Anti-skate 抗滑實例 之二 心電圖

如上文

http://tw.myblog.yahoo.com/stein-hsu/article?mid=1957&prev=1978&next=1933

演算過的

Fi (向內側需要抵銷的抗滑力) = 0.3（表象摩擦係數）* Sin-theta (tracking  angle ~= offset angle ) * W(針壓）.

像這支超過900 mm的長臂，tracking angle 約在 6度上下，Fi = 0.3*0.1*W = 0.03*W，只佔針壓的3％，抵不抵銷，無關大要。

 

石磨子唱盤的 Fi = 0.3*0.35*W= 0.105*W， 約佔針壓的10％，不抵銷也許有大要。

 

vinylengine國外網友有說需要調IFC時，是監聽左、右聲道的差別，調到一致為止。

道理是V形溝槽，內側是左聲道，外側是右聲道，溝槽受到的 bias 壓力左、右不同的話，聲音強度會有差別。

可是我反覆試聽，加不加上IFC( Inner Force Canceler)抗滑裝置，也聽不出有何差別。

只怕耳聽無憑，再用眼睛證實一番，掃描一個"心電圖"

利用成音軟體audacity，錄段鋼琴音符。

原來在電腦螢幕很清楚的，但是數位照相，又轉貼之後，圖譜就模糊不清了。

照片左上角可以看到是 44100HZ 32 bits 取樣.

上半頻譜是左聲道，下半頻譜右聲道因為相機角度關係，垂直的強度受到視覺上的壓縮。

右上角有 兩個放大鏡，按＋可以加速掃瞄。這裡設定加速 到掃瞄全瑩幕約 50 milli-second, 千分之50秒，相當快速。

可以計數 5到 45 milli-second之間有45 個正弦波。因此 45/40 ms= 1125 Hz 是這個音符的基本頻率。

這是Ashkenazy 大師  敲下Chopin Sonata no. 3 第一個音符的心電圖。

底下3個完整的圖譜，只有一個是沒有加上 IFC, 另外兩個圖，是按照說明書加上Grado MM 唱頭 1.5 g  針壓需要的IFC。

如果 IFC 發生效果的話，照理期望其中一張圖，會跟其他兩張不一樣。

 

 

為容易辨識比較起見，我只裁取 左聲道 垂直上下0.3刻度之間的頻譜，如下示3個圖。

還是看不出明顯的差別在那裡。

 

我的結論是：

IFC抗滑裝置"加之無味，棄之可惜"

這位洋老哥的意見比較中肯：

http://www.vinylengine.com/phpBB2/viewtopic.php?t=27850

 

My 2p worth on antiskate:

1. AS mostly affects trackability. Skating force effectively reduces VTF because the groove wall is at 45 deg.

2. When AS is set optimally, benefit is recordings track better at extremes. AS setting does not improve traceability, so should not expect a sonic improvement from recordings that track well, or where VTF is sufficient to keep stylus in contact anyway. So the sonic effect is generally reduced tracking distortion on recordings which demand high trackability, same as providing adequate VTF. Sub-optimally, extreme tracking gives the sound of the stylus letting go, buzzy fuzzy distortion we all recognise.

3. Optimal AS more or less has the same trackability benefit as a slight increase in VTF.

4. AS is not a very large force. Other lateral forces can often be larger, such as that due to eccentricity. Or dynamic forces due to stylus acceleration in the groove through normal recording modulation.

5. There is a slight benefit to harmonic distortion from an optimal AS setting, probably from symetrical bias of suspension, but it is a relatively small effect.

6. AS setting is not that important if all else is set up and tracking well. It is OK to set AS crudely, and not worth being too precise. Many variables affect the optimal value between records, location across the disc, modulation etc. Typically 0.2gf perhaps for VTF of 1.6gf.

7. If all is well set up, should not hear a difference left-right when varying AS reasonably, it should not be that sensitive. If so, it will vary anyway between records, across the surface etc. Re-check azimuth and try again !

Anti-skate 抗滑實例之一 計算式

上個月y拍進的"石磨仔"唱盤，日文說明書要使用者在調好針壓之後，作IFC調整。

按照日文發音IFC是=Inner Force Canceler。

英文好像沒有canceler這樣的字，應該是指device for cancellation吧？

這是相當1975年用過的Philips GA212唱盤說的 Side thrust compensation, 1980年代Dual CS606唱盤說的Anti-skating setting。兩者應用彈簧張力，選擇針頭形狀是conical stylus 或 elliptical stylus 切換之後再調整Anti-skating的大小，是相當粗糙，聊勝於無的作法。

Anti-skating本來就是爭議性很高的題目.

