浅谈音箱线的近似模型和阻抗及电阻的含义

DarthModder

小弟初来咋到,观论坛近日之发言,感觉本坛藏龙卧虎,能人众多.然而也看到很多烧友对比较基本的阻抗和电阻的概念都不清楚,在讨论很多问题时难免似是而非,特别是讨论线材时,错用电阻及阻抗概念的人更多. 所以在此抛砖引玉,在"真理越辩越明"的美好理想指引下,希望能和大家一起探讨一下阻抗和电阻的含义,共同提高.


大多数人应该都理解线材不是拿万用表量下电阻值那么简单. 理想的电阻和电压的频率无关,其两端加上多少电压,马上就过多少电流, R=U/I. 但现实中,线材上总是有一定的寄生电感和寄生电容的.一个很明显的现象是两条喇叭线是平行着走了很长的距离,其间必有一定的电容效应. 当系统中有电感和电容时,问题就变得复杂许多,因为电感和电容对电压的抵抗程度和电压的频率有关. 这就是阻抗的概念了. 阻抗一般用Z表示,和输入电压的频率有关.不巧的是,阻抗的单位也是欧姆,这是和电阻容易混淆之处. 阻抗根据其呈容性还是感性,还有一个相位的参数.

音箱线的近似模型如下图所示, 可以认为是把音箱线分成很多小段, 每一小段由平行的两对理想电阻+电感和一个并联的理想电容组成. 小段的长度越短,也就是分成的小段数量越多,越接近真实的情况. 可以看到, 即使很简单的音箱线,按照阻抗的观点去看时,变成了一个异常复杂的网络.
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看到一些朋友用LCR表 (也有叫LCR电桥,英文名为LCR meter) 来测线材, 窃以为最好用带阻抗值显示的LCR表,直接显示阻抗较好. 如果没有带阻抗值的LCR表的话,可能可以分别测出L值,C值,R值然后算出阻抗多少. 我没试过这种方法,所以对这样做的准确度会有多少也没把握.
至于有的朋友拿LCR表测出线材在不同频率上的R值以后进行比较,本人以为没有意义. 固然可以把一个复杂的网络在某个特定的频率上的阻抗用L,C,R上的三个分量来表示,但是这时的R分量其实是网络中各个器件,包括电容电感,在这个频率上的共同作用产生.在另一个频率上的R分量,每个器件产生不一样的作用,导致R也会不同. 简而言之, 用LCR量出来的某频率的R值,体现的仍然是阻抗的变化,而且只是阻抗的所有要素的1/3的值. 就像要一个炮兵打飞机, 对炮兵说,这飞机离你水平距离100米好打呢, 还是50米好打?炮兵肯定说:靠, 那飞机飞多高呢?

要异常精确的测量线材在系统中的作用,肯定要动用一些很复杂的仪器如网络分析仪之类.但是个人以为一般测测, 只要有能测出阻抗值的仪器就行了.

下面简单算一下喇叭线对系统可能的影响:
假设某山寨线, 阻抗在某高频居然达到0.5欧,在4欧的喇叭上(6欧,8欧影响更小), 假设驱动端内阻为0(实际需要一定的Damping Factor以避免喇叭震动所产生的电信号),对比同样的输入电压,与完美导体相比较:
最后到喇叭上的功耗为用完美导体时的4/4.5的平方.根据功率翻倍,音量才提升3db的原理, 带来的音量上的衰减为1.02db! 并不是很大的影响.

当然,根据近似模型分析, 线越长, 线上积累的电容电感就越多, 在某些场合比如舞台等需要用几十甚至数百米的喇叭线时,就要讲究一些了. 家里用的几米的线?我看别用山寨就行了.

