音响线的作用

centian · 发表于 2009-8-17 02:32:22

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谈对线材(含电源线)的一点认识

我认为，电源线在音响系统中所起的作用相当大，绝对不低于讯号线与喇叭线的作用。
   首先申明，我不是学电学类的，下面这些文字仅仅是个人这些年来对发烧的兴趣去经常查阅一些资料并通过实践得到的，绝不是凭空想象而出的。仅供大家参考。
   解释一下，为什么在标题里加上“（含电源线）”这句话，因为下面关于理论性的东西是针对音响上所用的全部线材而言，不是仅仅谈讯号、喇叭线，我怕引起误解，所以在此特简单说明一下。

理论方面：
  音响线无非是一种电线，为什么这么贵?音响世界的价值观是以声好为贵。一条电源线连插头也卖到几千大元，一对喇叭线卖到几万元。对此，有些人士可能觉得不可思议，买一部38时的大电视机也用不着几万元!但一分耕耘一分收获，厂家采取的各种改善音质的绝技，其价值有时是没有计量标准的，有人为求好声而一掷千金，可对于它们为什么能使声音迥然不同，其道理至今尚未完全搞清楚。有人认为导线是用来传导电的，最要紧的当然是它的电阻。电阻越小，损失也越少。这些人土在买线时，第一个条件就是要够粗，于是有的喇叭线做到粗如水管。理由是喇叭线传送的电流大，最怕电阻。可是，连接CD机、MD机，前后级放大器等的信号线只是传输电压，电流极少，理应可以用很幼细的线。可是，人们仍认为线径粗能减少阻力，宁粗勿细，因而古灵精怪的各种粗大插线层出不穷。甚至有的产品干脆就用怪兽做牌子，而且名满天下，这就是MONSTER。总之，导线以粗为贵曾因此成为一个主流。如果想细一些便改用银线，因为银的电阻最小，以前的高级线就是银线。然而，如果说只要电阻小就万事大吉，喇叭线由几十条普通电线扎起来也应该可以取得相同的效果。二三十年前，此法确曾盛行一时，现在也还有些发烧友用这种招，不幸的是，后来有人发觉降低电阻并非万应灵丹，银的电阻虽比铜低，但除此之外似乎还有其它的表现。银声圆滑，失真感少，铜声粗但力度较强。可见材料影响声音质素。有的厂家只是改变了芯线的用料，声音就不一样，于是以粗为贵的风气才有所收敛。既然电阻并非决定音质的唯一因素，便有人试用金，因为撇开音响不谈，任何事物都以金为贵。虽然金的电阻比银高，但金引线的声音除圆滑外还有某种光泽，这又是另一种魅力。跟着，插头和插座也就开始流行镀金了。有人说，那是为了防锈，错了，这一招主要还是为了使接触面变得柔软光滑，增加实际的接触面积。但金比银贵，更难普及。结果用得最多的还是铜，所以大家就在铜身上打主意。首先是设法减少铜的电阻。
铜的纯度越高，电阻就越小。铜的杂质主要是氧化物，所以便集中力量向氧化物开刀。于是便诞生了OFC，OFC是Oxygen-Free Copper的缩写，即无氧铜，日本人叫做“无酸铜”，因为氧在日文叫做酸，但有的中国人照抄，也叫起“无酸铜”来。如果让铜线和味觉挂钩，就有点混乱了。0FC的特点就是铜中大部分的氧化物已被除去，但纯度显著提高。当然，除了氧化物之外，还有不少其它杂质，可见OFC并非纯铜，只是比以往的铜线具有高得多的纯度，而它的价格却比金、银便宜得多，所以获得了广泛的应用。对于OFC的音质，可说是见仁见智，与普通的铜线相比，0FC高音较佳，但声音紧。不管怎样，至少可以证明铜的杂质对声音确有影响。这一发现促使人们继续探索纯度更高的铜线，结果诞生了LC-OFC、LGC和PCOCC，从而揭示了造成失真的其他隐患。LC是LargeC的缩写，意为大结晶。要取得大结晶，所采用的制作方法是拉单晶，使铜晶体逐渐被拉长成巨大的单晶。此法能够使每单位长度中的晶体数目只有过去的几万分之一。减少结晶的数目，是为了避免电子在铜线中从一个晶体转向下一个晶体时所产生的失真，以及减少晶体间电容所造成的失真。ICC是长结晶铜的缩写，PCOCC中的PC是Pare Crystal，即纯结晶，OCC是OhnoContinuousCastingn的缩写，即大野连续铸造法。这是因为该法是日本千叶工业大学教授大野笃美发明的，而PCOCC所采用的方法是在熔断的铜液中拉出线材，并在这一过程中使结晶不断生长。PCOCC铜的一粒晶体可长达120米，既然只有一粒晶体便不存在晶间电容，从而避免了电子因到达时间参差而产生的失真。LF,C是线圣公司镇山法宝之一，其结晶长度在LC-OFC和PCOCC之间，该公司还有更高级的导线材料FPC(顶级铜)和FPS(顶级银)。
