T h e   f i r s t   w e b s i t e   f o r   v i n y l   l o v e r s   i n   T h a i l a n d

                                                                                                

                       

HOME                           

Vinyl Club

The New Player

Things about TT

Tonearm Setup

Nature of Tonearm

The Cartridge

Mat and Clamp

LP Tips

 

Reviews

Origin Live Ultra

TS Audio PH1

NAD PP1

VCL

RB250 Incognito

Viola PH1

PHR Speaker

ZA-D23

Aurora MKII

 

LP Shop

 

 

 

 

 

 

TT Accessories

Audio Equipment

 

Acoustic

Room Treatment

L.O.B. BassTraps

 

Gallery

His Master's Voice

Friend's TT

TT Collection

 

Services

Second Hand

Write to us

Vinyl Forum

 

Opus3 records

Hercules II Power Supply Upgrade for Linn Sondek LP12

Hercules II Installation

 

Tritonix Record

Cleaning Fluid

น้ำยาเช็ดแผ่นเสียง คุณภาพดี

ราคาประหยัด ซื้อ 2 ขวด

แถมผ้าเช็ดแผ่น 1 ผืน ฟรีี

 

 

Accapted

 

 

 

 

The Cartridge

หัวเข็มหรือที่สมัยก่อนเรียกว่า "Magnetic Cartridge" นั้น ถือกำเนิดขึ้นราวปี 1925 ซึ่งเดิมจะเป็นระบบ Piezoelectricity คือ กำเนิดกระแสไฟฟ้าด้วยแรงกดของผลึกQuartz ที่ส่งมาจากปลายเข็ม  หัวเข็มแบบ Magnetic นี้เป็นที่นิยมในยุคปี'50 หลังจากที่มีการใช้หัวตัดแผ่นมาสเตอร์แบบ Magnetic ในปี 1945  ซึ่งถือได้ว่าเป็นการเริ่มยุคใหม่ของการเล่นผ่นเสียงที่มีความใกล้เคียงดนตรีริงมากขึ้น  และลดความเสียหายของแผ่นเสียงจากการเล่นแบบโบราณเนื่องจากใช้แรงกดของหัวเข็มน้อยลงแต่สัญญานไฟฟ้าที่ได้ออกมานั้นน้อยกว่า 

Installation

หัวเข็ม (Cartridge) ในปัจจุบันจะมีลักษณะการติดตั้งแตกต่างกันอยู่ 2 แบบคือ

          

รูปแสดง   ลักษณะการติดตั้งหัวเข็มแบบ Standard Mounted และตำแหน่งขั้วสาย

1. แบบ Standard Mounted หรือ 1/2 inch  ซึ่งเป็นแบบที่ใช้อยู่ในปัจจุบัน คือ ใช้สกรู 2 ตัวยึด Cartridge ไว้กับ Headshell ซึ่งอาจยึดจากด้านล่างหรือด้านบนก็ได้  ที่เรียกว่าแบบ "1/2inch" นั้นเนื่องมาจากระยะห่างของสกรูนั่นเอง

รูปแสดง   ลักษณะการติดตั้งหัวเข็มแบบ P-Mounted

2. แบบ P-Mounted  เป็นแบบที่นิยมใช้ในเครื่องเล่นแผ่นเสียงรุ่นเล็กๆ ในสมัยก่อน  ปัจจุบันไม่มีผู้ผลิตเครื่องเล่นแผ่นเสียงที่ใช้หัวเข็มลักษณะนี้อีกแล้ว  

Types of Cartridge

หัวเข็ม (Cartridge) เป็นสิ่งประดิษฐ์ที่ใช้หลักทฤษฎีของ Michael Faraday  ในการสร้างกระแสไฟฟ้าด้วยตัวมันเองโดยให้ขดลวดตัดกับสนามแม่เหล็ก  ซึ่งสามารถทำได้อยู่ 2 วิธีคือ ให้แท่งแม่เหล็กเป็นตัวเคลื่อนที่ หรือให้ขดลวดเป็นตัวเคลื่อนที่ด้วยการขยับตัวของปลายเข็ม (Stylus) ที่วิ่งผ่านร่องแผ่นเสียง ซึ่งเป็นวิธีที่เปลี่ยนให้พลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้าส่งไปยังเครื่องขยายสัญญานถ่ายทอดเป็นเสียงผ่านลำโพงต่อไป

หัวเข็มแบบ Moving Magnet (MM)

ภาพแสดง  ลักษณะโครงสร้างของหัวเข็ม MM ของ Shure V15

1. ก้าน (Cantilever)  2.ปลายเข็ม (Stylus)  3.แม่เหล็ก (Magnet)  4.ขั้ว (Pole)  5.ขดลวด (Coil)  6.ขั้วท้าย (Pin)

หัวเข็มแบบ Moving Magnet คือ หัวเข็มที่มีแท่งแม่เหล็กถาวรขนาดจิ๋วติดอยู่กับก้านปลายเข็ม (Cantilever) เคลื่อนไหวอยู่ระหว่างขดลวด 2 ชุด ซึ่งเกิดจากการที่ปลายเข็มวิ่งไปตามร่องแผ่นเสียงทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า  ผู้ผลิตบางรายได้พัฒนาหัวเข็มแบบนี้โดยใช้ของเหลวประเภท Permalloy ที่มีความลื่นไหลสูงเคลื่อนที่อยู่ในสนามแม่เหล็กเข้มข้นแทน  จึงดูเหมือนว่ามีแท่งแม่เหล็กนั้นเคลื่อนที่ไปมาได้  ซึ่งเป็นวิธีแก้ปัญหาที่ดีในการลดแรงสั่นสะเทือนที่เกิดจากการเคลื่อนที่ของแท่งแม่เหล็กที่มีมวลหนัก  ช่วยให้หัวเข็มเกาะร่องแผ่นเสียงได้แม่นยำตอบสนองความถี่ย่านสูงได้ดีขึ้น  หัวเข็มแบบ MM นี้ส่วนมากจะมีค่าหยุ่นตัวของปลายเข็ม (Suspension Compliance) สูง ประมาณ 20 cu หรือสูงกว่า  จึงเหมาะกับอาร์มแบบ Low Mass หรือ Medium Mass และค่าแรงกดของหัวเข็มเบื้องต้นจะอยู่ที่ 1-1.5 กรัม  น้อยกว่าหัวเข็มแบบ MC ประมาณ 0.5 กรัม  ตามที่ได้กล่าวถึงคุณลักษณะของหัวเข็มแบบ MM มานี้  แทนที่จะเรียกหัวเข็มชนิดนี้ว่า "Moving Magnatic" ควรจะเรียกว่า หัวเข็มแบบ "Fixed Coil" น่าจะถูกต้องมากกว่า

