玩音響，線材是一道繞不過的坎。從上個(gè)世紀(jì)70年代末期，歐美一些音響技術(shù)人員和發(fā)燒友就發(fā)現(xiàn)線材對(duì)音響的效果有明顯的影響，開始有意識(shí)增加音響線材導(dǎo)體的直徑，以減少傳輸電阻。80年代中期，日本通過發(fā)展金屬冶煉和提純技術(shù)，為音響線材提供純度更高的導(dǎo)體，4N、5N甚至6N高純無氧銅相繼被開發(fā)出來。90年代，日本古河電工發(fā)明單晶銅的冶煉方法，把線材導(dǎo)體純度推向極致。而歐美的線材廠家則通過改變線材結(jié)構(gòu)和編織方法提出自成體系的調(diào)聲理念，也都取得了卓越的成效。伴隨著線材技術(shù)的發(fā)展，其價(jià)格也直線攀升，從幾百、幾千，到幾萬、十幾萬！
與此同時(shí)，發(fā)燒友圈子關(guān)于線材的爭(zhēng)議也從來沒有停止過，有的擁有過百萬的器材，卻只用幾百元的線材，也有全套線材價(jià)格超過了全套器材。國(guó)內(nèi)幾大音響論壇，每每都會(huì)有線材到底是否有用的爭(zhēng)論帖子，最終誰也無法說服誰。國(guó)外著名的發(fā)燒友伊森·溫納（Ethan Winer），身兼錄音工程師、大提琴演奏家、電路設(shè)計(jì)師、軟件工程師，在音頻技術(shù)的各個(gè)領(lǐng)域均有所建樹，在他的著作里徹底否定音響線材被夸大的效果，認(rèn)為只要線材的電氣參數(shù)一樣，昂貴的線材和低價(jià)的線材發(fā)出的聲音沒有區(qū)別，并通過零差檢測(cè)來證明這個(gè)觀點(diǎn)。
電源線的困惑
筆者從第一次聽出線材的差別開始玩線，到成為進(jìn)口品牌線材的國(guó)內(nèi)代理，十幾年來，從未停止過對(duì)線材的思考和嘗試，并自學(xué)了傳輸線理論、電動(dòng)力學(xué)、固體物理、電磁學(xué)等十幾門與音響線材有關(guān)的學(xué)科，以探究線材調(diào)聲的理論依據(jù)。這一期的文章，把自己長(zhǎng)期實(shí)踐和思考的心得和大家分享一下。需要說明的是，由于筆者不是線材研究的專業(yè)人士，這篇雜談也不同于科技論文，一些觀點(diǎn)可能有失偏頗，一些術(shù)語表達(dá)不夠準(zhǔn)確貼切，僅供大家參考，并歡迎批評(píng)指正。
音響線材有數(shù)字線、信號(hào)線、喇叭線、電源線等幾種，為什么這篇文章專門要說電源線呢？原因是對(duì)于其他幾種音響線材，傳輸線理論已經(jīng)通過以下的等效電路模型，揭示了這些線材調(diào)聲的奧秘。并通過測(cè)定線材相應(yīng)的電氣參數(shù)，和實(shí)際聽感相聯(lián)系，用于指導(dǎo)線材的設(shè)計(jì)。
圖1. 傳輸線之等效電路模型
R=兩導(dǎo)體中單位長(zhǎng)度的串聯(lián)電阻，單位Ω/m
L=兩導(dǎo)體中單位長(zhǎng)度的串聯(lián)電感，單位H/m
G=兩導(dǎo)體中單位長(zhǎng)度的并聯(lián)電導(dǎo)，單位S/m
R=兩導(dǎo)體中單位長(zhǎng)度的并聯(lián)電容，單位F/m
而對(duì)于電源線，上述電路模型雖然依然成立，但其電氣參數(shù)無法和聽感進(jìn)行聯(lián)系，并且無法回答以下兩個(gè)致命的問題：
問題一：
電源線從小區(qū)變壓器到樓宇配電箱再到發(fā)燒友家里，其長(zhǎng)度至少有幾十上百米，前面用的都是幾元或十幾元一米的普通低壓電線電纜，為什么只更換最后的一兩米就可以對(duì)聲音造成巨大的變化？
問題二：
信號(hào)線、喇叭線傳輸?shù)氖且魳沸盘?hào)，線材的分布參數(shù)會(huì)對(duì)信號(hào)和電流造成微小的扭曲，產(chǎn)生不同的聽感。但電源線傳輸?shù)闹皇?0/60HZ交流電，頻率極低，只要過流能力足夠，那些微乎其微的感抗、容抗，怎么會(huì)影響到聲音的效果呢？誰又能測(cè)出50Hz交流電通過線材之后，波形產(chǎn)生了哪些變化？
這兩個(gè)問題，是“電源線無用論”者的殺手锏。迄今為止，筆者沒有看到對(duì)這兩個(gè)問題的科學(xué)合理的解釋。哪怕是頂級(jí)發(fā)燒線材廠家，也回避這兩個(gè)問題，只宣傳自己的電源線采用了什么材料、什么結(jié)構(gòu)，對(duì)聲音會(huì)帶來怎樣的提升。這就像中醫(yī)，只知道某味湯藥可以治療某種疾病，這種湯藥的有效成分是什么，其起作用的機(jī)理是什么，一概無可奉告。當(dāng)然，也不排除他們是知道電源線改變聲音的機(jī)理的，但作為技術(shù)秘密絕不外泄。甚至用另外的一套說辭，來講電源線的“故事”。
