「发烧线材」音响线材的长短粗细对声音的影响
【发烧线材】音响线材的长短粗细对声音的影响
润丰名线坊
1、器材与线材之间关系是相辅相成
音响系统中的线材,其基本任务是将不同的相关的器材连接起来,最终令扬声器发声。高档的线材,能保持较低的自身失真,和具备抗外来干扰的能力。但由于线材并不具备主动放大或修正功能,所以也无法将器材的本质转劣为佳。许多时候我们察觉到,系统用上某名线后,效果突飞猛进,这是由于线材扭曲音乐信号的程度比较小,或者是能量感方面,刚好与系统的表现相反。例如,低音薄者配上低音厚的线材,便产生了互补作用;但是,如果系统本身没有良好的低频响应,再好的线材也帮不了忙。喇叭线是音响器材中,专门用于扩大机与喇叭间连接的线材,由于喇叭线传送的是功率信号,因此不会有太大的信号损失,优质的喇叭线具有良好的导电性,良好的导电性,使得线材拥有极佳的传送能力。专业喇叭线内部的直流电阻,与一般的导线是没有什么太大的区别,但在交流阻抗、分布电容量和抗干扰方面就会有一定的差别。
2、喇叭线的长度会影响音响系统整体的声音
喇叭线应以控制力强、声音清晰者为首选。理论上,线材应以短的能获得较好的效果。有人说:喇叭线在一个指定的长度里,表现得特别好,并指出这与声波的长度有关系,但反对此论调的人指出:不同的频率会有不同的波长,而且彼此相差甚远,那么一条固定长度的喇叭线,如何去迎合不同波长而决定其应有的长度?再说,波长和喇叭线的传递品质没任何关系。其实喇叭单体的活塞运动,明显的受制于扩大机的阻尼系数值。假若因喇叭线太长,导致存在较大的阻力,它便会大幅度降低扩大机的阻尼系数,令声音肥肿不易受控制。所以信号线与喇叭线越短越好,因为它自身的失真会减少。总之长短适中的优质喇叭线,可以将扩大机与扬声器之间的距离拉近,低频紧凑受控制,音乐旋律分明。而某些长喇叭线,听感上虽不会对系统造成太大的影响,但却控制不了扬声器喇叭单体的线性活塞动作。至于长度多少最合适呢?以”VT-3S + BS-5.1W”这一套系统而言,喇叭线长度以1.5M ~ 2.0M 为宜,这与实用的长度较为接近,如超过 4M,会使音域变窄,音乐的余韵和力度有所下降。不过喇叭线也不宜过短,喇叭线太短,会导致两个喇叭距离太近,因而造成无法调出音场、左右声道混浊等问题,因此建议长度也不要短于 1.0M。
3、喇叭线的粗细
过细的喇叭线因它的电阻大,会导致扩大机更多的输出功率,耗损在导线的电阻上,低音的损失尤其严重。过粗的导线虽然电阻小,但相对成本亦高,当然此花费或许是值得投资的。就电阻而言,乃是线材将电流转换为热能,其内部导体的多寡决定其电阻值。通常导体的平方数【截面积】愈大,其单位电阻值愈小,但是仅从外观尺寸来判断常常产生误导,因为有些线材将披覆层做得极厚,而导体却不成比例,所以应从截断面来确认。以何种规格合适呢?以”VT-3S + BS-5.1W”这一套系统而言,4N 无氧电解铜(OFC)200 ~ 300 芯即可,或是截面积在 2.5 ~ 4 平方毫米左右的多股无氧铜发烧线亦可。
4、喇叭线的电气规格
以最常使用的铜线来说,包括以下几种:
(1) 材料就包括便宜的电解铜 TPC ( Tough Pitch Copper )。
(2) 进一步除去 TPC 内所含的氧化杂质等不纯物的高纯度无氧铜 OFC。
(3) 让铜形成大的结晶,使其结晶粒子的界面空隙减少,而成的 LCOFC ( 线形结晶无氧铜 )。
(4) 讯号传送方向的结晶粒子界面理论上为零的 OCC ( 单结晶状高纯度无氧铜 )。
市面上有太多号称 6N 甚至 8N 的线材,最离谱的还有所谓 9N 银线。N是金属材料纯度的表示,与材料的种类无关,例如:99.99% 即有 4 个 9,称为 4N 材质。高纯度无氧铜 OFC 以上的铜大都为 4N,这也是音响导线使用最多最普遍的材料,稍具规模的炼铜厂都可以生产 4N 铜;进一步以化学方式,除去含氧量与其它微量金属,是可以让纯度再提昇,但仪器不一定测得出来。万隆的高董事长就说,他们与工研院合作进行量测,但国家级的工研院也只能测量到 5N ,再来的误差就太大了。那么 6N 或 8N 怎么来的?高董事长含蓄的表示,他个人对这些数据持保留态度。一般在科学量测时,有所谓的加法与减法,假设同样的材质以加法量测,将氢分子等微量元素按比例计算,得到其纯度为 5N 。以减法量测,这些微量元素含量极低,几乎无法计算,就当成零,于是最后其纯度变成 8N。一个 5N,一个8N,但它们其实是同样的东西哪!
