电唱机的驱动方式有轮缘式驱动方式(图1)、过桥轮驱动方式(图2)、皮带驱动方式(图3)和电机直接驱动方式(图4),而电机直接驱动方式又分为电子稳速驱动方式和石英直驱方式。从技术的含量来看,石英直驱的方式最为先进,但就重播音乐的效果来看,皮带传动和石英直驱的两类电唱盘,各有千秋,均有很成功的产品和大量用户。




轮缘驱动方式是电唱机最简单、又最原始的驱动方式。我国早期的78转电唱机,就采用这种结构形式。轮缘驱动方式的优点是结构简单、造价低廉,但由于稳速特性差,传动噪声大,而且不能变速,后来基本上被淘汰了。
过桥轮驱动方式是将唱盘的边缘与电机主轴之间拉开一定的距离。在电机与唱机边缘之间加入一个橡胶质的过桥轮。通过过桥轮的摩擦作用,将电动机的转动传递给唱盘进行转动。
四速唱机是可以播放16 2/3转、33 1/3转、45转和78转不同转速唱片的唱机,是在电动机的主轴上,套上一个由4个阶梯状、不同直径塔轮的过桥轮式唱机(图5)。在播放不同转速的唱片时,只要调整过桥轮的高低位置,使它处于塔轮相应的直径上,就可以产生相对应的转速。

过桥轮传动式的唱机,仍属于廉价唱机。由于它的转动噪声大,稳速性能差,基本上只应用于单声道唱机的时代。
皮带传动方式的电唱机,是一种涵盖了从低档到最高档整个唱机领域里的驱动方式。绝大多数的皮带驱动式电唱机,采用一根特制的扁橡胶圈把电机主轴和唱片托盘相连接,通过皮带的传动作用,带动唱盘转动。皮带传动的电唱机结构非常简单,但使用效果却不差。
皮带传动的电唱机的变速机构有两种方式。比较廉价的一种是靠主轴上的塔轮进行变速的。改变皮带在塔轮上大直径和小直径的部位,就可以分别得到331/ 3和45转的转速。比较高档一些的皮带传动电唱机,也有采用电动机调速、稳速结构的。皮带传动的电唱机,其主要优点是结构简单、造价低。在播放唱片的过程中,由于橡胶传动皮带的作用,可以有效吸收主导电机在运转过程中产生的震动噪声,所以皮带传动的电唱机比起轮缘驱动式和过桥式电唱机的本底转动噪声、唱盘自身的隆隆声要小得多。但皮带传动电唱机,也有它的致命伤,这就是橡胶扁皮带的使用寿命有限。
由于唱机的生产厂家、规格、型号的尺寸差异很大,所以多数的唱机皮带,没有互换性。这对于用户来讲,是一个很不方便的问题。由于传动皮带的老化、松驰,会导致唱机的转速不稳、偏低、丢转甚至不能正常使用,所以皮带传动式的电唱机二手的利用率与价值一般都很低。
电机直接驱动方式的电唱机,是由低速电动机和相应的机械结构组成的。低速电机的主轴就是电唱盘的主轴,唱片托盘就直接套接在电机的主轴之上。电视的转速就是唱盘的转速。在传动与转动的过程中,没有额外的传动组件,因此也就没有附加的转速误差。为了保证唱盘具有足够的旋转力量(转动力距),还要保证旋转速度的稳定。电机直驱唱机的电动机,均采用多极电机的工作方式,用以产生足够大的转动力距。在直接驱动的电机电路中,均接入转速检测电路和相应的稳速电路。稳速电路分为两类,一类是电子稳速唱机;另一类是石英稳速唱机。
电子稳速唱机通过相应的测速电路,检测唱机空载和有唱片的加载状态,并自动地通过电机的供电电路调整电机的输入功率,用以改变唱机的转速,以符合唱片的转速要求。
由于电子稳速机构自身存在着检测速度与调整速度较慢、速度精度较低等问题,仍然满足不了最高质量播放的要求。为此,石英稳速电唱机应运而生。
石英直驱电唱机的基本工作原理是,根据已设定好的唱机转速和直驱电机的极数来计算出驱动电机所需要的工作频率和输入功率。为了提高输入功率电脉冲的精度,采用石英晶体作为电脉冲的参考频率,并以此频率作为基准进行多次的分频就可以达到高精度的低频脉冲频率。在常规的石英稳频电路中,石英晶体的频率一般都在1MHz以上,所以石英直驱电唱机的转速误差,均在万分之一以下,几乎可以忽略不计。这也就是石英直驱唱机的最大可取之处。
当然,和直驱电机相配合的是需要有足够大又足够重的唱盘配合使用,才能有效克服由于电脉冲造成的高频率的速度不稳定的跳动,达到一个最佳的播放效果。因此,有些人在选购直驱型的电唱机时,把唱机重量作为一个参考点是有道理的,但最关键的还是直接看看唱盘的直径和重量。优质的直驱唱机,唱盘的直径均不小于300mm,重量均在1kg以上;有些高档的直驱唱机,其唱盘的直径可以达到500mm以上,仅一个唱盘就重达几十千克。当然这仅仅是在极少数的、象征型的产品中得以实现。
在唱机中,最重要的有两部分:一部分是唱盘——转动部分;而另一部分就是唱头和唱臂——拾音、还音的部分。
机械式拾音方式,是将一个机械式振膜与唱针相连接,通过唱针去直接拾取唱片槽纹中的音频振动信号,再经过扩声筒放大成人耳直接可听的音频信号(图6)。这是一种最原始、最直接的声音记录与重播放式。使用这种方式所能得到的重播声音是低质量的,软件的使用寿命也很短。机械拾音方式基本上只应用于手摇唱机时代。

