国外电唱盘发展动向

唱机问世已有一百多年历史，目前单声道唱片在国外已很少生产，压电陶瓷立体声唱头也已不流行，仅在东南亚一带尚有少量生产。随着对放音质量要求的不断提高，电唱盘的整机指标及音臂、拾音头的技术性能均发展到一个新的水平。本文仅就国外电唱盘各部分的发展动态作一简单介绍。

唱针是拾音头与唱片音槽直接接触并产生振动的组件，它的结构如图1所示由针尖和针杆两部分组成。为了改善唱机的放音性能，降低唱针的磨损，各厂家在唱针部分想了不少办法。

立体声唱片出现后，球形针尖的半径越来越小，已由一般密纹针尖的0.018～0.025mm缩小到0.015mm左右。六十年代初期，曾出现了如图2所示的能明显减小纵向和横向循纹失真的椭圆形针尖，它的纵向断面上的曲率半径（又称大半径）R一般为20μm左右，针尖与唱片音槽接触处A—A＇断面上的曲率半径（又称小半径）r为6～8μm，平时所见椭圆针标注的针尖半径r×R即指该二值。由于小半径r比球形针尖曲率半径小许多，所以椭圆针尖与音槽的接触面积明显减小。经分析证明，在同样2克针压下，曲率半径为17.8μm的球形针尖，与音槽的接触面积为42.19μm\(^{2}\)，其单位压力为49.3dyn／μm2；而8×20μm的椭圆针尖，接触面积只有32.79μm\(^{2}\)，则单位压力可高达42.19dyn／μm2，约增大30％。这样，椭圆针在仅1.5克的针压下，就能获得很好的放唱效果，唱针的磨损可明显减小。

目前各国的针尖材料大多由钻石制成。考虑到钻石结晶体的各向异性，采用了定向加工工艺，以保证针尖工作部分具有最佳的耐磨性。为了改善唱针的循迹性能，针尖后端的杆体截面常做成矩形，但这时唱针必须安装在一个理想位置，否则不仅不起好作用，还会破坏放音效果。

近年来由于激光技术的发展，整体形钻石唱针日益广泛使用，如日本Denon公司的DL—305动圈拾音头中就采用了杆体为0.05×0.1mm的整体超椭圆形钻石唱针尖。

为了使针杆部分增加刚性，降低有效质量，以提高谐振频率，使其远离声频范围，并考虑到传输瞬态信息的要求，杆体不再采用铝合金，而是采用了钛合金，铍合金、炭素纤维树脂或非晶体状的硼管等材料，近年来甚至出现了以宝石、钻石为材料的杆体。如丹麦Bang Aad oluftn公司的MMC20CL动铁拾音头中的单晶宝石针杆，据称刚性比铍增加21％，传递音速二倍于铝针杆。又如日本Dynavector公司的DV／Karat动圈拾音头采用了仅2.5mm长的钻石针杆（通常针杆为5～7mm），谐振频率高达50千赫，远离了声频区。这样可省去为抑制高频谐振峰而设的阻尼橡胶，并可免除由于老化、湿度影响引起的毛病。

随着技术的发展，出现了许多类型的拾音头，有压电型（包括晶体和压电陶瓷两种）、电磁型（包括动圈、动磁、动铁型）、电容型、半导体型、光电型及驻极体型等。目前在国外发展起来的主要是电磁型，其中以动铁型较普及。近几年来在拾音头技术上有如下特点：

1．内部振动系统的有效质量日趋减轻。随着唱片录音技术的发展，信号动态范围日益扩大，唱片音槽中录音的振幅、振速及加速度都迅速提高，拾音头振动系统的惯性力就很容易造成音槽变形、过度磨损和唱针跳槽，因此必须设法降低包括针尖、针杆在内的拾音头振动系统的有效质量。如日本“台奥”公司的DL—303型动圈拾音头振动系统转换到针尖的有效质量仅0.18mg。

2．拾音头上附有除静电及稳定装置。考虑到唱片翘曲对超低频（低于10赫）循迹性能的影响，同时也为了更好地除尘和免除唱片对拾音器的附加静电吸力，保持正常的针压，shure V15—Ⅳ型、stanon881S型等拾音头均在唱针尖前端装有极细微的石墨丝束（通过音臂接地），而V15—Ⅳ型又把它安装在具有粘性阻尼轴承的支架上，以便随时探测唱针前方音槽的上下波动情况，并自动调整拾音头使其处于最佳的相对位置。据称，这种结构能改善其对唱片的跟随性，特别能明显提高出现唱片翘曲时的循迹性能，图3为该拾音头的外型。

