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在 1980 年代引起争议的 "线材作为高端音响配件" 的概念，如今已被大多数严肃的聆听者所接受。 这种争议的根源在于声音感知并不总是可以基于客观的工程测量和分析来预测。理查德·A·格雷纳 (Richard A. Greiner) (1931-2015 年) 当时是威斯康星大学电气和计算机工程教授，他在 1989 年 8 月的《音频》杂志上发表了一篇看似权威的音箱线材工程分析，并得出结论认为 "普通线材已经足够，并且在与其他传输系统缺陷相比基本可以说是完美 - 其中最重要的是扬声器分频器网络和平行排列。" 然而，高端音响系统中的线材试听却讲述了一个不同的故事。这就是为什么大约 40 年前由 J. Gordon Holt (1930-2009) 开创了主观音频评论。哈利·奥尔森 (Harry Olson) (1901-1982 年) 是美国声学工程多年的领军人物，他最好地总结了这一点："耳朵是所有音乐事物的最终仲裁者。"可以说，真正的觉醒发生在 1970 年代中期。在此之前，人们并没有真正关注音频线材。例如，著名达荷路 (Dahlquist) DQ-10 音箱 1972 年的原始说明书建议用户 "对于 25 或 30 英尺以内的距离，不要使用小于 #18 的灯泡线（“普通线”）。对于更长的距离，请使用 #16 号或更大的线材。通常，即使对于短距离，也更推荐使用较粗的线材。较细的电线可能会有更高的电阻，从而降低放大器提供的阻尼并影响低频瞬态响应。" 这代表了当时人们对线材的普遍认知。普通线便宜，经常在销售点作为赠品提供，如果只考虑电阻的影响，普通线就被认为是完美的导体。
这种现状因几篇文章的发表而被打破。在日本，秋田大学的 Kaneda Akihiko (1974 年) 扬声器/放大器接口的音质可能会受到电线或电缆的影响。他提出这可能是由集肤效应引起的，即随着频率的升高，电流逐渐被推向导体的外层，这种效应会因为当时普遍使用的镀锡铜线而恶化。此后不久，1975 年，已故的日本著名音频评论家 Saburo Egawa (1932-2015 年) 通过发表聆听测试结果，展示了不同音箱线材之间的音色差异，从而开启了他的音频评论生涯。在日本 Mogami 电缆公司，Koichi Hirabayashi 决心证明 Egawa 的错误。但经过大量的聆听测试后，他确信尽管集肤效应在可听见的带宽范围内理论上影响微乎其微，但它确实在感知到的音色差异方面扮演着相当重要的角色。他研究的最终成果是 Mogami 2803 互连线和 2804 扬声器线材。Jean Hiraga 可能在 1970 年代居住在日本期间熟悉 Egawa 的工作，他在 1976 年 10 月的法国杂志《La Nouvelle Revue du Son》上发表了一篇名为 "我们可以听到连接线吗？" 的文章。1977 年 8 月，《HiFi News & Record Review》转载了 Hiraga 文章的译文，尽管这篇文章被认为存在争议，但仍然在英圈的音响爱好者中引起了相当大的轰动。Hiraga 指出，虽然理论上集肤效应对于低于 200kHz 的频率可以忽略不计，但主观的聆听测试却暗示了其他可能性。显然，早在 1972 年，他就开始尝试使用 Litz 型音箱线材，这种线材由大量单独绝缘的细线扭曲或编织成均匀的图案，以最大限度地增加导体表面积。他将 Litz 线材替换在放大器和 Onken 5000T 高音扬声器之间，并发现随着线芯数量的增加，细节和清晰度的印象也随之增加，同时伴随着感知到的额外失真。显而易见的结论是，不应该责备信号源，因为 Litz 线材允许更多的信息通过。
