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進一步了解耳機線的細節:純度、生產工序與線芯結構

2021年03月09日

在選擇耳機線時,普遍人都會著眼在導體物料上,但在上一次介紹耳機升級線的基礎時有提及,其實除了導體的物料外,物料本身的純度、線材的生產工序、線芯的粗幼及結構等等都會對成品線有著極大的影響。

在選擇耳機線時,普遍人都會著眼在導體物料上,但在上一次介紹耳機升級線的基礎時有提及,其實除了導體的物料外,物料本身的純度、線材的生產工序、線芯的粗幼及結構等等都會對成品線有著極大的影響。

有關純度及生產工序的解讀

這裡我們用銅線做例子,很多朋友看到銅線就會認為,音色都會是比較厚實柔和,但整體偏向模糊及分析力不足。其實大家有沒有了解過,銅線其實也有分很多種不同級數,而且工藝各有不同?銅線由於其低價格及高導電性能的優勢,所以日常生活的電器中也會廣泛使用銅線作為其導電線,這些功能性的銅線純度會較低(約為 99.7% 或以上純度的銅)。而在音響世界中經常會看到純度為 4N~7N 的銅線,其實 N 是代表 nine 的意思,4N 即銅的純度為 99.99%,5N 即銅的純度為 99.999% 等,由此可知 N 數愈大即純度愈高。由於生產操作上的限制,目前理論上 6N 已經是接近純度的極限,就算在提純時能夠做到 7N 或以上的導體,在包裹線皮或製作成成品線的過程中,已有很大機會混入了其他雜質,所以用家接觸到的線大部分都不能保證可以達到 7N 或以上的純度。

除了純度外,也會經常看到無氧銅(OFC),單晶銅(OCC Copper)等等字眼,其實這些都是在說明經過不同方式處理的銅線。

 

無氧銅

即銅線中被視為雜質的氧氣被減低至約 0.001 至 0.003% 左右,導電率比一般銅線更好。


單晶銅

即以一種名為大野連續鑄造法(Ohno Continuous Casting)的技術來處理純銅,與其他鑄造法的不同之處,在於一般的導體線在微觀上是由很多不同的小晶體連接組成,而連接的間隙稱之為「晶界」(grain boundary),而單晶銅理論上是整條銅線為一個大晶體,所以單晶銅的優點在於訊號傳遞時沒有了通過晶界的阻力,可以減少訊號的流失及加快訊號的傳輸速度。

 

在選擇耳機線時,普遍人都會著眼在導體物料上,但在上一次介紹耳機升級線的基礎時有提及,其實除了導體的物料外,物料本身的純度、線材的生產工序、線芯的粗幼及結構等等都會對成品線有著極大的影響。
普通的高純度銅放大後可以見到有很多大小不同的晶界。

線芯的粗幼標準

較常見的線徑標準是 AWG(American wire gauge),是美國計算導電線芯直徑的標準,數字愈大代表直徑愈小,即 26AWG 的線是比 28AWG 的線更粗,要留意的是 AWG 所提及的直徑是只用導體計算而不包括線皮的。理論上導體線徑愈大代表同一時間可傳遞的訊息量會愈多,所以可以減少失真及增強細節的表現。但考慮到 Head-Fi 系統的線不可太粗或重,市面上較常見的 8 絞升級線都會使用 26AWG 的導體線(8 條獨立的 26AWG 線編織而成),也有部分特別設計的線會用更大的線徑但減少絞數去滿足便攜性。

線芯的結構對音色的影響

耳機升級線由於考慮到使用時的便攜性及減低聽診效應(stethoscope effect)的關係,所以不能使用太硬的線材。要減低硬度的其中一個方法,便是使用很多直徑更細的散芯線去取代一條大直徑的硬線。相同 AWG 的散芯線與硬線雖然在整體直徑會有差別(由於散芯線的排列中間會有空隙),但導體橫切面總面積是相當接近的。