3．换针的方便性。唱针用到一定时间后就需更换，因此拾音头能否由用户自行换针，已列为必须阐明的性能之一。有些拾音头能把联于针杆上的橡胶件一起更换，这就可同时解决由于橡胶老化而引起的质量问题。

4．垂直循迹角逐步统一。所谓“垂直循迹角”，即指图4所示的φ角，它是唱针尖与振动系统支点的连线同唱片表面之间的夹角。随着立体声拾音头技术水平的提高，对垂直循迹误差（即该拾音头垂直循迹角与唱片音槽实际存在的调制倾角之间的差异引起的误差）会引起明显失真逐渐被人们认识。由该误差引起的立体声拾音头纵向互调失真率，比水平循迹误差（即唱针振动轴线与音槽切线之间存在一个夹角引起的误差）引起的横向互调失真率通常要大十倍以上，而且发现只有一个最佳垂直循迹角值，偏离该值到一定程度，失真就明显增大。最近IEC已在581—3号文件中明确规定拾音头垂直循迹角为20°±5°，为此，高级的音臂支座常制成高度可调形式，一些能自动换唱片的电唱盘则设置了音臂支座升降装置。

5．对瞬态特性提出要求。瞬态信息是在立体声节目中确定各种乐器的声响和所在位置的重要因素，因此拾音头应具备能准确地反映在不同频率下的瞬态脉冲的能力。美国Micro－Acoustics公司生产的2002—e型拾音头，由于采用了直接耦合的驻极体，所以唱针在音槽中拾取的瞬态振动信息，不需要再通过传动件，而是直接到达换能部分转换成电压信号后输出，这样就使拾音头获得了良好的瞬态特性。

音臂不仅是一个单纯支撑拾音头的部件，在频响、串音、内侧力平衡（由于唱针与音槽磨擦会产生一个指向唱片中心的力，称为内侧力）、循迹误差（水平和垂直方向）等方面都有举足轻重的作用。因此，近年来在音臂设计上有如下动向：

1．音臂平衡锤处具有抗谐振的弹性偶合器结构，用来消除中音频部分的谐振峰，使频响、串音等指标明显改善。如shure公司的SME3009Ⅱ型单件音臂、西德Dual公司CS741Q型唱盘的附属音臂等均具有该功能。

2．音臂日益轻量化，以防止音臂谐振频率与唱片翘曲频率谐振。所谓唱片翘曲频率，指唱片转动时，经过一固定点时每秒出现的翘曲次数。由于翘曲频率通常低于10赫，而拾音头为适合高保真度放音需要，顺性（用字母C代表）日益提高，由谐振频率的计算公式f\(_{o}\)=12π\(\sqrt{mc}\)（式中m为音臂等效质量）可知，为防止音臂系统与唱片翘曲频率谐振，当C提高的，就应使m减小。因此近年来音臂除选用轻质、高强度材料外，为了减小质量分布，常采用直线型外型。如瑞士Thorens音臂、西德Dual音臂就是这方面的典型。

3．高精度的支承。针压越轻，就要求更高的音臂支承灵敏度。目前在国际市场上出现的有刀口型、万向支架型、球型以及类似钟表机构的钻石点支承等，如图5所示。

4．为了使水平循迹误差为零，近年来大量出现了作伺服直线运动的音臂，这种音臂不用一般的机械传动方式（如传动带或蜗杆等），而是采用了种种高质量传动系统，尽量降低机电噪声和提高传动精度。图6所示为日本Pioneer公司PL－LI电唱盘中采用的非接触式直线运动伺服马达原理图，音臂座与该马达的运动部分——可动磁铁相连。简单工作原理是：唱针尖尽管不与唱片直接接触，但要求应能可靠、准确地循迹，不能偏离音槽。为了达到此目的，先由非接触式的光电传感器将针尖偏离正确位置时的位移值转化为电压信号，再经放大电路达到电压——电流变换，然后将这个电流信号按图6所示通入到固定线圈中，电流I\(_{1}\)、I2的大小及方向改变时，线圈所产生的磁场强弱及方向也改变，这个磁场与可动磁铁的磁场相互作用，就能使可动磁铁带动音臂回到正确的循迹位置。