ในสมัยก่อนหัวเข็มแบบ MM รุ่นเก่าจะต้องพันขดลวดมากรอบ  เพื่อให้ได้ความสามารถในการกำเนิดกระแสไฟฟ้าที่เพียงพอ  การที่ต้องพันขดลวดมากรอบนี้เองทำให้เกิดปัญหาค่าต้านทาน (Resistance)ที่สูง  แต่ในปัจจุบันแม่เหล็กที่นำมาใช้ผลิตหัวเข็มแบบ MM มีความเข้มของสนามแม่เหล็กสูงมาก  ทำให้หัวเข็มแบบ MM ในปัจจุบันไม่จำเป็นต้องพันขดลวดให้มากรอบเหมือนสมัยก่อนก็สามารถให้กระแสไฟฟ้าที่พอเพียงแล้ว  หัวเข็มแบบ MM ในปัจจุบันนี้มีการออกแบบที่ดีขึ้นกว่าเดิมมาก  ไม่ว่าจะเป็นประสิทธิภาพในการเกาะร่องแผ่นเสียง (Tracking Ability)  หรือความสามารถในการสร้างกระแสไฟฟ้า  ทำให้หัวเข็มแบบ MM บางรุ่นให้เสียงที่ดีพอๆกับหัวเข็มแบบ MC เลยทีเดียว  สำหรับหัวเข็มแบบ MM จะต้องพิจารณาค่าประจุขาเข้า (Input Capacitance) ของ Pre-Phono ให้เหมาะสมกับหัวเข็ม  หาก Pre-Phono มีค่าประจุขาเข้าสูงกว่าจะให้เสียงทึบ

ภาพแสดง  ลักษณะโครงสร้างของหัวเข็ม MM

 หัวเข็มแบบ Moving Coil (MC)

ภาพแสดง  ลักษณะโครงสร้างของหัวเข็ม MC

หัวเข็มแบบ Moving Coil (MC) จะใช้หลักการออกแบบตรงข้ามกับหัวเข็มแบบ MM กล่าวคือหัวเข็ม MC จะมีขดลวด (Coil) ติดอยู่กับก้านปลายเข็ม (Cantilever) เคลื่อนไหวอยู่ระหว่างแท่งแม่เหล็กถาวรซึ่งเกิดจากการที่ปลายเข็มวิ่งไปตามร่องแผ่นเสียงทำให้เกิดกระแสไฟฟ้า ดังนั้นเพื่อไม่ให้ coil มีมวลหนักจนเกิดแรงสั่นสะเทือนมากเกินไป การพันขดลวดรอบ Coil จึงจำกัดให้มีจำนวนน้อยรอบ จึงเป็นเหตุให้หัวเข็มแบบ MC ส่วนมากจึงเป็นหัวเข็มประเภท Low Output  ซึ่งสามารถกำเนิดกระแสได้เพียง 1/10 เมื่อเปรียบเทียบกับหัวเข็มแบบ MM  และมีค่าความต้านทาน (Resistance) ที่ต่ำมากเพียง 40 Ohms หรือต่ำกว่า  และมีค่าเหนี่ยวนำกระแส (Inductance) ประมาณ 100 uH

หัวเข็มแบบ MC โดยทั่วไปนั้นจะมีน้ำหนักมากกว่าหัวเข็มแบบ MM เล็กน้อยและมีค่าหยุ่นตัว (Suspension Compliance) ในเกณฑ์ต่ำประมาณ 12 cu  จึงเหมาะกับอาร์มแบบ Medium Mass หรือ High Mass  ซึ่งจะช่วยให้หัวเข็มแบบ MC สามารถเกาะร่องแผ่นได้ดีขึ้น  เพราะหัวเข็มแบบ MC มีแรงสั่นสะเทือนสูงจากการเคลื่อนที่ของ Coil  ทำให้ประสิทธิภาพการเกาะร่องแผ่นเสียงด้อยกว่าหัวเข็มแบบ MM  ดังนั้นการใช้อาร์มที่มีมวลหนักจะช่วยแก้ปัญหานี้ สำหรับหัวเข็มแบบ MC นั้นะต้องพิจารณาค่าความต้านทานขาเข้า (Input Impedance) ของ Pre-Phono ให้มีค่าความต้านทานขาเข้ามากกว่าวามต้านทานของหัวเข็ม 2 1/2 เท่าเป็นอย่างน้อย

แต่ในปัจจุบันได้มีผู้ผลิตหัวเข็มแบบ MC High Output  ออกมาอย่างแพร่หลาย เช่น Denon ซึ่งเป็นที่นิยมกันอย่างกว้างขวางเพราะสามารถใช้ภาคขยายสัญญานร่วมกับหัวเข็มแบบ MM ได้  แต่ข้อเสียของหัวเข็มแบบ MC High Output นี้คือ Coil จะเคลื่อนที่มากขึ้นเพื่อสร้างกระแสให้สูงกว่าปรกติ  แต่ก็ยังไม่สามารถทำกระแสได้เท่ากับหัวเข็มแบบ MM  ปัจจุบันหัวเข็มประเภทนี้ประสบความสำเร็จทางด้านเทคนิคและเป็นที่นิยมมาก เนื่องจากเล่นง่ายและให้เสียงที่ดีใกล้เคียงกับหัวเข็ม MC Low Output ทีเดียว

หัวเข็มแบบ Moving Iron (MI)

ภาพแสดง  ลักษณะโครงสร้างของหัวเข็ม MI ของ Grado

หัวเข็มอีกแบบหนึ่งที่น่าสนใจแต่ไม่ค่อยจะมีใครพูดถึงกันนัก คือหัวเข็มแบบ Moving Iron (MI) โดยออกแบบให้แม่เหล็กและ Coil อยู่กับที่ไม่เคลื่อนไหว  แต่จะให้แท่งเหล็กที่มีความบริสุทธิ์สูงที่เสียบติดอยู่กับก้านปลายเข็ม (Cantilever) เป็นตัวขยับเคลื่อนที่  หัวเข็มที่ออกแบบในลักษณะนี้ ได้แก่ B&O, Grado และSoundsmith เป็นต้น  ข้อดีของหัวเข็มแบบนี้ คือ 1.การเคลื่อนไหวกลไกภายในมีน้อยมาก (น้อยกว่าหัวเข็มแบบ MC)  2.สามารถให้กระแส output สูงกว่าหัวเข็มแบบอื่นๆ เนื่องจากสามารถออกแบบแม่เหล็กและ Coil ให้มีขนาดใหญ่ได้  3.ก้านปลายเข็ม (Cantilever) มีค่าหยุ่นตัว (Suspension Compliance) สูง ทำให้การเกาะร่องแผ่นเสียงมีความแน่นอน  4.หัวเข็มต้องการน้ำหนักกด (VTF) น้อย จึงทำให้แผ่นเสียงสึกหรอน้อยกว่า  ผู้นำในการผลิตหัวเข็มประเภทนี้ในอดีตคือ B&O แต่จะเรียกหัวเข็มแบบ Moving Iron ของตนเองว่า Moving Micro Cross (MMC) โดยจะออกแบบให้แท่งเหล็กเป็นสี่แฉก ให้แต่ละแฉกจะทำงานกับชุดขดลวดและแท่งแม่เหล็กแยกกัน 4 ชุด ในปัจจุบัน Grado ยังคงผลิตหัวเข็ม Moving Iron ในรุ่น Prestige Series ซึ่งออกแบบใช้ขดลวด 2 ชุดในรุ่นต่ำและ 4 ชุดในรุ่นสูง และยังคงได้รับความนิยมอย่างแพร่หลาย

