頻率的函數。從頻率譜的一端，選擇設計較佳循軌力的唱頭，將使另一端發生不適應的現象。最佳設計必須考慮到在所有頻率範圍內，市售唱片最易發生的唱針速度與振福。圖４是市售唱片中，取樣試驗所獲得的結果。



就實際意義講，當唱頭遭遇超過容許循軌力的唱針速度時，稱為『過荷』，如同擴大機或揚聲器被過強的訊號推動而發生失真的情形一樣。然而，與擴大機或揚聲器不盡相同之處，是唱頭過荷引起的失真，不能單靠旋小音量控制鈕來減輕。唱頭應該有足夠的能力，以對付刻劃在唱片裡的所有速度範圍，但在很多情況下，有些速度仍然超出高級唱頭的循軌力。也許大家都曾聽過一些由於不良循軌所發出的聲音，例如大鍵琴、響鈴等破碎的嘶嘶聲。假如閣下想立即品嘗不良循軌的聲音，只需將唱頭針壓按廠家額定最低數字降低半克，便可如願以償。此時發自高唱針速度的唱片的斷續與破裂聲，將清晰而宏亮。但在另一方面，增加些許針壓往往可以改善唱頭的循軌力，只是由於垂直重量增加的結果，使唱針逐漸陷入唱頭殼體內。倘若已經使用了唱頭最大容許針壓之後，不良循軌的現象仍繼續發生，則唯一補救的方法是更換較佳循軌力的唱頭。

垂直循軌角

此外，尚有一項唱針與音槽間的幾何關係，即所謂垂直循軌角（Vertical Tracking Angle）。參看圖５，此角係由垂直線ＡＢ與刻針刻劃唱片母版的實際切割線ＣＤ所構成。依照唱片工業標準的規定，此角度為 15 度。放音唱針的圓弧線（點線ＥＤ）應該越接近ＣＤ線越好，否則容易產生失真訊號，是不難想見的。然而在實際製造時，此點並非絕對重要，因為即使是優良唱頭，偏差幾度亦是屢見不鮮的事。而在播唱時，似乎也沒有明顯的失真出現。根據音響工業的報導，德國工業協會（DIN）最近將採用 20 度垂直循軌角的標準，其他國家將擇善適從。

一個值得注意的問題，特別是具有高度順服性唱針的組合，是唱頭殼體與唱片表面互相碰觸的可能性，尤其在播放彎翹唱片時更為顯然。這種可能性概括而言是唱頭殼體形狀、針桿角度以及唱臂設計的函數。