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弱电工程入门扩音系统77问第四期

发布时间:2023/6/4 13:57:20   
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57什么是音响传输线?

要取得理想的音响效果,应使用高质量的音箱、功放、音响信号源,还要使用高质量的音响传输线和接口,而后者却经常被人们所忽略。特别是被人们称为发烧级的高级音响组合,更要配置高级的音响传输线。当然,功放电路的供电电源和电源线也很重要。

58音响传输线为什么要十分讲究?

音响信号源与AV放大器之间,放大器前后级之间,音频信号的电平较低,这些信号的传输线是弱信号线,经常简称信号线;而功放输出级与音箱之间的音频信号传输线是强信号传输线,专门称它为音箱线或喇叭线。后者对听音效果的影响明显大于前者,这里重点讨论音箱线。

音响传输线应当使用普通导线,还是使用所谓“发烧线”呢?经实践证明,两者在听音效果上有明显的差别,颇有脱胎换骨、焕然一新的感觉。使用后者,可感受到音场的层次、深度、音色、成像力、定位等都发生了新奇的变化,增加了临场感和空间感。

这种变化应如何解释呢?可以根据传输线的阻抗匹配特性和最佳耦合原理来解释,它与音响传输线的导体材料和介质材料,几何形状和尺寸,以及制造工艺等都有密切的关系。要想良好地传输音频信号,应当做到音频信号的高频、中频和低频信号成分都得到良好传输,为此必须解决好传输线的电阻、电容、电感、自身谐振等一系列理论和实际问题。

59对音箱线的基本要求有哪些?

(1)传输线电阻值越小越好

不要以为普通导线的电阻可以忽略,长度也不够长;不要以为两根导线的电压不高,电流也不大,以至随意使用瘦长的普通导线作传输线。可以看一个例子,直径为0.5mm的铜线,在长度为5m时电阻,约为0.43Ω,来回两根线共10m,电阻0.9Ω左右。扬声器的线圈直流电阻为6~6.5Ω,而功率放大器的输出内阻为0.1~0.2Ω。可见,传输线的直流电阻与扬声器电阻值相比,已经不能忽略,其值已达到0.1-0.2Ω的5~9倍。实验证明,音箱线的电阻值要远小于功率放大器的输出内阻值,至少应小于其1/10,即音箱线的电阻值应小于0.Ω。

上述的实例带来两个不利的后果。首先,音箱线存在较明显的电阻值,将有一部分功放输出的音频信号功率消耗在传输线上,以热量形式白白浪费掉了可贵的音频功率,造成工作效率大大降低。其次,音箱线的电阻值对扬声器来说,相当于功放输出内阻的一部分,它将降低电阻的阻尼系数的数值,使扬声器的阻尼变坏,使音圈及振膜不能迅速准确地响应功放的输出信号。当阻尼秒数过小时,重播音乐时将造成打“嘟噜”现象,这就是通常所说的欠阻尼现象。实际上,不仅音箱线阻值偏高会造成欠阻尼,当信号线阻值偏高时,也能造成输入信号的欠阻尼。

众所周知,导线电阻的大小与导线的长度、横截面积以及导线的材料有关系。为了降低音箱线的电阻值,应当选取电阻系数小的导体材料,金银、无氧铜等导体的电阻系数很小,具有良好的导电性,这些材料很适于作传输线。而铁丝、铅丝的电阻系数很高,导电性能不好,不适于作音频传输线。此外,为了降低电阻值,通常尽力加大导线的横截面积,或者采用数十股甚至数百股的导线作传输线。目前,多数传输线都是采用经过专门提炼的无氧铜作导电材料的;即使用金或银作导体,也多在无氧铜表面采用镀层工艺,这种传输线每米长度的电阻远小于10-3Ω,使用效果可以和纯金、纯银线一样。

(2)传输线面积越大越好

无线电信号具有一个明显的特点,随着信号频率的提高,导线表面的电流密度明显提高,而导线中心的电流密度明显减小,这就是人们所说的“趋肤效应”越来越明显。如果导线表面积太小,必将造成对应于高频电流的电阻值过大,使音频信号的高频分量及其高次谐波丢失加重,其后果是音质的细节被严重损害。

为了不失真地传输音频信号,它的高频和低频分量都不能丢失。其中高频分量还应当包括音频信号各频率成分的高次谐波,它是实现完美音色的重要组成部分。当音频信号的高频分量及高次谐波丢失时,音色将失去光泽,显得单薄,声音的细节不清晰。为了减少高频阻值,传输线多制成多股线,以便最大限度地增加表面积,减小导体的中心部分。表面镀金、镀银也是为了减小表面积的电阻值,减弱高频信号的趋肤效应的影响。

