家庭影院DIY攻略 攻略篇 – 8.2 物有所值否?

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线材值不值,和衣服一样,除了看用料,还要看设计、做工、效果

物有所值的线材,是高品质导体、屏蔽、科学设计和制程的综合体

一千多的泳装,无论是用料、设计,还是做工、穿起来的效果,都肯定要比两三百的好。我们的重点,就是这种虽然不太便宜,但物有所值的发烧线材,比如1980年成立的audioquest线圣(简称AQ),其创始人兼总裁Bill可以说是当今最资深的音响线材设计者之一。

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AQ的《Do No Harm!》白皮书指出,就像透过多层的玻璃看乐谱一样,影音系统的每一个环节(玻璃)都会对原始信号(乐谱)产生损害或污染,器材和线材的失真越小,玻璃越干净,最终的保真度就越高,也就是越Hi-Fi,忠实还原影音的真实情感。

线材只负责传输信号,不可能优化信号,所以关键是尽量减少信号传输过程的损失、噪声和失真,并提高信号传输的效率,Do No Harm(不伤害)!

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AQ认为影响线材品质的四大要素是:实心导体、金属品质、几何结构、绝缘屏蔽(上图,除特别注明外,本节所有图片均摘自官网www.audioquest.com以及从官网下载的技术文档)。

①实心导体(Solid Conductors)

线材的内芯越多越细,对信号的扭曲就越大。内芯越粗越好,股数越少越好。

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数百条内芯组成的导体,每条内芯的位置都不固定,有时会走到外围,有时又会绕回中间。因为集肤效应(注),信号会集中在整束导体的外围传输,当外围的内芯绕回中间时,信号就会“跳”到另一条外围的内芯继续前进。每一“跳”都会产生失真,内芯越多,“跳”得就越多,数以千计的“跳”,就会产生电容、电感、交叉整流等等一大堆的问题,使声音变得生硬,而且随着线芯的氧化,效果还会越来越差。

注:导体的中心部分几乎没有电流流过,只在导体的边缘部分会有电流,这种电流集中在导体外围(皮肤)传输的现象,称为集肤效应。

如果只有一条内芯,就不会有这些问题。

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考虑到性价比,AQ也在一些电源线和音箱线中使用多股内芯,但内芯会更少、更粗,而且按同心圆绕制,保证内芯在线材的位置不变,使信号不必跳来跳去,避免上述失真。

②金属品质(Metal Quality)

导体金属(铜或银)的品质,决定了线材的品质。下图是AQ专利PSC(完美表面铜)与普通高纯度铜的结晶体差异,哪种对信号的扭曲更大,不言而喻。

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银比铜的速度快、失真低,尤其有利于高频,是近年Hi-End线材的新宠,比如专攻银线的SILTECH银彩,入门的音箱线也要过千美元。AQ认为,纯银是好,但如果处理不当,声音比低等级的铜还难听(银彩的方法是加入黄金做成金银合金)。

AQ的信号线、音箱线、电源线由入门到高档分别采用LGC(长结晶铜)、PSC(完美表面铜)、PSC (完美表面铜加强版)三种铜线,最高端的采用PSS(完美表面银)纯银线。

相对而言,银更适合传输视频和数字信号,所以AQ的高档视频线和数字音频线均采用镀银铜线,比如“B2.3 HDMI线”推荐的HDMI线,镀银越多档次越高。

为什么上述简称不是常见的OFC、OFHC、OCC,为什么没有用4N、6N甚至8N来标示铜的纯度?以下摘译自AQ的Cable Theory(线材理论)白皮书:

普通的高纯度铜(上图右边)每英尺大约有1500个结晶(每米约5000个),结晶之间的“晶界”会对信号产生反射和折射,经过的“晶界”越多,失真和衰减就越大。普通线材用的就是这种铜,简称OFC(Oxygen Free Copper无氧铜),纯度99.99%,4个“9”即4N。

在OFC之上,是OFHC(Oxygen-Free High-Conductivity高导无氧铜),含氧量更少,结晶体更长,每英尺结晶减少到大约400个。所以OFHC的声音更干净、柔和,动态更大。但并非所有OFHC都是一样的,如果最差的铜是1分,最好是10分,那么OFHC大概在2到4分的范围。最主要的差别体现在结晶体的数量上,AQ用LGC(长结晶铜、是目前AQ入门线采用的金属品质)来标识品质最佳的OFHC。

再上一个级别是LC-OFC(Linear-Crystal OFC线性结晶无氧铜),通过特定的工序将OFHC拉长,使每英尺结晶减少到大约70个。1985到1987年,AQ有很多型号因为采用了LC-OFC,声音效果获益良多。

1987年,AQ推出了更高级别的FPC(Functionally Perfect Copper功能完美铜),采用OCC(Ohno Continuous Casting大野连铸)专利工艺制造。OCC的核心技术是先将金属非常缓慢地铸成一条几乎完美的、只有一个结晶的细杆,然后再拉长为线(通常是100多米)。