หัวเข็มแบบ Decca

หัวเข็ม Decca London

หัวเข็มแบบ Decca เป็นการออกแบบหัวเข็มที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะของ Decca ประเทศอังกฤษ โดยออกแบบให้แท่งแม่เหล็กและขดลวดติดอยู่กับที่ ส่วนที่เคลื่อนไหวคือก้านปลายเข็ม (Cantilever) ขนาดสั้นมากรูปตัว L และมีแท่งเหล็กติดตั้งอยู่ใกล้กับปลายเข็ม (Tip) ระยะไม่เกิน 1มม. จึงทำให้การเกาะร่องแผ่นเสียงของหัวเข็มแบบนี้แม่นยำมากกว่าหัวเข็มแบบอื่นมาก ซึ่งวิศวกรของ Decca เรียกว่า "positive scanning"  ควบคุมการหยุ่นตัวของก้านปลายเข็มนแนวตั้งและแนวข้างด้วยรูปร่างและความหนาของก้านปลายเข็ม (Cantilever)  หัวเข็มของ Decca ได้ชื่อว่าให้ความเป็นดนตรีสูงแต่มีข้อด้อยในรุ่นแรกๆที่ต้องให้น้ำหนักกด (VTF) มาก ซึ่งเป็นสาเหตุที่ทำให้แผ่นเสียงสึกหรอมากกว่าเล่นด้วยหัวเข็มแบบอื่น  ปัจจุบันหัวเข็มของ Decca เป็นหัวเข็มที่มีราคาสูงและหาซื้อยากจึงไม่ค่อยเป็นที่นิยมนัก

 

 เปลือกหุ้มเรือนเข็ม Cartridge Body

เปลือกหุ้มเรือนเข็มที่ดีคือ "เปลือกที่หุ้มแล้วเหมือนไม่มีเปลือก"  นั่นคือต้องทำจากวัสดุที่ไม่เป็นต้นเหตุให้เกิดเสียงผิดเพี้ยน (Coloration)  ซึ่งเราอาจเคยเห็นหัวเข็มรุ่นสูงบางยี่ห้อที่ไม่มีเปลือกหุ้มตัวเรือน เรียกว่า หัวเข็มเปลือย (Nude)  ส่วนหัวเข็มทั่วๆไปนั้นจะมีเปลือกหุ้มเรือนเข็มเพื่อป้องกันกลไกภายในที่ละเอียดอ่อนจากแรงสั่นสะเทือนและฝุ่นละอองจากภายนอก  ทั้งยังช่วยให้หัวเข็มมีอายุการใช้งานที่ยืนยาวตลอดจนยังทำให้แลดูสวยงามอีกด้วย  เปลือกหุ้มเรือนเข็มในปัจจุบันแบ่งออกได้เป็น 5 ชนิด คือ

VPIKARAT_000.JPG  1. เปลือกโลหะ (Metal Body)  ส่วนมากทำจากอลูมิเนียมเนื่องจากมีน้ำหนักเบา แข็งแรง สามารถนำมาออกแบบรูปทรงได้ตามต้องการ  ซึ่งการออกแบบตัวเรือนที่เหมาะสมนั้นจะทำให้เกิดการกำทอน (Resonance) ที่เป็นธรรมชาติ  หัวเข็มเปลือกหุ้มเรือนที่เป็นโลหะจึงจะให้เสียงที่ดีอย่างที่ต้องการ

M97xE  2. เปลือกพลาสติก (Plastic Body)  มักใช้กันอย่างแพร่หลายในหัวเข็มราคาประหยัด  ซึ่งแต่ละยี่ห้อจะออกแบบเป็นวัสดุสังเคราะห์ประเภทพลาสติกชนิดต่างๆตามแต่เทคนิคของตน  หัวเข็มเปลือกพลาสติกนี้จะให้เสียงร้องที่ขึ้นจมูก (Nasal Sound) เป็นลักษณะประจำตัว

GRPLAT_000.jpg  3. เปลือกไม้ (Wood Body)  เป็นหัวเข็มที่มีตัวเรือนทำจากไม้ทั้งตัวด้วยการแกะสลัก  ถ้าเลือกชนิดของไม้ได้เหมาะสมจะให้เสียงที่เป็นธรรมชาติปราศจากการกำทอน (Resonance) อย่างสิ้นเชิง  ไม้เป็นวัสดุในการทำเปลือกหุ้มเรือนเข็มที่ดีที่สุด  แต่มีข้อด้อยตรงที่เป็นวัสดุที่คัดเลือกให้เหมือนกันทุกครั้งได้ยาก  การผลิตไม่สามารถทำจำนวนมาก (Mass Product) ได้  จึงทำให้มีต้นทุนสูง  หัวเข็มไม้จึงมีราคาแพง

  4. เปลือกแบบผสม (Hybrid Body)  เป็นการออกแบบเปลือกหุ้มเรือนเข็มโดยใช้วัสดุ 2 ชนิดร่วมกัน เช่น Ortofon รุ่น Rondo ที่มีเปลือกหุ้มเรือนเข็มเป็นไม้ผสมกับเรซิน

Dynavector Te Kaitora Rua Low Output Moving Coil Cartridge  5. หัวเข็มเปลือย (Nude)  เป็นหัวเข็มที่ไม่มีเปลือกหุ้มเรือนเข็ม  ทำให้หัวเข็มชนิดเกิดารกำทอน (Resonant) น้อยหรือไม่มีเลยแต่ต้องใช้ความระมัดระวังในการเล่นเป็นอย่างมาก      

Tracking & Tracing

   

ปลายเข็มซึ่งอยู่ในร่องแผ่นเสียงที่บันทึกในระบบ Stereo ที่มีความถี่เสียงซ้าย-ขวาแตกต่างกัน  

คำว่า Tracking กับ Tracing ทั้งสองคำนี้มีความหมายไม่เหมือนกันแต่ใกล้เคียงกันมาก  ซึ่งเป็นเรื่องที่เกี่ยวข้องกับการทำงานของหัวเข็ม (Cartridge) และปลายเข็ม (Stylus) หลายคนอาจเข้าใจสับสนจึงจะขออธิบายอย่างง่ายๆให้ทราบ  คือ  

Tracking  หมายถึง ประสิทธิภาพภาพของหัวเข็ม (Cartridge) ในการเกาะผนังของร่องแผ่นเสียง (Groove) เพื่อถ่ายทอดสัญญานความถี่ย่านต่างๆ

Tracking Ability จะแบ่งพิจารณาจากย่านความถี่ 3 ช่วง ได้แก่ ความถี่ย่านต่ำ กลาง และสูง  ในย่านความถี่ต่ำ-กลาง (ไม่เกิน 2kHz) Tracking Ability จะขึ้นอยู่กับค่าหยุ่นตัว (Compliance) ของหัวเข็มซึ่งค่ายิ่งสูงยิ่งดี  ต่อมาในย่านความถี่กลาง-สูง (2kHz-5kHz) จะขึ้นอยู่กับประสิทธิภาพการดูดซับแรงสั่นสะเทือนของก้านปลายเข็ม (Cantilever) ร่วมกับการออกแบบโครงสร้างของหัวเข็มและโทนอาร์ม  ส่วนในย่านความถี่ที่เกินกว่านี้ (มากกว่า 5kHz) จะพิจารณาจากมวลของปลายเข็มคือมวลมีค่ายิ่งน้อยยิ่งดี

แผ่นทดสอบ (Test Record) ที่ดีทุกแผ่นจะต้องมีแถบสัญญานเสียงเพื่อทดสอบ Tracking Test   โดยจะบันทึกเสียงความถี่เดียวที่ 300 Hz สร้างภาพเสมือนของการได้ยินทั้งในแนวตั้งและแนวนอน  แต่น่าเสียดายที่เราส่วนมากจะใช้แถบสัญญานนี้ทดสอบเพียงแค่แรงกดของหัวเข็มเท่านั้น  ซึ่งไม่ตรงกับวัตถุประสงค์ของการใช้งาน  การกำหนดแรงกดของหัวเข็มนั้นสามารถใช้วิธีง่ายๆและได้ผลดี คือ ใช้แผ่นเสียงที่เราคุ้นเคยเป็นแผ่นทดสอบ  แล้วลองให้น้ำหนักกับหัวเข็มในย่านตามที่คู่มือกำหนด  ฟังดูว่าเสียงดีที่สุดตรงน้ำหนักกดเท่าไรก็เป็นอันใช้ได้แล้ว