1970年代 美國AR 唱盤是沒有Anti-skating的。

即使一樣是重錘方式，命名還是各唱各的調，像是：

Technics SL-1200 唱盤 稱它 Anti-skating adjustment or bias compensation

Thorens 295唱盤稱它 Skating force compensation

Pro-Ject唱盤稱它 Anti-skating weight.

只有這個"石磨仔"稱它Inner Force Canceler，我倒認為比較合理。

本來正常唱放時，唱頭是不會像溜冰skate一樣，滑進到唱片內側的，那又何來anti-skating？

除非針壓下得非常非常低，不能聽了，或者有人拿光滑沒有溝槽的塑膠片、玻璃片來調整才會滑動，這是異常情形，如何當準，據予命名？

機械力學跟電氣電路 analog 對照，Force相當於 voltage。voltage提供potential energy勢位而已。

真正發生運動的是速度velocity相當於 current，是受到負載環路系統影響的結果。並不是說，有force就一定有感覺得到的velocity，造成運動skating。

http://tw.myblog.yahoo.com/stein-hsu/article?mid=1745&prev=1750&next=1742&l=f&fid=12

 

說明書上的圖，移動的唱臂部分，我把它塗成黃色。

重錘weight以電子秤量得 W= 1.8 gram（精度 0.1 g 約5％）。重力 1.8 g 透過尼龍線string, 跨過滑輪pulley之後，套 掛在唱 "臂" 延伸出來的 "小指頭" 上的刻槽，把唱臂向外側拉扯。

"小指頭" 是插在唱臂轉體上，跟唱臂一體轉動的。

上頭的刻槽由裡到外，分別是針壓 1.0 , 1.25,  1.5,  1.75,  2.0 , 2.25 到 2.5 gram之用。比起Thorens只有短短粗糙的3段刻槽，是有數倍以上精細的設計。

底下的照片是掛在1.5 g針壓適用的溝槽。

 

 

拉力有效的力臂長度是唱臂支點pivot到套掛刻槽之間的水平距離，稱它為 L mm。

L長度 以卡尺量到約 15 mm (1 g) 最短，40 mm(2.5 g) 最長。因為量測點pivot跟刻槽不在水平面上，可能有 1 mm 誤差。以40 mm(2.5 g)位置， 最好的精度 是 1 mm/40 mm = 2.5％。

拉力 1.8 gram當 L線 跟 拉力尼龍絲線垂直的時候最有效、最大。

這種情形只有唱臂移動到某個位置才會發生。其餘位置都不垂直的。也就是有效拉力要打折扣的。

成垂直時候，唱針位置 1.5 g 大約在 唱片半徑100 mm 。
我估計其他位置60 mm 到 140 mm之間，最多打5％折扣。

如果按照下表所示，量得的 L＝ 15/23/27/40 mm 對針壓設定值 1.0/1.5/1.75/2.5 gram來說，施加的力距 torque 是： 1.8 gram 乘上 L mm  or 得到力距是：

27/41.4/48.6/72 gram-mm

轉換到距離支點 pivot有效長度 effective length 262 mm ，相除之後 則為：

0.103/0.158/0.185/0.275 gram

 

 

支點臂的唱臂線（下圖支點P到唱針A的連線）跟唱片螺紋溝槽圓圈的切線（圖中F力線的方向，它跟唱針A點劃到轉盤軸心d點的連線是垂直的）會有一個角度，叫做lateral tracking angle 簡稱 tracking angle 或 叫做  theta 角。

下圖裡 F 表示唱針跟溝槽相對運動磨擦產生的拉力。

F力一分為二，F*Cosine -theta對向支點P抵銷，Fi=F*Sine-theta將唱臂向唱片內側拉.

這個 Fi 就是它想要抵銷 cancel的 inner Force。

 

tracking angle  是支點臂的宿命。

基本上 有效臂長度  l or L 越長，theta角度越小。

它的變化參數可以簡化為 兩個參數：

r/L or R/L (唱針到轉軸半徑 r or R 跟唱臂有效長度 l or  L 的比值）跟 超距 overhang  d/L  or D/L (圖上的d or 曲線表裡的 D/L )

通用的 tracking angle的曲線圖如下兩張，50年前就有高人推算出來了。

這兩張圖其實是一樣的。取樣範圍差別而已

 

具體的應用如我作的 900 mm 長臂, 選擇適當的超距 overhang=4.5 mm，在r= 50-150 mm之間，算計之後畫出一條V-U形的黑線，tracking angle theta由 6.75 度下降到最低 5.75度，再上到6.46度。

