本帖最后由 Jwang 于 2014-4-11 10:48 编辑
侧滑力现象
James H. Kogen
随着立体声唱片技术的不断改善,我们需要对播放器材的使用和设计的细节更引起注意。多年前针压是以盎司来计,故没必要来考虑一些几分之一克的作用力。如今,针压都以克来计量,几分之一克可以变为一个重要的因素。其它的一些因素在过去有着很小的作用,如今也变成重要的了。
其中一个因素是侧滑力。侧滑力只是存在于支点臂中,它是一种把臂驱向唱片中心的力。后面我们将讨论这种力是如何形成的。一个臂的循轨力通常被想象在音槽内壁和外壁等分的。这种状况只有在针尖没在运动时才是正确的。但在实际运动时,而且没有抗侧滑力存在的情况下,侧滑力会增加内壁的循轨力而同时减少外壁的循轨力。
唱针的数据中有一项是最小的针压。这个针压的选定是要满足在最大的振幅和频率下针尖和唱片始终保持接触。这个最小的针压必须一直保持正确的循轨能力。
就如前述,侧滑力的存在会降低外壁的循轨能力。假定把针压设在1克,而侧滑力为0.2克,那么在外壁上的有效循轨力比没有侧滑力时减少20%。这样就会导致右声道(外壁)的循轨能力低劣。为了满足唱头设计的循轨能力,那么我们就必须加某种装置去补偿侧滑力引起的后果。
在音槽的内壁,由于侧滑力而增加了有效循轨力。这样循轨应是不成问题。但是这种额外针压会增加针尖的磨损。后面我还会谈及。
这里明确地讲到侧滑力只存在于支点臂中。为了争论而争论从而把侧滑概念用于平行臂上是不正确的。
侧滑力是如何产生的。
图1表明了侧滑力是如何形成的。针尖和音槽的磨擦力产生了一个和音槽成切线的作用力,Ff。通过臂的支点,臂就会产生个反作用力,Fg。Ff和Fg这两个力复合就产生了个向量,这个不平衡的力就是定义为侧滑力,Fs。音槽的内壁会对这个侧滑力产生个反作用力,Fsr,这样就导致了内壁所受针压大于外壁的针压。如果能对Fs加以一个反作用力的话,那么Fsr可以被消除从而使音槽两壁针压均等。
在一些臂中有抗侧滑装置。这些装置利用弹簧或重物来引入一种扭矩力。这种扭矩力在图中是T,这个T和Fs产生的扭距达至平衡。有个这个下就不需内壁来抵挡Fs。当这个系统完全平衡的话,Fsr等于零。
一个臂设计上的几何特点会影响到侧滑力的大小。这个侧滑力和针尖至唱片中心的距离,臂的长度,臂的支点至唱片的中心。后两个因素在一个特定的唱盘中是固定不变的。第一个因素随着唱片的运动当然是在变化的。
由于侧滑是由针尖和音槽成切线的摩擦力导致的,故了解什么因素影响摩擦力就很重要。其中一个因素就是针尖和音槽的摩擦系数。这个摩擦系数是和音槽表面的光滑成度和唱片本身的材料有关(包括唱片材料中的添加物)。唱片表面的杂物也会影响到摩擦系数。
另一个和摩擦系数有关的是针尖在音槽中的位置。有关这个音槽角度和唱片变形的课题已由他人深入地研究过。
在我们的研究中,我们的主要目的不是来度量这种角度关系,而是研究其作用。由于这个角度关系是直接和针压的大小,针尖的尺寸和唱片线性速度有关,故我们选择这些变数来测量从而探讨侧滑力和摩擦力。
有关摩擦力和振幅速度关系的研究文献并不多。尽管Alexandrovitch曾提出过振幅速度会引起侧滑力增大,但更深一层的研究还是有必要的。特别是要了解振幅速度对侧滑力的影响是线性的还是非线性的。在高频的情况下,或许没人会预期有效地抵销侧滑力。但在一般的频率范围内,抗侧滑还是可能达到的。
这里先解释下两个词。一个是线性速度(Groove Velocity)。这是指唱片运动时向前方运动的速度。另一个是振幅速度(Modulation Velocity)。振幅速度是指唱针左右摆动的速度。很明显,在一个特定的频率下,声音越大,振幅速度越快。相对地,在同一个声压下,频率越高,振幅速度也越快。天藏兄翻为互制速度。我译振幅速度是为了直观易解。
这里我们可看到,作者对侧滑力的形成描述很简单。针尖和音槽壁在成切线情况下产生摩擦力。通过臂,唱臂支点有个反作用力。这两个力的合成就产生了一个向中心移动的力,这就是侧滑力。由于臂几何特点,有效长度(这包括超距),唱片半径大小,轴距,以及其它因素,如针压等都会造成侧滑大小的变化,但这些要素不是形成的原因。
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