日本人似乎是第一个将 Litz 线用于音箱线材并进行商业化的厂商，这可能基于 Kaneda 和 Egawa 的研究成果。这种线材大约在 1977 年由 Polk Audio 引进，因其独特的外观而被称为 "眼镜蛇线材"，并被公认为首款高端线材设计。它由两束 Litz 线 (绿色和铜色) 组成，分别对应电缆的正负极，紧紧地缠绕在一个塑料芯周围。这种几何形状大大降低了电缆的电感，因为负极和正极导体周围的感应磁场方向相同但极性相反，基本上互相抵消。由此产生的电感仅为 0.026µH/英尺 - 比 18 号规格的拉线绳低一个数量级。缺点是电缆电容大幅增加到 500pF/英尺，几乎是 18 号规格拉线绳的 20 倍。这对于那些不太稳定的模块放大器来说并不是好事，因为它们很容易因眼镜蛇电缆的电容 "毒害" 而损坏。
鲍勃·富尔顿 (Bob Fulton) (1925-1988) 被称为疯狂的天才和 "怪人"，但可以肯定的是，在富尔顿音乐工业公司 (FMI) 相对较短的寿命期间，很少有设计师比他更具创造力。戈登·霍尔特 (Gordon Holt) 是 FMI 80 扬声器的一大拥趸，但富尔顿也积极参与整个录音过程，包括麦克风、磁带录音机和唱片制作 (通过 Ark 厂牌)。他是美国第一位专注于优化放大器-扬声器接口的设计师。他的研究成果产生了两种型号的线材，分别称为 "金线" 和 "棕线"，这可能是基于外壳颜色的命名。金线因其价格和性能而备受关注。它是一款体积庞大的线材，因其出色的低音响应和中音清晰度而迅速声名鹊起。据说它相当于 4 号规格的电线，但其每英尺电阻 (R) 为 0.001 欧姆，而 4 号规格铜线的电阻为 0.00025 欧姆。金线采用双绞线多股设计，每个极性导体都适当分开，使电容 (C) 保持在相当合理的 28pF/英尺。电感 (L) 为 0.19µH/英尺，与 18 号规格的拉线绳大致相同。
1979年是高端电缆发展的重要一年。在这一年，Monster Cable和Kimber Kable两家公司都诞生了。在1970年代后期，Noel Lee的简历非常独特，他曾在政府实验室担任工程师，也曾是一名鼓手。他还是一位音响发烧友，想要提高他家庭音响系统的音质，但由于没有足够的经济资源，他决定专注于电缆。他在他家人的公寓和后来在他岳父母的车库里，尝试了不同的电缆概念，寻找一种比普通拉链线更优越的替代品。他在听柴可夫斯基的《1812序曲》时，比较各种设计。Lee把他的最终设计命名为“Monster”，因为它相对于普通拉链线来说很大。它是一种多股双导线设计，相当于12号线，电阻为0.0034欧姆/英尺，电感为0.21微亨/英尺，电容为24皮法/英尺——几乎是扬声器电缆的完美规格。最初，零售价格大约是每英尺60美分；不便宜，但比Fulton Gold要实惠得多。Lee会到各个商店做现场演示。在1979年夏季芝加哥消费电子展上受到了好评后，公司正式成立。Lee的商业天才在于建立了广泛的零售商网络和推广。他比任何人都更多地把电缆作为一种特殊的组件推向前台。多年来，Monster Inc.迅速发展，涉足其他市场。如今，它的独特产品数量达到了6000种，包括扬声器、耳机、电源插排、配件和汽车音响设备。
Ray Kimber在70年代中期在洛杉矶做声音工程师时，有了一个“顿悟”的时刻，那时美国第一批大型迪斯科舞厅正在安装。安装过程中遇到的一个大问题是电缆从电子设备和尤其是照明系统中捕获EMI/RFI噪声。在迪斯科舞厅里，布置非常紧凑，所以来自照明系统的噪声很明显，而且由于普通电缆像天线一样，噪声清晰可闻。Kimber最初尝试用钢管把电缆包起来进行屏蔽。这确实有助于减少噪声，但声音质量却受到了影响。有效的解决办法是把电缆的负极和正极导体以接近90度的角度编织在一起。在这样的角度下，EMI/RFI通过电场抵消而减少。不仅消除了照明系统的噪声，而且声音质量在整个频谱上都有所提高。在手工编织了第一根扬声器电缆并听到了效果后，Kimber决定自己创业，成立了Kimber Kable。由于最初的需求是编织电缆，他开始购买编织机来加快生产。在随后的几年里，Kimber继续尝试不同数量的导体、绝缘材料和金属，最终的目标是制造一种尽可能中性的电缆。
