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揭开发烧喇叭线的奥秘

一些音响发烧友们，当他们看到放大器背后通向扬声器的一大捆喇叭线（缆）时，往往对此感到十分困惑。困惑的焦点集中在两个问题上：第一，有些发烧级喇叭线索价之高，令人咋舌，可一些烧友对此都趋之若鹜，使人大不理解；第二，采用这些高价位的喇叭线缆和采用廉价的普通喇叭线究意对放音音质有多大的不同，一对喇叭线至于那么重要吗？当这些发烧友们跑进商店试图为他们的音响系统选购一对喇叭线时，竟然发现有几十个制造厂家专门提供这种不起眼的音响小配件！其花色品种之多，包括外形、选材、设计等等方面使人眼花缭乱，由于带着上述两个困惑的问题，在选购时竟一时无从下手。

先从第二个问题谈起。你可以去请教一下周围的烧友们，听听他们的想法如何。但回答往往是各式各样的。有的尽管承认选用不同的线材后，音质的确有所不同，但在道理上讲不清楚。再去请教一些“专家”，许多电子界和音响界的研究人员则可能回答没什么差别。他们甚至拿出测试结果和研究成果来“证实”他们的观点。这样，对你理解上述两个困惑的问题仍然毫无帮助。

其实，要回答如上述两个困惑的问题，必须研究发烧级喇叭线的本质，从揭开其奥秘开始。

A 多股线平行线对；	B 实心园形平行线对；	G 多根多股导线编织在一起，形成平行扁平的编织线缆。
C 沿缆体四周分布的多股线、多导体线缆，缆心设有实心线；	D 沿缆体径向分布的多股线、多导体线缆；	E 中心为一根大截面积导体的多股线，缆体四周分布多根多股线的线缆；	F 多平行线对，两端连接的线缆；
图一：七种园导线喇叭线缆基本结构

一、喇叭线的基本常识

喇叭线不论是一对还是用多对并接，往往都塑压在一起组成喇叭线缆。线缆的种类不论其如何繁多，不外科分成两大类：即圆导体（园截面积）线缆和扁平导体（方形或扁长方形截面积）线缆。这两种类型的线缆不少厂家都采用，其中采用得较多的为园导体线缆。但不论采用哪种类型的线缆，制造厂家的主要目标是使线缆具有最低的直流电阻和尽量小的电抗分量，以求使放音品质不因用线不当而受到损害。

喇叭线之所以免不了具有电感或电容，是因为任何电流流经导线时，就会在导线周围感应一磁场，因此一条导线就具有电感。在单对喇叭线缆里，通常有两根导线，一根供放大器输出电流，另一根供电流返回。因此两根相邻导线之间存在电位差，一对导线间便存在电容。由于两导线中的电流方向相反，其产生的感应磁场也相反，因此彼此部分抵消。

低电容对某些录用强负反馈的固态放大器来说特别重要。电容太大会导致放大器不稳而产生振荡，使放大器不能工作。

现在来讨论喇叭线的设计本身。由于园导线类用得较多，先讨论园导线喇叭线缆的设计。

二、圆导线喇叭线

用园导线制成的喇叭线缆通常有图1所示的七种基本结构，由A至G。现逐个加以讨论。

图1A是一对多股线的喇叭线缆，这是一种大家最熟悉的喇叭线缆。这种喇叭线缆之所以普及，部分原因是因为它便于大量生产，价格低廉。线缆中的导线采用多股线，通常每根导线由7股至25股的细导线绞合而成。家用立体声音响设备中常用绞合成14号、16号、18号粗细的导线。因为彩多股绞合，所以线体十分柔软灵活，且比单根硬线型喇叭线缆有更大的表面面积，这是因为线体的周长， 也就是表面面积与其半径的平方成正比。同时，两根线相互接近时会影响导线成缆后的电容和电感。导线通常用热塑材料结合在一起，既灵活又便于切割和剥皮。

图1B是用两根平行的实心园形硬线组成的线缆。这种线缆通常用于家用交流电布线，采用12号或16号线。由于采用硬芯线，因此在同样线体周长的条件下，其电导为最大。因为它不像图1A多股线中间有许多空隙。至于其他性质，和图1A那种线型相类似。由于实心线具有这种优良性质，若干年前，就有人将本来用于电弧焊接设备的4号或6号芯线的线缆改用于音响设备。