超高纯度金属的精炼早在50年代就已经开始，在精炼过程中，人们采用了当今最先进的真空蒸馏法、电解法、氯化物精炼法、离子交换法、区域提纯法、高真空溶解法等多种高纯度金属精炼技术。最早提纯的金属是镓，接下来的是铜、锗、锑、碲、锌、镉、硒等，精炼后的纯度都在6N(6个九，即99．9999％)以上。N是英文中的9，一般金铺卖的千足黄金就是4N纯度，即99．99％。上述的高纯度的金属更被广泛地应用在以电子工业为主的各类产业中，尤其是半导体工业。7N铜也一样，当初的开发目的是为了用来制作集成电路的引线。过去集成电路的引线都是采用最柔软的黄金丝，成本很高。于是人们开始精炼7N铜，提高其柔软性，力求通过精炼来除去铜内的杂质，让铜变得和黄金一样柔软。这一试验虽然没有达到预期的结果，却得到了纯度高达7N的铜。将4N铜精炼成7N铜时，结晶体的颗粒会变得非常巨大。以真空铸造的直径为X毫米的铜棒作比较，4N铜是由无数个细小颗粒组成的集合体，而7N铜则只由几个大结晶体组成。4N铜要在摄氏300度附近时才呈现软化特性，而7N铜在摄氏100度就出现这一特性变化，因而可以说，7N铜是一种对温度非常敏感的金属。此外，7N铜在自软化特性和高频特性等方面也具有颇佳的性能。因此7N铜随即在电子工业中获得了相当广泛的应用，尤其是在音响业。
制造单晶线亦包含了力求高纯度这一目的。以前的高纯度铜只达到四条九，简称4N线，即杂质只有十万分之一。后来人们又制成了6N线，其纯度达到了99．9999％，即杂质含量低于百万分之一。不久又出现了7N铜，7N有多纯呢?我们不妨以人口密度为例来说明这一问题。广东广西两省人口大约一亿，7N铜所含的杂质只相当于这一亿人口中的十个人，可见其纯度之高，后来日本矿业公司更推出了一种8N线，若仍按上述人口计，则其杂质含量只有一个人!就现代的技术而论，人们已经可以测量到9N，即是说，在十亿人口中可测出一个人。不难想象，要做到如此一尘不染有多大的困难。据说在生产管理上十分严格，人人都要戴口罩，连呼吸都受到限制，因为吹一口气就会造成废品。8N线的传输性能据说达到了在大气中使用时毋须再提高纯度这样登峰造极的水准。如果把实物放在手上，就会感到8N线似乎一点硬度也没有，非常柔软。其音响特点主要是S?N极高，声场的透明度很好，而且具有很强的描绘能力。整个频带的声音粒子很细，显得格外干净利索。如果说连听不到的声也能听到，那是有点夸大，不过以往那些不易觉察到的声音确实能明确地出现在人们耳边。究其原因，无非是由于频带高端的质感特别美的缘故，从声音发出到消逝这一过程确实令人心旷神怡。随着乐音的结束，最后瞬间的寂静更妙不可言，这一结果可能正是脉冲响应非常理想所致。重心大大下降的低音，其细节表现亦显得毫不沉重含糊，而是非常轻松爽快，向低端的延伸也恰到好处，难怪这种线卖到每米两千多元还有人肯慷慨解囊。提高纯度后，结晶也同时变得更理想。结晶表示物质分子作规则排列，这种排列形式称为晶格，但是当其中混有杂质时，就会失去这种规律性，即产生晶格畸变，从而导致信号传输失真。即使毫无杂质，如拉力、压力、扭力等外加应力也会扰乱原子的排列。即是说杂质和应力都会造成晶格缺陷。7N铜和8N铜的另一个特点就是这种晶格缺陷极少，可见，除了要设法减少杂质外，在制造时还须十分谨慎，避免产生应力，才能保证铜线中的原子排列从规蹈矩。单晶线已成为当今的先进线材，其中所解决的问题不单是电阻，而且还包括更为重要的失真，这种失真究竟是由什么原因造成的呢?以下试分析这一问题。