Bill Low在1980年创立了AudioQuest，他在几年前说过，“我所学到的关于高保真或电缆的一切都纯粹是出于对音乐的热爱。”正是这种激情驱使AudioQuest不断创新，成为第一家在美国引入先进导体技术的高性能电缆公司，这种技术采用了6N（99.9999%纯）铜和线性晶体铜。多年来，AudioQuest涉足了消费电子领域。HDMI电缆目前占据了它的业务的很大一部分。
Bruce Brisson是偶然间成为一名电缆设计师的。在1970年代末，他修理了一个带有主动分频器的复杂的三分频扬声器系统，他用不同的电缆类型把系统重新连接起来。系统的声音发生了变化。他把电缆移回到修理前的位置，一切又恢复了正常。他决定认真地追究这是为什么。大约在1981年，他已经忙于为Monster Cable设计和申请扬声器电缆的专利。他的第一个设计的目标是最小化低频和高频之间的时间延迟，这是他职业生涯的一个主题。这是通过一种几何形状实现的，即外部导体被缠绕成若干束围绕一个中心导体。Brisson于1984年创立了Music Interface Technologies（MIT），并且随着他不断开发一系列创新的设计，他已经成为电缆行业的一股强大的力量。在1990年代末，他推出了一种由并联的RC或RLC元件组成的无源网络终止的电缆。该网络连接在电缆的负极和正极之间，以控制可听带宽内的阻抗共振。这个概念继续发展和演变，最近发布了ACC 268 Articulation Control Console，它保持了MIT的传统声音优点，同时允许用户微调系统的声音。
乔治·卡达斯（George Cardas）认为电缆是他的天命，因为设计问题正好符合他的兴趣和技能。他曾在电话公司从事传输线的工程，他自己说，“对音乐有着痴迷般的兴趣”。到了1985年，电缆的几何形状似乎不太可能有更多的突破。但后来，卡达斯发现了一种解决利兹电缆（Litz cable）中导线串音的方法。他采用了一种“黄金比例”（Golden Ratio）的导线尺寸递进，即较小的导线尺寸与下一个较大的导线尺寸的比例约为0.62倍。尺寸的指代通常是指电缆内各个导体的横截面积，尽管也可以指导线的直径。卡达斯通过试错的方法发现了这种排列的声学优势——他把自己的耳朵投入到工程过程中。当使用正确的导线组合时，声像的轮廓就会清晰起来，这是测量无法捕捉到的。
1987年，日本新日矿公司（Nippon Mining）成功实施了适合商业规模生产的高纯度铜净化技术。同样重要的是导体的晶粒结构。铜不是一种均质的金属。在显微尺度上，标准铜每英尺大约有1500个晶粒。细长晶铜，也称为线性晶体（linear-crystal），是通过一种只产生约70个晶粒/英尺的过程拉拔而成的。更好的是大野连铸法（Ohno Continuous Casting，OCC），这是日本千叶工业大学（Chiba Institute of Technology）的大野敦美教授（1926-2017）于1986年开发的一种技术。这项技术已经被用来制造单晶铜棒，从中可以拉出晶粒结构长达数百英尺的导线。减少晶粒数量意味着更高的纯度和更低的晶界电容效应。
一个重要的历史注脚属于埃德·迈特纳（Ed Meitner），他在Museatex（现已倒闭）时开始了一项低温处理计划。当铜线被挤压时，表面会产生强烈的热量，导致分子层面的应力。电缆的低温处理大大降低了表面张力，从而使信号传输更加连贯。虽然只是表皮深度，而且没有OCC工艺那么优雅，但低温处理在聚焦声像轮廓方面还是很有效的。
