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了解耳机线的细节:纯度、生产工序与线芯结构

2021-09-13  465

在选择耳机线时,普遍人都会着眼在导体物料上,但在上一次介绍耳机升级线的基础时有提及,其实除了导体的物料外,物料本身的纯度、线材的生产工序、线芯的粗幼及结构等等都会对成品线有着极大的影响。

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有关纯度及生产工序的解读

这里我们用铜线做例子,很多朋友看到铜线就会认为,音色都会是比较厚实柔和,但整体偏向模糊及分析力不足。其实大家有没有了解过,铜线其实也有分很多种不同级数,而且工艺各有不同?铜线由于其低价格及高导电性能的优势,所以日常生活的电器中也会广泛使用铜线作为其导电线,这些功能性的铜线纯度会较低(约为99.7% 或以上纯度的铜)。而在音响世界中经常会看到纯度为 4N~7N 的铜线,其实 N 是代表 nine 的意思,4N 即铜的纯度为 99.99%,5N 即铜的纯度为 99.999% 等,由此可知 N 数愈大即纯度愈高。由于生产操作上的限制,目前理论上 6N 已经是接近纯度的极限,就算在提纯时能够做到 7N 或以上的导体,在包裹线皮或制作成成品线的过程中,已有很大机会混入了其他杂质,所以用家接触到的线大部分都不能保证可以达到 7N 或以上的纯度。

无氧铜

即铜线中被视为杂质的氧气被减低至约0.001 至 0.003% 左右,导电率比一般铜线更好。

单晶铜

即以一种名为大野连续铸造法(Ohno Continuous Casting)的技术来处理纯铜,与其他铸造法的不同之处,在于一般的导体线在微观上是由很多不同的小晶体连接组成,而连接的间隙称之为「晶界」(grain boundary),而单晶铜理论上是整条铜线为一个大晶体,所以单晶铜的优点在于讯号传递时没有了通过晶界的阻力,可以减少讯号的流失及加快讯号的传输速度。

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普通的高纯度铜放大后可以见到有很多大小不同的晶界。

线芯的粗幼标准

较常见的线径标准是AWG(American wire gauge),是美国计算导电线芯直径的标准,数字愈大代表直径愈小,即 26AWG 的线是比 28AWG 的线更粗,要留意的是 AWG 所提及的直径是只用导体计算而不包括线皮的。理论上导体线径愈大代表同一时间可传递的讯息量会愈多,所以可以减少失真及增强细节的表现。但考虑到 Head-Fi 系统的线不可太粗或重,市面上较常见的 8 绞升级线都会使用 26AWG 的导体线(8 条独立的 26AWG 线编织而成),也有部分特别设计的线会用更大的线径但减少绞数去满足便携性。

线芯的结构对音色的影响

耳机升级线由于考虑到使用时的便携性及减低听诊效应(stethoscope effect)的关系,所以不能使用太硬的线材。要减低硬度的其中一个方法,便是使用很多直径更细的散芯线去取代一条大直径的硬线。相同 AWG 的散芯线与硬线虽然在整体直径会有差别(由于散芯线的排列中间会有空隙),但导体横切面总面积是相当接近的。

至于上一次有提及导体物料的简单听感,其中有提到「一般」情况下银线的听感是亮丽但低频量偏少,但此听感是否绝对的?其实升级线的整体表现除了受导体的物料影响外,线芯的设计也会对音色有十分大的影响。而其中每一条散芯线的粗幼也关系到升级线的整体音色,所以有部分使用银作导体的升级线也能有很不错的低频量,原因就是在设计时花了不少心思去考虑整体的平衡性。

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AWG 相同的线材也有各种不同的线芯设计。

Litz Wire 的出现

近年有很多升级线都有特意标明使用了Litz Wire 的设计,但用家们了解甚么是 Litz Wire 吗?其实 Litz Wire 是在导体线外层加上一层绝缘的保护层,目的是为了分隔开散芯线之间的连接,如果不以绝缘的保护层分隔开散芯线的话,在此线皮下的导体便会短路变成接近单芯线的导体,因而在传递上的效果便会有所下降。

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在导体外加上漆皮保护层,更可有很多不同颜色。

可能有读者会不明白,电学上不是较粗的单芯线的电阻更低,所以讯号传递效果更好吗?的确在直流电的情况下,横切面面积愈大,电阻会愈低,但由于音响世界是使用交流电传递讯息的,所以总阻抗值会变成有3 个不同的因素组合而成:

电阻值(Resistance):

此数值的高低取决于物料本身的导电特性,因此最常见的主导体物料为铜或银。

电容值(Capacitance):

当两条或以上的电线放在一起时便会形成类似电容的设计,因而产生电容值,而此数值在高频传递时更显著,电容值增加代表电流讯号更难通过电线。

电感值(Inductance):

基于电磁感应的关系,不停改变的电流方向会产生不同的电磁场,此电磁场会反向地影响自身及附近的导体线,使这些导体线中的电流不能均匀地流过整条导体线。因电磁场影响到自身电线的称之为「集肤效应」(skin effect),而影响附近电线的则称之为「邻近效应」(proximity effect)。

理论上,透过使用Litz Wire 的设计,可以减少集肤效应及邻近效应带来的负面影响。实际上在经过用家的听感测试后发现,Litz Wire 设计能使升级线整体声音变得更清晰及整齐,分析力也有所提高。而 Litz Wire 更有分 Type 1 至 Type 6 等 6 个级别,级别愈高代表更能减少导体与导体之间的互相影响,当中 Type 6 是一般应用上的最高级别,但其实某些升级线厂商更会因应自家的升级线去改良不同的 Litz 设计,使其升级线更符合厂商想达到的整体表现。

顺带一提,Litz Wire 的设计除了有助提升耳机线的声音表现外,其绝缘的保护层也可以防止耳机线芯的氧化(铜线会变绿,银线会变灰黑的现象),氧化的线芯不但影响外观,对声音也有负面的影响。

以上便是用家在购买耳机线时有机会看到的规格及其含意的简单解说,希望有助大家在选购耳机线时,更清楚了解到如何选择不同级别的耳机线。当中我们想再次带出一个重要的讯息,导体不是决定整体声音的唯一因素,所以千万不要因为导体的关系而直接否定或拒绝去试听某一类升级线,在选购时记得要试清楚是否与自己的系统匹配,记得要「耳听为实」。