摩机日记（一） [复制链接]

摩机日记（一）  陈耀华

（原创作品，如需转载请注明出处。谢谢）

我的音响器材配置是:
CD：        山灵CD-T100C
功放：        柯颂V8i
喇叭：        DYNAUDIO S5.4
线材：        自制

经过近半年的摸索，记录了一些数据，整理出摩机日记，供大家分享。
（我的摩机实践仅仅从电气特性入手，通过降低电气骚扰以达到改善音质之目的。）

主要测试、评价工具：
●FLUKE 187 TRUE RMS MULTIMETER
●自制的50毫安直流恒流电源
●雨果发烧碟（一）：25Hz-20kHz测试讯号
●Sony MDR-E838耳机

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一、    自制喇叭线
利用家里已有的2.5平方毫米的三芯电源线，取三米长的四段，去除塑料保护外层后重新组合成“黄／绿－褐－褐”及“黄／绿－兰－兰”各两组；将“黄／绿－褐－褐”三根绞合起来作为正极性线；同样地将“黄／绿－兰－兰”三根绞合起来作为负极性线；它们的有效导电面积为7.5平方毫米，三米长的喇叭线的直流电阻值约13.4 mΩ。

●接上喇叭进行测试：
(以下公式中：Vi--V8i功放输出端电压；Vo--S5.4喇叭输入端电压)

1、利用雨果发烧碟（一）第17段的25Hz测试讯号作为信号源：
Vi=166.80mVAC
Vo=166.36mVAC
Vo/Vi=99.74%

2、利用雨果发烧碟（一）第45段的20kHz测试讯号作为信号源：
Vi=142.47mVAC
Vo=140.37mVAC
Vo/Vi =98.53%

3、利用在待机状态下“CD＋功放”自身的系统噪声电压作为信号源：
Vi=0.180mVAC
Vo=0.174mVAC
Vo/Vi =96.67%

●对上述测试数据可作出如下解释：
Ａ、25Hz时，喇叭线的低直流电阻值起主要作用，使得传输损耗仅0.26%；
Ｂ、20kHz时，传输损耗达1.47%，是25Hz时的五倍，推测信号能量可能以辐射的形式损耗掉了；
Ｃ、用系统自身的噪声电压作为信号源时，传输损耗更高达3.33%，是25Hz时的十三倍。白噪声是一种频谱很宽的信号源，这可以印证高频能量会以辐射的形式损耗掉的推测。

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顺着这一思路，重新设计制作喇叭线。
新的喇叭线采用屏蔽结构。从福建中路（515号，上海弘发机电设备有限公司／21-63513337）买来16平方毫米的铜编织带6米，共计48元；从虬江路市场买来2.5平方毫米的双芯无氧铜喇叭线12米，共计36元；
●用“伏-安”法测试12米双芯无氧铜喇叭线:
R=V/I=ρ*l/S
式中:
V　 ——　被测导线上的电压降：8.8ｍＶ
I　 ——　流过被测体的测试电流：50ｍＡ
ρ　——　铜的电阻率：0.01678
l　  ——　被测体的长度：24m
可以算出导线的实际横截面积：S=2.29平方毫米。    

●同样地用“伏-安”法测试6米16平方毫米的铜编织带:
R=V/I=ρ*l/S
式中:
Ｖ　——　被测导线上的电压降：0.308mV
I　——　流过被测体的测试电流：50mA
ρ　——　铜的电阻率：0.01678
ｌ　——　被测体的长度：6m
可以算出导线的实际横截面积：S=16.34平方毫米。

●动手制作：把12米2.5平方毫米的双芯无氧铜喇叭线平分成四段，把16平方毫米的铜编织带平分成两段，将两段双芯无氧铜喇叭线穿入16平方毫米的铜编织带内，四根芯线并联使用。在铜编织带外缠绕上绝缘胶带，处理好端线，这样一根具有屏蔽结构的喇叭线就制成了。