Tracing  หมายถึง ประสิทธิภาพของปลายเข็ม (Stylus) ในการถ่ายทอดรายละเอียดของรูปสัญญานเสียง  ตามที่หัวกัด (Cutting Stylus) ได้บันทึกไว้  เมื่อได้ทราบถึงความแตกต่างของความหมายในคำทั้งสองนี้แล้ว  จะทำให้เราเข้าใจลักษณะการทำงานของหัวเข็ม (Cartridge) และปลายเข็ม (Stylus) ได้ชัดเจนยิ่งขึ้น

The Stylus

ภาพขยายปลายเข็ม (Stylus) และก้านปลายเข็ม (Cantilever)  

ปลายเข็ม (Stylus, Needle) เป็นส่วนที่สำคัญมากของหัวเข็มเพราะเป็นชิ้นส่วนที่สัมผัสกับแผ่นเสียงแล้วถ่ายทอด       สัญญานจากแรงสั่นสะเทือนไปสู่ระบบอื่นๆ  ปลายเข็มเป็นชิ้นส่วนที่เกิดการสึกหรอมากที่สุดของหัวเข็มและในขณะเดียวกันจะทำให้แผ่นเสียงสึกหรอด้วย  ดังนั้นปลายเข็มที่มีคุณภาพจึงต้องมีคุณสมบัติ  1) สามารถเกาะร่องแผ่นเสียงได้แม่นยำ  2) ไม่ทำลายแผ่นเสียงให้สึกหรอเร็ว 

ปลายเข็มที่ใช้ในเครื่องเล่นแผ่นเสียงโบราณ (Phonograph) ในสมัยก่อนนั้นทำจากเหล็ก เข็ม แม้กระทั่งวัสดุประเภทเส้นใย มีเส้นผ่าศูนย์กลางขนาดใหญ่ถึง 3ม.ม.แล้วนำมาฝนให้ปลายแหลมแยกต่างหากออกจากกล่องเสียง (Sound Box) ซึ่งออกแบบเพื่อให้ผู้เล่นสามารถเปลี่ยนปลายเข็มได้ง่ายด้วยตัวเอง  แต่สึกหรอเร็วและทำให้แผ่นเสียงสึกหรอเร็วไปด้วยพร้อมกัน  ต่อมาได้มีการผลิตหัวเข็มแบบกำเนิดกระแสไฟฟ้าซึ่งมีปลายเข็มเป็นชิ้นส่วนหนึ่งของหัวเข็ม  ในระยะแรกใช้วัสดุประเภทแก้วนำมาทำปลายเข็มแต่สึกหรอเร็วมีอายุใช้งานสั้น  ในปี 1908 จึงมีผู้คิดค้นปลายเข็มที่ทำด้วย Sapphire ที่มีกระดาษเป็น Diaphragm  และในปี 1912 Thomas Adison ได้เริ่มคิดค้นปลายเข็มที่ทำด้วยเพชรขึ้นมา  แต่ถึงอย่างไรจนถึงยุคปี '50ปลายเข็มราคาถูกที่ทำด้วยผลึกแก้วที่ต้องการแรงกด 5-8 กรัมนั้นยังนิยมใช้กันอย่างแพร่หลาย ทดแทนปลายเข็มโลหะ Osmium ที่สามารถเล่นแผ่นเสียงได้เพียง 5-10 แผ่นเท่านั้น  พ้นจากยุคปี'50เป็นต้นมาก็เข้าสู่ยุคของปลายเข็มแบบ Sapphire ขนาด 0.08 มม.สำหรับแผ่นเสียง 78 rpm. และปลายเข็ม Diamond ขนาด 0.03 มม.(Microgroove) สำหรับแผ่นเสียง 331/3 rpm. โดยที่อายุใช้งานของปลายเข็มแบบ Sapphire นั้นจะอยู่ราว 40-50 ชั่วโมง ในขณะที่อายุใช้งานของปลายเข็มแบบ Diamond จะนานกว่าอย่างน้อย 10 เท่า  และในสมัยนั้นได้มีการออกแบบให้ผู้เล่นสามารถเปลี่ยนปลายเข็มให้เหมาะสมกับแผ่นเสียงที่ต้องการเล่นได้ด้วยการพลิกปลายเข็มได้2ด้านในหัวเข็มเดียวกัน เรียกว่า Flip-Over

เข้าสู่ยุคปี 1960 เป็นต้นมา หัวเข็มทุกยี่ห้อจะมีปลายเข็มทำด้วย Diamond ซึ่งถือเป็นมาตรฐานมาจนปัจจุบัน 

     

ความแตกต่างของรูปร่างของปลายหัวกัด (ซ้าย) และหัวเล่น (ขวา)

แผ่นแม่พิมพ์ต้นแบบ (Master) จะใช้หัวตัดแผ่น (Cutting Stylus) ที่มีรูปร่างแบนปลายแหลมเล็กเพียง 2 ไมครอน  กัดแผ่นแม่พิมพ์ต้นแบบให้เกิดร่องที่เป็นสัญญานเสียง  ซึ่งแตกต่างจากหัวเข็มที่ใช้เล่น (Replay)  ที่ไม่สามารถจะให้มีรูปร่างเหมือนหัวตัดได้เพราะจะทำให้ร่องแผ่นเสียง (Groove) เสียหายในเวลาทำการเล่น  จากรูปร่างที่แตกต่างกันนี้จึงเป็นสาเหตุที่ทำให้หัวเข็มที่ใช้เล่นมีข้อจำกัดเกิดขึ้น

รูปแสดง : ปลายเข็ม (Stylus) แบบต่างๆของ Audio Technica

Stylus shape

จะขอเริ่มจากหัวเข็มที่มีปลายเข็มรูปกรวย (Conical Styli) แบบดั้งเดิม  หรือที่เรียกแบบไม่ค่อยจะถูกต้องนักว่ารูปทรงกลม (Spherical Styli)  เพราะเนื่องจากภาพตัดขวาง (Cross Section) ของปลายเข็มชนิดนี้จะเห็นเป็นวงกลม  โดยมีขนาดของปลายเข็มใหญ่ถึง 16 ไมครอน  ซึ่งจะมีขนาดใหญ่กว่าปลายเข็มของหัวตัดแผ่นอยู่มาก  ดังนั้นร่องแผ่นเสียงที่ได้จากการกัดของหัวตัดจะมีขนาดเล็กกว่าความกว้างปลายเข็มของหัวเล่น  ทำให้การถ่ายทอดสัญญานจากหัวเข็มที่ใช้เล่นนั้นเกิดข้อจำกัด  เมื่อระดับสัญญานที่บันทึกมีความซับซ้อนมากๆ  จึงเป็นเหตุให้หัวเข็มแบบนี้ไม่สามารถถ่ายทอดสัญญานย่านความถี่สูงได้ดี (Scanning Loss) และการถ่ายทอดสัญญานที่ผิดเพี้ยน (Tracing Distortion)  ซึ่งเป็นเรื่องที่สลับซับซ้อนเกี่ยวข้องกับเรื่องย่านความถี่ของเสียงและระดับของความดัง  โดยอาการที่ว่ามานี้จะแย่ลงเรื่อยๆเมื่อเล่นใกล้จะจบแผ่นในแต่ละหน้า  อีกสาเหตุที่เกี่ยวข้องด้วยก็คือความเครียดของปลายเข็ม (Pinch Effect)  ที่มีสาเหตุจากปลายเข็มที่เล่นมีขนาดใหญ่กว่าร่องแผ่นเสียงซึ่งมีรูปร่างสอบเล็กตามปลายเข็มของหัวตัด  ทำให้เมื่อเล่นแผ่นเสียงจะมีแรงต้านขึ้นด้านบน  เกิดอาการที่เรียกว่า Out of Phase ขึ้น  จากทั้งหมดที่กล่าวมาข้างต้นจะเห็นว่าปลายเข็มแบบรูปกรวย (Conical Styli) มีปัญหาใน 3 เรื่องคือ Scanning Loss, Tracing Distortion และ Pinch Effect  ซึ่งมีสาเหตุมาจากรูปร่างที่ไม่เหมาะสมกันระหว่างปลายเข็มกับร่องแผ่นเสียงนั่นเอง 

