浅谈音响电源线

liwei · 发表于 2007-10-24 14:34:27

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浅谈音响电源线

问一：为何音响开机时，电灯会闪一下？

答：这是因为音响器材开机时，由於器材内部大容量电容，在关机前处於空载的放电状态，按下电源开关时，电容马上从变压器吸取电力，由於吸取的电流极大（称为充电电流），以致於电力突然下降，日光灯自然会暗一下了。

一般的後级只要滤波电容容量总和超过20,000μF，开机时就会发生此现象。因此部份设计完善的大功率扩大机，在开机时具有「缓冲电路」，也就是说开机时会经过大型水泥电阻缓冲，让内部电容慢慢充电，一段时间後（约几秒钟）再以继电器接通，如此既可以保护保险丝不会一下子烧断，也可以避免电灯闪一下的困扰。

问二：台电的供电真的很烂吗？

答：当大家遇到电源不稳定时，总不管三七二十一先把责任怪到台电再说。如果了解台电的人，则一定会大力辩解，并且提出合理的解释。事实上，台电的供电一点问题也没有，电力不稳定的现象，是配送过程中受到干扰而来的。

先从发电厂说起好了，目前台弯主要的发电厂分成两大类，其一是核能发电，另一则是火力发电厂。不论是核能发电或火力发电，他们皆采用蒸气的力量，驱动蒸气涡轮带动发电机。这是一套极为精密的发电设备，涡轮的转速关系到频率的稳定性，大型的发电机与涡轮之间，具有电脑控制的变速系统，以确保在各种负载下维持稳定的输出频率（60Hz）。再者，涡轮发电机输出的电压绝对是稳定的正弦波电压，这是基本的物理原理，换句话说，要制造出扭斜的正弦波还有问题呢！所以，从台电送出的电力绝对是稳定的60Hz正弦波电力。至於干扰及电压不稳的问题，请见下题。

问三：为何电力传输时，总是使用高压电，这不是很危险吗？

答：电压超过100V时，就存在着危险性，但为何台电的配送电力总在22KV以上呢？这不是很危险吗？

当然危险，所以高压电塔上总是挂着醒目的招牌，警告闲人勿近，否则容易发生触电的危险。使用高压传输，最主要是为了节省配线时电缆的用铜量，同时也降低电力传送时的损耗，因此从发电厂送出的电力是以超高压的方式传送。超高压传送的最大好处，就是电压高、电流小，电子流经导体时，发热量是以电流的比例计算，而不是以电压计算，因此有效降低导体的电流量，就能降低损耗，因此虽然危险，但只要做好防范措施，就可以避免危险发生。以高压传送的另一个理由，是为了降低用户端的电压变动率。如果以1:1传送，也就是说台电送出110V的电力直接到家庭，台电每降低1V电压，用户端的电压也会随之降1V。但如果以目前普遍使用的22KV传送，当电厂送出的电压有1V的震动时，用户端几乎没有任何感觉。

问四：为何我家的电压经常不稳定？

答：电压不稳定的情形经常发生在各种用电户，尤其是工业区附近。当建筑物申请台电配接管线时，会依照申请表格的数字，配接适当的电力给建筑物，但这只是一个预估值，如果用电户的用电量超过当初申请的电力容量，则容易产生电压下降等电力不足的现象。这不是台电不给你充足的电力，而是用户应该提出更大的用电申请。例如，某工业园区原来申请一万千瓦的用电量，台电当然依照申请配接一万千瓦的用电供应，如果工业园区的用电量超过额定负载，电力当然会发生吃紧的现象，电压自然会不敷使用而下降了。光口头骂骂没有用，其实只要向台电提出更大的用电申请，供电不足的情形就容易解决。所以下次电力下降的时候，请不要动不动就咒骂，赶快衡量自己的用电量，看看是不是超过了用电契约上的额定供电量？如果长期处於低压状态（例如电压低於100V），也可以向台电反应，他们会派员改变用户变压器的抽头，让您的电压恢复正常。

问五：一般家庭使用的电力供应如何？

答：家庭用电与工业用电不同，不但供电的形式不同，用电容量也不同。一般家庭没有大型电器设备，最耗电的电力器材顶多是冷气机或电热器，这些器材使用的电压不会超过220V，因此一般家庭用电多为乙类用电，110V单相三线供应。如何判断？看看自己的电表是不是圆形的？如果是，就表示为110V单相三线供应，如果是方形电表，则是最普通的110V单相双线供应。

