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关于喇叭线对音质的影响+ U% W; p& _5 l k, v, F
线材对于音响系统到底有没有影响？有人说它的影响是：
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1.有真实可测量的方法，有曲线有数字+ l, W0 M$ v$ D- @ ~8 s3 P# ~* h
) m7 K5 Z! G( o: Z' S/ v 2.真实，但是能测量的仪器尚未问世
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# B6 O/ a4 U! |7 z 3.是金耳朵的经验，只供信仰不容挑战。5 F: u7 a+ A- D, ?4 @
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4.它的质量好，用料精美，有收藏价值。
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l& j$ t( l/ Y) C 5.只是骗钱的伎俩……9 R- Y9 H/ K" B9 Y/ n/ B
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, Z) O, e6 U+ C喇叭线3 ]! w; Y. k- d6 @
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音响喇叭线有讲究吗?) p' J. l A9 t2 O
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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?那些夸夸其谈喇叭线的人，是真懂还是唬烂骗钱?到底谁是巫师，谁是麻瓜?" S1 K! e. T8 C0 w) f4 t
- V: U/ l6 s5 a# V. j4 q7 {7 K: @ 以下分享自一篇网友的“电子学”学习日记，看看他是如何探析个中缘由。
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8 H( ~2 @3 x$ f8 U6 i q/ x 我是学电子学的，音乐素养很差，我都是假装听懂音乐、歌剧、交响乐，钢琴演奏，男高音、女高音。但其实我只是在玩音响设定，欣赏外观及其电路规划。由于我年轻时有设计中级音响的经验，所以自以为可以参加高阶音响讨论。
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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。
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喇叭是什么?, z4 D6 |0 x, C
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8Ω的喇叭为何用三用表量起来却只有0.1Ω?- [3 c' c j: r% U9 I
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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，我发现很少资料详细谈到，也没有人音响人真的去测它，因为它们都是行业Know-How(实际知识)。- J* y2 G6 a2 Q
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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!
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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?6 q6 e3 y( I9 O
/ d c3 @( q6 C! A& P( n 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欧姆纯电阻一样。
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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。' r0 [2 W' A5 c" v& A9 a8 \/ |
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Z=R+XL=8 Ω; q, H! N% u2 }. u
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XL = ωL = 2πfL+ C) g; i/ J1 O
7 D' q0 y/ @ z' Q7 }/ ?7 w& s =2x 3.14 x1000 x ? mH=8欧姆. i5 x5 B8 \! c3 F& s4 N
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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。- H) }5 K( y3 k; q/ g
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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。
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+ h: ]$ [7 v3 q, a& `7 V 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欧姆是来自电感抗。Z=XL=2πfL( f是频率、 L是电感值)
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" N) }% d4 i3 Y, o 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欧姆，而且是呈现电容抗，简单的否定了电感论。
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喇叭会受纸盆、音箱、空气压力、密度、湿度影响。换句话说，8欧姆是它1KHz 时的声音「辐射阻抗」而不是一个简单的电感抗XL。6 f# n; b: b6 D5 X& p/ b5 n
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喇叭
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扩音机的阻尼系数. q3 G+ j: f" F9 s; F$ I
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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*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。
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' {" H0 M; N0 s# i4 ] 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。
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) m4 d0 v/ t( [' Q 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。) r. G( }# D# G, ~1 w1 q0 O8 N
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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。
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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。
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例如喇叭阻抗8欧姆，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。
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一般的扩音机规格" \6 I1 T0 G8 `2 p
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0.01%失真值，200 高阻尼系数，是*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。
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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。
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所以人类听到偶次谐波失真时会很舒服。$ S+ C6 t. Y; R; e- K
) G: Q, q8 _2 ], K$ p 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。# g& _6 `8 g0 m8 k1 p1 y$ ~, _
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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。% Z5 ?) c2 ?8 v7 F