  

   ลักษณะการอ่านสัญญานจากร่องแผ่นเสียงของปลายเข็มแบบ Conical และ Elliptical   

ดังนั้น  ถ้าสามารถทำให้ปลายเข็ม (Stylus) มีขนาดสอดคล้องกับร่องแผ่นเสียงได้ก็จะเป็นการแก้ปัญหาที่กล่าวมาข้างต้น  จึงได้มีการประดิษฐ์ปลายเข็มที่เป็นรูปวงรี (Elliptical) โดยจะเป็นรูปวงรีตามขวางกับร่องแผ่นเสียงและมีรูปร่างเหมาะสมมากขึ้น  ต่อมาได้มีการพัฒนารูปร่างปลายเข็มเป็นแบบ Biradial Styli ซึ่งออกแบบให้รูปร่างของปลายเข็มมีลักษณะเป็นรัศมีของวงกลมสองวงแยกกันขนาดประมาณ 8 ไมครอน  ทำให้ให้ปลายเข็มมีขนาดเล็กลง  ตลอดจนเพิ่มระยะแนวตั้งของปลายเข็มเพื่อเพิ่มพื้นที่สัมผัสกับผนังร่องเสียงให้มากขึ้น  ช่วยลดการสึกหรอของแผ่นเสียงให้น้อยลงและมีประสิทธิภาพในการถ่ายทอดสัญญานเสียง (Tracing) ดีกว่าแบบรูปกรวย (Conical Styli) 

VTF / VTA / SRA

ในการออกแบบหัวเข็มโดยทั่วไป  ลักษณะของหัวเข็มจะมีส่วนประกอบดังนี้ คือ ปลายเข็ม (Stylus)  ก้านปลายเข็ม (Cantilever) และหัวเข็ม (Cartridge)  ปลายเข็มและก้านนั้นจะมีจุดหมุนอยู่ในเรือนหัวเข็ม  ซึ่งสามารถขยับขึ้น-ลงได้เล็กน้อย  เมื่อแผ่นเสียงหมุนก็จะทำให้ปลายเข็มขยับขึ้น-ลงเนื่องด้วยความไม่เรียบของแผ่นเสียง  จากสาเหตุที่กล่าวข้างต้น  เป็นผลให้มุมของปลายเข็มและก้านที่กระทำกับแผ่นเสียงซึ่งโดยปรกติจะต้องเท่ากับมุมเมื่อเวลากัดแผ่นเปลี่ยนแปลงไป  มุมที่กล่าวมานี้คือ Vertical Tracking Angle หรือ VTA 

ความแตกต่างระหว่าง มุม VTA และ มุม SRA

เนื่องจากมุมของปลายเข็มจะมีค่าเปลี่ยนแปลงอยู่ตลอดเวลาที่เล่นแผ่นเสียง  ทำให้เกิดมุมเอียงของปลายเข็มบนแผ่นเสียงเรียกว่า Slant Angle ดังนั้นการรักษามุมของปลายเข็มขณะเล่นกับแผ่นเสียงนั้นสามารถทำได้โดยการปรับความสูงของโทนอาร์ม เรียกว่า Vertical Tracking Angle ( VTA )  ซึ่งจะมีค่าเป็น Positive ในทิศทางทวนเข็มนาฬิกาไม่เกิน 20 องศาจากแนวตั้งฉาก  การกำหนดค่าของมุม VTA ให้ถูกต้องจะช่วยให้ได้เสียงที่มีรายละเอียด กลมกลืนและมีกำลังปะทะ  ซึ่งถ้าลดระดับความสูงของโทนอาร์มลงต่ำ (ปลายเข็มเอนไปข้างหลัง)  จะทำให้เนื้อเสียงบางลงแต่ถ้าลดระดับโทนอาร์มมากเกินไป  จะทำให้เสียงย่านกลางมีคุณภาพเลวลง  ในทางกลับกันถ้ายกโทนอาร์มให้สูงขึ้น (ปลายเข็มเอนไปด้านหน้า) จะให้เสียงที่มีรายละเอียด  แต่ถ้ายกสูงเกินไปจะทำให้เสียงคมบาดหูไม่เป็นธรรมชาติ

   

ภาพแสดง  การเปลี่ยนแปลงขนาดของมุม VTA ที่ยอมรับได้  

ส่วนมุม SRA หรือ Stylus Rake Angle นั้นไม่ค่อยจะมีคนพูดถึงกันมากนัก  มุมนี้คือมุมที่ปลายเข็มทำมุมใดๆกับแผ่นเสียงตามที่ผู้ผลิตหัวเข็มกำหนดมา  ถ้าหัวเข็มที่เล่นมีมุม SRA เท่ากับหัวกัดเมื่อตัดแผ่นนั้นจะทำให้เล่นแผ่นนั้นได้คุณภาพสูงสุด  มุมนี้สามารถเปลี่ยนแปลงได้ด้วยการปรับเปลี่ยนความสูงของโทนอาร์มซึ่งจะทำให้เสียงเปลี่ยนไปด้วย  ดังนั้นเมื่อเล่นแผ่นเสียงเราจึงพยายามให้ปลายเข็มรักษาค่าของมุม SRA นี้ให้ใกล้เคียงหัวกัดที่สุด  หัวเข็มจึงจะถ่ายทอดสัญญานได้อย่างมีประสิทธิภาพเต็มที่  มุม SRA จะมีค่าเป็นได้ทั้ง positive และ negative แต่ไม่เกิน 20 องศาขึ้นอยู่กับการตั้งค่าของหัวกัดเมื่อตัดแผ่นเสียง  ซึ่งการตั้งองศาของหัวกัดที่ได้ประสิทธิภาพสูงสุด คือ 0 องศา (ตั้งฉากกับแผ่นเสียง)      

