電氣優(yōu)秀論文： 淺談音頻電纜
不管是音樂(lè)制作設(shè)備還是聲音回放設(shè)備，音頻電纜一直是一個(gè)重要的部分，但是相當(dāng)多的人并不重視它。這或短或長(zhǎng)的線，有粗有細(xì)的芯，以及各種各樣的接頭，擔(dān)負(fù)著音頻數(shù)據(jù)的傳輸工作，而如果一套好的音樂(lè)回放設(shè)備，沒(méi)有搭配一條合適的音頻電纜，就不能達(dá)到最好的回放效果，有時(shí)甚至?xí)皯K不忍聽(tīng)”。本文介紹了音頻電纜及其相關(guān)問(wèn)題，目的只有一個(gè)——使聲音信號(hào)達(dá)到最佳傳輸效果。
數(shù)字音頻電纜
一般來(lái)講，因?yàn)樵S多數(shù)字音頻電纜使用與模擬音頻相同的接插件（如卡農(nóng)口XLR，蓮花口RCA等），不少人就用模擬電纜臨時(shí)代替數(shù)字電纜。雖然也能湊合，但必須認(rèn)識(shí)到這樣做是非常錯(cuò)誤的。
模擬電纜和數(shù)字電纜有完全不同的阻抗要求，模擬電纜因?yàn)殚L(zhǎng)度不同，在電纜各點(diǎn)上，阻抗在30到90歐姆之間變化，阻抗波動(dòng)并不會(huì)影響模擬音頻的音質(zhì)。而這對(duì)于數(shù)字音頻就很可怕，數(shù)字音頻信號(hào)是頻率很高（大約3MHz）的脈沖波，為了精確地傳輸信號(hào)，電纜必須與發(fā)送和接收設(shè)備匹配，整根電纜的阻抗必須保持一致。例如AES/EBU電纜必須從一端到另一端顯示恒定的110歐姆阻抗，這也是AES/EBU電纜要比外表差不多的麥克風(fēng)電纜昂貴許多的原因。
如果用模擬電纜臨時(shí)代替數(shù)字電纜會(huì)怎樣呢？首先由于阻抗不匹配，電纜中將產(chǎn)生駐波反射，“污染”信號(hào)，使脈沖波的輪廓模糊。污染同樣來(lái)自電纜的分布電容，它能降低電纜的高頻響應(yīng)，影響脈沖的上升時(shí)間。脈沖波形高、低電壓的轉(zhuǎn)換定義出信號(hào)的0和1，如果受到了不正確的阻抗和電容影響，脈沖信號(hào)被污染，接收端對(duì)信號(hào)的解讀就會(huì)出現(xiàn)誤差，出現(xiàn)時(shí)間上的前后偏移（叫做抖晃，Jitter），從而降低了音頻的質(zhì)量，甚至?xí)霈F(xiàn)錯(cuò)碼。
制作電腦音樂(lè)離不開(kāi)音頻電纜，它們沒(méi)有麥克風(fēng)、合成器、調(diào)音臺(tái)、監(jiān)聽(tīng)音箱等設(shè)備那樣具有引人注目的外形，經(jīng)常是一團(tuán)亂麻一樣鋪得滿地。一般用戶對(duì)設(shè)備比較經(jīng)心，對(duì)電纜比較馬虎，接通就行了，不大注意質(zhì)量。如果所有設(shè)備的水平普遍低下，電纜的不足還顯不出來(lái)；如果工作室里的設(shè)備都很高級(jí)，劣質(zhì)電纜就成了音質(zhì)的“瓶頸”，大家將跟著它降級(jí)。這時(shí)對(duì)電纜投資更換就非常必要。
模擬音頻電纜
模擬音頻電纜大致可以分為3類：麥克風(fēng)電纜，吉他/線路電纜和音箱電纜。通常情況下，音頻電纜的中心部分是導(dǎo)體，是音頻信號(hào)的載體。導(dǎo)體外部覆蓋著不導(dǎo)電的塑料或橡膠，再外面是由導(dǎo)體構(gòu)成的屏蔽層，它一方面隔絕外界的干擾，另一方面構(gòu)成信號(hào)的地線（回路）。最外面一層外皮可以保護(hù)內(nèi)部各層，使電纜經(jīng)久耐用。音頻電纜一般使用銅線作導(dǎo)體，因?yàn)樗靸r(jià)低，導(dǎo)電性好，比較柔韌。但是暴露在空氣中的銅容易被氧化而變成不良導(dǎo)體氧化銅，影響電流的傳導(dǎo)。
模擬音頻電纜使用典型的幾種接插形式，麥克風(fēng)通常使用卡農(nóng)口（XLR），線路連接使用大三芯（1/4英寸）或蓮花口（RCA），音箱電纜的接頭經(jīng)常是裸銅線，有時(shí)也用香蕉插頭或其它插頭。插頭插座結(jié)合時(shí)，富有延展性的鍍金層可以填充連接中的縫隙，保持最良好的連接。
電纜的屏蔽要求