这种运动方式由于无机械接触，因此放唱过程极为平稳，机械噪声明显降低。又如Dennesen公司设计的ABLF－1音臂中，采用了一种磨擦极小的空气支承，使音臂在放唱过程中能自由地随槽纹运动，当然这要要求运动部分具有极高的灵敏度。

从伺服控制机构来说，也由机械、液压等发展到广泛采用光学系统，如Revox公司的Linatrak音臂系统就有一个复杂的发光二极管组件，通过积分线路的反馈信号来控制马达运转。近年来又出现了能在垂直位置进行直线循迹，并能自动进行两面放唱的电唱盘，放完一面唱片后，唱片反面的音臂和拾音头又自动启动开始另一面的放唱。这种革新对发展收、录、唱组合机无疑是一种新的尝试。

1．由一般感应电动机、磁滞同步电动机发展到应用无刷直流伺服霍尔电动机，转矩大而无脉冲现象，且不会引起机电噪声。近年来又出现了直接驱动唱盘的石英晶体鉴频锁相电动机，其原理是将电动机转速与石英晶体产生的频率相比较，并通过锁相电路反馈校正转速，它的优点是不受线路电压及转盘负载等因素的影响。

2．与直接驱动型电唱盘共存的多数是带型传动。由于传动带是挠性体，能很好地吸收振动能量，改善转盘噪声和抖动现象，近年来带传动的发展快于靠轮传动。

3．在转盘结构上，除通常用惯性较大的重转盘以保持稳定转速的传统方法以外，还出现了结构上更合理的双重转盘结构，图7是日本デンォン公司的DP——80型转盘，唱片置于其上半部，而电动机轴（直接驱动）联于其下半部，二者之间用六个特殊海绵的阻尼块和三个均布的扳簧相联。据称在隔振上获得了良好效果。

另一种方案是选用轻型转盘，由电动机驱动线路中的电模拟来获得低抖晃度的假想重质量，如西德EMT950型直接驱动型电唱盘就属于这一类。

基于大功率、高保真度的放唱要求，声反馈问题日益引起重视，除了在机壳下设有良好的减振器外，对壳体材料也提出了更高的要求。希望用声传导阻尼大的“绝缘材料”制成。日本デンォニ公司的DK—300型机壳选用了在6000吨高压下加热压制成的60mm合成树脂层压板，据称对防止声反馈效果很理想。

唱盘垫的研究也逐步开展，发现材料、硬度不同时对唱片放音的音质和临场感有明显差异。作为理想的振动阻尼材料（唱盘垫具有吸收有害振动的作用），已经跳出橡胶的范围，如用硅橡胶注入多孔的氧化铝结晶体、涂有硬质阻尼层的玻璃和特殊金属等制成的唱盘垫，都具有显著的减振作用。

与特殊唱盘垫配合使用的各种“唱片稳定器”也纷纷出现，这种稳定器实际上是一个压重器，使用时将其放在唱片中心或边缘处，可以改善唱片的翅曲，防止唱片相对转盘打滑，消除共振和增加转动惯量。据称对提高放音音质有明显效果。

目前国外数字式声频技术已广泛用于唱片领域，发展很快。各种制式（如机械式、电容式、激光式）的唱片和唱机，在八十年代将有更大的进展。有人估计，数字式声频唱片的普及可望在八十年代实现。当然机械模拟式唱片（即通常的唱片）在市场上仍将占有主导地位。在传动系统方面直接驱动和带传动将共同发展，而靠轮传动仍将保留应用。直线循迹音臂的推广，是解决水平循迹误差的最理想的途径，发展很快，估计在高档唱机中将占更大比重。激光技术及其它新技术的发展，将会大大促进拾音头，特别是其振动系统（包括针尖，针杆等）的研究，使其结构及性能进一步改善。过去由于工艺原因而受到限制发展的动圈式电磁唱头在高档唱机中将会使用越来越多。

有的人问：随着盒式磁带的发展，唱片会不会被盒带取代？我们认为不会。经过二十年左右的实践证明，唱片、盒带已成为相互补充、共同发展的两个方面。唱片有着高保真的特点，如频响为20～20000赫±2dB，失真度为1～2％，信噪比在60dB以上，其指标明显优于盒带。国外不少电台以唱片作为直播声源，家庭音乐欣赏也以放唱片为主。盒带则以使用简便、体积小、可反复自录节目等优点受到人们欢迎。从提高放音质量出发，今后唱片和盒带都将得到不断改进。（中国唱片厂 钱祥）