要是我把唱頭向外側偏離唱臂線一個角度，頭朝內、尾朝外擺，叫 偏頭角 off-set angle, 例如 圖示的 6 度，可以有 A, B兩點 RA= 65 mm, RB=123 mm, 角度偏差 error angle 是零度，而內側error angle = 0.18度，外側error angle = 0.47 度，其間的正負誤差塗了黃色。AB兩點之間 error angle在r=90 mm時最大，約是 0.27度。

 

 

Error angle引起的distortion跟r成反比，因此刻意把最內側 跟 最外側的error angle 落在同一條綠色斜線上，等同斜率 or tan角。

 

 

回頭看一下，這石磨唱臂的off-set angle = 20度， error angle = 負-1~正+2 度，表示tracking

angle theta 在 19度跟22度之間變化。

平均值約20.5度。

Sine-20.5度= 0.35，因此

Fi (inner force)= 0.35*F(摩擦力).

在針壓W之下，摩擦力F是多少？

簡化的說，按照物理 F=W*摩擦係數 Coefficient of Friction (CF)

細究起來，唱針跟溝槽接觸不是在槽底的單一點，而是分開到左右兩邊V形面，平均的話，垂直於V形槽面

的是0.5*0.7*W, 如下圖的分析。

不平均的話，加起來一樣是 2*0.5*0.7*W= 0.7W.

意即：

F = 0.7W * CF

如果把 0.7CF簡化為另一個 "表象摩擦係數" ACF(Apparent Coefficient of Friction)

F = W*ACF

 

 

F (摩擦力) = W（針壓）*ACF（表象摩擦係數）

當針壓 W= 1/1.5/1.75/2.5 gram 時

之前計算得到 希望 抵銷的 = 0.103/0.158/0.185/0.275 gram 理應跟

Fi (inner force)= 0.35*F(摩擦力) = 0.35 * W*AFC  相等

例如 W=1 gram時  0.103 gram= 0.35*1*AFC, 故AFC=0.103/0.35*1= 0.29

例如 W=1 .5 gram時  0.158 gram= 0.35*1.5*AFC, 故AFC=0.158/0.35*1.5= 0.30

例如 W=175 gram時  0.185 gram= 0.35*1.75*AFC, 故AFC=0.185/0.35*1.75= 0.30

例如 W=2.5 gram時  0.275 gram= 0.35*2.5*AFC, 故AFC=0.275/0.35*2.5= 0.31

結論：

AFC（表象摩擦係數）可望在 0.3，實際FC是 0.3*0.7= 0.21

 

直交6082併聯單端機(二)

 

1. 設計的目標：

 

1.          輸入靈敏度大於 300 mV-rms per Watt output

2.          雙屏併聯或4屏併聯，降低輸出阻抗，增加damping factor

3.          允許的話，只要一段放大兼驅動。不得已的話 配上cathode follower

4.          直接交連

 

 

2. 受到的限制：

 

1.          手上有的Hammond輸出變壓器 max. DC bias飽和直流 = 200 mA

2.          6082陰極跟燈絲的電位差，尖峰值不超過 300V。因為燈絲是直接串接到市電交流110VAC，電位最低是 0 V, 因此陰極正電位不能高過 300 VDC。

3.          手上有4支 Hammond choke 1.5H限制電流200 Ma，max. 400 VDC，1支Hammond choke 2H, 100 Ma, 但是max, 300 VDC

4.          備有的機殼長寬 10x12吋，高度只有2吋

 

 

3. 路線之爭：

 

線路不是問題，路線才是問題。

設計的線路拖了一年多，主要是路線的方向猶疑不決，路線決定了，線路就迎刃而解。

目前首選還是沿用已經運作一年多的直接交連6AS7G」三兩機」

 

 

 

只把6AS7G單屏改為6082雙屏，屏流加倍。每聲道花費掉一對12AX7 + 6082。

另一對沿用串流穩定B電壓、緩慢啟動B電、供電低內阻的好處。

 

另一個選擇是4屏併聯，每聲道花費兩支6082，放棄 12AX7+6082串流穩壓的功能。

因為6082屏流減半，偏壓增大，可以換得較大的輸出功率，6082的靜態耗熱降低，壽命延長，Damping factor增倍，低音控制力好。

但是4屏併聯，必須用到cathode follower或SRPP，增加線路的複雜度，例如 12AX7 + 12AU7或 6BM8三極/5極管，音質不見得有利。

 

 

 

4. 6082的工作點：

 

 

 

 

 

 

選定了2屏併聯的線路，屏流最大是每屏100 mA，併聯200 mA是輸出變壓器的上限。

 

B+因為是串流穩壓，來自6082的陰極要低於 300 VDC, 經過輸出變壓器的壓降約5V，到達屏極是 295 VDC.