許多種類的干擾會(huì)影響電纜內(nèi)音頻信號(hào)的傳送，因此電纜需要有良好的屏蔽性能。常見(jiàn)的一類干擾來(lái)自無(wú)線電信號(hào)，英文為Radio-Frequency Interference，簡(jiǎn)稱RFI。電纜如果撿拾到無(wú)線電臺(tái)發(fā)射的信號(hào)，經(jīng)過(guò)放大電路時(shí)就可能被檢波放大，混在音頻信號(hào)之中造成干擾。屏蔽不好的電纜猶如一根天線，很容易被無(wú)處不在的.電波干擾。RFI是一種電磁波，同屬于電磁波干擾源的還有電動(dòng)機(jī)線圈、熒光燈、霓虹燈等。另一類常見(jiàn)的干擾叫靜電（Electrostatic）干擾，來(lái)自電火花、靜電放電等。
電纜中間的屏蔽層能夠保護(hù)中心的導(dǎo)體免受上述幾類干擾，但是屏蔽層對(duì)某些類型的電磁波無(wú)效，只能用平衡傳送的方法來(lái)抵消它們（使兩條導(dǎo)線撿拾同樣的干擾，通過(guò)變壓器讓兩個(gè)干擾信號(hào)的方向相反，達(dá)到互相抵消的目的）。屏蔽線主要用于麥克風(fēng)、吉他、線路電纜，因?yàn)檫@些信號(hào)源的電平都比較低，必須加以擴(kuò)大，在擴(kuò)大信號(hào)的同時(shí)，混進(jìn)去的干擾信號(hào)同樣會(huì)被放大，造成嚴(yán)重的后果。
音箱電纜傳遞高電平信號(hào)，相比之下干擾信號(hào)微不足道，所以不需要屏蔽，但是音箱電纜有它自己的要求。比如導(dǎo)線的電阻對(duì)于麥克風(fēng)電纜不很重要，但音箱線要通過(guò)大電流，阻抗的問(wèn)題就很突出，原則上是越短越粗越好。需要注意的是，有的音箱線端也裝有大二芯或卡農(nóng)插頭，同麥克風(fēng)線一樣，有時(shí)甚至外表也差不多。但它們所用的電纜完全不同，一定不要混淆或用錯(cuò)。
電阻、容抗、感抗
阻抗包括電阻、容抗、感抗，以歐姆為單位。電阻很好理解，各種材料的導(dǎo)電性不同，同一種材料也因?yàn)榫�徑和長(zhǎng)度的不同而具有不同的電阻。例如500英尺16號(hào)線規(guī)的銅線電阻為4歐姆，線規(guī)號(hào)每增加或減小3號(hào)，電阻就加倍或減半。500英尺13號(hào)線規(guī)的銅線電阻為2歐姆，19號(hào)線規(guī)的電阻為8歐姆，以此類推。這么小的電阻變化對(duì)于音箱的影響相當(dāng)大。音箱的阻抗一般在2至8歐，如果我們用一個(gè)4歐阻抗的音箱，電纜阻抗也是4歐，加起來(lái)就變成8歐，而且只有一半功率送到音箱，另外一半完全消耗在電纜中！
許多高質(zhì)量的音箱電纜使用足夠的線徑（12到18AWG）和中等長(zhǎng)度（少于100英尺），細(xì)算起來(lái)，即使使用18號(hào)線，電阻仍有1.3歐姆，線路上將有一些功率損失。在麥克風(fēng)電纜中，容抗比電阻更成問(wèn)題。中間隔著絕緣體的兩個(gè)金屬物體可以形成電容器，音頻電纜的屏蔽層和內(nèi)部導(dǎo)體正好就是這樣的關(guān)系，因此整條電纜就形成一個(gè)大電容，以它的容抗阻擋交流電流的流動(dòng)。
根據(jù)電容的性質(zhì)，頻率上升會(huì)使容抗減小，然而這一電容與電纜的電阻聯(lián)合，將形成低通濾波器，電纜越長(zhǎng)截止頻率點(diǎn)就越向下移，衰減越大。這是通常建議不用過(guò)長(zhǎng)電纜的重要理由。導(dǎo)線的另一個(gè)屬性是感抗。音頻信號(hào)在導(dǎo)線中流通時(shí)產(chǎn)生隨電壓變化的磁場(chǎng)，物理學(xué)稱為“自感”。這一磁場(chǎng)對(duì)信號(hào)的通過(guò)產(chǎn)生阻力，它隨頻率的降低而變小，與電阻、容抗交互作用將產(chǎn)生復(fù)雜的結(jié)果。
在線路電平的電路中，由于電流弱，自感產(chǎn)生的磁場(chǎng)也不強(qiáng)；然而大電流信號(hào)（如揚(yáng)聲器信號(hào)）的磁場(chǎng)就強(qiáng)大得多。使用高質(zhì)量的音箱電纜可以減少自感磁場(chǎng)，改善音質(zhì)。
【 電氣優(yōu)秀論文： 淺談音頻電纜】相關(guān)文章：
電氣用電纜租賃合同09-09
淺談小學(xué)體育教學(xué)優(yōu)秀論文03-03
淺談詩(shī)的共性與個(gè)性優(yōu)秀論文05-13