1976年，Audio Note Japan的创始人近藤公康（1941-2006）推出了世界上第一根4N纯银电缆，创造了音响史上的一个里程碑。近藤先生，又被称为“音响银匠”，是第一个将银技术提升到高端音响的最高水平的人。作为一种导热和导电的材料，银是无与伦比的，它的延展性和韧性仅次于金。一盎司的银可以拉成一根细细的线，长达30英里！实验室级的银是4N的，但也有更高价的5N和6N等级的银。如果导电电子能说话，它们会对银线赞不绝口。银线缺乏颗粒性和氧化杂质，使得电子在导体上的漂移更有效，从音响的角度来看，这减少了时间模糊和低级细节的损失。
高纯度银线显然是高端音响界的一种现象，而没有人比Siltech Cables更重视银，这当然是银技术（Silver Technology）的缩写。银之所以受到关注，是因为它具有优异的导电性、化学稳定性和在受到机械应力时保持其晶体完整性的能力。虽然该公司于1985年在荷兰小镇埃尔斯特（Elst）成立，但在1992年被埃德温·范德克莱（Edwin van der Kleij，现姓Kleij-Rijnveld）收购后，创新能力得到了提升。如今，国际音响控股（International Audio Holding）负责管理Siltech和Crystal Cable两个品牌——这很合理，因为埃德温是Crystal Cable的创始人加比·范德克莱-里恩维尔德（Gabi van der Kleij-Rijnveld）的丈夫。埃德温是一名电子工程师，在专注于高端音响之前，曾在飞利浦（Philips）和埃克森（Exxon）工作。这是他自然而然的选择，因为他从小就是一位音乐爱好者，曾在高中乐队中弹奏贝斯吉他，并沿途制作了扬声器和放大器。他非常好奇电缆是如何在声音上产生可听到的差异的。随着时间的推移，埃德温在新的更好的测量和多物理模拟的帮助下，得到了关键的答案，这些模拟可以在生产之前可视化材料和结构属性的综合效果。值得注意的是，Crystal Cable的设计使用了纯银单晶芯，外层覆盖了镀银单晶铜和镀金单晶银。
有些厂商推出了一种替代Litz线的产品，尤其是Tara Labs提供的小规格的实心导线。Tara Labs是由马修·邦德（Matthew Bond）于1984年在澳大利亚悉尼创立的。在搬到美国后，它于1988年率先推出了实心导线的设计。1990年，它将导体的形状从圆形改为矩形，以进一步减少皮肤效应。
皮肤深度是根据给定的频率和导体材料定义的，它是指电流在导线中衰减到表面值的2.718分之一的距离。为了最小化皮肤效应的影响，导体半径应该相对于最高感兴趣频率的皮肤深度很小。对于20kHz的铜，皮肤深度是0.47毫米，或者说是19号线的半径。导线的规格越细，阻抗的幅值越均匀，但代价是直流电阻增大，这对于互连设计通常不是问题，因为它是用在高阻抗电路中的。
有些厂商，如van den Hul，将这种方法发挥到了极致。van den Hul的碳纳米管（CNT）互连使用19根碳导线（以保持合理的阻抗）拧在一起，形成一个单一的互连腿。每根碳纤维的直径只有15微米，而制造这种导线的过程本身就是一门艺术。
对于我们这些经历了过去40年的人来说，电缆技术的进步简直令人惊叹。而且没有理由认为创新会停滞不前。今天，电缆是最受欢迎的配件类别之一，我猜大多数发烧友升级电缆的频率比任何其他组件都要高。
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楼主: 普兰
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狗仔卡
楼主
发表于 2024-3-7 18:00
这才叫 科学 发烧。
