全方位深度解讀喇叭線
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一些音響發(fā)燒友們，當(dāng)他們看到放大器背后通向揚(yáng)聲器的一大捆喇叭線（纜）時(shí)，往往對(duì)此感到十分困惑。困惑的焦點(diǎn)集中在兩個(gè)問(wèn)題上：第一，有些發(fā)燒級(jí)喇叭線索價(jià)之高，令人咋舌，可一些燒友對(duì)此都趨之若鶩，使人大不理解；第二，采用這些高價(jià)位的喇叭線纜和采用廉價(jià)的普通喇叭線究意對(duì)放音音質(zhì)有多大的不同，一對(duì)喇叭線至于那么重要嗎？當(dāng)這些發(fā)燒友們跑進(jìn)商店試圖為他們的音響系統(tǒng)選購(gòu)一對(duì)喇叭線時(shí)，竟然發(fā)現(xiàn)有幾十個(gè)制造廠家專門提供這種不起眼的音響小配件！其花色品種之多，包括外形、選材、設(shè)計(jì)等等方面使人眼花繚亂，由于帶著上述兩個(gè)困惑的問(wèn)題，在選購(gòu)時(shí)竟一時(shí)無(wú)從下手。
先從第二個(gè)問(wèn)題談起。你可以去請(qǐng)教一下周圍的燒友們，聽(tīng)聽(tīng)他們的想法如何。但回答往往是各式各樣的。有的盡管承認(rèn)選用不同的線材后，音質(zhì)的確有所不同，但在道理上講不清楚。再去請(qǐng)教一些“專家”，許多電子界和音響界的研究人員則可能回答沒(méi)什么差別。他們甚至拿出測(cè)試結(jié)果和研究成果來(lái)“證實(shí)”他們的觀點(diǎn)。這樣，對(duì)你理解上述兩個(gè)困惑的問(wèn)題仍然毫無(wú)幫助。
其實(shí)，要回答如上述兩個(gè)困惑的問(wèn)題，必須研究發(fā)燒級(jí)喇叭線的本質(zhì)，從揭開(kāi)其奧秘開(kāi)始。
A 多股線平行線對(duì)； B 實(shí)心園形平行線對(duì)； G 多根多股導(dǎo)線編織在一起，形成平行扁平的編織線纜。
C 沿纜體四周分布的多股線、多導(dǎo)體線纜，纜心設(shè)有實(shí)心線； D 沿纜體徑向分布的多股線、多導(dǎo)體線纜； E 中心為一根大截面積導(dǎo)體的多股線，纜體四周分布多根多股線的線纜； F 多平行線對(duì)，兩端連接的線纜；
圖一：七種園導(dǎo)線喇叭線纜基本結(jié)構(gòu)
一、喇叭線的基本常識(shí)
喇叭線不論是一對(duì)還是用多對(duì)并接，往往都塑壓在一起組成喇叭線纜。線纜的種類不論其如何繁多，不外科分成兩大類：即圓導(dǎo)體（園截面積）線纜和扁平導(dǎo)體（方形或扁長(zhǎng)方形截面積）線纜。這兩種類型的線纜不少?gòu)S家都采用，其中采用得較多的為園導(dǎo)體線纜。但不論采用哪種類型的線纜，制造廠家的主要目標(biāo)是使線纜具有最低的直流電阻和盡量小的電抗分量，以求使放音品質(zhì)不因用線不當(dāng)而受到損害。
喇叭線之所以免不了具有電感或電容，是因?yàn)槿魏坞娏髁鹘?jīng)導(dǎo)線時(shí)，就會(huì)在導(dǎo)線周圍感應(yīng)一磁場(chǎng)，因此一條導(dǎo)線就具有電感。在單對(duì)喇叭線纜里，通常有兩根導(dǎo)線，一根供放大器輸出電流，另一根供電流返回。因此兩根相鄰導(dǎo)線之間存在電位差，一對(duì)導(dǎo)線間便存在電容。由于兩導(dǎo)線中的電流方向相反，其產(chǎn)生的感應(yīng)磁場(chǎng)也相反，因此彼此部分抵消。
低電容對(duì)某些錄用強(qiáng)負(fù)反饋的固態(tài)放大器來(lái)說(shuō)特別重要。電容太大會(huì)導(dǎo)致放大器不穩(wěn)而產(chǎn)生振蕩，使放大器不能工作。
現(xiàn)在來(lái)討論喇叭線的設(shè)計(jì)本身。由于園導(dǎo)線類用得較多，先討論園導(dǎo)線喇叭線纜的設(shè)計(jì)。
二、圓導(dǎo)線喇叭線
用園導(dǎo)線制成的喇叭線纜通常有圖1所示的七種基本結(jié)構(gòu)，由A至G�，F(xiàn)逐個(gè)加以討論。
