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涨姿势:黑胶唱片的发声原理

发布时间:2015-03-25 08:29 来源:爱影音 阅读: 我要投稿

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黑胶唱片的发声原理

 

  一张黑胶唱片从录音到发行其过程十分复杂,从实用出发我们还是直接从唱片的刻纹开始,通过对刻纹到压片工艺过程的了解,为我们日后唱盘系统的有序调校建立基础。

  唱片的母版是通过用尖刀刻纹的方法记录声音的,这是典型的机械式录音。早年唱片的母版在刻录制作时,音乐家们对着大喇叭筒使劲的演奏或歌唱,使声音送入筒内,传到筒底的振膜,被声能震动的金属膜驱动刻纹刀,随着声波振幅的快慢强弱变化在旋转着的蜡盘便上刻划出弯弯曲曲的纹槽,这个把声能转化成机械能的过程,人们把它叫做灌唱盘。声音信号被记录到蜡盘上之后,还要经过真空镀膜和电铸等工艺才能制成金属模母版。其后就可以用它压制出唱片。这样的产品是唱片工艺最原始的阶段。

  自从出现电子管放大器,唱片的生产逐渐实现了电气化,刻纹刀的驱动也由原始的机械式改为电动式(动圈式)的结构,音乐家们的演奏和歌唱通过高保真传声器(话筒)将声能转变成音频电流经过电子管的放大再去驱动刻纹刀。可以雕出精密纹槽的胶片很快就取代了昔日的蜡盘,从而使唱片的音质有了明显的提高。这时灌录唱盘是一个由声能转为电能再转为机械能的转换过程。

  磁性录音技术的诞生,改变了唱片刻膜工艺的流程。先用磁带将声源录下,然后通过磁带放音再进行刻纹,这种刻膜工艺流程有利于音乐内容的编辑和节目源的保存。受磁带本身品质的限制,唱片声音品质有所折扣,唱片实际上成了磁带的复制品。随着磁性录音技术的日益发展和提高,唱片声音品质是水涨船高。

  进入80年代,现代化唱片刻纹设备在技术上已经相当先进的。频率特性、信噪比、失真度、动态范围和静噪等主要技术指标都已达到极高的水平。为使唱片的这些优势能充分发挥,一些发烧唱片制造商重新回到直刻唱片的研发和生产上来。直刻唱片都有文字标示,如DIRECT TO DISC,DIRECT DISC RECORDING,还有DIRECT METAL MASTERING(缩写为DMM,见图- 它是TELDEC直刻唱片的专用标志)。无论怎样组词,它们的含义都一样,即“直接刻纹唱片”简称“直刻唱片”。直刻唱片的工艺流程是由声能转为电能再转为机械能的转换过程。它没有通过磁带录音、混音、放音再进行刻纹的程序。转换过程最直接、最简单,声音品质也最好。由于没有母带,所压制的唱片数量很有限,因此唱片上注有LIMITED EDITION"有限发行"的字样(有限发行不是人为的,直刻母版压片数量是有限的,母版一旦报废那就绝版了),也有直接标示COLLECTORS EDITION"收藏版"。最有代表性的有美国的SHEFFIELD LAB(舍菲尔德实验室,俗称喇叭花公司)以及英国DECCA与德国TELEFUNKEN组合成立的TELDEC公司,他们都是直刻唱片的推崇者。直刻唱片的声音品质固然很好,但制作工艺要求非常高,一般唱片公司不敢轻易染指,因此真正具备直刻工艺水平的唱片厂家屈指可数,喇叭花唱片公司是直刻唱片的典型代表,他家所录唱片并不多,但张张皆为极品,很多唱片都已绝版,今天再想收藏,相当难。TELDEC公司发行唱片中有不少是用DMM直刻方式制作,音质相当不俗。多多收藏这样高保真度的名牌唱片,没错。

  

黑胶唱片的发声原理

 

  (黑胶唱片的音槽,扫描电子显微镜拍摄 200倍放大率, 可以看出一个细小的横向划伤并无大碍,在音槽两侧的灰尘才是祸害)