centian · 发表于 2009-8-17 02:47:13

一、集肤效应及其副作用
导线引起的失真首先是集肤效应，即在同一条导线中不同频率的信号会分道扬镐，频率越高，其路径就越趋向于导线的表面。这样，高频因为中间有大路而不能行，因而所受到的阻力就比较高，并且会造成迟到现象，即技术上所谓的相移。无论导线有多粗，高频信号也只能通过表面，故其通过面积与线径粗细不成正比。要解决这一问题，不能单纯地靠加粗导线，应改由多股细线绞成一股粗线以增加表面积，这种线称为多股线。有的产品以一、二万条比头发丝还细的芯线绞合而成，这样便可令表面积大为增加，即加大了高频信号通道，从而减少高低频的差距。然而，如果任由各芯线互相接触，其表面积实际上与一条粗线差别不大。另外，绞合线还会出现“移民”，又称为“飞越”(STRANOJUMP)现象，以极细的芯线绞合，各芯线势必像海豚那样，时而穿出整体的表面，时而潜人中心。但高频信号总要趋向表面，即力求转往穿出表面的芯线中行走。这种运动便造成了高频信号从某一芯线向另一芯线转移的飞越失真。美国对导线的研究一向很重视，所以有不少生产高级线的厂家，例如MIT、Cardas、Audioquest(线圣)等。线圣公司提出过一个主张，就是要消除绞合线的飞越现象，所以更讲究的产品是使每一条芯线外面都有绝缘层，这种线称为“李兹线”，以多股极细的绝缘芯线绞合成一条的李兹线结构看起来似乎十分理想，可是，其中仍有问题。正由于李兹线中各芯线之间隔着一层绝缘材料，也就是说，在导体与导体之间隔着一层绝缘体，这种形式不就是电容器吗?众所周知，高频信号在通过电容器时会变劣。李兹线也同样存在着这一现象。更重要的是，芯线间的电容还会导致复杂的失真。如果长度短，高音因容抗而造成的衰减反而不及这种失真更碍耳。李兹线的音色听起来有点怪，就是由这种失真造成的。线圣公司认为，集肤效应虽然会破坏低频和高频的相位关系，但经过深入研究后发现，如果大致上达到各芯线0．8毫米左右，就不成问题，因此该公司的音响线的特征是芯线比一般的粗，此外，为了避免飞越现象，该公司采用了让每一条芯线都有绝缘的李兹线结构，但其独特的地方是将每一条有绝缘层的芯线排列成环状，而在中心填以非导体，从而可以减少各芯线间的磁场干扰。这样一来，电缆本身当然就变得相当粗壮了。
二、振动与绝缘体也会引起失真
电流通过导线时会在周围产生磁场。磁特性是异性相吸，同性相斥。电流方向一样时各磁场的极性也相同，于是各芯线间便产生了排斥力。音频电流的强度和方向都是变动的，故磁场强度也随之而变，即各芯线间的排斥力会时弱时强，这就是振动。造成振动的能量当然来自信号电流，因此这一部分能量损耗会使信号产生变化，形成高频信号受能量强大的低频信号调制，在线材上通常是以包上一层绝缘体来抑制振动。如果是裸线，就没有这种作用，由此可见，包上覆盖层并非只是为了防止漏电，普通线使用的PVC聚氯乙稀比较柔软，对振动无抑制作用，高级线所使用的外层绝缘体是聚乙稀、聚丙稀、聚四氟乙稀等，其中以聚四氟乙稀最好但也最贵。绝缘体性能亦与音质有关，芯线产生的磁场还会在其周围产生一环电场，电场又再产生磁场，如此反复一环套一环地进行，便形成一连串的电磁波。外围绝缘体具有吸收电场能量的作用，使残余能量不会形成电磁波。其中有一部分能量会变成热能散发，剩下的能量则返回芯线，成为新的能量。这样的过程会导致相位失真。PVC由于阻隔性能高，会使能量返回内部造成相位特性紊乱，所以连音响专用的电容器亦不采用这种绝缘材料。在这一方面较理想的材料是聚丙烯，它对振动的抑制作用强，而且对能量有适当的消耗作用。但其绝缘特性对线材会产生磁干扰的作用，尤其是电流大的喇叭线。信号线由于没有什么电流，不受振动因素的影响。
四、结构技术可改善相位失真
发烧线的问题主要是失真，尤其是相位失真，消除相位失真的典型实例是MIT公司的Varilay，其特点是在一条粗芯线的外围绕上细线，使低频信号由正中的粗芯线通过，高频信号则由外围的细线通过，两个通道的长度不同，妙就妙在这里。这是因为高频成分的速度快，所以特地令其通道长于低频成分。因此，长度不同的电缆，其中芯线与外围细线的长度比例亦不一样。可见，在使用这种芯线时，不能因过长而随便剪短，破坏原来计算好的比例，如果不依照原来的长度使用，高低频成分的相位就不能保持一致。另一例子是缸dm线，其特点是各芯线排列成环状，从外侧起向内逐层减细，线径递减比率采取黄金分割。因此，芯线的Q值谐振频率不同，而且在10MHz以上仍然很高，从而使通过芯线的信号频率随芯线的粗细而变，这样就可以使各种频率的相位关系保持不变。