圖1A是一對(duì)多股線的喇叭線纜，這是一種大家最熟悉的喇叭線纜。這種喇叭線纜之所以普及，部分原因是因?yàn)樗阌诖罅可a(chǎn)，價(jià)格低廉。線纜中的導(dǎo)線采用多股線，通常每根導(dǎo)線由7股至25股的細(xì)導(dǎo)線絞合而成。家用立體聲音響設(shè)備中常用絞合成14號(hào)、16號(hào)、18號(hào)粗細(xì)的導(dǎo)線。因?yàn)椴识喙山g合，所以線體十分柔軟靈活，且比單根硬線型喇叭線纜有更大的表面面積，這是因?yàn)榫�體的周長(zhǎng)， 也就是表面面積與其半徑的平方成正比。同時(shí)，兩根線相互接近時(shí)會(huì)影響導(dǎo)線成纜后的電容和電感。導(dǎo)線通常用熱塑材料結(jié)合在一起，既靈活又便于切割和剝皮。
圖1B是用兩根平行的實(shí)心園形硬線組成的線纜。這種線纜通常用于家用交流電布線，采用12號(hào)或16號(hào)線。由于采用硬芯線，因此在同樣線體周長(zhǎng)的條件下，其電導(dǎo)為最大。因?yàn)樗幌駡D1A多股線中間有許多空隙。至于其他性質(zhì)，和圖1A那種線型相類似。由于實(shí)心線具有這種優(yōu)良性質(zhì)，若干年前，就有人將本來(lái)用于電弧焊接設(shè)備的4號(hào)或6號(hào)芯線的線纜改用于音響設(shè)備。
有些發(fā)燒友對(duì)這種線型也倍加厚愛(ài)，全然不顧其不易彎曲和平共處纜體粗大帶來(lái)的不便，為的就是利用其截面積大而使其直流電阻大大降低的特性。
圖1C是一種沿纜體四周分布的、多導(dǎo)體、多股線索線纜，這也是改進(jìn)線纜標(biāo)準(zhǔn)的首次嘗試中的一種纜型。它是將標(biāo)準(zhǔn)的雙根導(dǎo)線線纜改進(jìn)為分編成若于更小的多股線組，回繞一絕緣的硬芯線分布排列。這種線纜結(jié)構(gòu)便于制造廠家使導(dǎo)線股數(shù)為最多，因此其表面面積最大，并保持兩組導(dǎo)線間的距離最大。這樣，就減少了線纜的電容。其唯一的缺點(diǎn)是線纜電感因平等感應(yīng)磁場(chǎng)的抵消作用減弱而使電感路有增大。
圖1D是一種徑向分布的多導(dǎo)體、多股線線纜結(jié)構(gòu)。這種設(shè)計(jì)的特點(diǎn)足可以使高頻和低頻經(jīng)由不同的線組通過(guò)。由于靠近纜芯的各線組均由其外圍的其他線組所包圍，因而由于互感的抵消作用而使線纜的電感變小，這有利于高頻分量的通過(guò)。與此同時(shí)，靠近外圈的各線組，其線與線間的電容最小，這有利于低頻分量的通過(guò)。
圖1E是圖1C的變型，也是一種沿纜體四周分布的多導(dǎo)體多股東線線纜。中心為一根大截面的多股線導(dǎo)線。把中心導(dǎo)線作為導(dǎo)線之一，將四周分布的各組我股線合并起來(lái)作為另一根導(dǎo)線，這種構(gòu)造的線纜其電感為最小。當(dāng)然，這時(shí)導(dǎo)線間的電容很大。
圖1F原示的線纜中有多對(duì)平行線對(duì)，相應(yīng)原導(dǎo)體在兩端加以連接。這種設(shè)計(jì)的導(dǎo)線由多根并行的較小的多股線束所組成，其直流電陰較低，而線束與線束之間的距離可以在制造時(shí)調(diào)整得出任何所需的電感的電容值。所以這是一種令人關(guān)注的“通用”設(shè)計(jì)。
圖1G是將并行的多股線束編織在一起，形成一條平行的扁平編織帶。有點(diǎn)類似于計(jì)算機(jī)中常用的編織導(dǎo)線帶�，F(xiàn)在僅知道有一種編織扁平帶的線纜，由36根粗大的互相絕緣的16號(hào)導(dǎo)線編織成寬達(dá)5英寸的扁平線纜。這種線纜的特點(diǎn)是直流電阻極低，電容也最小，但線纜較重，不易彎曲，使用起來(lái)十分困難。
圖二：三種基本的扁平型導(dǎo)體的喇叭線纜：
A 平行側(cè)相互平行的線纜； B 側(cè)面對(duì)側(cè)面平行的線纜； C 線纜中有多根平行扁平型導(dǎo)線的線纜；
三、扁平導(dǎo)體喇叭線纜
圖2A至圖2C為三種基本的扁平導(dǎo)體線纜設(shè)計(jì)。這種線纜通常比簡(jiǎn)單的園導(dǎo)體喇叭線纜要昂貴得多，主要原因是由于將導(dǎo)體壓制成扁平形狀和將它們正確塑壓入絕緣護(hù)套內(nèi)時(shí)均會(huì)使成本大大提高�，F(xiàn)逐一討論這種線纜的特性。