 

 

12AX7驅動的屏極電位（ 可能在 100-150 V 之間），6082的偏壓值 (可能在30 – 50 V 之間)，6082的屏壓 （ 可能在 100-150 V 之間）這3者要瓜分 295 VDC 相互妥協，以求取最大的功率輸出。

 

 

結果是 6082併聯工作 每屏電流 100 mA， 屏壓120 V， 偏壓 –41 V。

12AX7併聯工作每屏電流 1 mA， 屏壓138 V， 偏壓 –1 V。輸出功率約 4W每聲道。

 

 

 

 

如果要用盡6082的熱耗 13W，則要屏流 100 ma屏壓 130 V, 當時偏壓= -47 V是可以取得 輸出功率 4.8 W, 但是12AX7屏壓受到排擠，只剩 295 – 47 – 130 = 118 V, 工作電流 0.7 ma， 偏壓 –1V, 輸出擺幅 +/- 70 V

 

 

 

6082是高互導，屏流敏感，容易左右失衡。需要用陰極可變電阻 （50-100R），調變兩屏的偏壓，量測雙屏電位，讓它們等電位＝等屏流，而調到左右相等的屏流。

 

 

換另一種線路，B+沒有regulating省下一對6082-12AX7，可以將6082 的 4屏併聯，每屏限住在50 mA，屏壓儘量提高到濾波choke可以允許的上限，偏壓壓低到12AX7-12AU7可以提供的上限。

工作點 170 V- 50 mA, bias= -80 V 輸出約3 W/屏，4屏 共 12 W。

每屏負載 170*50 ＝ 8,500 mW << 13,000 mW， 算是65％很低的熱耗，平均調整屏流就不必了。

 

圖如下：

 

 

高互導的6082會不會引起震盪oscillation，沒有把握。

 

 

5.          直流高壓供電B+：

 

6082直流供電是高電流，需要 250 V- 400 Ma以上。 電源變壓器恐怕要超大，超貴、超重。

 

 

 

至於B+2. B+3. 沿用之前的zener 穩壓，做成可以調節B+3的方式，變化6082的偏壓值，控制6082屏流，讓它不超過100 ma/plate.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Dual CS 606軟盤改硬盤的試驗

 

Output transformer圈數比

 

 

一個標示初級阻抗Zp=5000， 次級阻抗Zs=0-8，還有次級阻抗抽頭Zs=0-4 的輸出變壓器，應該是說 8歐姆喇叭接到次級0-8接頭時，反映到初級有5000歐姆阻抗負載，4歐姆喇叭接到次級0-4接頭時，反映到初級同樣有5000歐姆阻抗負載。

所謂初級阻抗Zp=5000 次級阻抗Zs=8 不過是維持 初級跟次級 繞線圈數比N的平方比而已，換句話說：

Zp＝5000除以Zs=8之後，再開平方得到繞線圈數比N-(0-8)=25。

同理，Zp＝5000除以Zs=4之後，再開平方得到繞線圈數比N-(0-4)=35。

這是假設輸出變壓器是完美、滿分的功率轉換器。

如果拿8歐姆喇叭接到次級0-4接頭時，反映到初級有8*35*35=10,000歐姆阻抗負載.

如果某人硬要拿8歐姆喇叭接到次級4-8接頭時，反映到初級會是多少歐姆阻抗負載呢？

想要操操腦的話，請拿個有開方根的計算機跟我一起算算吧。.

為明瞭起見，我設定初級圈數=25 x 35 x M=875M，M是任意的整數。

那麼875M以除25（參見前=N-(0-8)），得到次級0-8圈數為35M,

而875M以除35，得到次級0-4圈數為25M,

顯示0-8歐姆的圈數多，0-4歐姆的圈數少，有35M/25M=1.4倍的差別。

合理的推測：

簡單的次級繞線4歐姆是在0到8之間的抽頭（當然Hammon-Canada的變壓也有不同的繞法，這裡不提它），那嘛4到8之間的圈數是35M減掉25M, 等10M, 顯示4-8歐姆的圈數更少了，有35M/10M= 3.5倍的差別。

