关于LP黑胶唱盘的细节
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(2011-03-02 11:18:22)
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我们很容易认为在一套立体声系统的音质上，LP唱盘只是扮演一个次要的角色。可不是吗？唱盘只是让唱片转动，并支承唱臂，对声音的影响能有多大呢？
令人吃惊的答案是，影响很大。在系统万事具备的条件下，一台高质量的唱盘绝对是获得最佳性能的必要条件，一台好的唱盘为唱片和唱臂提供稳固，无振动的平台，让唱头从唱片的音纹沟槽中接收最多的信息量，同时最大程度地避免对音乐信号的干扰。
LP唱盘由基座，转盘，转盘轴承，座脚，驱动系统和经常存在的副底盘（Sub-chassis）组成的。基座是LP唱盘的主要结构，它支撑着所有其他的部件，通常以黑色或者自然色木质材料为外饰表面。转盘是一个以轴承结构进行支撑的重质圆碟，用来安放LP唱片。座脚是LP唱盘以下转盘的最高点。驱动系统将马达的转动传送到转盘。一些LP唱盘具有悬挂在基座中的副底盘，转盘和唱臂再安装在这个副底盘上。每台LP唱盘都有一个唱臂座用来安装唱臂。很多唱盘没有基座或者座脚，代之以在开放空间中的悬挂副底盘。
让我们看看这些部件是如何安装起来，组成一台现代的LP唱盘的。
基座和座脚
一台LP唱盘的基座脚在音质方面扮演致命的角色。基座必须是一个稳固，无振动的结构，这样其他部件才能安装在它的上面。如果它是单薄的结构，那么它就会振动，并把振动传送到转盘和唱臂破坏音质。
一个LP唱盘系统可能受到四种力的影响而造成振动：
（1）声音能量冲击到唱盘（叫做反馈Feed-back）；（2）结构引起的振动通过唱盘的支承面传递（首先发生在当支承面是位于架空地板上时）；（3）转盘轴承和马达振动由于唱盘机械结构而扩大；（4）由唱片音纹沟槽调制的运动传递到唱臂。
因为唱头不能区分唱片音纹沟槽调制和唱盘的共鸣，这样这些振动就会被转化成电信号并被你的音响系统放大。这就是为什么LP唱盘的设计者需要那么精心的测量以便防止振动的原因。
让我们首先来看看声音能量冲击到唱盘的例子。如果基座和座脚不稳固，它们就更加容易受到冲击唱盘的声波的影响而产生运动。在极端的例子中，扬声器和唱盘产生一种叫做“声反馈回路Acoustic Feedback Loop”现象，即来自扬声器的声音通过唱头将振动转换成电信号，被扬声器再放大，再通过唱头产生更大的反馈，循环往返，愈演愈烈。这种声反馈可以让音乐浑浊，甚至让即使以中等音量放唱唱片也成为不可能。你可以把唱针放到唱片的导引沟槽中，不要开动唱盘，然后慢慢开大音量旋钮，就能发现这种现象。当声反馈回路发展起来，强度大到可以产生自身反馈时，你将开始听到啸叫。这种“失控”状态如果继续，那么这种声音将越来越响。如果你真得想试一试，请不要把手从音量控制旋钮处拿开，一旦你听到啸叫，必须立即把音量旋钮开到最小。如果你不立即关闭音量旋钮，那么音响系统将可能受损。唱盘越能够抵抗振动，这种现象发生的可能性越小。你可以将唱头上的扫尘刷装上或者卸下分别来试试。一些唱盘的扫尘刷可能感应声能量并传递到基座和座脚，从而使音质劣化，而另一些扫尘刷却可能保护唱盘免遭振动。