centian · 发表于 2009-8-18 17:21:50

  五、缠绕方法
   最早的讯号线，基本上都采用单芯结构的同轴导线，这是1930年代为了电话的长距离传送所开发出来的。由于低信号损失，一条导线上能传送多数的信息，不易受外来噪声的影响等，因此同轴导线能应用于所有的信号传送上。不过后来发现，一般的同轴导线其中心导体为一条单线，单线太细会使电气阻抗增加太粗的话，则频率高的讯号不易通过。因此有人将多数比头发更细的导线束成一股，使低频到高频的传送损失减少但又有人发现，细线的截面积较小，中低频段的信号“流通效率”较高频差，所以他们利用不同粗细、个别绝缘的导体，负责不同频段信号的传输。现在我们该知道了，原来结构也真的很重要，同样的材质与同样的屏蔽，但只要线径粗细或缠绕方式有异，结果将相差十万八千里。
在一条线里面，除了最外层的隔离网或软质PVC包覆外，里面最多可以有十多层各式各样的填充与隔离设计。常见的填充材料有棉线、PE绳或PVC条等，由于绝大多数的导体截面积都是圆形的，因此必须藉由填充材料的填塞，构成紧密扎实的支撑，以避免线材在曲折时造成压扁的现象。导体的绝缘处理，也有绝缘漆包、PVC以及铁氟龙等不同方式，各种绝缘材质的电气个性互异，设计者可按需求来选择。一般说来，以价格最高的铁氟龙效果最佳。至于隔离层，主要是防止大气中的电磁波进入，使导线变成天线，常见的材料有铝箔、镀锡铜网等，甚至有用OFC无氧铜纺织的隔离网。
很多音响爱好者、音响发烧友都用过线材，有的人也换过不少的信号线和喇叭线，以及电源线。为什么有人觉得效果不大，有的人甚至有“跟风”、“上当”的感觉呢？问题究竟出在什么地方呢？问题很简单，就出在系统的电源没搞好上。具体地讲，是各个音响设备的内部交直流电源和设备所用的外电供电电源没搞好造成的。
所谓设备的内部电源没搞好，多出现在中低价位的机器上。例如，由于单机价格便宜，为了省料或设计不当，内部电源设计简陋，采用一路电源供给设备里的多睡电路，造成各个电路之间的有用无用信号通过电源互相串扰，产生交叉调制，使信号劣化，噪声增加甚至掩盖了有用信号，并且音乐的有效频带变窄。这时，你就是换上任何名贵的线材都效果很不明显。还有，使用品质一般或劣质的电容，电源变压器容量不够或漏磁，随机电源线的线径小材质差，都是属于内部电源不好，直接影响音质和换线的效果。内部电源品质不高，对于具有电子方面知识和有动手能力者，可以通过摩机来改变其电源和其他方面的品质。