它跟初級的圈數比就是N-(4-8)=875M除以10M， 等於88。

接8歐姆喇叭反映到初級的負載是8*88*88=62,000, 相當嚇人喔！

一定要維持反映到初級的負載＝5000歐姆的話，是要接0.65的喇叭（5000除88, 再除88）

LP Player DUAL 606

20吋長臂猴。

Grado Gold唱頭

也可以把fixing screw頂高，搖身一變，改成硬盤。再放低，又回到原設計的軟盤。



May 01 2010更新編輯：

這唱盤盤面靠著4個支撐的彈簧，坐落在長方形的塑膠"臉盆"底座上。

底座有3個伸 出來的圓孔，圓孔有開槽，搬運時， 把 3個固定螺絲反鐘向鎖緊，用來鎖定盤面。 唱放時順鐘向完全放鬆固定螺絲，讓盤面浮動。
塑膠"臉盆"底 座 4個邊，是以"塑合板"( 比 甘蔗板高級一點而已）撐起來， 外面貼上咖啡色的塑膠壓紋貼皮美化一番。

可惜偷工減料，合板底下 看不 到的一面是裸露不貼的。
貼皮一部份已經翻起來，現在用3M膠貼回。
塑合板要是換上厚實的檜木，肯定會很漂亮。




掉 的護罩，我老手回春，把它歸位了。



馬達供電以及控制動作的電路版。

像這樣功能齊全，操作方便親和的唱盤，CD崛起之後，欠缺大眾市場的支持，就看不到量產問世了。
取而代之的是個體戶的產品，完全手動，無所謂功能，石磨子一樣重的轉盤，盤面疊羅漢，外表炫麗，市井小民無法高攀的天價。

以下是 18, April 2010 原來編輯文：

Technics SL-D2唱盤因為找不到唱頭殼，封箱送還後，又到David家，從眠床底下挖出另一台 Dual CS-606.

據說這是他直接驅動的第二台。

1980年代開始流行直線臂，宣稱比S形彎曲臂要好。
不多久，CD當道，Dual 跟Technics一起下台一鞠躬。

標稱Semi-automatic其實是自動定位開唱、唱完自動歸位的。調整功能齊全。

賣點是Ultra Low Mass (ULM) tonearm 超輕的唱臂.
有效臂長一樣，直線走捷徑，當然比S形彎曲短而輕。
超薄的鋁管臂。

直線臂缺乏S形的優美，特別是Dual盤面繁雜，顏色幽黑，防塵蓋不耐磨，比起我以前用的GA 212外觀差多了。

上電唱放發聲，大吃一驚。

清澈透明，反應快速，相當討喜耐聽。

用耳機聽，也沒有哼聲，轆聲。
聽了一個禮拜，20幾小時，很滿意
是很成功的player.

換上diy的40吋大丈夫   Shure V15IV   又是完全不同的感覺，低音有力又深沈。

原配Ortofon Utra Low Mass  MM唱頭型號ULM 55E, 唱針 DN 155E.

換上備用的唱針，用耳機監聽，聲音更上一層樓。

用雙面膠來沾針頭，很好用。

不知道是dual輕質量唱臂，還是Ortofon唱頭的關係， 細節比Denon DL-103 MC頭還多，反應非常快速。
Dual 606 是很好用的唱盤。

LP Player TECHNICS SL-D2

這是冰封近30年，現在從床底下挖出來的Technics SL-D2 LP唱盤。
據David說是我帶他到 越點洪老闆當年的店裡挑的。他的第一台player。

記得1980年初 引進的唱盤 Technics 直流馬達帶動，沒用電刷，也就不會磨損，會是長壽命的，很合乎工程的道理。這是它的賣點，對抗皮帶傳動的主流唱盤。皮帶盤說直流直接驅動馬達會有糙音跟震動，沒法像皮帶間接傳動隔離交流馬達的震動。

CD崛起之後，Lp唱盤淪為小眾市場，而且是超高價、低功能，完全手動的重量級幾十公斤唱盤。

Technics DJ唱盤SD-1200之外，當今hi-end好像只有Denon還在生產直接驅動馬達的LP唱盤DP500M。

http://www.lpgear.com/Merchant2/merchant.mvc?Screen=CTGY&Store_Code=LG&Category_Code=DENONTTB

這也就是我想一探SL-D2的道理







說明書齊全，簡明清楚，very friendly.。
相對的，老德Dual就差多了。






表面細膩。




無電刷的直流馬達。應該是沒有消磨耗損的疑慮。











動作正常，沒有壞掉。

是全自動唱完會歸位的。



唱頭殼容易旋轉安裝上去，也因此容易拆下來保管。問題是頭殼跟附帶的Ortofon MC唱針頭不知道藏到拿裡去了。
唱頭殼ebay開價 ntd 2,000,--美國LP Gear只要usd 20,-不到。
可惜現在只能動，不能聽。



紙箱很好，還可以再封存20年。