LP唱盘制造商通过设计非常重质的基座和座脚（难以振动）和振动阻尼，来避免振动。钝性材料如MDF（中密度板）和天然大理石经常被用来作为唱盘基座。非常高级的唱盘是由机械加工过的丙烯酸（Acrylic亚克力）制造的。
振动阻尼是通过在基座上或者基座里附加多层材料实现的，这样任何振动就会很快被终止而不会造成振荡。一个振动阻尼的例子是在一块钢板上覆盖一块湿毯子，再敲击钢板。这样你听不到钢板的脆响，而是沉闷的噗噗声。振动的能量消散得更加迅速。特别需要指出，阻尼材料通常是奇特的化合物（一台唱盘使的抑制声音的材料与潜水艇船体中使用的材料是一样的）。有一种技术，叫做“加强层阻尼Constrained-Lay Damping”，是把软质的阻尼材料层放到硬质的材料中间层中间，间隔布置，可以最大限度地消散振动的能量。当振动遇到不连续（密度）的材料时，在分层处的剪切力将产生剪切应力，造成摩擦损耗。这样机械能量就转换为微不足道的热能。另一种技术是用铜插片分布安置在基座和转盘处。
唱臂座处应该具备与基座处相似的避免振动和振动阻尼的特性。一些丙烯酸（Acrylic亚克力）和铜制造的唱臂座重达6磅。
另一种唱盘设计的理论是认为基座和座脚的重量越轻越好。这种理论声称，保持高稳固，低质量的基座是最理想的，因为这样可能引起共鸣的物质质量更少。
所以LP唱盘的声能量问题造成唱盘的运动。现在让我们看看如何设计唱盘来解决结构振动的问题。通过台架进入唱盘的振动，可以用对唱盘的部件（转盘，唱臂座和唱臂唱头）进行机械隔离的方式大大降低。这种方式就是悬挂系统配备弹簧的唱盘。
配备弹簧和不配备弹簧的LP唱盘
大多数的唱盘是配备弹簧的唱盘，意味着转盘和唱臂座是安装在一个副底盘上的，而这个亚机体又靠弹簧悬浮在基座中（悬挂和悬浮描述了同样的结构）。
配备弹簧的唱盘可以是三种设计之一。在第一种技术中，副底盘座落在基座底部的弹簧之上。第二种技术是副底盘被由座脚牵拉的弹簧悬吊在空中。第三种技术是完全分配给基座，并把副底盘依靠柱脚悬吊在空中。唱盘悬浮在位于唱盘四个角的四根柱脚上。
不论使用哪一种技术，所以配备弹簧的唱盘的目的是为了隔绝外来的振动，例如建筑物附近路过的汽车，卡车，足球赛，空调机和马达的振动传送到转盘和唱臂。在配备弹簧的唱盘设计中，任何由唱盘支承拾取的振动将不能有效地传递到转盘和臂在水泥地面的单身家庭中，结构相关的振动问题通常比使用架空地板的公寓房间和木板房子小得多。
对副底盘安装的悬挂需要进行仔细的调节，以达到非常低的频率。垂直方向的共振频率也可以调节到与水平方向的共振频率略为不同。而且，悬挂结构也可以浸入一种粘性液体中，以阻尼任何存在的振动。粘性阻尼超越机械阻尼（例如泡沫或者Sorbothane（一种类似像胶的材料））的一个优点是，粘性阻尼材料不会压缩，在任何条件下都保持其阻尼特性。你可以自己判断悬挂的效果。把唱片放到转盘上，然后把唱针放到此不动的唱片上，并轻拍安放唱盘的支承台面。如果唱片在转动，则音量旋钮应该放到中等音量的位置。开始时轻轻地拍唱盘的支撑台面，然后逐渐加大力量。从扬声器中听到的（拍击）声音越小，则说明唱盘的悬挂越有效。在最佳的情况下，你甚至可以用一把榔头尽力敲打唱盘的支承台面，却从扬声器中听不到任何（敲击）的声音，悬挂系统完全隔绝了来自榔头的敲击传递到转盘和唱臂。而在效果不佳的设计中，哪怕是轻轻的敲击支承台面，也会在扬声器中听得到。