单相三线具有两条火线及一条水线，两条火线是互为反相的110V/60Hz，经过适当的连接，可以分别拉出两股100V或一股220V的电线，其中110V供应一般电器使用，而220V则提供冷气机及电热水器使用。使用单相三线供电方式的理由，最主要还是为了节省电力传送过程的损耗。经由适当的配线，从两条火线拉出去的两股100V电线，如果两边用电量均等，则依照相位抵销的原理，水线将不会产生任何电流，这就表示可以降低水线的线径，也可以避免无谓的电力损耗。换句话说，如果您家中维持固定的电力消耗量，在最理想的配线组合下，还有机会节省用电度数。

问六：电力干扰哪里来？

答：刚刚说道，台电送出的电力为完美的60Hz正弦波，但干扰从哪里来？其实，最主要的干扰源，仍然来自用电户本身。试着想想看家中有多少电器用品？当这些电器用品全部插上插头使用时，会产生多少干扰？冷气机、电风扇、日光灯等，没有一样是纯电阻负载，它们具有感抗也有容抗，只要开启就会回授干扰电力系统，将杂讯寄生在电源上。开日光灯时音响会传来「啪啪」的声响，这就是日光灯的干扰。

即使自己非常洁身自爱，听音响时尽量不开其他电器使用，也不能保证用电一定乾净，因为您府上电表的前端，仍然与其他用电户连接在一起，别人家里只要使用电器设备，也会对您产生干扰，程度则视情况而定。运气好者没有感觉，运气不好者叹气也没用，除非您自行申请一颗用户变压器使用。

问七：如何避免干扰？

答：这是大家所关切的问题，如何避免干扰？最直接有效的方法就是隔离。隔离别人对你的干扰，隔离自己家中电器彼此间的干扰。大型用电设备以及电脑最容易产生干扰，它们会产生高频杂讯，也会产生电源谐波，寄生在电力系统中干扰其他电器产品。如果要获得乾净的电力，使用隔离变压器或电源滤波器是一个好方法，利用变压器频宽不足的原理，滤除高频杂讯，只让频率较低的60Hz电力通过，如此即可有效滤除高频杂讯或频率较高的电源谐波。但隔离变压器也并非万灵丹，请见下题分晓。

问八：电源滤波器有用吗？

答：我比你还关切这个问题，如果家中有太多因素无法克服干扰，市售的电源滤波器有用吗？先说说电源滤波器的工作原理。简单的讲，电源滤波器所使用的材料多为电感、电容等材料，将电容与电感组装成一个「低通滤波器」，只让60Hz左右（或以下）的频率通过，即可阻挡60Hz以上的讯号（或称为杂讯），进而达到滤除杂讯的目的。

电源滤波器有好几种，有的有附设稳压功能，并且具有自动调节输出电压的能力，利用变压器抽头不同的搭配组合，以侦测电路配合继电器，连接不同的抽头，即可达到即时调整输出电压的目的，大多数的电脑用稳压器皆为此工作原理。但请别忘了，继电器连接抽头的瞬间，也会产生突波，这对电源又是另一种干扰。还有，低通滤波器的特性，就是阻挡较高频率的讯号通过，如果扩大机对电力供应需求的速度大过低通滤波器的供电能力，则会形成一个瓶颈，反而造成阻碍。例如：某某电源滤波器对於滤除60Hz以上的杂讯非常有效，但如果此时扩大机抽取的电流量大过滤波器的供电能力，或扩大机需要快过於60Hz以上的供电速度，电源滤波器反而成为绊脚石。

一般而言，电源滤波器适用於用电稳定、电力消耗较小的器材，如讯源、前级等，而功率後级及超低音，则直接插在墙壁上为佳。无论如何，不要以为加装电源滤波器就有正面效果，自己试试看最重要。

问九：如何为音响准备一套理想的电源？

答：自己盖一座电厂吗？当然不可能，不过要准备一套理想的电源倒没有想像中的困难，只要为它拉一条独立的电源线就解决了大半问题，剩下的还可以靠电源线及适当的小道具进行微调的动作。关於拉电源线的方法，请参阅上一期的专题以及本期的内文，尤其是这一期的曹先生家中的电源处理，可以说是一个理想的实现，如果您真的有心，不妨进行规划设计。您也许没有那麽好的运气可以独自使用一个「杆上变压器」，直接获得从台电来的乾净电源，但如果您住在公寓大厦，最起码也可以从电表处拉一条至少22mm平方以上的电源线给音响使用，这样一来就说得上尽心尽力了。信不信，花八千元换装一条独立电源线，比换一条八万元的电源线还有实质效果。还有，拉线时请一鼓作气，一定要拉22mm平方以上的，苦差事做两次是很累的，千万别相信水电行老板说3.5mm平方就够用了。