  唱片压制工艺有两种:一是压纹法,将已压制定形的塑料薄片加温软化,送入模板下施压定型。此压制工艺大多用于薄膜唱片的生产,薄膜唱片的确非常薄,片厚仅在0.15-0.5毫米。因片基薄而软,记录讯号品质不高,多用于语音和一些要求不高的流行歌曲使用,价格很便宜。在高保真时代的今天薄膜唱片早已消声若迹。第二是塑纹法,把已热熔的乙烯基注于母模腔内再施加压力定型,这是密纹唱片压制标准工艺。说起来很简单,其实压制唱片工艺很复杂,这已不是我们需要了解的范畴。

  

黑胶唱片的发声原理

 

  (黑胶唱片的音槽,扫描电子显微镜拍摄 500倍放大率)

  接下来我们再深入一步,了解一下唱片的唱纹。唱纹又叫音槽或声槽,声槽是构成唱片的最小单位,声频信号就记录在这个最小单位上。再看看刻录唱片母版的过程:随着转盘的旋转,被加热到特定温度的刻纹刀在线圈信号电流的驱动下在母版胶片的表面产生振动、开始雕削胶膜(即刻纹),纵向刻纹是初期的雕削制式,横向刻纹是单声道录音唯一的雕削制式。由于刻纹刀的尖端断面近似三角形,因此无论纵向或横向制式,刻出的声槽都是宽窄不匀的。声槽横截面呈V字形,为避免串音,相邻两槽的间距不能太窄。唱片表面Y轴线每厘米长度内所刻录的声槽数目称之为声槽密度。78转时代,由于唱针的材料和加工水平都很低,针尖相对较粗,唱片刻纹精度也不高,声槽V字口较宽,声槽密度很低,故称之为粗纹唱片(Coarsegroove record),78转唱片因噪声大、失真大,放唱时间短等缺点早已退出市场。声槽横截面V字的夹角叫‘包含角’,通常为90°。槽的宽度与深度不仅取决于刻录时的入刀深浅,也跟声音信号的变化有关。33又3分之1的和45转唱片的声槽密度高,最窄的声槽宽度仅1/20毫米,相对78转的粗纹我们称33又3分之1的和45转唱片为密纹唱片(Microgreove record),它噪声小,失真度低,记录时间长,额定针压也低,放唱损耗小。

  

黑胶唱片的发声原理

 

  (黑胶唱片的音槽,扫描电子显微镜拍摄 500倍放大率)

  立体声取代单声道是录音和音响史最伟大的变革,是真正意义上HI-FI的开始。立体声唱片是在一个声槽里同时记录两个声道的信号,左声道的信号刻录在声槽的内侧壁上,右声道则刻于外侧壁上。每个声道的刻录方向皆垂直于各自的壁面,并与刻纹刀的中心线保持45°的关系,这就是45°/45°制式称呼的由来。

  刻录声槽颇似耕田犁地,不同的是耕田是犁动地不动,刻录声槽则相反,按相对运动原理来看,它们就没有区别了。刻纹刀杆与转盘水平表面并非90度角,而是有一定的倾斜度,该夹角称为垂直刻录角。界定的方法是:在刀杆活动支点和刀尖之间作出一条连线,这个角究竟多大为宜,直到70年代后期国际上才明文规定以20±5°为标准。由于立体声唱片的声槽里纵向信息含量远远大于横向信息,因而准确设定垂直刻录角对降低失真、保证音质具有十分重要的意义。

  

黑胶唱片的发声原理

 

  (唱针尖在黑胶唱片的音槽中)

  唱片声槽是一条阿基米德螺旋线,由外到内有四个部分组成,其顺序为:导入槽、声槽、过度槽、导出槽和终止槽。导入槽的螺距相对声槽要宽的多,导入槽的时间长短各唱片厂家设计差异不小。最短的只有几秒多,您放下唱臂来不及坐下已经开始放唱,听这些唱片时,您必须跑步到座位上;而最长的导入槽有10至15秒,放唱后您能十分从容地回到座位上,喝上一口咖啡,定一定神,这是非常科学和人性化的设计。唱针由导入槽引入声槽,乐段之间有若干秒的无声的过度槽,过度槽螺距也较宽,用肉眼可以分辩。声槽的末端与螺距较宽导出槽相接,乐曲结束后唱针由导出槽引至终止槽。终止槽是一个闭环设计,它可以让唱针停留原地,防止唱臂继续向内滑移而损伤宝贵唱针。制作不佳终止槽‘喀哒喀哒’声令人心烦,而设计良好的终止槽非常安静。

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