也有少数LP唱盘设计者相信用于悬挂转盘的弹簧会引起共鸣，实际上把振动引入转盘和唱臂他们认为解决变化办法是不配备弹簧的唱盘。在这种唱盘中，转盘和唱臂是直接安装在基座上的。他们声称，如果基座使用足够稳固无共振的材料制造，转盘和唱臂将不会发生振动，这样你就不用担心弹簧的共振问题（弹簧的共振可以用液体阻尼进行消除）。不配备弹簧的唱盘有时候在基座中使用加强层阻尼在机械能量到达转盘和唱臂之前，就消散它。然而，加强层阻尼对高频比对低频更加有效。不配备弹簧的设计一个最好的例子是非常普遍的Well Tempered唱盘。
转盘和轴承组合
转盘不仅为唱片提供支承，而且也扮演两个重要角色：作为飞轮，让转动更加平稳。作为“畜水池”，吸收来自唱片的振动。很多转盘非常重（重达30磅），大部分重量都集中在转盘的外缘以提高其转动重量。这个大的重量也用来抵抗轴承摩擦和唱针拖曳力。不规则的（非线性）轴承摩擦力可能造成转盘转速的快速不稳定性，从而对再生的音频信号造成频率调制。厚重的转盘可以很大程序地降低轴承摩擦的可闻性效果。
大多数转盘是由单一材料制造的，例如丙烯酸（Acrylic亚克力），压模金属（属于较廉价的唱盘），铸造或者机械加工的铝材料（用于较好的唱盘），或者奇异的材料如陶瓷化合物。有时候转盘在外缘有一道隐藏看不见的环，内里装有重质金属以提高转盘的重量。或者装上阻尼材料，使得转盘更加具有钝性以抑制振动。
这些技术也试图使转盘起到唱片振动“蓄水池”的作用。当唱片被安放在转盘上后，任何唱片的振动将传递到转盘上。转盘的材料和几何尺度是设计师需要考虑的重要因素：在人耳可闻频段内，转盘应该没有共振峰。一些转盘使用加强层阻尼和不同材料的组合，以提供对唱片振动的理想吸收效果。因为转盘是在固定物体（唱盘的其余部分）上进行转动的，所以在这二者之间一定会有一个轴承接触表面。一种技术是让轴承安装在转轴的末端，转盘与转轴固定在一起。这个转轴通常是由不锈钢制造的延伸到基座里的是隐藏看不见的圆柱。此转轴在末端有轴承结构，可能是镀铬表面硬化处理的钢珠，碳化钨、锆、陶瓷；也可能用非常硬质的宝石英钟材料如蓝宝石。这个轴承通常被包围在润滑剂中。
第二种技术是把轴承的接触面放在固定轴的顶端，位于转盘和轴之间。
无论使用哪种技术，轴承必须让转盘顺滑和安静地转动。轴承产生的任何噪声和振动将直拉传递到转盘。转盘轴承进行机械加工时配合公差非常小，经常采用抛光工艺以获得光滑的表面。
有一种轴承没有传统轴承机械问题的烦恼，那就是空气轴承。使用空气轴承，转盘是悬浮在空气中而不是机械轴承上。一台泵浦把压缩空气压入转盘和相邻表现之间非常狭窄的缝隙中。压缩空气的压力轻微地把转盘托升起来，这样转盘就自由地悬浮在空气中了。然而，空气轴承转盘非常昂贵，安装调整又非常困难。
转盘垫，唱片夹和真空固定系统
转盘垫是设计用来减少唱片振动，然后吸收残余的振动。软质转盘垫的设计者建议使用具有吸收力的毛毡材料转盘垫，具有更好的吸收唱片振动的效果。硬质转盘垫的设计者主张使用硬质的垫片材料，因为它让唱片更贴紧转盘，结合更紧密。最后，一些唱盘制造商干脆不鼓励使用任何转盘垫，相信他们的转盘设计能够提供对唱片振动最好的吸收效果。