请拍砖 :)

[ 本帖最后由 DarthModder 于 2009-8-23 13:42 编辑 ]

勃总

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勃总

原帖由 第二次路过 于 2009-8-20 11:33 发表
你仅仅是从LRC表（电桥）角度出发去看线材的，要是这样也能造好线，不知道全世界要有多少家范登豪 [s:14] [s:14] [s:14] [s:14] [s:14]

造线材和造功放是一个道理，电阻、电容、三极管有人能造出世界名机。有人能造出一堆垃圾。

DarthModder

原帖由 第二次路过 于 2009-8-20 11:33 发表
你仅仅是从LRC表（电桥）角度出发去看线材的，要是这样也能造好线，不知道全世界要有多少家范登豪 [s:14] [s:14] [s:14] [s:14] [s:14]

呵呵,我很明白你的帖子的意思,但你却没看懂我的提问.
你极力想证明的是, 线材的选择非常重要, 选择的不好的话会放大系统的缺点. 举个例子,功防输出在高频较弱, 恰好线材也是高频阻抗大,那么整个系统会更差.

我的观点是, 你花数千到数万去买天价线,找了高频阻抗极小的线,带来的收益,有没有直接换个更好更均衡的功放效益大?

聆至静

[s:97] [s:97] [s:97]

DarthModder

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原帖由 第二次路过 于 2009-8-20 11:41 发表


其实我感觉他应该把扬声器的分频网络画出来，把实际测量数值（虽然他用电桥误差很大）与分频器数值叠加，这样更容易看明白问题。再就是，热测试和冷测试完全不一样结果，不过我估计楼主现有技术，只能进行静态测 ...

呵呵,我看你帖子里面,貌似你只能测电阻值?

勃总

原帖由 DarthModder 于 2009-8-20 11:43 发表



呵呵,我很明白你的帖子的意思,但你却没看懂我的提问.
你极力想证明的是, 线材的选择非常重要, 选择的不好的话会放大系统的缺点. 举个例子,功防输出在高频较弱, 恰好线材也是高频阻抗大,那么整个系统会更差.
...

你的话看上去有道理，但你要知道在器材到了一定价值时，如再有大点的提升，没有高昂的代价不可能。所以用线来改善代价较小。

DJ先锋

不知道你有没有去测量过,当头转动10度,声压变化有多少

DJ先锋

这个初中物理就讲过了，导体呈正温度系数,绝缘材料就相反

DJ先锋

麻烦LZ上几个数据行不行
别画个烂图就想忽悠大家

DJ先锋

这点参数和房间的声学参数比起来,哪个会更明显
不要说你撅起屁股,张大嘴巴都会导致声波的衍射[s:41]

DJ先锋

也欢迎开始使用数据来说话
那么接下来好好测,大家都等着呢

DarthModder

原帖由 第二次路过 于 2009-8-20 11:47 发表



我的意思很简单，如果你的线材左右一致性都不好，买贵价音箱根本没意义（1万以上）

我并没有让大家在惠威多媒体上实践顶级线材的意义是什么！

所以我看到有很多标榜自己几万几万的器材用什么鸡线......“ ...

哈哈,真够厉害的, 我打了那么多字,最后结果居然是被代表了!

那我来给你算把,假设某山寨线, 阻抗在某高频居然达到0.5欧,在4欧的喇叭上(6欧,8欧影响更小), 对比同样的输入电压,与完美导体相比较:
最后到喇叭上的功耗为用完美导体时的4/4.5,也就是88.9%.根据功率翻倍,音量才提升3db的原理, 88.9%带来的音量上的衰减为0.171db!

喇叭线上的一点点衰减很厉害吗?

DJ先锋

原帖由 第二次路过 于 2009-8-20 12:00 PM 发表


你又在HIFI的海洋中，晕头转向了......我对你无语了。你去试试再来讲好不好！[s:55]

自己说的又站不住脚拉,没关系,谁没有失败的时候呢
牛顿发现的万有引力,到现在为止都没人能真正解释万有引力的原因
或许你可以吧[s:41]

DJ先锋

线肯定是有用的,没有线这音响怎么会响
只是有那么一小绰别有用心的人,特意的去抬高线材的作用
以达到获取不义之财的目的,实在是有些看不过去