在电子式唱头中,又分为两类:一类是晶体唱头;另一类是电磁式唱头。晶体式唱头的工作原理是建立在某些晶体的电/变形效应上的。
作为晶体唱头的主体,常用的只有锆钛酸铅晶体和压电陶瓷晶体二种。由于锆钛酸铅晶体的湿度稳定性差,遇潮之后容易变形、变质,到了晶体唱头的晚年,基本上被淘汰了。压电陶瓷晶体是一种价格便宜、化学和机械稳定性好的压电晶体。在压电陶瓷的两条导线加上音频电压,它会随音频电压的变化而产生相应的振动,发出声音。反之把压电陶瓷通过橡胶传动片与唱针相连接,当唱针在唱片槽纹中振动而引起压电陶瓷片变形时,压电陶瓷片会输出相应的音频电压信号(图7)。晶体唱头属于永久性的中低档唱头,一般都配有人造宝石的粗纹和密纹两根唱针。

晶体唱头的重播技术指标很一般。早期的单声道晶体唱头的放音频响为100Hz至6kHz。到了晚期,个别的品牌、型号进入立体声唱头后,频响可以做到70Hz至l0kHz。晶体唱头属于高电压输出的唱头,输出电压一般可达到几百毫伏至10V,但输出电阻很高。电唱机进入高级阶段(立体声阶段)以后,唱头的主要形式为电磁式唱头。电磁式唱头分为动磁式(MM)和动圈式(MC)两大类,其基本工作原理都是建立在磁电转换的基础之上的。
动磁唱头(图8)的工作原理是一根由唱针、针杆连接起来的恒磁性材料棒在唱片音槽和唱针的带动下,产生相应地运动。在棒状磁体的周围,有左、右声道的输出信号检出线圈,由于切割磁力线的作用,产生出相对应的音频电流。动磁唱头的运动部分非常轻巧,因此动磁唱头的频响与瞬态特性非常好。高档的动磁唱头,其频响已可达到5Hz至50kHz。动磁唱头属于中等输出的唱头,输出电压一般在l~5mV。

动圈唱头(图9)的工作原理是在一支由唱针带动的针杆上,绕有左右两个声道的输出线圈。在线圈的外部包围着一个由恒磁性材料制成的磁隙。当唱针在唱片音槽里运动时,针杆上绕制的线圈就切割磁力线,产生相应的音频电流。