จึงอนุมานได้ว่าเราควรปรับมุมของปลายเข็มให้ตั้งฉากกับแผ่นเสียงที่เล่นทุกแผ่น  เพื่อให้ปลายเข็มทำมุมกับแผ่นเสียงได้ใกล้เคียงกับหัวกัดมากที่สุด  แต่เนื่องจากในเวลาตัดแผ่นเสียงช่างเทคนิคจะปรับตั้งมุมหัวกัดให้มีค่าต่างกันเล็กน้อย  อีกทั้งยังมีความหนาของแผ่นเสียงที่ไม่เท่ากันอีกด้วย  ดังนั้นการปรับมุม VTA และ SRA ให้เหมาะสมเพื่อเล่นแผ่นเสียงแต่ละแผ่นให้ได้คุณภาพสูงสุดนั้นจึงเป็นเรื่องที่ยุ่งยากพอสมควร  การปรับมุม VTA และ SRA ที่ดีที่สุดของแผ่นเสียงแต่ละแผ่นที่เล่นควรเริ่มจากมุม 0 องศาแล้วจึงค่อยๆปรับทีละน้อยโดยใช้การฟังด้วยตนเอง 

ส่วน Verticle Tracking Force (VTF) คือน้ำหนักกดที่ตั้งให้หัวเข็มก็เป็นอีกเรื่องหนึ่งที่ควรตระหนักไว้เป็นสำคัญ คือ การให้น้ำหนักกดของหัวเข็มเพิ่มขึ้นอีก 0.2 กรัม  จะทำให้มุม VTA และ SRA เปลี่ยนไป 2 องศา  เท่ากับการปรับระดับความสูงของโทนอาร์ม 8 มม.  อีกทั้งการตั้งน้ำหนักกดของหัวเข็มน้อยกว่าที่ผู้ผลิตแนะนำจะได้เสียงดนตรีออกบางและจัดจ้าน  หากตั้งน้ำหนักกดมากกว่าที่แนะนำจะได้เสียงดนตรีที่ออกทึบและอืด  จะเห็นได้ว่าการเปลี่ยนแปลงน้ำหนักกดของหัวเข็ม (VTF) มีผลต่อการเปลี่ยนแปลงของมุม VTA และ SRA ด้วยเสมอและมีผลต่อเสียงดนตรีมากที่สุด  ดังนั้นควรตั้งน้ำหนักกดของหัวเข็มตามคำแนะนำของผู้ผลิตซึ่งจะเป็นค่าที่ดีที่สุด  สำหรับปลายเข็มขนาดเล็กพิเศษ เช่น Van Den Hul นั้นมุม VTA มีความสำคัญและต้องพิถีพิถันอย่างมากซึ่งการปรับตั้งมุม VTA ให้ได้น้ำเสียงและรายละเอียดที่ดีที่สุดได้ในเวลาเดียวกันนั้น  จะต้องอาศัยประสบการณ์จากการฟังของแต่ละคนและใช้หูเป็นตัวตัดสินเท่านั้น

Azimuth

         

ภาพแสดง  การตรวจสอบมุม Azimuth ด้วยการใช้กระจกเงา

อีกเรื่องหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับการปรับตั้งหัวเข็ม คือ การปรับมุม Azimuth หรือ การตั้งมุมเบี่ยงซ้าย-ขวาของปลายเข็ม  โดยถ้าเรามองหัวเข็มจากด้านปลายของโทนอาร์ม  ภาพของหัวเข็มที่ปรากฏจะต้องทำมุม 90 องศากับระนาบของแผ่นเสียงที่เล่น  เพื่อให้ Headshell หัวเข็ม และปลายเข็มอยู่ในตำแหน่งที่เป็นกลางไม่เอียงไปทางซ้ายหรือขวามากกว่ากัน  ปลายเข็มจะต้องดิ่งลงกลางร่อง (Groove) เพื่ออ่านสัญญานซ้าย-ขวาได้เท่ากัน  จุดประสงค์เพื่อไม่ให้เกิดอาการที่เรียกว่าสัญญานข้ามช่อง หรือ Crosstalk อันเป็นผลให้ประสิทธิภาพการแยกมิติสเตริโอไม่ดีเท่าที่ควร  

   

ภาพแสดง  กราฟมุม Azimuth ที่เปลี่ยนไป และประสิทธิภาพของการแยกมิติสเตริโอ

การปรับตั้งมุม Azimuth ของหัวเข็มนี้มีลักษณะเช่นเดียวกับการปรับมุม Azimuth ของหัวเทปนั่นเอง  แต่โทนอาร์มที่เราใช้กันอยู่นั้นส่วนมากไม่สามารถปรับตั้งมุม Azimuth อย่างที่กล่าวได้  เนื่องจากการออกแบบโทนอาร์มโดยทั่วไปต้องการให้ Headshell มีความมั่นคงให้มากที่สุด  ซึ่งมีแต่โทนอาร์มระดับสูงเพียงไม่กี่รุ่นเท่านั้นที่สามารถปรับตั้งมุม Azimuth ได้ เช่น Graham หรือ Hadcock  ดังนั้นการปรับตั้งมุม Azimuth กับโทนอาร์มทั่วๆไปจึงต้องใช้วิธีการรองเสริม (Shim) เพื่อให้หัวเข็มเอียงมุมได้ตามต้องการ  แต่อาจจะส่งผลให้เสียงที่ได้หลังการปรับตั้งมุม Azimuth ด้วยวิธีนี้มีคุณภาพเลวลงกว่าที่คาดคิด  ดังนั้นถ้าโทนอาร์มทั่วๆไปอยู่ในสภาพที่สมบูรณ์ดีแล้ว  การปรับตั้งมุม Azimuth ก็ไม่มีความจำเป็นเท่าใดนัก

Zenith

ซีนีสท์ (Zenith) คือ มุมของปลายเข็มในแนวระนาบ (Horizontal Alignment)  ซึ่งปรับตั้งได้ด้วยการขยับหัวเข็มที่ติดตั้งอยู่บน Headshell ไปทางซ้ายหรือขวาเล็กน้อย  เพื่อให้แนวของปลายเข็มขนานกับเส้นอ้างอิงบน Protractor  (หากไม่สามารถสังเกตแนวของปลายเข็มได้ถนัดก็อาจจะใช้ขอบตัวเรือนหัวเข็มเป็นที่สังเกตแทน)  ทำให้ขณะเวลาที่เล่นแผ่นเสียงอยู่นั้นปลายเข็มสามารถเดินขนานกับผนังร่องทั้ง 2 ข้างได้กลางร่องอย่างราบเรียบสม่ำเสมอ  ตามรัศมีความโค้งของร่องแผ่นเสียงที่เปลี่ยนไป (Tracking Error) สัมพันธ์กับความเพี้ยนเสียง (Tracking Distortion)  ซึ่งหากปรับตั้งมุมซีนีสท์ได้ถูกต้องแล้วจะทำให้เกิดตำแหน่ง  zero tracking error radii (Null Point)  2 แห่งบนแผ่นเสียงขนาด 12" (จุดที่เส้นสีน้ำเงินตัดเส้นสีแดงบนกราฟที่แสดง)  มุมซีนีสท์นี้มีความสำคัญต่อการเล่นแผ่นเสียงของหัวเข็มที่มีปลายชนิด Elliptical เป็นอย่างยิ่ง

ภาพแสดง  ลักษณะการปรับตั้ง Overhang และ มุม Zenith ของหัวเข็ม

รูปแสดง  ค่าความสัมพันธ์ระหว่าง Tracking Error (%) กับ Tracking Distortion (mm.)  ของการติดตั้ง Tonearm ที่มีระยะ Pivot to Spindle  210.43 mm.

รูปแสดง  ค่าความสัมพันธ์ระหว่าง Tracking Error (%) กับ Tracking Distortion (mm.)  ของการติดตั้ง Tonearm ที่มีระยะ Pivot to Spindle  209.91 mm.