　有些发烧友对这种线型也倍加厚爱，全然不顾其不易弯曲和平共处缆体粗大带来的不便，为的就是利用其截面积大而使其直流电阻大大降低的特性。

图1C是一种沿缆体四周分布的、多导体、多股线索线缆，这也是改进线缆标准的首次尝试中的一种缆型。它是将标准的双根导线线缆改进为分编成若于更小的多股线组，回绕一绝缘的硬芯线分布排列。这种线缆结构便于制造厂家使导线股数为最多，因此其表面面积最大，并保持两组导线间的距离最大。这样，就减少了线缆的电容。其唯一的缺点是线缆电感因平等感应磁场的抵消作用减弱而使电感路有增大。

图1D是一种径向分布的多导体、多股线线缆结构。这种设计的特点足可以使高频和低频经由不同的线组通过。由于靠近缆芯的各线组均由其外围的其他线组所包围，因而由于互感的抵消作用而使线缆的电感变小，这有利于高频分量的通过。与此同时，靠近外圈的各线组，其线与线间的电容最小，这有利于低频分量的通过。

图1E是图1C的变型，也是一种沿缆体四周分布的多导体多股东线线缆。中心为一根大截面的多股线导线。把中心导线作为导线之一，将四周分布的各组我股线合并起来作为另一根导线，这种构造的线缆其电感为最小。当然，这时导线间的电容很大。

图1F原示的线缆中有多对平行线对，相应原导体在两端加以连接。这种设计的导线由多根并行的较小的多股线束所组成，其直流电阴较低，而线束与线束之间的距离可以在制造时调整得出任何所需的电感的电容值。所以这是一种令人关注的“通用”设计。

图1G是将并行的多股线束编织在一起，形成一条平行的扁平编织带。有点类似于计算机中常用的编织导线带。现在仅知道有一种编织扁平带的线缆，由36根粗大的互相绝缘的16号导线编织成宽达5英寸的扁平线缆。这种线缆的特点是直流电阻极低，电容也最小，但线缆较重，不易弯曲，使用起来十分困难。

图二：三种基本的扁平型导体的喇叭线缆：
A 平行侧相互平行的线缆；	B 侧面对侧面平行的线缆；	C 线缆中有多根平行扁平型导线的线缆；

三、扁平导体喇叭线缆

图2A至图2C为三种基本的扁平导体线缆设计。这种线缆通常比简单的园导体喇叭线缆要昂贵得多，主要原因是由于将导体压制成扁平形状和将它们正确塑压入绝缘护套内时均会使成本大大提高。现逐一讨论这种线缆的特性。

图2A是一种两扁平导体的扁平侧相互平行的线缆设计，这是一种最普通的扁平导体型线缆形式。其优点是每根导线截面积很大，故直流电阻很低；其缺点是不易弯曲，它只可能在垂直扁平面的方向上进行弯曲，因此使用起来比较困难。还有便是线间电容较大，除非把戏导线间距离拉得很大才能减小电容。

图2B是扁平导体边靠边排列的一种线缆设计，它实际上是图2A的变型：相对两导体的排列不是平面对平面，而是侧面对侧面。其优点是线间电容大大减少，但线缆的可弯曲性比图1A的结构更差。

图2C又是另一种变型，每根线缆里有多根扁平导体。这种线缆的可弯曲性比上面任何一种都差，除了直流电阻低这一点可取之处，它兼有图2A电容大和图2B不易弯曲的双重缺点。

表（一） AWG线规 电阻（每英尺欧姆数） 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 电阻率(欧姆/米*10) 铝 2.7 铍 4.6 铜 1.7 金 2.3 镁 3.9 钼 5.7 镍 6.8 铑 4.7 银 1.6 钨 5.5 锌 5.9

表(三) 材料 介电常数(在1KHz) 聚乙烯 2.26 尼龙 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、线缆中导线的材料