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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。
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; x/ U1 z2 u( f1 K% X 喇叭线
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喇叭线的直流电阻*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*扩大机阻尼系数200就被降为57。
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0.1+0.04=1.04Ω1 A) |; `6 j* k* a
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8Ω/1.04Ω=57
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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欧姆，意义就不大了。因为这时的串联值是：, E2 ~# D$ m* r6 e8 |! H. I& G
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0.04+0.001=0.0401 Ω1 s+ g( B/ q8 l7 z
3 g( E! G5 T9 Z" |$ _" {$ k
阻尼 8Ω/0.0401Ω =199.5' B: U5 c" T- C* e; ] @
x- v; e( t+ } 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。
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' p. ^ m& A. ~& I* ~ 电阻( G' G$ d% a9 C% t! k* g
' V% r3 B# ?& w1 S* N9 V' e' T 一般喇叭线的直流电阻是多少呢?查ㄧ查电工数据就知道。, H2 ^3 s0 c' a: ~/ U8 R7 d
5 j( k& Z* o( ^4 w- U& e' X 5.5平方的电线每公尺约0.003Ω
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+ E' J+ W& h; l; P* _ 8平方的电线每公尺约0.002Ω
' J) @( c% I6 \9 Q) w T
- P4 ~0 u" {- w4 \7 e 14平方的电线每公尺约0.0006Ω
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. w4 T1 \ X$ i8 j+ h8 D 所以三公尺长喇叭线来回共6公尺
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6 `, g) j# o6 O+ x* l9 K) @ 5.5平方线电阻约0.018Ω。
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8 C% ^6 Y, `2 Q. _ 8.0平方线电阻约0.012Ω。4 M& r" {- x0 b
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14平方线电阻约0.0036Ω。) G/ b7 ^0 j- Y% l7 m
2 q4 \$ _& m' b 喇叭线加扩音机阻抗后- ~1 D: H* ]2 W6 P1 F
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5.5平方 0.04+0.018=0.058 Ω6 _* {6 H1 a1 W+ g2 f0 {- v9 f; x
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8.0平方0.04+0.012=0.052Ω; i& u7 t7 c$ p1 a. @/ Q5 v; C' p
}# h, G ~) e& x5 ` 14平方 0.04+0.0036=0.0436Ω
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/ c2 v% q9 A3 U, r2 t 阻尼系数
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5.5平方 8/0.058 =137
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8.0平方8/0.052=153
' x3 a, B1 G4 I
- S5 r" @ @ b, h 14平方 8/0.0436=183
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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。
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9 G* f) s7 s9 {, I) M# ~ 喇叭线的电感量与电容量
' ~9 V) g D2 }9 ?
7 ~) r, @9 H: h' t+ }& }0 f; P 电感会阻挡高音通过，电容短路吸收高音。
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6 N; |( v+ v. `# |+ j% Q k/ ` 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。2 I( T5 A; h- Z: w& B0 @
! ~+ J8 m: k5 C/ Z4 g- z( {4 u8 p 如何降低电感. V# c5 L/ [( E& C" J! e) n
: p' Q+ a6 _0 }: [8 K 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。: \8 }# d( a6 G, C3 e3 B
9 A# t+ j5 s; W& j" r! Z 喇叭线间寄生电容, _/ n9 v7 v% e: m2 e
/ ?5 \! Y" L. F p 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。
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: O# {* d' X6 j( G 所以以后你如果看见1000万元的音响，使用很*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。1 R8 z9 N$ W* v5 U9 }+ o$ Y
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传输线特性阻抗
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" z7 k ?# @( k3 r$ |, C/ b2 ? 理论上喇叭线跟射频天线的馈线一样，传输线的特性阻抗*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：
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9 u& U1 f; B- x- c4 ] 某高音喇叭在 p2 a7 s5 |- k! N" f
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1KHz时如果是8Ω
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$ r/ c" z/ G( r; l 2KHz时通常是15Ω l8 P5 T' u9 f& F! H3 p1 }
v& T; G+ m$ O; o, [( Y$ t
4KHz时常常是30Ω* w/ ~/ X" @" c2 C- w3 ?3 [2 Q' }
" d% ]" S2 o3 `6 ~ 8KHz时是常常是60Ω+ s0 |- U# A' z# f- l
. f. T B+ _0 s$ V. t. k1 T 16KHz时是常常是120Ω
; Y9 P; q& k6 f6 s7 _- [2 B! s' C- `" j2 h5 ?2 ~/ f
低音喇叭在7 q8 @, E3 G: x# [0 I- C
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1KHz时如果是8Ω# q/ |3 e$ W! Y! T: R' }
& B, E' Y" r$ g
500KHz时通常是4Ω
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50Hz时常常是30Ω$ f& x4 w2 o' B3 f+ u9 c) a' `$ N
8 Y+ a& \5 v! U4 g 20KHz时是常常是10Ω: ?" h' R/ A* q5 C+ @- f( J
% A; H. w4 R$ v8 e. f' n7 N% S* E 所以喇叭线是要设计在/ O! h7 a* d+ v
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50Hz时的30Ω，还是/ K+ G% p" ?3 B T/ J: i$ Q0 _4 y
8 Q! ^4 L( E8 S5 y
1000Hz时的8Ω，或是
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8KHz时的60Ω?+ a+ i( H- R( b8 m( Q
3 m& R1 _6 k6 ]! x" \0 F- c. U
其实都不对。
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! Q7 E( K, u) a: y% F* d7 ^0 r# i 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。 |
发表于 2008-7-23 20:53:13