(3)传输线的分布参数越小和越稳定越好

任何一对音频传输线都可以等效于电阻、电容和电感的组合网络,除了电阻以外,传输线还存在分布电容和分布电感。这些分布参数对音频的高频分量及高次谐波影响很大,尤其是分布电容对音色影响更大。这些分布参数可能形成等效的滤波器或陷波器,使音频高、中频分量的某些频段或频率被滤除掉;电容、电感分布参数也可能构成等效的谐振回路,使某些频率分量发生谐振,致使其幅度(电平)发生突变,引起相位失真,使扬声器重放的声音畸变,音质变硬或带刺。这些分布参数与两条传输线之间的距离、导线之间的介质、几何结构等有密切关系。传输线越长,这种效果越明显。

有的音响工作者经研究发现,音频传输线的电阻和等效电容的比值与传输的音色密切相关,并认为传输线的电阻值应小于0.03Ω,电容值为pF左右为宜。电阻与电容的比值合适时,重播的音场比较适中,音场的宽度与深度比例也比较正常;若该比值过大,重播音场宽;比值过小,重播音场的宽度减小,声像偏前,但力度增大。

通过改进线材的几何形状、介质和制造工艺,可以控制传输线的分布电容和分布电感。例如,增加导线的整体直径,扩大中心线与外面绝缘层的间距,改变介质材料的种类,加大两条导线间的距离,改变导线的缠绕方式等,都可以降低传输线的分布电容和分布电感。

总之,音响传输线的要求十分严格。一方面要确保传输线具有良好的频率特性和阻抗特性,损耗要小;另一方面要确保传输线具有良好的机械特性,抗拉、抗折能力要强,具有优良的柔软性,耐磨损、耐腐蚀、耐老化。这些都是“发烧”音响线与普通导线的重要区别。

60常见音频传输线的结构是什么?

图15所示是几种常见的音频传输线。

图15常见音频传输线的构造

其中图(a)的中心是多股铜芯线,经过内绝缘隔离,外面又包了一层铜屏蔽线。这种传输线的形状和结构,很像电视接收机的同轴电缆馈线。有的同轴电缆型传输线内,设置了两束或多束紧挨着又相互绝缘的多股芯线。这些传输线可作弱信号线,也可作音箱线。

图(b)是并列型传输线,每根电缆的结构都和前图电缆相同。它们可以用作弱信号线或音箱线。

图(c)是平行馈线型传输线。塑料隔离带使两束电缆形成对称平行结构。对于各种牌号的传输线来说,两根电缆之间的塑料隔离带的宽度可能不同,介质材料也可能不同,它们多用来作音箱线。

61音箱线应如何选配?

由于传输线的线径、形状、材料、长度等因素对重放音质、音色都有影响,因而在为音响系统选配音箱线时就应当认真研究思考,要扬长避短。例如,当线径较细时,对重放高频信号影响较大,而线径较粗时,对重放低频信号影响更明显。若线径选择不当,将造成整个音域不平衡,引起不同频率段的衰减。同样,传输线的绝缘材料的介电常数,也对不同重放频段有不同影响。再例如,趋肤效应造成传输频率失衡,引起高频信号失真,为了兼顾高、低频段的平衡性,一些工厂生产了图16所示的传输线。

图16克服趋肤效应的传输线

它在电缆中心填充软棉线,在软棉线与外保护层之间安排有多股绞合导线,可有效地克服高音频段音质变坏的问题。还有,引起音频低频段音质变坏的重要原因是传输线存在静电电容,而静电电容却与导线绝缘材料有很大关系。应当使用那些介电常数不随工作频率变化而变化的绝缘材料。例如可使用氟塑填充棉线料、聚丙烯PP、聚乙烯PE等作导线绝缘层,它们的介电常数基本不随工作频率变化而变化,因而对低频段音质影响较小;相反,若使用普通橡胶、PVC塑料等,其等效静电容量随频率变化而变化,因而影响低音音质。

用户可根据各种导线的特点来选用传输线。例如,导线芯线由多股细软铜丝绞合而成,一般属于温和型传输线,其音色柔和,声低醇厚;若由硬绞线绞合而成,能量感将加强;若芯线是单根铜芯,将对小低音有较强的表现,速度感快,分析力高,低音有力但略欠厚度,属于清爽冷艳型;若芯线采用镀银工艺,则低音富有弹性,中高音亮泽,高频饱满,分析力很高,失真很小,音染极小。欧美生产的多芯线讲究绕线、屏蔽、吸震等工艺,声音透明度增加,中高频偏亮;日本线不讲究绕线结构,而专注线径、总数及纯度,声音自然,但偏暗。

可根据上述特点,来选配音箱线。如果现有音响设备音色偏硬,可以换用多芯传输线,音色将变得细腻甜润。如果主体音色略偏沉稳,若改用纯银线后,音色立即增加活跃感,瞬态响应好转;相反,若音响系统的音色已偏于华丽,再换用纯银线后,则音色,将倾向于力度稍差,冲劲不足。

62精品音箱线和信号线有哪些?