问十：讯源器材与後级需要分开处理吗？

答：最好是分开处理，最好的方法是拉两条电源线，一条给消耗电力较小的讯源器材、前级等使用，另一条则给消耗电力较大的功率扩大机、超低音等使用，虽然电源线的源头都是同一条，但仍然听得出效果。至於拉了电源线之後还需不需要电源滤波器，则请自行试试看，通常我的经验是：只要有充足的电力供应，滤波器不一定有正面效果。

问十一：需不需要接地线？

答：由於台电的供电形式，并没有真正的地线给用户使用，所以用户必须自行准备地线。接地线的方式以及原则，请参阅专题内文说明，曹先生家中的接地方式，虽然无法称得上最完美，但对於音响迷来说已经够发烧，接与不接哪个好？也必须实验才知道，因此曹先生也为此设计了一个接地开关，测试何者为佳。

高级的音响器材大多使用三孔AC电源线，其中一条就是接地线，这条地线与机箱连接，经过电线传导之後直接与大地（地球）连接。接地之後的最大好处是：手摸扩大机机箱表面，不会再有麻麻的感觉，也就是说机箱的对地电压会非常低，低到无法感电。从安全的度来看，接地是有必要的，但从声音的角度来看，何者为佳谁也不敢打包票。

问十二：一般家庭如何接地线？

答：其实台电送来的单相三线电力线当中，其中一条已经接地，但由於路径过长加上有电流通过，因此多少存在着电压，这个电压会因为用电的情形改变，而随着升降。我在家中以AC电表测量，最低时约1V，最高时为6V。如果利用这条水线接地，也可以达到接地的效果，但最好加装一个AC电压表，随时观察AC电压。但就安全的观点来看，仍然不建议使用。连接水管或连接建筑物钢筋的方式也不建议，因为这容易导入其他干扰，例如雷击时，或其他电器漏电时，也容易藉由地线传导到音响器材。

问十三：接地就能避免干扰吗？

答：答案不是绝对肯定的，如果您接地接得不够彻底、不够小心，反而会带来坏处，将别人的杂讯导入音响器材里。接地的目的大致可分成两类，其一是安全考量的电力接地，其一则是讯号接地。前者通常用於大型机械，例如洗衣机、马达等，当产生漏电现象时，可以藉由地线的传导，将电力传导至大地，以保护人员的安全。後者则为提升器材或仪器的讯噪比，将电路接地，以降低杂讯。

将器材接地连接在建筑物钢筋或金属水管上，不能保证别人也如此接地，如果音响器材的地与别人的洗衣机共用同一个接地，结果只会更坏不会变好，因此不建议将音响器材以连接建筑物钢筋或水管的方式，那是非常不卫生的。另外，地线既会导电，也会带来杂讯，与别人共用接地，没事则矣，有事则将别人的杂讯也导入音响系统，此时不如不接地。

问十四：电缆线需要避震吗？

答：粗重的电缆线，其实也可以视为音响电源线的一部份，既然音响电源线要注意材质及避震，电缆线也应该注意此现象。台电公司的配电所，由於传输的电缆长度相当远，电缆在电线杆上随风晃来晃去，彼此电缆间也会因为互相感应，而产生低频震荡；如果两条电缆平行传送，也会彼此产生电容效应，而变成电容式麦克风，这些现象虽然不会从喇叭中传出，但台电配电所里的鉴听设备却听得相当清楚。要做到最好，电缆行经的路径中，接触点可以以泡绵包覆，两条电缆尽量不要平行，这样就可以将杂讯降得更低。

结论：

关於电源的问题牵涉广泛，各家自然有其独特的解释与说法，但基本上，电源供应应该尽量保持电力充足、电压稳定、寄生杂讯低的处理原则，方法千百种，处理电源的器材也比比皆是，只要能够达到这些原则，对音响器材就有正面的帮助。

最近曾经到一位音响迷家中听音响，他对於电源问题相当重视，所有的音响器材都使用市售电源滤波器处理，企图营造最乾净的电源给音响器材使用。结果我带了一张非常严苛的发烧片前往测试，竟然发现大动态以及极低频出现的片段，扩大机的指示灯竟然暗下来甚至快熄灭了，很明显，这是由於输出大电流时由於供电不足，导致器材电压下降，器材本身电力没喂饱，再多的滤波器还有效果吗？那只不过是增加电力供应的瓶颈而已。事後这位音响迷根据我的建议，换装两条38mm平方的电缆，从此以後不论音量开多大，指示灯闪也不闪一下，这才是从基本面上解决电源问题。

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