●实际参数测试如下：
芯线直流电阻值：R=V/I=0.3mV/50mA=6.0mΩ（包括端线部分）
外导体直流电阻值：R= V/I=0.2mV/50mA =4.0mΩ（包括端线部分）
长度：2.9m（包括端线部分）
分布电容值：1900pF

1、利用雨果发烧碟（一）第17段的25Hz测试讯号作为信号源
Vi=165.30mVAC
Vo=165.00mVAC
Vo/Vi=99.82%

2、利用雨果发烧碟（一）第45段的20kHz测试讯号作为信号源
Vi=141.30mVAC
Vo=140.80mVAC
Vo/Vi =99.65%

3、利用在待机状态下“CD＋功放”自身的系统噪声电压作为信号源
Vi=0.172mVAC
Vo=0.171mVAC
Vo/Vi =99.42%

对于上述测试数据可作如下解释：
Ａ、25Hz时，新制喇叭线的直流电阻值从13.4mΩ降低至10mΩ，使得传输损耗降低至原喇叭线的(1-99.82%)/(1-99.74%)=69.2%;
Ｂ、20kHz时，由于采用屏蔽结构，高频能量的辐射大幅减小，使得传输损耗降低至原喇叭线的(1-99.65%)/(1-98.53%)=23.8%;
Ｃ、系统自身的噪声电压作为信号源时，传输损耗为原喇叭线的(1-99.42%)/(1-96.67%)=17.4%。

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●再谈一下喇叭线的直流电阻值对阻尼系数的影响:
阻尼系数可定义为喇叭的阻抗与放大器系统（包括线材内阻在内）的输出阻抗的比值。其中喇叭的阻抗值是随工作频率而变化的。阻尼系数小，表示功放对喇叭的控制能力弱，喇叭的谐振特性较显现；阻尼系数大，则表示功放对喇叭的控制能力强，喇叭的谐振特性较不明显，功放对喇叭的控制趋向强迫振动状态。

●下面通过例子说明喇叭线的直流电阻值在放大系统中对阻尼系数的影响。
1、以我现使用的单拿S5.4音箱为例，从商品的技术参数看，当播放频率在20Hz变化到200Hz范围内，阻抗值为3.8–8.7Ω；当播放频率在200–20kHz范围内，阻抗值则为4.5–7.5Ω。
2、V8i放大器内阻的测试：
A、    由喇叭S5.4的工作阻抗范围确定假负载的电阻值：R1=3.29Ω、R2=5.28Ω。
B、当R1作负载时，测得V1=2.1879V；
C、当R2作负载时，测得V2=2.1948V；
D、由等式：
E0=r0*I1+V1=r0V1/R1+V1 及
E0=r0*I2+V2=r0V2/R2+V2 得V8i放大器内阻：
r0=(V2-V1)/(V1/R1-V2/R2)
   =（2.1948-2.1879）/（2.1879/3.29-2.1948/5.28）
  =0.02767Ω
3、当单拿S5.4喇叭的阻抗值为3.8Ω时，该放大系统的有效阻尼系数：
K=Rspeaker/（Ramplifier+Rwire）=3.8/（0.02767+0.01）=100.88
4、若喇叭线改用横截面积为1.0平方毫米、线长3m的导线时，经计算知Rwire=0.10068Ω，
此时系统的实际阻尼系数：
K’= Rspeaker/（Ramplifier+Rwire）=3.8/（0.02767+0.10068）=29.61
由此可见，喇叭线的直流电阻值的大小对放大系统阻尼系数的影响是显著的。

结论：喇叭线的功能是有效地将功率放大器输出的音频功率馈送到喇叭上去；
●在导电率方面应考虑使用具有较大横截面积的导线，可以减小线损，提高阻尼系数；
●在高频能量辐射损耗方面可考虑采用屏蔽结构，可以显著减小高频能量的辐射损耗。

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