对于不会摩机者，就只能选用品质过得去、价线又适中的Hi-Fi设备了。所谓外部供电电源没搞好，则对中低价位的设备，特别对高级音响都有影响。搞好外部电源，包括给音响设备专门敷设专用电源线，电源线的线材材质、线径、编织方法、长度、如何安装、从哪里安装很有学问，对不同的设备有不同的效果。还有，对电源插座、开关、接插件都有不同的要求。尤其对地线，对音响的效果影响很大，特别是使用电源滤波设备的如隔离电源、滤波电源时，地线的要求较高。还要特别强调的是，内外电源都很重要，哪一个环节都要重视，比如保险丝及其触点插头是否接触良好等。在实践中，就经常看到有人非名牌名贵的音响设备不买，非贵价的线材不买，但电源和环境跟不上，名贵设备出来的声音不好听，音响也就只能变成炫耀价位、身家的摆设了。
   实践方面：
   很多年前，我也是这样认为的的，线材尤其是电源线在音响系统中不起很大作用，后来在一次音响展览会上，一位展商在晚上给我们演示了好线材在音响系统中所起的作用后，才改变了当初错误的看法。记得当时所用的器材是：美格miniuCD机+斯巴克734胆机+KEFQ3音箱，也就1W左右的东东，CD机和功放的电源线用的是随机线，喇叭线用的是散线，信号线稍微好一点，超时空P22，没换线前人根本坐不住，听不下去。后来，这位展商把CD机电源随机线换上Power soures的电源线（什么型号记不清楚了，标价1200元），信号线换上 NBS的小蛇（标价1200元），功放换的电源线记不清楚了（标价1800元，好像是台湾的什么品牌），音箱线换上 AQ的蓝宝石（好像是这个型号，标价3500元），总价是7700元，再播放听过的CD碟，记得当时的感受简直就是震憾！效果好得让人吃惊，实在没想到好线材的作用会这么大！一大帮人全都听呆了，坐在那里不想走！一直到半夜2、3点钟才离去。换线后，这套系统表现如何，实在不好形容，说多了说大了，你们认为我是枪手，不说也没有说服力，我只说一点，1W左右的东东从让人坐不住到换线后能让人听得不想走，可想而之这个改善是多么的大！
   后来音响展结束后，我立即把我的音响系统的线材全面升级，效果吗？当然是连升数级，非常好！

万文轩 · 发表于 2009-9-13 10:29:13

谢谢楼主的发布，我点赞收藏了！~

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