圖2A是一種兩扁平導(dǎo)體的扁平側(cè)相互平行的線纜設(shè)計(jì)，這是一種最普通的扁平導(dǎo)體型線纜形式。其優(yōu)點(diǎn)是每根導(dǎo)線截面積很大，故直流電阻很低；其缺點(diǎn)是不易彎曲，它只可能在垂直扁平面的方向上進(jìn)行彎曲，因此使用起來(lái)比較困難。還有便是線間電容較大，除非把戲?qū)Ь�間距離拉得很大才能減小電容。
圖2B是扁平導(dǎo)體邊靠邊排列的一種線纜設(shè)計(jì)，它實(shí)際上是圖2A的變型：相對(duì)兩導(dǎo)體的排列不是平面對(duì)平面，而是側(cè)面對(duì)側(cè)面。其優(yōu)點(diǎn)是線間電容大大減少，但線纜的可彎曲性比圖1A的結(jié)構(gòu)更差。
圖2C又是另一種變型，每根線纜里有多根扁平導(dǎo)體。這種線纜的可彎曲性比上面任何一種都差，除了直流電阻低這一點(diǎn)可取之處，它兼有圖2A電容大和圖2B不易彎曲的雙重缺點(diǎn)。
表（一）
AWG線規(guī) 電阻（每英尺歐姆數(shù)）
4 0.00026
6 0.0004
8 0.00065
10 0.0010
12 0.0016
14 0.0026
16 0.0042
18 0.0066
20 0.0105
表(二)
材料 電阻率(歐姆/米*10)
鋁 2.7
鈹 4.6
銅 1.7
金 2.3
鎂 3.9
鉬 5.7
鎳 6.8
銠 4.7
銀 1.6
鎢 5.5
鋅 5.9
表(三)
材料 介電常數(shù)(在1KHz)
聚乙烯 2.26
尼龍 3.5
氯乙烯/乙烯醋酸(聚合物) 3.15
聚丙烯 2.25
聚四氟乙烯 2.1
四、線纜中導(dǎo)線的材料
為使制成后的線纜具有最小的電阻，要么采用截面積盡可能大的導(dǎo)線，要么 彩固有電阻率盡可能小的材料。關(guān)于第一點(diǎn)，導(dǎo)線截面積的大小表1表示7股銅制多股線線規(guī)與此同時(shí)其電阻的關(guān)系。喇叭線纜通常采用14號(hào)、16號(hào)和18號(hào)線規(guī)，其電阻約為每英尺2mΩ至6 mΩ。對(duì)于一根不足30英尺的喇叭線纜，其總電阻不超過(guò)1/3Ω，這一電阻值已低到可以忽略的程度。例如在喇叭系統(tǒng)中低音單元的阻尼因數(shù)是我們最為關(guān)心的參數(shù)。線纜的直流電阻越大，阻尼作用越差。因此線纜的電阻值應(yīng)盡可能保持低值。音頻功放的輸出阻抗約為50 mΩ，這對(duì)低音單元音圈運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的反電動(dòng)勢(shì)來(lái)說(shuō)，其阻尼作用相當(dāng)良好，有效地扼制了低音單元的諧振并降低了失真。但我們不要忘了另一因素：分頻網(wǎng)絡(luò)中與低音單元音圈相串聯(lián)的電感，其直流電阻本身就有0.5~1.2Ω。因此，只要我們能使喇叭線纜的電阻低達(dá)十分之幾歐姆，那么線纜中的損耗與電感相比就可以忽略。關(guān)于第二點(diǎn)，金屬導(dǎo)體材料電阻率的問(wèn)題，可參見(jiàn)表2。從表面化中知道，銅線的電阻率相當(dāng)?shù)�，銀線比銅線略低。考慮到銅線比銀線便宜不少，且來(lái)源更方便，因此大多數(shù)制造廠礦家都采用銅線。至于制造廠家為維持線纜的超常性能而采用稀有合金、純金屬和其他“特種”材料，本文末尾我們還將對(duì)此再加討論。
五、關(guān)于絕緣材料
線纜中導(dǎo)線之間的絕緣材料除了防止導(dǎo)線短路之外，它的另一種重要作用是它部分決定了導(dǎo)線間電容的大小。決定導(dǎo)線間電容的大小共有四種因素：一是導(dǎo)線間的距離，二是相對(duì)兩導(dǎo)線的表面面積，三是兩導(dǎo)線間的電位差，四是導(dǎo)線間絕緣材料的介電常數(shù)。前面三種參數(shù)決定于線纜的物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，因此我們只對(duì)第四種因素加以研究。由于要使線纜的電容盡可能低，所以要盡可能選用介電常數(shù)最低的絕緣材料。表3是常用的喇叭線纜中采用的絕緣材料的介電常數(shù)表。