探究電源線的奧秘
記得多年以前，筆者重新調(diào)整音響器材的擺放位置，有條電源線不夠長(zhǎng)，于是臨時(shí)把兩條電源線用連接頭串起來代替。兩條電源線等效兩個(gè)電阻，根據(jù)電工常識(shí)，串聯(lián)電路中電阻不同的安放位置是不會(huì)對(duì)電路的電壓和電流產(chǎn)生任何影響的，所以當(dāng)時(shí)沒留意先后順序，只是隨機(jī)插在一起。聽了幾天，想著把兩條電源線的位置調(diào)換過來試試，結(jié)果一聽發(fā)現(xiàn)大為不同：緊挨著器材的那條電源線對(duì)聲音的影響更大！當(dāng)時(shí)筆者對(duì)這個(gè)現(xiàn)象的初步推測(cè)是：音響器材屬于非線性負(fù)載，工作時(shí)會(huì)對(duì)供電電源線產(chǎn)生“諧波沖擊”（姑且用這個(gè)名稱吧，也許不夠確切），通過對(duì)緊挨著器材的那一兩米電源線的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)設(shè)計(jì)，可以組合出合理的“電氣參數(shù)”，一定程度地緩沖梳理諧波的沖擊，讓電源供應(yīng)更加有序和充分。
以上推測(cè)比較好地回答了前面的第一個(gè)問題，但仍然有待通過實(shí)驗(yàn)和測(cè)試數(shù)據(jù)來驗(yàn)證。而且對(duì)于前面提出的第二個(gè)問題，也需要進(jìn)一步研究。為此，筆者專門購(gòu)置了相關(guān)儀器，來測(cè)試音響器材工作時(shí)，供電到底發(fā)生了什么變化。
在沒有接入后級(jí)的時(shí)候，筆者家里的供電質(zhì)量很好，電壓是220V，諧波電壓分量是0.8%，完全符合國(guó)家供電質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。但打開后級(jí)后，雖然諧波電壓略微升高到1.0%，諧波電流比例就大幅攀升到140.6%。
也就是說，音響器材工作的時(shí)候，電源線內(nèi)流通的不僅僅是50Hz的工頻電流，更有大量的100Hz~2500Hz（儀器只能測(cè)量2~50次諧波，實(shí)際有可能更高）的諧波電流，其總量甚至超過50Hz基頻的電流強(qiáng)度！
50Hz的工頻電流屬于低頻范疇，電磁場(chǎng)變化頻率較低，電磁輻射水平也較低，但2000Hz以上的諧波，就會(huì)引發(fā)不可忽視的電磁輻射。加上器材工作時(shí)內(nèi)部電路產(chǎn)生的高頻電磁波，一起在電源線導(dǎo)體的約束下傳輸。電磁波在良導(dǎo)體中的傳播速度是很慢的，例如1MHz的電磁波在銅芯導(dǎo)體內(nèi)部的傳播速度只有每秒400米左右，并且會(huì)快速衰減。當(dāng)遇到反射界面或者傳播介質(zhì)發(fā)生變化，會(huì)產(chǎn)生強(qiáng)烈的反射。（這也說明了為什么電源頭尾、插座這些不起眼的小配件，為什么對(duì)聲音的影響那么大）。電磁波一部分被導(dǎo)體、絕緣體和屏蔽層吸收，一部分反射回線材導(dǎo)體和器材內(nèi)部，會(huì)加倍造成輸入電流波形的扭曲紊亂和相位失真（如下圖所示）。
注：紅色為電壓波形，黃色為電流波形
眾所周知，功率放大器實(shí)質(zhì)是一個(gè)閥門，它不能無損放大音樂信號(hào)，而是用音樂信號(hào)來控制輸出電流（電壓）的大小。器材內(nèi)部會(huì)有整流和濾波電路，但急劇變化的輸入電流常常會(huì)超出濾波電路的調(diào)整能力，最終使輸出信號(hào)或功率電流產(chǎn)生波動(dòng)和染色，從而改變了聲音。
筆者又把某品牌的并聯(lián)式電源處理器接到后級(jí)的同一個(gè)插座上，諧波電流總量立即有了明顯降低，證明這款電源處理器是有效果的。
所以筆者對(duì)于前面提出的問題二的回答是：如果給電源線接上純阻性負(fù)載，不同電源線對(duì)供電波形的改變是微乎其微的，甚至是無法測(cè)出的。但對(duì)于音響器材這類非線性負(fù)載，工作時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的高頻諧波電流和電磁波，并且隨著音樂信號(hào)的變化快速波動(dòng)，電源線不同的電氣參數(shù)，就會(huì)通過影響諧波電流和電磁波的變化過程，對(duì)器材的音頻或功率信號(hào)輸出產(chǎn)生影響。
明白了上述道理，對(duì)我們玩音響、選擇電源線大有裨益。
|