由于线圈是绕制在唱针针杆上的,不能绕出足够的圈数,所以动圈式唱头均属于低输出类型。一般的动圈唱头的输出电压均在0.lmv左右,晚期有些高输出的动圈唱头,输出电压也仅能达到lmV左右。为了使唱头能正常地播放每一张唱片,唱头就必须和唱臂相连接,才能在工作状态下,和唱片保持良好地接触状态。唱臂的作用是使唱头能够在唱片槽纹的带动下,能够自由地上下、左右运动,以便使唱头能够顺利地抬取唱片槽纹中的音频信号。通过唱臂的作用,还能够给唱头施加一个正常的压力(针压),使唱针在播放过程中,即不会由于针压过小而跳槽,也不会由于针压过大而损坏唱片。
唱臂对唱头施加针压的方式有两种:一种是静平衡方式(图10),另一种是动平衡方式(图11)。静平衡方式的针压调整,是由可调式弹簧来完成的。动平衡方式的针压调整,是由唱臂尾部多出的一节杠杆和可调式平衡锤来完成的。如果是播放一张平整度非常好的唱片,静平衡式和动平衡式是没有什么区别的,但这种极为理想化的播放形式,在实际使用中很少出现。由于唱片的变形和弯曲,在播放唱片的过程中,将会造成唱头的上下移动。这时静平衡式的唱臂,其唱针针压会不断地产生忽大忽小地变化,而动平衡式的唱臂,基本上可有效地克服针压变化的毛病。


LP唱片播放时在旋转中产生的向心力(侧滑力),导致唱片播放到尾部(内圈)将产生较强的向唱盘轴心滑行的压力。所以,在唱臂的垂直转动轴等部位,还装有防侧滑装置。最简单的方法是采用机械结构来调整和改善唱臂的侧滑,这就是在唱臂的垂直轴下方,装上一个可以调节拉力的小拉簧(图12),但拉簧的拉力(防侧滑力)会随着唱臂的移动而改变防侧滑拉力的大小,造成防侧滑能力的不稳定。防侧滑较好的方法,是在唱臂侧面,加上像动平衡锤的调整法码,用柔软的细钢丝或线绳进行悬挂连接,用以产生较为恒定的防侧滑力。最先进的防侧滑方法,是在唱臂的垂直轴下方,装上防侧滑线圈,改变线圈中电流的强度,就可以随意调节防侧滑力的大小。这是一种非常好的方法,但仅用于高级机型(图13)。在高档的、自动性强的电唱机中,还分别装有电脑反复设定、红外线自动选曲以及遥控编程和类似LP影碟机的盒仓式装片机构。这类唱机以强调唱机的可操作性为出发点,而另有一类唱机是全手动型的,追求的是极高的重播质量。下边谈谈电唱机在使用过程中,产生的各种各样误区。


关于针压方面的误区:
1.唱针的压力越轻越小,在播放过程中,对唱片的磨损就越小,这种观点是不对的。由于唱针压力过于偏小之后,将会造成唱针由于纹槽本身的音频曲线变动而产生的循迹能力减弱和唱针在纹槽上方左右飘移的现象(图14),并将造成唱片播放过程中,左右声道的不平衡、不稳定和跳槽的现象,加速了唱片与唱针的不规则的磨损。

2.唱针的压力越大,播放时的循迹能力就越强,这也是一种错误的说法。以动磁唱头为例,唱针是通过针杆和悬挂系统,悬挂在唱头的磁隙中(图15)。只有针压达到设计值时,唱针恒磁体才会在音频信号检拾线圈的中心部位工作,唱针才可以产生足够大的多方向的活动范围。如果唱针的压力偏大或偏小,都将造成循迹能力变差、动态范围缩小的毛病。这一点,和汽车减震器的工作原理极为相似。在正常的情况下汽车减震器的弹簧处于中间状态。不论汽车在运行中怎样上下跳动,减震器的弹簧都会伸缩自如,随机应变。如果汽车的载重过大,早将减震弹簧压到了底,在汽车行驶的过程中,就起不到减震的作用了。

3.唱针的针尖越细越好,这也是一个不正确的说法。众所周知,唱针由于使用时间过长,会磨损而变粗,由此有人就提出了唱针越细越好的说法。其实这种说法,早就从理论上与实践中被否定了。
在早期的四速电唱机中,由于既可以播放78转的高速粗纹唱片,又可以播放低速的密纹唱片,因此在该类唱机上,都配有粗、密两根唱针的双针唱头(图16)。使用粗纹唱针播放密纹唱片,由于唱针粗大而不能正常地进入槽纹拾音并产生跳槽,这很容易被人理解。但使用密纹唱针播放粗纹唱片的结果,知道的人就不多了。