六、幾點(diǎn)討論
上面已經(jīng)對(duì)線纜的結(jié)構(gòu)、用材和絕緣材料等諸方面進(jìn)行了介紹，現(xiàn)在結(jié)合實(shí)用的喇叭線纜的設(shè)計(jì)討論幾個(gè)問(wèn)題。
電阻的電容
從上面的分析來(lái)看，有許多因素可決定線纜的電阻和電容，這些因素使目前生產(chǎn)的線纜在這兩2個(gè)參數(shù)方面的變化范圍相當(dāng)大，最小電阻值可做到小于是1 mΩ/英尺，最大值約為50 mΩ/英尺；最小電容可做到5PF/英尺，最大值約為150PF/英尺。因此電陰的上下限比值為50：1，電容的上下限比值也有30：1。大多數(shù)制造廠家都不給出電感值，因此無(wú)法進(jìn)行比較。但這一點(diǎn)并不重要，對(duì)喇叭線纜來(lái)說(shuō)，最重要的參數(shù)為電阻和電容。
2、超自然的科學(xué)？
任何關(guān)心音響界動(dòng)態(tài)的人都知道經(jīng)常會(huì)有一些其物理過(guò)程還不可解釋的爭(zhēng)論出現(xiàn)，尤其是當(dāng)涉及到喇叭線和線纜時(shí)更是如此。像本文開(kāi)頭所述的，用價(jià)格高昂的喇叭線纜窨對(duì)音質(zhì)的改善有沒(méi)有影響？多數(shù)人回答含糊其詞。在許多情況下，只有少數(shù)人能“聽(tīng)出”這種差別來(lái)，但這些現(xiàn)象從科學(xué)觀點(diǎn)來(lái)看卻很難得到一個(gè)合理的解釋。有沒(méi)有可能避開(kāi)這些理論上尚有懷疑的問(wèn)題呢？有，只要我們把討論的主題限于至少在現(xiàn)實(shí)中經(jīng)得起死回生推敲的問(wèn)題上：
①導(dǎo)線金屬的晶體效應(yīng)：回溯到1980年，有人做過(guò)一些有關(guān)喇叭線纜的電性能研究。他用頻譜分析儀進(jìn)行研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：凡具有“良好聲音”的喇叭線緒有一種特性是共同的：這些線纜能產(chǎn)生一套“有規(guī)則的諧波”，其基頻高于500Hz。他把這種現(xiàn)象解釋為導(dǎo)線的晶體結(jié)構(gòu)效應(yīng)，并依此為根據(jù)創(chuàng)造了一種可復(fù)制這種效應(yīng)的導(dǎo)線制造工藝。
②純金屬導(dǎo)體：有些線纜制造廠家經(jīng)研究后提出：純金屬，尤其是純銅可以使導(dǎo)體更加完美。據(jù)此，采用99.99%以上的純度的純銅、無(wú)氧銅和長(zhǎng)晶粒結(jié)構(gòu)的銅作線料據(jù)說(shuō)可以制出可覺(jué)察的差別的喇叭線纜來(lái)。這樣，不少?gòu)S家在它們的產(chǎn)品中便紛紛采用此種線材。
③利茲線纜：若干年前，當(dāng)推出第一根專用音響喇叭線纜時(shí)，其結(jié)構(gòu)以 絕緣、精致、多股絞合的編織線纜為最好。這種結(jié)構(gòu)一般稱之為利茲線。這種線材主要用在要求十分柔軟的場(chǎng)合，如耳機(jī)線。最好的利茲線的兩根導(dǎo)線也編成一體，因而其電感極低而電容很大，大部分放大器不適宜采用這種線材。
④絞合線的雜音：某些廠家聲稱，不加絕緣的導(dǎo)線絞合成多股線時(shí)會(huì)產(chǎn)生小量“雜音”。這是因?yàn)殡娏餮刂�纜長(zhǎng)度流動(dòng)時(shí)會(huì)在線股之間來(lái)回串越。因此，有些廠家將絞合線中的每股導(dǎo)線在絞合前均被第一層絕緣層來(lái)去除這類雜音。
⑤金屬合金線材：這是一種較新型的喇叭線纜，目前只有少數(shù)商用產(chǎn)品可供選用。在線中采用合金作為線材的公司除了宣布合金為某種金屬和碳的混合物外，目前對(duì)此還說(shuō)不出多少道理來(lái)。
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