5、发烧线的迷思
有些发烧友将线材视为音响的万灵丹,认为什么问题,都可以通过更换线材来解决,其实这个观点是十分错误的。不同的线材有不一样的效果,这种效果很难用文字来描述,一定要经过试听、比较,才会建立正确的认识。线材的作用和效果是不能用价格来衡量的,简单的说:不是越贵就越好,最重要的关键是要适用。就发烧线而言,价格有的高达几十万元一对的,价格低的,有十多元一对的。不一定是价格高的线材就一定效果好。在一套音响器材中,线材的比例是多少,是没有一个确切的数字的,需要依不同的组合,经反有覆试听、比较才能确定的。
6、煲线
各位经常听到的是煲机,譬如说:”VT-3S + BS-5.1W”这组超值的音响系统,大概要煲机半小时后,管味才会源源的跑出来。针对发烧线,我们也需要”煲线”,没有煲过的线,是很难得到好的声音的。线材一般因材质的不同,而所需要煲的时间长短也不同。一般煲 5 到 6 个小时,就开始有明显的变化,而有些线材为了得到更好的声音,要煲 400 到 500 小时。不但是新线要煲,如果音响器材搁置较长时间而不使用,在下次使用之前,都需要进行一段时间的煲线,这样才能让你的线材发挥其威力。
7、玩线的要诀
为了把线材玩好,我们一定要对线材有一定了解才行。首先,我们要肯定档次不同的线材,其存在的作用也不同。而我们要做的就是,把目前手中所拥有的线材的最大潜能发挥出来。为了把线材的最大潜能发挥出来,线材走线要直来直往,不要让音响线材有变弯曲曲(或卷成圈)以减少应力,如果音响线材在长度上要多留馀地,也应让其悬吊起来;在线材的旁边不要有发生震动的物体存在,尽可能减少线材产生震动的可能性。
音响线缆对音质的影响到底是什么?
音响喇叭线有讲究吗?喇叭线在电子物理上充当什么组件,是一条导线、一个铜块、一个阻抗匹配传输线、一颗电容、一个电感、还是一个电阻?那些夸夸谈喇叭线的人,是真懂还是唬烂骗钱?到底谁是巫师,谁是麻瓜?
我认为要谈喇叭线的粗细、材质是否会影响音质,首先要了解什么是喇叭,什么是喇叭线,什么是扩音机,什么是阻尼系数。
喇叭是什么?
8Ω的喇叭为何用三用表量起来却只有0.1Ω?
8Ω是用 1000Hz交流正弦波测量到的。至于是用喇叭单体或装入标准音箱,有没有气垫、吸音棉,是用小信号测试,还是大音强时测试,喇叭离墙面多远?怎样设定测量条件,我发线很少资料详细谈到,也没有人音响人真的去测它,因为它们都是行业Know-How。
一般书上都说,它是线圈在1000Hz时的的交流电感抗。是真的吗?错!
其实喇叭在无音箱、大音箱、小音箱时,其阻抗测量值是完全不一样的,如果用手强力压住纸盆,阻抗更是大乱。所以喇叭的阻抗一定不是单纯的是线圈在1KHz时的电感抗。 如果不是单纯的电感抗,那它是什么?