标准唱针与标准槽纹相配合,在唱片的播放过程中,唱针的针尖部分最大量地与唱片槽纹相吻合,即可以充分检出唱片槽纹中的音频信号,又可降低唱针尖对唱片槽纹的压强,减少了对唱片的磨损。与此同时,还减小了唱片的在播放过程中的噪音,这是因为多数噪音是由唱片槽纹中被刮磨下来的微小颗粒与灰尘等所造成的。假如唱针与唱片槽纹的接触面积加大,那么灰尘颗粒的比例就会相对变小,噪音也就相对变小了,再加上唱片槽纹本身就是上大下小的尖形,槽纹上部的音频纹路远大于槽纹的下部。
如果使用偏细的唱针去播放唱片,即使用密纹唱针去播放粗纹唱片,情况就大不相同了。由于密纹唱针的针尖很细,只能在音频槽纹的底部循迹,与唱片槽纹的接触面积小了,与槽纹底部的灰尘等杂物的接触多了,就会造成输出音量减小、信噪比变差的结果。为了克服唱片槽纹底部灰尘对播放唱片时信噪比的劣化,在单声道唱片时代,曾经流行过平顶形唱针(图17)。

尽管较粗的、合理的唱针能够提高播放的输出电平和提高信噪比,但都不能提高播放时的高频响应。为此,人们又研制出椭圆形针尖的唱针,很好地解决了唱针在播放过程中的各种问题(图18)。

关于唱片的误区:
1.静电是产生唱片噪声的主要因素,其实这是一种很不全面的说法。唱片在播放过程中,由于唱外与唱片槽纹的滑动接触,确实会产生静电。在北方的干燥季节里,个别的时候会产生静电打火的噪声,但这仅是极个别的现象。在我国的多数地区和多数时间里,产生唱片静电打火的机会并不多,而多数的唱片噪声源于唱片槽纹中的刮磨损伤和灰尘。
2.经常擦拭唱片,可以有效地降低唱片噪声,这也是一种不全面的说法。使用唱片刷清洁唱片,刷掉的主要是唱片表面上的灰尘而不是唱片槽纹内部、底部的灰尘,而且在清洁中,由于摩擦的作用,会产生较强的静电,唱片又会吸附新的灰尘。因此,最好在放唱时,盖好唱机的上盖,并将放完的唱片及时装进唱片封套中,则是一个较好的方法。另外.将唱机安放在一个较为干净的室内,也是一个不错的方法。
3.经常清洗唱片,可以降低唱片噪音,这也是一个不完全的说法。有人说把唱片放在自来水龙头下冲洗,洗后的唱片播放效果大为好转。其实采用自来水冲洗的方法;对减少唱片的静电大有好处,因为水的导电率是相当高的,但冲后一定要采取晾干的方法,如果是用软布擦干,又有产生新的静电的可能性。采用低压自来水冲洗唱片,对唱片槽效中吸附的灰法的清理作用并不太好,况且,唱片噪声最主要的部分是由于槽纹被劣质的唱针刮损而造成的,这种损失是永久性的,是不可挽回的。
目前较好的唱片清洁方法有两种。一种是采用超音波的震动清洗机,可以清除唱片槽纹中的绝大部分灰尘,但在使用过程中,需添加专用的清洗液,使用成本很高,不易普及。一般只作为专业唱片清洗店的固定设备。另一种是使用高压水清洗唱片,效果不错,价格适中。至于唱片防静电,可以使用专用的静电消除液,但使用成本较高。其实静电消除液的主要成分是乙二醇,是一种普普通通的化工产品。只要用香水瓶稍稍向唱片上喷一点乙二醇,唱片上的静电便会药到病除。
LP唱片的生命力,来源于它至今仍具有的最优秀的重播音色和音乐表现力。玩LP唱机,还可以有一种亲手参与的乐趣;听LP唱片,或许能唤起你一些美好的回忆。
总之,LP唱片与唱机,是一种老技术与好音色的结合,是一种人文与历史的产物。 (耿纯)