唱片夹使唱片与转盘结合，以便不让唱片可以自由地振动。转盘起到振动“蓄水池”的作用，泄放掉来自唱片的振动。通过让唱片与转盘更加紧密地结合，唱片夹可以提高声音的质量。
唱片夹有三种类型。第一种为很简单的压载重物类型，与转轴配合，把在唱片夹和转盘这间的唱片压紧。第二种唱片夹具有螺旋结构，可以旋入转轴。第三种类型是“反射式”唱片夹，内有锁定机构，将唱片夹压向唱片。你自己的聆听经验，唱盘制造商的建议和你的经销商的建议，将帮助你决定哪一种唱片夹最适合你。请注意，每一种压载重物式的唱片夹都会对转盘悬挂系统的弹簧造成压力或者拉力，压缩弹簧或者拉伸弹簧（如果副底盘是悬挂在座悬脚上的）。然而有些类型的唱片夹却是对所有高级唱盘系统都不可能缺。
驱动系统
LP唱盘的驱动系统把马达的转动传递到转盘。事实上所有高级唱盘系统都使用皮带驱动系统。转盘由缠绕到马达滑轮和转盘外缘的像皮皮带或者丝质螺纹带驱动。
大众化中档LP唱盘通常使用“直接驱动”方式，即马达直接驱动转盘。马达的转轴经常也是唱片放唱时的转轴。直接驱动方式在销售时宣称优于皮带驱动方式，因为没有皮带需要缠绕或者磨损发生，直接驱动的马达也可以用电子控制方式来保持精确速度，没有速度不稳和颤动发生。事实上，直接驱动唱盘的速度不稳和颤动的指标一般比皮带驱动唱盘来得好。直接驱动唱盘通常具有速度控制系统，有时候是“销相闭环控制”（PLL）伺服机械结构来保证精确的速度稳定性。在伺服系统中，转盘的速度被探测生成电子信号战斗英雄反馈给马达，马达据此做出反应让转盘保持以精确的恒定速度转动。直接驱动唱盘也配备高扭矩马达，让其可以迅速地调节速度。
然而，毫无疑问，皮带驱动的唱盘的音质远远好于直接驱动的唱盘。不同于直接驱动方式会把马达的振动直接传递给转盘，皮带驱动方式的皮带可以作为一个缓冲器，将转盘和马达隔离开。马达的噪声与转盘隔离开来，可以获得比直接驱动方式更加安静的工作奖况。皮带驱动方式也使得在副底盘里悬挂转盘和驱动系统更加容易。
在皮带驱动系统中没有使用精密的速度控制装置。马达只是简单地安装在一旁，以相当高的速度转动（快过1,000转/分钟）。这个高速度通过小的滑轮与转盘耦合，获得33-1/3转/分钟的转盘速度。皮带驱动马达通常是“交流同步AC-synchronous”形式的，意味着它们的旋转速度是由驱动马达的交流电频率所决定的。但因为交流电供应线路会有噪声和波动，转盘的速度可能会受并不清洁的交流电供应的影响而发生轻微的变化。虽然这种速度的变动很微小，但它并不会对音乐的节拍造成大的损害。据此，有些制造商使用外置驱动系统合成出50Hz或60Hz的正弦的正弦波，然后放大到120伏来驱动唱盘的交流同步马达。用于Linn LP12唱盘的Linn Lingo电源就是采用此技术最富盛名的例子。有些交流同步马达可以在低于120伏的电压下工作。
驱动马达可能是唱盘振动的源头，当马达转动时，它会产生振动，传递到唱盘的其他部件，形成低频率的隆隆声。即使你没有直接听到这种隆隆声，马达的振动仍然会使音质劣化。一些唱盘的马达组件完全与基座分开，装在一个阻尼材料的外壳里。另一些设计则是把马达安装在副底盘中，使它的振动与唱盘的其他组件隔离开来。