至於上一次有提及導體物料的簡單聽感,其中有提到「一般」情況下銀線的聽感是亮麗但低頻量偏少,但此聽感是否絕對的?其實升級線的整體表現除了受導體的物料影響外,線芯的設計也會對音色有十分大的影響。而其中每一條散芯線的粗幼也關係到升級線的整體音色,所以有部分使用銀作導體的升級線也能有很不錯的低頻量,原因就是在設計時花了不少心思去考慮整體的平衡性。

在選擇耳機線時,普遍人都會著眼在導體物料上,但在上一次介紹耳機升級線的基礎時有提及,其實除了導體的物料外,物料本身的純度、線材的生產工序、線芯的粗幼及結構等等都會對成品線有著極大的影響。
AWG 相同的線材也有各種不同的線芯設計。

Litz Wire 的出現

近年有很多升級線都有特意標明使用了 Litz Wire 的設計,但用家們了解甚麼是 Litz Wire 嗎?其實 Litz Wire 是在導體線外層加上一層絕緣的保護層,目的是為了分隔開散芯線之間的連接,如果不以絕緣的保護層分隔開散芯線的話,在此線皮下的導體便會短路變成接近單芯線的導體,因而在傳遞上的效果便會有所下降。

在選擇耳機線時,普遍人都會著眼在導體物料上,但在上一次介紹耳機升級線的基礎時有提及,其實除了導體的物料外,物料本身的純度、線材的生產工序、線芯的粗幼及結構等等都會對成品線有著極大的影響。
在導體外加上漆皮保護層,更可有很多不同顏色。

可能有讀者會不明白,電學上不是較粗的單芯線的電阻更低,所以訊號傳遞效果更好嗎?的確在直流電的情況下,橫切面面積愈大,電阻會愈低,但由於音響世界是使用交流電傳遞訊息的,所以總阻抗值會變成有 3 個不同的因素組合而成:

 

電阻值(Resistance):
此數值的高低取決於物料本身的導電特性,因此最常見的主導體物料為銅或銀。


電容值(Capacitance):
當兩條或以上的電線放在一起時便會形成類似電容的設計,因而產生電容值,而此數值在高頻傳遞時更顯著,電容值增加代表電流訊號更難通過電線。


電感值(Inductance):
基於電磁感應的關係,不停改變的電流方向會產生不同的電磁場,此電磁場會反向地影響自身及附近的導體線,使這些導體線中的電流不能均勻地流過整條導體線。因電磁場影響到自身電線的稱之為「集膚效應」(skin effect),而影響附近電線的則稱之為「鄰近效應」(proximity effect)。

 

理論上,透過使用 Litz Wire 的設計,可以減少集膚效應及鄰近效應帶來的負面影響。實際上在經過用家的聽感測試後發現,Litz Wire 設計能使升級線整體聲音變得更清晰及整齊,分析力也有所提高。而 Litz Wire 更有分 Type 1 至 Type 6 等 6 個級別,級別愈高代表更能減少導體與導體之間的互相影響,當中 Type 6 是一般應用上的最高級別,但其實某些升級線廠商更會因應自家的升級線去改良不同的 Litz 設計,使其升級線更符合廠商想達到的整體表現。

順帶一提,Litz Wire 的設計除了有助提升耳機線的聲音表現外,其絕緣的保護層也可以防止耳機線芯的氧化(銅線會變綠,銀線會變灰黑的現象),氧化的線芯不但影響外觀,對聲音也有負面的影響。

以上便是用家在購買耳機線時有機會看到的規格及其含意的簡單解說,希望有助大家在選購耳機線時,更清楚了解到如何選擇不同級別的耳機線。當中我們想再次帶出一個重要的訊息,導體不是決定整體聲音的唯一因素,所以千萬不要因為導體的關係而直接否定或拒絕去試聽某一類升級線,在選購時記得要試清楚是否與自己的系統匹配,記得要「耳聽為實」。下一回再為大家介紹有關耳機升級線的其他知識。

在選擇耳機線時,普遍人都會著眼在導體物料上,但在上一次介紹耳機升級線的基礎時有提及,其實除了導體的物料外,物料本身的純度、線材的生產工序、線芯的粗幼及結構等等都會對成品線有著極大的影響。

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