喇叭线对音质的影响 看电子学专业网友怎么说

水果印象

线材对于音响系统到底有没有影响？有人说它的影响是：

　　1.有真实可测量的方法，有曲线有数字

　　2.真实，但是能测量的仪器尚未问世

　　3.是金耳朵的经验，只供信仰不容挑战。

　　4.它的质量好，用料精美，有收藏价值。

　　5.只是骗钱的伎俩……

喇叭线


　　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?

　　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。

　　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。

　　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)。

　　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欧姆纯电阻一样。

　　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欧姆

　　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欧姆是来自电感抗。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欧姆，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。

喇叭

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　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。

　　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欧姆，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。

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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。

　　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。