为使制成后的线缆具有最小的电阻，要么采用截面积尽可能大的导线，要么 彩固有电阻率尽可能小的材料。关于第一点，导线截面积的大小表1表示7股铜制多股线线规与此同时其电阻的关系。喇叭线缆通常采用14号、16号和18号线规，其电阻约为每英尺2mΩ至6 mΩ。对于一根不足30英尺的喇叭线缆，其总电阻不超过1/3Ω，这一电阻值已低到可以忽略的程度。例如在喇叭系统中低音单元的阻尼因数是我们最为关心的参数。线缆的直流电阻越大，阻尼作用越差。因此线缆的电阻值应尽可能保持低值。音频功放的输出阻抗约为50 mΩ，这对低音单元音圈运动时产生的反电动势来说，其阻尼作用相当良好，有效地扼制了低音单元的谐振并降低了失真。但我们不要忘了另一因素：分频网络中与低音单元音圈相串联的电感，其直流电阻本身就有0.5~1.2Ω。因此，只要我们能使喇叭线缆的电阻低达十分之几欧姆，那么线缆中的损耗与电感相比就可以忽略。关于第二点，金属导体材料电阻率的问题，可参见表2。从表面化中知道，铜线的电阻率相当低，银线比铜线略低。考虑到铜线比银线便宜不少，且来源更方便，因此大多数制造厂矿家都采用铜线。至于制造厂家为维持线缆的超常性能而采用稀有合金、纯金属和其他“特种”材料，本文末尾我们还将对此再加讨论。

五、关于绝缘材料

线缆中导线之间的绝缘材料除了防止导线短路之外，它的另一种重要作用是它部分决定了导线间电容的大小。决定导线间电容的大小共有四种因素：一是导线间的距离，二是相对两导线的表面面积，三是两导线间的电位差，四是导线间绝缘材料的介电常数。前面三种参数决定于线缆的物理结构设计，因此我们只对第四种因素加以研究。由于要使线缆的电容尽可能低，所以要尽可能选用介电常数最低的绝缘材料。表3是常用的喇叭线缆中采用的绝缘材料的介电常数表。

六、几点讨论

上面已经对线缆的结构、用材和绝缘材料等诸方面进行了介绍，现在结合实用的喇叭线缆的设计讨论几个问题。

1. 电阻的电容

从上面的分析来看，有许多因素可决定线缆的电阻和电容，这些因素使目前生产的线缆在这两2个参数方面的变化范围相当大，最小电阻值可做到小于是1 mΩ/英尺，最大值约为50 mΩ/英尺；最小电容可做到5PF/英尺，最大值约为150PF/英尺。因此电阴的上下限比值为50：1，电容的上下限比值也有30：1。大多数制造厂家都不给出电感值，因此无法进行比较。但这一点并不重要，对喇叭线缆来说，最重要的参数为电阻和电容。

2、超自然的科学？

任何关心音响界动态的人都知道经常会有一些其物理过程还不可解释的争论出现，尤其是当涉及到喇叭线和线缆时更是如此。像本文开头所述的，用价格高昂的喇叭线缆窨对音质的改善有没有影响？多数人回答含糊其词。在许多情况下，只有少数人能“听出”这种差别来，但这些现象从科学观点来看却很难得到一个合理的解释。有没有可能避开这些理论上尚有怀疑的问题呢？有，只要我们把讨论的主题限于至少在现实中经得起死回生推敲的问题上：

①导线金属的晶体效应：回溯到1980年，有人做过一些有关喇叭线缆的电性能研究。他用频谱分析仪进行研究，结果发现：凡具有“良好声音”的喇叭线绪有一种特性是共同的：这些线缆能产生一套“有规则的谐波”，其基频高于500Hz。他把这种现象解释为导线的晶体结构效应，并依此为根据创造了一种可复制这种效应的导线制造工艺。

②纯金属导体：有些线缆制造厂家经研究后提出：纯金属，尤其是纯铜可以使导体更加完美。据此，采用99.99%以上的纯度的纯铜、无氧铜和长晶粒结构的铜作线料据说可以制出可觉察的差别的喇叭线缆来。这样，不少厂家在它们的产品中便纷纷采用此种线材。

③利兹线缆：若干年前，当推出第一根专用音响喇叭线缆时，其结构以 绝缘、精致、多股绞合的编织线缆为最好。这种结构一般称之为利兹线。这种线材主要用在要求十分柔软的场合，如耳机线。最好的利兹线的两根导线也编成一体，因而其电感极低而电容很大，大部分放大器不适宜采用这种线材。

④绞合线的杂音：某些厂家声称，不加绝缘的导线绞合成多股线时会产生小量“杂音”。这是因为电流沿着线缆长度流动时会在线股之间来回串越。因此，有些厂家将绞合线中的每股导线在绞合前均被第一层绝缘层来去除这类杂音。

⑤金属合金线材：这是一种较新型的喇叭线缆，目前只有少数商用产品可供选用。在线中采用合金作为线材的公司除了宣布合金为某种金属和碳的混合物外，目前对此还说不出多少道理来。

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