目前音频传输线仍以铜线为主,并且逐年在提高含铜量。早期传输线的纯铜含量为99.99%,以后发展到99.%,甚至达到99.9%,这些铜线分别称为4N、6N和7N无氧铜线。使用高纯度无氧铜线后,不仅增强了导电性能,减少了音频信号的丢损,还可降低导线自身的固有噪声,提高传输微弱信号的能力,提高重放声音的分析力,声音更加清晰、细腻、圆润,虽然工艺复杂,但制作成本仍远低于纯银线。

超初使用的纯铜质传输线,称为韧铜TPC(ToughPitchCopper),后又发展为无氧铜OFC(OxygenFreeCopper)。在OFC基础上,又制造出了大结晶粒的LC-OFC铜材,铜的纯度不断提高,材料的性能更趋优良。在20世纪60年代日本千叶工业大学的大野笃美教授设计了一种OCC法的铜材制造工艺,这种工艺主要是对铜材的铸造加热法进行改进,能铸出单纯晶状的优质铜材,这种方法称为PCOCC(PureCopperbyOhnoContinuousCastingProcess),即纯铜连续压铸加工法。这种方法制出铜的单结晶粒特别大,加工后的优质传输线传输速度快,在传输方向上能达到最小的杂音影响,无微粒界限阻挡,音质也更清晰。

上述几种纯铜线材当中,LC-OFC或PCOCC之类的材质较强,硬材质的音质也较强,放音分析力强;而OFC、SuperPcocc及6N铜线等,材质较软,软铜线材的音质较弱,可放出柔和的音质,在选用时,要注意上述特点,进行合理搭配。

目前,国产的精品音箱线和信号线暂时较少。日本生产精品线材的数量,在世界音响王国中居第一位。主要精品牌号有:PCOCC(古河)、HISAGO(海萨格)、OSONIC(鸟索尼克)、MAKURAWA(麦克露华)、DENKO(登高)等,还有日立、松下、索尼、天龙、FDK、JVC等音响公司的线材产品。日本音响线在我国占有较大市场,这与日本的先进制造技术有密切关系。对多数音响发烧友来说,日本。SONIC2X芯音箱线性价比较高,可作音箱线的首选对象。

美国的音响线材品种繁多,规格齐全。主要品牌有:Audio-quest(线圣)、MONSTERSTANDARDInterlink(怪兽)、SPACETIME(超时空)、SHAPRA(鲨鱼)、MISSION(美声)、MONTER(魔力)等。对多数工薪族来说,美国怪兽型信号线可作首选对象,该线在质量和性价比方面都比较出色。美国生产的音响线材以粗壮、威猛、豪华闻名于世,具有典型的美国风格,在制作工艺、质地选材等方面比较讲究。

欧洲的音响线材具有很好的音乐表现力和平衡度,但外观却朴实无华。著名品牌有:德国的ELEO(一流)、丹麦的Ortotbn(高度风)、VDtt(范登蒙)、英国的XOS(爱索丝)等。它们的制作技术先进,工艺精良。

63音箱线材如何选购与识别?

在选购音响线材时,首先要对自己手中现在的器材性能、指标和优缺点十分清楚。其次,要熟悉自己所喜欢音乐软件的声音特征。最后还要熟悉各类传输线的性能特点和行情。通过合理搭配音箱、功放和音箱线,可以最大限度地提高音箱线的性价比,使整个音响重放系统达到最佳搭配。各种传输线各有自己的独特音色风格,如果搭配合理,可以扬长避短和取长补短,使放音质量明显提高;但若搭配不当,也将会弄巧成拙,将重放系统的缺点、弱点暴露得更明显,精品变成了次品。

目前,市场上流行着一些假冒伪劣传输线,切勿上当受骗。正宗的音箱线材性能优良,其外观颜色、手感、商标型号等都较讲究,眼睛一看就有让人放心的感觉。不过这些线材的价位都偏高些。例如无氧铜线材的手感柔韧且无弹性、成本高、价格贵;而用普通铜丝做的音响线材,成本很低,价格也便宜,假冒精品的线材不可能使用无氧铜做线材。另外,从线材的外观结构也能判断其真假,精品线材的外观亮泽光滑,结构精致,商标、品牌、别号等字迹清晰,不易磨掉;那些假冒线材不可能有这样的结构与外观。

各个公司生产的线材各有特点和所长,即使同一品牌而型号不同也会有不同的个性。不要脱离开实际音响系统去谈论那个品牌的好与坏,也不要抽象地说温暖型比冷艳型线材要好,关键是合理搭配。也不要一味地追求高价位的传输线,高价位的线材放在你自己的音响系统内,未必表现出高水平,要实事求是地选配音响线材。

64音箱线如何代用?