人们通常会把OCC称为单晶铜,但实际上OCC只是一种制造程序,而不是一种材料。既可以用铜,也可以用银,而且材料纯度不同、结晶杆体尺寸不同,都会使最终产品产生巨大差别。AQ的FPC结晶杆体更细,在拉长时的损伤更少,一个结晶可以达到700英尺(超过200米),声音效果提升十分显着。

几年后,开始了“9”的比赛,也就是不断提升材料的纯度(N的数量)。AQ在1989年推出了FPC-6,纯度是6N(99.99997%),比LGC和FPC的4N(99.997%)多两个“9”,获得激动人心的提升。1989到1999年,很多AQ的知名型号都是采用FPC-6。

其实,6N和8N之间的差别已经毫无意义。虽然在同等条件下,纯度更高当然更好。但是,结晶的构造、柔软度和表面光洁度,每一项的变化所造成的影响,都远远大于一两个“9”的差别。而且,6N以上的纯度只能靠估算,已无法准确测量。加上N数已成为一个卖点,于是出现了很多可疑和荒唐的说法。我们可要小心别上当。

在别人追“9”的时候,AQ推出了只有一个结晶的FPS(功能完美银),虽然很昂贵,但声音透明、细腻、动态,没有任何方式可以相比,直到PSC(完美表面铜)的出现。因为集肤效应,信号集中传输的导体表面成为影响品质的另一个关键因素。表面的纯净程度,直接影响声音的效果。这也是为什么AQ推出了更高档次的PS(Perfect Surface完美表面)导体,包括PSC(完美表面铜)和PSS(完美表面银)。

PSC采用新的专利制程,制造出非常柔软的铜导线,而且导体表面拥有惊人的平滑度和洁净度。PSC的价格只是比FPC略高,但声音表现甚至比FPS(功能完美银)还更加自然和准确。因此,PSC成为了AQ新的里程碑。

从每英尺结晶400个的LGC(长结晶铜),到70个的LC-OFC(线性结晶无氧铜),再到整条线只有1个结晶的FPC(功能完美铜),是第一个里程碑。

从FPC到FPC-6,纯度从4N提升到6N,再到FPS(功能完美银),然后开发出PSC(完美表面铜),是第二个里程碑。

PSC之上是PSC (加强版)和PSS(完美表面银),加上基础的LGC,以及镀银的LGC,就是目前AQ线材使用的五种导体材料。

发烧线材的导体材质标识大多是OFC、OFHC、OCC,并用N数来表示纯度。AQ已不使用OFC,起步是LGC(最高品质的OFHC),然后依次是PSC、PSC 、PSS(都是完美表面、最高品质的OCC)。认清了这些“代码”,明白4N和6N其实并不是关键,选购线材时就可以心中有数、不再迷茫了。

③几何结构(Geometry)

线材的结构比导体品质更重要,金属品质影响声音质素,但最终的效果取决于几何结构。内芯应按一定的角度和方向绕制,已成为制作发烧线材的共识,差别可能是各家的内芯粗细、股数和绕制方式不同。

AQ认为,线材的结构,也就是导体之间的关系,决定了线材基本的电气特性。比如,导体平行的音箱线不但会因高电感造成声音单调和低沉,而且会像天线一样接收空气中的杂讯。如果将两条导体绕在一起,又会因高电容使声音含蓄平面,缺乏立体感。

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为了兼顾电感和电容,AQ将四条或以上的导体螺旋编织,制成电感低于平行导体、电容低于绕制的双导体(上图)。更高级的是反螺旋编织法,四条或以上的正极导体按一个方向绕制,四条或以上的负极导体按另一个方向绕制并包住正极导体(下图),这样可以最大限度地减少正负极之间的相互干扰,降低每条导体外围磁场造成的失真。

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这是AQ高档音箱线Redwood的截面图,属于最顶级的Double Counter-Spiral双向螺旋编织系列,8ft(2.5米)6,900美元,总线径9AWG(6.63方),共采用14条PSC 铜线和2条PSS银线。每一条都是实心导体,并按两个方向绕制(反螺旋编织)。

注:本文写于2013年,相关的规格型号价格均指当年。

④绝缘屏蔽(Dielectric/Insulation)

当电流通过导体时,绝缘材料会吸收和储存一部分能量,然后再“反弹”回导体,造成信号失真或延迟(拖尾、拖影),从而剥夺了音乐的细节。

传输的电流越小,绝缘材料相对的“电容”就越大,造成的负面影响就越大,因此绝缘材料对低电流的信号线非常重要。

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AQ的核心技术是Air-Tubes“空气管”(上图),将绝缘线管的内径做得比导体更大,导体就会被空气包裹,空气是最好的绝缘体,而且不会吸收任何能量,因此远胜于PVC和发泡PE(含空气的聚乙烯)。AQ的信号线基本上都采用了这种Air-Tubes技术。

