用以固定唱头并使唱针能在适当压力下正确循迹的装置称为唱臂（Tonearm）。从工作方式上分，唱臂有横行式（又称直线循迹或正切式）和旋转式两种。横行式唱臂工作时是相对固定不动的，只是唱头依着臂管在声轨上作径向直线循迹；而旋转式唱臂唱针走的轨迹是一条弧线。旋转式唱臂从臂管形状来分有直臂管、S形臂管、J形臂管等三种。依支轴轴承的机械结构又可分球形轴承唱臂、单刀轴承唱臂、双刀轴承唱臂以及单点轴承、四点针尖轴承唱臂、油槽轴承唱臂等。依平衡方式可分为静态平衡唱臂、动态平衡唱臂、半动态平衡唱臂。最后，在正切唱臂中，我们还可以看到许多气浮设计。
旋转式唱臂工作时绕着一个固定的支点转动，位于唱臂前端的针尖移动时的轨迹是一段圆弧，因此唱针的水平振动方向与声槽的水平刻录方向存在着差异，称为水平循迹误差（Horizontal tracking error），由此而引起的音质劣化现象叫做水平循迹误差失真，导致这种失真的根本原因是唱片录、放轨迹形状上的分歧。
从唱臂的支点到针尖画一根直线，该线与针尖所在的声槽切线之间夹角称为水平循迹误差角，这个角度越小，唱片播放时的失真也越小。
早期曾出现直杆状的旋转式唱臂，唱头与唱臂安装在同一根水平轴线上，并通过增加臂管长度的方法使针尖轨迹近似直线。从几何学原理得知，唱臂越长，水平循迹误差角便越小，甚至小到忽略不计，然而臂身太长带来了运转不灵活、操作不方便的弊端是令人难以忍受的。后来，人们发现改变唱臂旋转支点的安装位置亦可减小循迹失真，圆弧的延伸线无需跟唱片的圆心相交，超前1～2cm可使水平循迹误差角在整个放唱过程中只有±4°的变化。继而又发现若将唱头稍向内侧偏置，即便是25cm长的普通唱臂也能做到水平循迹误差角小于±1°。唱头偏置的程度由偏置角的大小来衡量，偏置角的定义如下：从针尖到唱臂的支点之间画一根直线，该线与唱头水平轴线之间夹角即为偏置角。
任何物体均有其固有的谐振频率，当谐振频率接近驱动唱盘的电动机振动频率时，会使唱盘的噪声电平叠加而剧烈增长。如果谐振频率落在声频范围以内，不但严重影响音质，而且容易因声反馈或其他外界振动的刺激而诱发机震现象。因此，唱臂的谐振频率必须设在20Hz以下，考虑到翘曲唱片的起伏频率约为4Hz，一些品质优良的唱臂大都把谐振频率设计在5～12Hz之间。增加唱臂的等效质量虽能降低了谐振频率，却会使转动惯量变大而对旋转灵敏度不利，故以选用顺性较佳的唱头为好。可见，更换唱头的牌号，不仅要重新校正针压，还要留意其顺性指标。
旋转式唱臂的臂身多系管状结构，在管内填放硅橡胶或注入适量粘稠的硅脂，能显著地减弱谐振。旋转式唱臂的支点轴承应该保证臂身在其工作范围内活动时，无论横向或纵向旋转都能自由自在地毫无阻滞。近代的唱头设计针压越来越轻，因而对唱臂支点的旋转灵敏度要求也越来越高。为了降低摩擦系数，除了通常使用的滚珠轴承外，有些唱臂还采用三角刀口、万向支架、单点尖顶等多种形式的支承结构。而提高旋转灵敏度的另一重要途径是减小唱臂的转动惯量，转动惯量跟长度和质量有关，臂身越短越轻则转动惯量也越小。缩短臂身的尺寸受到使用上的限制，故而优质唱臂皆在材料强度和结构设计方面下工夫，把臂身造得刚性既好，份量又轻。不管是采用哪种支承结构的旋转式唱臂，安装时都应力求让负责纵向转动的水平轴承跟唱盘上的唱片保持同一个水平面，这种装法的好处在于遇到微带翘曲的唱片时，唱针在声槽中运行的相对速度变化将减到最小。振幅，对抑制谐振峰有显著效果。用于制造臂身的材料常见的有钛、黄铜、铝合金、聚合石墨等。
横行式唱臂又称为正切式或线性循迹式唱臂，它最突出的优点是在整个运行过程中，唱头水平方向的轴线始终跟声槽保持正切关系，循迹误差小到忽略不计。
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