就好像偶极天线用三用表量,电阻是无限大,但是电磁波专家却说它的射频辐射阻抗是72奥姆纯电阻一样。
喇叭的8Ω也可看成是纯电阻,是纸盆将能量传到的空气时的辐射阻抗而不是音圈的。
Z=R+XL=8 Ω
XL = ωL = 2πfL
=2x 3.14 x1000 x ? mH=8奥姆
但是一个喇叭要处理20Hz至20KHz这个1:1000倍的带宽,实在是很艰巨,便分成三个喇叭:低音 20-200Hz 、中音 200-2000Hz 、高音 2000-20000Hz。
每一个喇叭也要处理1:10的带宽范围。但相比通常无线电射频导波管能处理的带宽1:2 ,顶多1:3,喇叭的工作实在很艰难。
由于音圈是个线圈,所以很多电子学专家,自然的认为它的阻抗8奥姆是来自电感抗。Z=XL=2πfL( f是频率、 L是电感值)
可是实测喇叭在不同频率时的阻抗会发现,阻抗曲线不是完全像一颗电感,乖乖随着频率线性变化。在某个很低的频率例如50Hz时还会突然增高到数十奥姆,而且是呈现电容抗,简单的否定了电感论。
喇叭会受纸盆、音箱、空气压力、密度、湿度影响。换句话说,8奥姆是它1KHz 时的声音「辐射阻抗」而不是一个简单的电感抗XL。
扩音机的阻尼系数
扩音机的末级输出机制就像一颗可变电压的电池,电流由晶体管节制,电力经喇叭线输出,使电流在喇叭音圈上流动,以产生磁场,磁场与磁铁互相吸斥,推动喇叭纸盆,震动空气产生声音。除此之外末级晶体也要提供阻尼,吸收喇叭音圈产生的电力,否则纸盆就会胡乱颤动,这种控制能力称为阻尼。
由于纸盆音圈有质量与弹性,音箱内的空气有气压,一旦推力结束后,纸盆就会想要弹回,此时喇叭的音圈会划过磁铁的磁力线,依照愣次定理,线圈就会像发电机一样发电。这个电力,必须由扩音机的输出阻抗来吸收控制。此时扩音机的末级晶体必须开通,引导电流,予以消耗成热量。就好像汽车的煞车,在下坡时阻止汽车冲下山坡一样。
所以阻尼的原理就好像用力推车上桥的人,下桥时也要费力拉住让车不要爆冲下桥,物理学家称之为消耗势能。
基本上阻尼就是末级晶体可以提供多少低电阻通路,让喇叭的反电动势被吸收。所以阻尼系数的定义就是喇叭的阻抗与扩音机的输出阻抗之比值。
例如喇叭阻抗8奥姆,扩大机输出阻抗是0.04Ω ,阻尼系数就是200,(8/0.04=200)也就是说,0.04Ω 有强大力量可以吸收电流,精密控制喇叭纸盆走动的位置。
一般的扩音机规格
0.01%失真值,200 高阻尼系数,是高级晶体管音响的基本功。真空管机通常失真5%,阻尼系数则只有10,质量实在很差,是超级差的,但是真空管机因为阻尼不良,控制力不足,因而产生的偶次谐波失真,却是悦耳的,听起来很温润,没有违和感。所以没有人胆敢说真空管机的阻尼不好,控制力不好,就像没有人敢说国王没穿新衣一样。
丰富的奇次谐波会形成方波,代表激烈冲撞,突然停止,剧烈转向,它可能是波浪拍打礁石,代表危险或有掠食者靠近。
所以人类听到偶次谐波失真时会很舒服。
阻尼就像汽车的煞车力一样,法律规定煞车必须要是引擎马力的十倍。扩音机也一样,阻尼至少要达到 10,只是大部分人只当它是一个神圣数目,数钞票用的,不知道为什么需要高阻尼。
知道「阻尼」的人才有资格来谈喇叭线,否则一切都是清谈、胡诌、堆砌形容词。
那些金耳朵说什么清脆、高昂、滚珠、温润、饱满。我都听不进去。我要的是可以测量的物理量。
喇叭线
喇叭线的直流电阻最好是零,以免耗损阻尼系数。设若喇叭线有0.1Ω 的电阻,扩音机输出阻抗一样是0.04Ω ,那么从喇叭看到的扩音机输出阻抗就会变成 0.14Ω ,阻尼系数就只剩57 了。好好的高级扩大机阻尼系数200就被降为57。