Warp / Wow / Flutter

Wow & Flutter หมายถึง ความไม่สม่ำเสมอของสัญญานเสียงความถี่ต่างๆที่เกิดขึ้นทั้งในย่านความถี่ต่ำและสูง  ในย่านความถี่ต่ำความไม่สม่ำเสมอของสัญญานจะเกิดจากหัวเข็มเคลื่อนที่ในแนวขึ้น-ลง  (Up Hill & Down Hill)  เรียกว่าอาการ Warp หรือ Wow  ส่วนในย่านความถี่สูงคือตั้งแต่ 4 Hz ขึ้นไปถ้าเสียงมีอาการสั่นจะเรียกว่าอาการ Flutter

   

ภาพแสดง  การเดินของหัวเข็ม Up-Hill และ Down-Hill กับแผ่นเสียงที่มีอาการบิดงอ  

อาการ Wow และ Flutter นั้นเกิดจากสาเหตุหลัก 3 เรื่อง คือ  1.มอเตอร์หมุน Platter มีความเร็วไม่คงที่  2.แผ่นเสียงเจาะรูไม่อยู่ในตำแหน่งกลางแผ่นเสียง  และ 3.แผ่นเสียงบิดงอ  ถ้าเป็นสาเหตุที่เกิดจากแผ่นเสียงเจาะรูไม่กลางแผ่น  เสียงจะผิดเพี้ยนน้อยที่สุด ณ. ริมนอกสุดของแผ่นและมากขึ้นเรื่อยๆเมื่อหัวเข็มเดินเข้าร่องใน  แต่ถ้าเกิดจากสาเหตุที่แผ่นเสียงบิดงอ  เสียงจะผิดเพี้ยนมากที่สุด ณ.ริมนอกส่วนริมในจะมีผลน้อยเพราะริมนอกของแผ่นจะเกิดการบิดงอได้มากกว่า  เมื่อหัวเข็มเดินในลักษณะ Up-Hill ความเร็วในการเดินทางของหัวเข็มจะเร็วขึ้นตามส่วนโค้งขาขึ้น  และจากจุดสูงสุดของส่วนโค้งลงมาสู่ระนาบปรกติของแผ่นเสียงจะเป็นลักษณะ Down-Hill  ทำให้หัวเข็มมีความเร็วลดลงสลับกันไปมา  ดังนั้นการใช้โทนอาร์มยาวจะเกิดปัญหาดังกล่าวน้อยกว่าโทนอาร์มสั้น  เนื่องจากมุมของโทนอาร์มเปลี่ยนแปลงน้อยกว่า  นี่คือเหตุผลว่าโทนอาร์มยาวดีกว่าโทนอาร์มสั้นอย่างไร

Tonearm & Cartridge Matching

Effective Mass ไม่ใช่น้ำหนักของโทนอาร์ม (Tonearm Weight) แต่คือค่าตัวเลขความสามารถในการกระจายน้ำหนักมวลของโทนอาร์มแต่ละตัวขณะเคลื่อนที่เป็นรัศมีรอบจุดหมุน (Center of mass) ด้วยแรงเฉื่อย  ทำให้เกิดแรงกดซึ่งมีผลกับค่าความหยุ่นตัวของปลายเข็มสัมพันธ์กับการเกิดการกำทอน (Resonance) ในย่านความถี่ต่างๆ  ซึ่งความถี่ที่เหมาะสมคือระหว่าง 5Hz - 12Hz  ซึ่งโทนอาร์มที่กระจายน้ำหนักมวลมาก (โทนอาร์มมวลหนัก) จะมีแรงกดมากทำให้เกิด่า Resonance ที่มีความถี่ต่ำกว่าย่านความถี่ที่เหมาะสม  ซึ่งจะทำให้เกิดเสียงย่านต่ำที่ไม่สม่ำเสมอ (Warp)  การหลีกเลี่ยงปัญหานี้จึงต้องออกแบบโทนอาร์มไม่ให้กระจายน้ำหนักมวลมากเพื่อไม่ให้เกิดค่า Resonance ที่ต่ำเกินไป  แต่สำหรับโทนอาร์มที่กระจายน้ำหนักมวลน้อย (โทนอาร์มมวลเบา) จนทำให้มีค่า Resonance สูงกว่า 12Hz จะทำให้โทนอาร์มตัวนั้นสูญเสียความเสถียรและให้เสียงที่ไม่มีน้ำหนัก  ดังนั้นในปัจจุบันโทนอาร์มของ SME, Rega และ Origin live จะถูกออกแบบให้มีน้ำหนักโทนอาร์ม (Tonearm Weight) ที่เบา  แต่มีก้านโทนอาร์มและ Headshell ที่แข็งแกร่งสามารถกระจายน้ำหนักได้ปานกลาง  มีค่า Effective Mass อยู่ระหว่าง 10 - 12 กรัม  ซึ่งจะทำให้เกิดค่าResonance อยู่ในย่านที่เหมาะสม 

โทนอาร์มมวลเบาจะมีน้ำหนักการกระจายน้ำหนักมวลอยู่ระหว่าง 6 - 8 กรัม ซึ่งจะเหมาะกับหัวเข็มที่มีค่าหยุ่นตัว (Cartridge Compliance) ของปลายเข็มสูงแต่ในปัจจุบันไม่เป็นที่นิยม  โทนอาร์มมวลปานกลางจะมีน้ำหนักการกระจายมวลประมาณ 10 กรัม ซึ่งเป็นขนาดที่เหมาะสมสามารถเล่นกับหัวเข็มได้อย่างกว้างขวางและให้เสียงโดยรวมที่ดี  ส่วนโทนอาร์มมวลหนักที่มีน้ำหนักการกระจายมวลสูงกว่า 12 กรัม เช่น ทนอาร์มของ Zeta จะเหมาะกับหัวเข็ม MC ที่มีค่าความหยุ่นตัวของปลายเข็มต่ำเท่านั้น

เรื่องสำคัญที่น่าสนใจอีกเรื่องหนึ่ง คือ การเลือกหัวเข็มให้เหมาะกับโทนอาร์มใดนั้น  จะต้องพิจารณาจากค่าความหยุ่นตัวของหัวเข็ม (Cartridge Compliance) กับการกระจายน้ำหนักมวลของโทนอาร์ม (Effective Tonearm Mass) ที่จะมีผลต่อการกำทอนของความถี่ย่านต่ำ (Low Frequency Fundamental Resonance) ซึ่งจะมีค่าอยู่ระหว่าง 5Hz -12 Hz  อาการที่บ่งบอกให้ทราบถึงความไม่เหมาะสมระหว่างหัวเข็มกับโทนอาร์มนั้น  สามารถสังเกตได้จากหัวเข็มมีอาการสั่นขณะเล่น  ซึ่งไม่เพียงจะทำให้เสียงเบสมีคุณภาพเลวลงเท่านั้น  แต่ส่งผลให้เครื่องเล่นอ่อนไหวต่อแรงสั่นสะเทือนมากขึ้นด้วยเพราะหัวเข็มไม่นิ่ง  รวมถึงการที่เครื่องขยายเสียงต้องทำงานหนักมากขึ้นเพราะเกิดรัมเบิล (Rumble) ซึ่งเป็นความถี่เสียงที่ต่ำกว่าการได้ยินที่เครื่องขยายเสียงยังต้องนำมาขยาย  สังเกตได้จากเข็มมิเตอร์วัดสัญญานหน้าเครื่องจะสั่นแม้จะไม่มีเสียงอะไรออกมาจากลำโพงเลย  อีกทั้งยังส่งผลให้การถ่ายทอดสัญญานอื่นๆในทุกความถี่ด้อยลงด้วย

