喇叭线的主要组成部份是哪些?每一部份的功用为何?
典型喇叭线组成包括「两股铜蕊导体」、各自被「绝缘物质」包覆、互相绞绕在「填充物」中、最后在外面穿上「被覆」层 。
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导体应该要多大?
导体大小与三个要素有关:(1)负载阻抗(load impedance);(2)所需 cable 长度;(3)能忍受的功率耗损(amount of power loss) 。每一项都与电压(volts)、电阻(ohms)、电流(amperes)和功率(watts)之间的关系有关 。这些关系被称做「奥姆定律」(Ohm’s Law) 。
喇叭线的工作在将大量的电流从扩大机输出搬到喇叭系统,电流量以 amperes 来度量表示 。与乐器(instrument)cable 和 microphone cables 不同的是,它们只承载很小的电流量,约几 milliampere(千分之一 ampere) 而已,要驱动喇叭所需电流就大的多了 。例如,一个 8-ohm 的喇叭,以 100-watt 扩大机驱动,会拉走约 3-1/2 ampere 的电流 。相对地,600-ohm 输入以 line-level 输出驱动,只会被拉走约 2 milliampere 的电流 。扩大机的输出电压,除以负载阻抗(ohms),决定了多少电流被负载 “拉走” (pulled) 。
电阻限制电流流动,降低电阻会增加电流量 。假如扩大机的输出电压恒定,递送到 8-ohm 喇叭的电流,会是送到 16-ohm 的两倍;送到 4-ohm 的电流则会是 16-ohm 的四倍 。负载阻抗减半,负载电流加倍 。例如,两个 8-ohm 喇叭并联,会较一个时拉走两倍电流,因为并联使负载阻抗变成 4-ohm(一半) 。
(为了简单,这里我们将「电阻」与「阻抗」的名词交互应用 。实务上,一个名义上阻抗 8-ohm 的喇叭,可能会有一个音圈直流电阻(voice coil DC resistance) 约5 ohm,和一个交流阻抗曲线(AC impedance curve),从 5 ~ 100 ohm,随喇叭的频率、构成型态、环境的声音负荷而变 。)
电流对喇叭线导体的要求有什么影响?
记住一个简单的事实:「Current needs copper,volatge needs insulation」 。打个比方,如果电子是水,电压就像系统里的「压力」,而电流就像水的流量 。即使水龙头是关着的,里面的水没有流动,它还是存在着一个压力 。同样的,不管有没有电流,电压始终是存在着的 。电流是电子在不同电位的两个点间移动形成,所以越多电子需要移动,就需要越大的导体(电子水管) 。在 AWG 系统中,每递减 3 个号数,导体截面积加 1 倍;13 AWG 导体的铜是 16 AWG 的两倍,而 10 AWG 的铜量是 13 AWG 的两倍,依此类推 …
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但是功率扩大机的输出是以 watts 度量,电流跟它有什么关系?
奥姆定律说电流(ampere)x 电压(voltage)= 功率(watt),所以如果电压不变,功率直接与电流成正比,电流大小由负载阻抗决定 。(这就是为么当负载阻抗由 8-ohm 降到 4-ohm 时,功率扩大机要送出约两倍的额定输出 。)简单说,4-ohm 负载导体需用的铜,是 8-ohm 负载所用的两倍,假设到喇叭的距离相同 。2-ohm 负载所需铜量就是 8-ohm 负载的四倍了 。解释这一点,就引出下一个常被问到的问题:
在对性能表现产生影响之前,喇叭线可以有多长?
【speaker cable 解剖 喇叭线】丑陋的事实是:任何长度都会减低喇叭线的性能与效率 。就像乐器 cable 里的并联电容,mic cable 中的串连电感效应一样,喇叭线连接,多少会降低信号质量,而喇叭线越长,情况就越差 。最明显的负面效果,就是扩大机功率的浪费损耗 。
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Cable 如何浪费功率呢?
铜(copper)是一个非常好的导体,但并非完美 。它还是有一些电阻,主要来自于截面积(以及杂质和温度) 。此种导线电阻被扩大机输出「看」作是负载的一部分;假如 cable 有 1 ohm 电阻,连接到一个 8-ohm 喇叭,从扩大机看会当作是一个 9-ohm 的负载在那里 。因为增加负载阻抗会降低电流、减少功率传递,只要增加一点 cable 的串连电阻到负载,我们就会损耗一些扩大机输出的功率了 。此外,既然 cable 被当作负载一部分,传送到负载的功率,有一部分会被 cable 以「热」的型态消耗掉 。(这也是电热器的工作原理 。)
奥姆定律让我们能够从横跨「已知阻抗」两端的「已知电压」,计算出其中电流;也可以在「已知电流」的情况,告诉我们负载两端(或一部分)的压降 。这可以很方便地用全部功率的百分比来表示 。
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