0.1+0.04=1.04Ω
8Ω/1.04Ω=57
所以喇叭线里的铜线越粗越好的观念基本上是正确的,可是如果粗到直流电阻只有0.0001奥姆,意义就不大了。因为这时的串联值是:
0.04+0.001=0.0401 Ω
阻尼 8Ω/0.0401Ω =199.5
所以3公尺以下喇叭线粗到AWG 12以上就渐渐没有意义了。使用更粗的线只是浪费铜矿,增加重量而已。
电阻
一般喇叭线的直流电阻是多少呢?查ㄧ查电工数据就知道。
5.5平方的电线每公尺约0.003Ω
8平方的电线每公尺约0.002Ω
14平方的电线每公尺约0.0006Ω
所以三公尺长喇叭线来回共6公尺
5.5平方线电阻约0.018Ω。
8.0平方线电阻约0.012Ω。
14平方线电阻约0.0036Ω。
喇叭线加扩音机阻抗后
5.5平方 0.04+0.018=0.058 Ω
8.0平方0.04+0.012=0.052Ω
14平方 0.04+0.0036=0.0436Ω
阻尼系数
5.5平方 8/0.058 =137
8.0平方8/0.052=153
14平方 8/0.0436=183
所以乍看之下用14平方喇叭线,甚至再粗的铜线好像是有意义的。但是其实现代型低效率喇叭,阻尼系数只要 10 就够了,因为煞车力比引擎马力大10倍其实已经非常足够,再多根本无益,只是商人的宣传口号而已。
喇叭线的电感量与电容量
电感会阻挡高音通过,电容短路吸收高音。
3公尺的喇叭线会有100uH电感及300PF的线间电容量,在频率为20-1000Hz时这些电抗值,微不足道。但是在10KHz -50KHz 时它们就会渐渐变得很重要。倒不是因为怕阻尼变坏,而是怕高频会被移相,混淆定位感。
如何降低电感
若想要减少喇叭线的介入电感,喇叭线要尽量加粗,加粗不是增加铜线截面积喔,只要将原有铜线,拆开打松变胖即可,铜线间要有绝缘体撑开,做成多股,多股不是要防射频集肤电流,而是要产生降低电感值的功能。为何同样多的导线打松感抗就会降低呢?。
喇叭线间寄生电容
两条金属靠近就会有电容,越胖的线电容量越大,电容会损耗高频,也会产生移相,常见的平行喇叭线三公尺长时约有100pF电容量,要降低电容量很简单,只要将喇叭线割开,用筷子撑开20公分,电容量就会降到1pF以下。
所以以后你如果看见1000万元的音响,使用很高级的喇叭线,但是看来很细不胖,而且去回两条线紧靠在一起。你就可以问卖家,这条喇叭线,每公尺的直流电阻、电感、电容量各是多少。
传输线特性阻抗
理论上喇叭线跟射频天线的馈线一样,传输线的特性阻抗最好与喇叭的阻抗一样。才不会有反射波。问题是喇叭与天线不同,它没有固定阻抗,例如:
某高音喇叭在
1KHz时如果是8Ω
2KHz时通常是15Ω
4KHz时常常是30Ω
8KHz时是常常是60Ω
16KHz时是常常是120Ω
低音喇叭在
1KHz时如果是8Ω
500KHz时通常是4Ω
50Hz时常常是30Ω
20KHz时是常常是10Ω
所以喇叭线是要设计在
50Hz时的30Ω,还是
1000Hz时的8Ω,或是
8KHz时的60Ω。
其实都不对。
可见喇叭线不可能与射频传输线一样以特性阻抗来讨论。所以喇叭线不是「特性阻抗传输线」,而只是扩大机体的延伸,其导线的电阻、电感量,电容量,只能希望越小越好,无法阻抗匹配。
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