国外的音响发烧友十分重视音箱线的选用,他们没有凑合或者代用的想法。根据我国实际情况,许多人不得不考虑代用品问题。

保证放音质量应从几个方向来着手,其中包括选择音箱线、信号线,但它仅是提高音质的一个环节,它不是万能的。对于中档以上水平的音响设备,应当选配合适特性的专用传输线,选用优质音箱线,以便使音响系统发挥良好效能,否则好东西不得好用,这是一种浪费。

对于中档以下的音响系统,可以考虑使用音箱的代用品。经过许多人的试验发现,电视接收机的射频同轴电缆可以代替音箱线,若将几根电缆捆成束状,使用效果更不错。还有,使用电视接收机的扁平馈线来代替音箱线,其效果也可以。

65辅助器材的功能是什么?

辅助器是专业音响系统的重要组成部分,它的作用是加工处理和润色各种音频信号、弥补建筑声学的缺陷、补偿电子设备的不足以及产生特殊声音效果等。产品的品种很多,功能各异,主要包括均衡器、压缩/限幅器、扩展器/噪声门、延时器/混响器、声音激励器和电子分频器等。

66延迟器和混响器的功能分别是什么?

延迟器和混响器是两种不同的音响器材。延迟器的作用是将声音信号延迟一段时间后再传送出去;混响器则是用来调节声音的混响效果的设备。但是它们又有联系,因为混响声是由逐渐衰减的多次反射声组成的,所以混响器可以看作是声音信号经过不同路径的反射延迟,并乘上依次减小的系数后再相加输出,或者可以简单地看成延迟后的信号再经一定的衰减,反馈到输入端的电路输出。由于延迟器和混响器都可用来产生各种不同的音响效果,因此它们都属于效果器材。

67延迟器和混响器的应用范围有哪些?

延迟器和混响器都是用电子技术的方法对声音(包括歌声)加工,产生人为的立体声效果和混响效果,在扩声系统中的应用如下。

(1)提高扩音系统的清晰度在一个较大的厅堂中,除原声声源外,还设有不少扬声器箱,各扬声器箱与听众的距离不同,后排的听众先听到最靠近的后场扬声器箱发出的声音,然后听到前场扬声器箱发出的声音,最后还可能听到来自舞台上传来的原始声。这几种不同时间到达后排听众的声音,若时间差大于50ms(相当于17m的距离)则会破坏声音的清晰度,如图17所示。

图17延迟器的应用

严重影响扩声的音质。如果在图中后排功放之前加入一个延迟器,并精确地调整延迟量,就能使前后场扬声器箱发出的声音同时到达后排听众,从而获得好的声音清晰度。

(2)延迟器和混响器合用产生空间临场效果如图18所示。

图18延迟器于混响器混合使用

利用延迟器来产生早期反射声的效果,再加上图中混响器产生的混响声,可获得室内声场中的混响声,然后通过调音台与输入的原始声混合。只要把它们三者之间的比例调整恰当,就可使原来比较单调的原始声获得像在音乐厅那样的演出临场感效果。

68声音激励器的作用与效果分别是什么?

声音激励器的作用是滤除高音提升后的唯咆声并对低音细节和高音细节分别进行激励。它的效果:使低音更加浑厚,高音更加明亮,人声更为逼真,提高了高音的清晰度,减少了低音的模糊度,降低了声音背景的哩唯声,把声音修饰得更丰满、更透亮、更完美。

低音细节激励不单纯是把低音提升,它的独特设计是在加工修饰低音的同时,还把中心低频的发闷声音修饰掉,使低音的冲击力量大而不闷,柔而不浑。

高音细节的激励是通过连续不断分析原始信号中的频率成分,自动修正高频激励分量,对高频信号进行润色。

69声音激励器与均衡器的区别有哪些?

①均衡器只能提升低音的频谱分量,而不能修改发闷的中低频分量。

②均衡器对高音的提升是“静态”的修饰,激励器对高音的修饰则是“动态”的修饰。它将根据输入信号的不同内容自动地连续地用一个智能跟踪电路对高频分量进行最佳的补偿。

③均衡器无法处理在高音提升的同时产生的喧唯声。激励器则可以根据需要滤除这些咆啜声。

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