其它品牌会在高档型号中采用价格最高的Teflon作为绝缘材料,学名“PTFE聚四氟乙烯”,是杜邦公司专利,译为特富龙、特氟龙、铁氟龙,不粘锅就是加了Teflon涂层。Teflon具有极佳的绝缘性,不受环境及频率的影响,电阻高损耗小,可以视为高档线的标志。


除了四大要素之外,AQ还有四大秘籍:

①Dielectric-BiasSystem(DBS绝缘体注电系统)

不同频率的信号传输速度也不同,比如高音比低音跑得快,而且绝缘材料的电容特性也会拖慢信号的传输,使20Hz~20kHz这19,980条不同的水流无法同时到达目的地,信号不同步,声音也会失真。不仅是模拟信号,即使是不会因储存和传输产生任何损失的数字信号,也会因时差抖动(Jitter)造成失真,所以HDMI、USB等数字线材同样有必要发烧。

AQ的DBS会产生一个强大而且稳定的直流电场,最大限度地减少绝缘材料的电容特性以及各种非线性时间延迟,使背景更加漆黑寂静,音场更为深邃,细节和动态也得到惊人的提升(下图译自AQ的DBS白皮书)。

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全新的音响,声音会显得生硬紧张,就像没做好准备活动一样。发烧友都知道煲机的重要性,而且不但功放音箱需要煲,线材也需要煲。发烧线材XLO(美国至高)就在产品包装说明中特别标示:新线需要经过至少十几个小时的预热,才能达到设计的品质。

带DBS的线材,不用煲也能出状态,这也是DBS的另一个优点。DBS只应用于AQ的Hi-End线中,前文介绍过的八款HDMI线也只有Diamond和Coffee两款配备了DBS。购买AQ线材,DBS是高档的标志。

②Noise-DissipationSystem(NDS噪音消散系统)

以下摘自台湾音响共和国(www.u-audio.com.tw)专题报道:

RF噪讯是所有线材共同的敌人,他们会让声音劣化,而空气中的RF噪讯几乎无所不在,计算机、手机、微波炉等等家电产品都会散发RF。这些RF会渗透进入线材当中,和音乐讯号结合,所以漂亮的正弦波就变成抖动的讯号,音乐也变得难听。

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图上为一般线材在没有良好隔离的状况下,输出的正弦波就会变成抖动的讯号;图下则为AudioQuest自家线材,在NDS的加持下大幅降低RF噪讯失真。

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audioquest的NDS可以大幅度降低这样的RF噪讯失真,Bill说他们的方法就是多重隔绝与接地,利用金属薄膜与碳纤维合成材料薄膜可以隔离RF噪讯、把噪讯导入地网的特性,一层又一层地包覆在线材外面,每多一层隔离接地,RF噪讯的量就更少(上图是5层NDS)。

③Directionality(方向性)

SilverTerminations(镀银):通常高档线材的接头都是镀金的,黄金不易氧化,所以多年后还是金灿灿的,凸显“高贵品质”。其实镀金顶多起到“化妆品”的作用,并不会提升声音的表现。

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作为导体,银比金好得多,而且当银自然氧化后,效果还会略为提升。但是,为了实现银光闪闪的效果,通常要先镀一层镍,这又会损害接头的音质。AQ注重的是效果,而不是外观,所以将银或金直接镀在纯铜的接头上。

AQ的音箱线都有镀金或镀银两种可选,镀银的会配擦银布,如果时间久了觉得氧化变色不好看,可以用擦银布重新擦亮。

Cold-WeldedTerminations(冷焊):焊锡是连接导体的导体,品质当然会对音质产生直接影响,所以有Hi-Fi专用的高档焊锡。但焊锡和被焊接的导体毕竟不是同类物质,不可能完全融为一体,而且焊接过程的高温还会改变导体的特性,两相作用之下,即使再高档的焊锡,也会对传输品质产生负面影响。

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因此,AQ线材采用冷焊技术,通过特殊设备把线材和接头强力压接在一起,完全保留导体原本的特性,避免焊锡劣化声音的问题。

线材和连接头就像水管和龙头,如果龙头品质不佳,就会出水不畅,还不如直接用水管出水。其实音箱线最好是不用接头,直接将内芯接到功放和音箱的端子上拧紧,省去了接头和焊接等环节。经过的环节越少,失真就越低,就越有利于声音的忠实还原。

有些发烧友喜欢自己买名牌的散线和接头自制发烧线,成本比原装线低很多,但除非是不用接头的音箱线,或者是直接拧螺丝压接的电源插头,否则只要有焊接,就很难做到原装线的品质,除非你自认为比原厂焊得还好。


AQ为四大要素和四大秘籍的每一项都总结了Feature(特点)、Advantage(优势)和Benefit(好处),而所有的Benefit都是同一句话:Less distortion of the signal, better performance(更少的信号失真,更好的影音表现)。所有的执着和努力,都是为了一个目标:Do No Harm!


本文出自谢劲宇的《家庭影院DIY攻略》微信公众号

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  • 本文由 发表于 2017年8月7日12:11:56
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