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光学墨盒基本原理

光学墨盒基本原理

・光学盒的基本原理

首先,我們將說明光學唱頭和MM / MC唱頭之間訊號拾取原理的區別。
MM / MC唱頭和光學唱頭都透過唱針讀取黑膠唱片上記錄溝槽,但是普通的MM / MC唱頭是透過在磁場中振動的磁鐵(或線圈)來檢測音樂信號。
另一方面,光學唱頭透過使用LED和PD(photo cells)感光元件來捕捉陰影變化(亮度變化)來檢測音樂信號。
因為MM / MC唱頭透過磁力線切割 (法拉第定律) 來產生電流,所以當磁鐵(或線圈)移動時,總是會在磁場中產生磁阻 (楞次定律)。
但是,光學唱頭則檢測LED陰影亮度的變化(陰影移動),因此在震動系統中的唱針移動時不會產生磁阻。
由於沒有磁阻施加到震動系統,因此針尖可以平穩移動。
這是光學唱頭技術的主要優勢
要檢測音樂信號,MM / MC唱頭必須移動磁鐵或磁芯和線圈。然而,在光學唱頭的情況下,僅需要移動厚度僅為100微米的遮光板,因此移動量非常低。
這是光學唱頭技術的另一個優勢

  MM/MC 唱頭 光學唱頭
磁性阻力
移動量

・光學唱頭的拾取印號的原理是什麼?

 

我們將更詳細地說明光學唱頭的信號拾取原理。
光學唱頭使用紅外線LED,遮光板和兩個PD(photo cells)感光元件來拾取唱針的運動。
操作原理很簡單,針桿上的遮光板在LED前面振動,後面的PD(photo cells)感光元件檢測遮光板移動時,落在感光元件上陰影亮度的變化。

我們將說明如何獨立地從一個遮光板上檢測L(左)和R(右)聲道信號。
右圖是從LED所在的位置看的遮光板和PD感光元件的視圖。
當唱片上記錄訊號的溝槽(傾斜45度)循軌振動時,振動從針尖傳遞到唱臂,而針桿上的遮光板也一起振動。
由於遮光板以擋住前面LED的光的方式振動,因此進入PD感光元件的亮度從明→暗→亮→暗連續變化。
當感光元件檢測到唱針拾取溝槽移動而產生的亮度變化時,輸出電壓也會相應變化
遮光板的移動透過由2個獨立的感光元件讀取為2個獨立的立體聲通道。
遮光板的移動角度確保每個感光元件只能從其對應的通道中拾取信息。不會讀取來自相對通道平行移動的訊號,從而確保準確的通道平衡和通道分離度。
※由於遮光板的運動是在PD感光元件側邊以反向式平行移動,感光元件的亮度不會改變,因此可以一片遮光板來檢測左右聲道的音頻信號。
此基本檢測原理與40年前的光電唱頭完全相同。
這裡的重點是PD感光元件的輸出是純類比聲音,因為遮光板的運動=唱片溝槽的運動作為電壓變化輸出。這不是數位的聲音。

  MM/MC 唱頭 光學唱頭
音訊輸出 類比訊號 類比訊號

需要專用唱頭放大器的原因

使用光學唱頭時,不能連接使用MM / MC的唱頭放大器,必須使用DS Audio光學唱頭專用的唱頭放大器。主要有兩個原因

  • 了給唱頭內部的LED供電,需要電壓,該電壓由唱頭放大器提供使用唱臂的地線(藍線和綠線)為光學唱頭的LED供電。因此,為了使用光學唱頭,必須將唱臂的四根電纜適當地獨立。
    (目前市場上的大多數唱臂都沒有問題。)
  • MM / MC所需的標準RIAA等化曲線與光學唱頭所需的等化曲線完全不同。由於MM / MC唱頭的輸出與其速率成正比,因此輸出隨著速率的增加而增加(=更高的頻率)。但是,光學唱頭是以振幅比例輸出,可以從低頻到高頻(與舊晶體類型和電容器類型相同)輸出平坦的信號。由於光學唱頭被歸類為幅度比例輸出,並且不受速率變化的影響,即使在同一張唱片上,它也具有完全不同的輸出特性。與傳統的MM / MC相比,振幅比例輸出所需的EQ等化要少得多。因此,與速度比例型MM / MC唱頭相比,光學唱頭的RIAA等化電路對信號的處理要少得多。
    光學唱頭的RIAA等化電路成為極其簡單的電路。這是光學唱頭技術的另一個優勢
    振幅比例型光學唱頭可以從低頻到高頻,由唱片溝槽輸出平穩的運動,因此與速度比例型的RIAA等化電路相比,光學唱頭的RIAA等化電路變得極為簡單。光學唱頭的RIAA等化電路成為極其簡單的電路。這也是光學唱頭的大優點。

 

改善了過去光學唱頭的設計

如您所知,40年前,一些光學唱頭已從東芝,夏普,Trio,KENWOOD等商業化。
曾經在1970年代商業化的光學唱頭消失的原因,最大因素是因為主要企業的開發資源已從類比轉換為CD。
除此之外,還有一個問題是在過去的光學唱頭中無法解決。
那是“熱”的問題。
四十年前,LED技術還沒有得到很好的發展,光學唱頭可用的唯一光源是標準型白熱燈泡。這些燈泡產生大量的熱量,加熱了唱頭的減震橡膠,使其隨時間變軟並改變了柔軟的特性。每家公司都採取了各種措施來解決這個問題,但是在找到基本解決方案之前,光學唱頭就消失了。即使有這個缺點,光學唱頭的聲音質量也使這項技術擁有40多年的傳奇地位。



C- 100P 内的光源(灯)发出光

 40年來,DS Audio能夠成功將光學唱頭帶回來的最大原因是,持續發展的光源和光檢測器技術。
今天,“熱”的問題已不再是問題,因為可以使用非常小的高功率LED。 與傳統的白熾燈或熒光燈不同,LED不會產生熱量。
而且,由於它使用靈敏度特性與光源波長非常匹配的高靈敏度光電二極管,因此可以實現高電壓輸出。 光學唱頭的輸出約為40 mV,是MM / MC唱頭的大約10至100倍,因此可以透過極低質量的系統獲得高輸出。 相對於需要非常低的電壓才能通過唱臂導線的MM / MC系統而言,這是一個優勢,因為MM/MC系統容易受到干擾和信號損失。 DS Audio光學唱頭的高輸出更加堅固,對干擾的敏感性更低。

40 年前的光学墨盒

DS 音频光学盒
光源 白熱燈泡 LED
光檢測器技術 光感電晶體

(Phototransistor)

光電轉換器

(Photodiodes with matching sensitivity characteristics)

 

我們邀請您體驗這項傳奇技術的聲音,並最終實現其最大潛能。