   

ภาพแสดง  Arm & Cartridge Matching Graph

วิธีคำนวณหาค่าการกำทอน (Resonance Frequency) ที่เหมาะสมของโทนอาร์มกับหัวเข็มนั้น  เราต้องทราบค่าการกระจายน้ำหนักมวลของโทนอาร์ม (Effective Mass)  น้ำหนักหัวเข็ม (Cartridge Mass)  และค่าความหยุ่นตัวของปลายเข็ม (Cartridge Compliance) นำมาหาค่าจากกราฟ  โดยให้นำค่าการกระจายน้ำหนักมวลของโทนอาร์ม+น้ำหนักหัวเข็ม (ดูกราฟแนวนอน)  เปรียบเทียบกับค่าหยุ่นตัวของปลายเข็ม (ดูกราฟแนวตั้ง)  แล้วลากเส้นมาตัดกัน  ดูให้จุดตัดอยู่ระหว่าง 8Hz-12Hz และถ้าอยู่ระหว่าง 10Hz-12Hz จะเป็นค่าที่ดีมาก  หัวเข็มโดยทั่วไปนั้นจะมีน้ำหนักอยู่ระหว่าง 4-10 กรัม  โทนอาร์มส่วนใหญ่จะมี Effective Mass  ประมาณ 8 -16 กรัม  ซึ่งก็ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของตุ้มถ่วงน้ำหนัก (Counterweight) จึงไม่สามารถระบุได้แน่นอน  แต่ตามทฤษฏีหากนำโทนอาร์มที่มีค่า Effective Mass สูงมาจับคู่กับหัวเข็มที่มีค่า Compliance สูงจะเกิดค่า Resonance ที่ต่ำเกินไป  และในทางตรงข้ามหากนำโทนอาร์มที่มีค่า Effective Mass ต่ำมาจับคู่กับหัวเข็มที่มีค่า Compliance ต่ำก็จะเกิด Resonance ที่สูงเกินไป  สำหรับค่าความหยุ่นตัวของปลายเข็ม (Cartridge Compliance) นั้นจะเป็นค่าที่ระบุไว้จากผู้ผลิตแต่ก็อาจจะเป็นค่าตัวเลขโดยประมาณเช่นกัน  ดังนั้นถ้าเราไม่สามารถทราบถึงค่าต่างๆตามที่กล่าวได้  การใช้แผ่นทดสอบ (Test Record) ก็เป็นอีกวิธีหนึ่งที่สะดวกและได้ผลดี  โดยแผ่นทดสอบนี้จะบันทึกความถี่เสียงแตกต่างกันหลายความถี่  เพื่อให้สามารถนำไปทดสอบหาค่า Resonance ได้ประสิทธิภาพสูงสุด  สำหรับการเล่นแผ่นซิงเกิล (Single) และลองเพลย์ (Longplay) ความเร็ว 45 rpm.นั้น  จะต้องพิถีพิถันกับการจับคู่ของหัวเข็มและโทนอาร์มให้มากเป็นพิเศษ  เนื่องจากหากแผ่นที่นำมาเล่นมีการบิดงอจะเกิดอาการ Warp/Wow มากกว่าแผ่นความเร็ว 331/3 rpm.

เราสามารถคำนวณหาค่า Resonance ของการจับคู่ระหว่างโทนอาร์มกับหัวเข็มที่เหมาะสมกันด้วยสมการต่อไปนี้

RF = 159 / Sq.rt. {(Eff.Mass + Cart.Weight + Fastener Weight) x Compliance} 

ซึ่ง  RF = Resonance in Hz,  Eff.Mass = กำหนดโดยผู้ผลิต,  Cart.Weight = กำหนดโดยผู้ผลิตหรือจากการชั่ง,  Fastener Weight = น้ำหนักของน๊อต สกรู แหวนรองและอื่นๆที่ใช้ร่วมกับหัวเข็มซึ่งให้เป็นค่าน้ำหนักโดยประมาณที่ .5 กรัมในการคำนวณ,  Compliance = กำหนดโดยผู้ผลิต

ตัวอย่างที่ 1   คำนวณเพื่อจับคู่กันระหว่างโทนอาร์ม TP16 mk1ของ Thorens กับหัวเข็ม Shure V15VxMR  ซึ่งมี  Eff.Mass = 16.5 กรัม  Cart.Weight = 6.6 กรัม  Fastener Weight = .5 กรัม  และค่า Compliance = 25

RF = 159 / Sq.rt.( (16.5+6.6+.5) x 25 )

   =  159 / Sq.rt.(23.6 x 25)

   =  159 / 24.28 

   =  6.5 Hz   สรุปได้ว่าเป็นค่า Resonance ที่ต่ำเกินไป

 ตัวอย่างที่ 2   คำนวณเพื่อจับคู่กันระหว่างโทนอาร์ม TP16 mk1ของ Thorens กับหัวเข็ม Blue Point Special  ซึ่งมี  Eff.Mass = 16.5 กรัม  Cart.Weight = 9.0 กรัม  Fastener Weight = .5 กรัม  และค่า Compliance = 12

RF = 159 / Sq.rt.( (16.5+9.0+.5) x 12 )

   =  159 / Sq.rt.(26 x 12)

   =  159 / 17.66 

   =  9.0 Hz   สรุปได้ว่าเป็นค่า Resonance ที่ดีมาก

  ตัวอย่างที่ 3   คำนวณเพื่อจับคู่กันระหว่างโทนอาร์ม SME 3009 improve fixed headshell กับหัวเข็ม Shure V15VxMR  ซึ่งมี  Eff.Mass = 6.5 กรัม  Cart.Weight = 6.6 กรัม  Fastener Weight = .5 กรัม  และค่า Compliance = 25

RF = 159 / Sq.rt.( (6.5+6.6+.5) x 25 )

   =  159 / Sq.rt.(13.6 x 25)

   =  159 / 18.44 

   =  8.6 Hz   สรุปได้ว่าเป็นค่า Resonance ที่ดี

จะเห็นว่าการเลือกหัวเข็มคุณภาพสูงราคาแพงแต่นำมาใช้กับโทนอาร์มที่ไม่เหมาะสมกัน  หัวเข็มนั้นก็ไม่สามารถจะให้เสียงที่ดีได้  ดังนั้นเราจึงไม่ควรละเลยกับข้อกำหนดทางเทคนิคที่ผู้ผลิตระบุไว้ในเอกสาร  ซึ่งจะต้องนำมาพิจารณาก่อนตัดสินใจเลือกหัวเข็มดีๆสักหัวให้คุ้มค่าที่สุด  


 

Vinyl Club  The New Player   Things about TT   Tonearm Setup   Nature of Tonearm   The Cartridge   Mat and Clamp   LP Tips

Reviews  TS Audio PH1   NAD PP1   VCL   RB250 Incognito   Viola PH1   PHR Speaker  ZA-D23  Aurora MKII

LP Shop  Origin Live  Rega  ZA  Isokinetik  ASR  TT Accessories   Audio Equipment  

Acoustic  Room Treatment   L.O.B. BassTraps   

Gallery  His Master's Voice   Friend's TT   TT Collection

Services  Second Hand   Write to us   Vinyl Forum

   

Send mail to  musicfountain@yahoo.com  with questions or comments about this web site.
Copyright 2003 Music Fountain
Last modified: 23/02/55