音響線材的電介質偏壓(DBS)系統

科學知識 9547 2032

指南針是日常生活中最能說明材質是如何被外在環境所影響的例子,地球磁場的作用引起指南針指針指向地球磁極。

DBS(Dielectric-Bias System,電介質偏壓系統)系統也使用非常相近的原理讓線材的絕緣體分子隨著DBS的電子磁場有秩序地排列,一個48V或72V DBS電池組透過線材內單獨的DBS內部和外部導體連接形成一個強大的且穩定的磁場。

靜電無序的絕緣體會引起非線性的時間差,部份的信號傳輸會因時間差而有不同的延滯,因為不同頻率與振幅的電子訊號傳輸會因時間差而不同步。

磁化狀態會消除大多數這些信號失真,被極化(組織排列)的絕緣體可以消除幾乎所有因時間差產生的失真。

音質變得更順暢更清晰,就像來自非常安靜的黑背景一般,表達出意想不到的細節和動態對比。

DBS(電介質偏壓系統)的技術是AudioQuest的專利,不只是類比信號線,包括數位線、超低音信號線與喇叭線等,DBS幾乎已成為AudioQuest近兩年高級線材的標準配備。

先讓我們來看看DBS的理論依據。

圖說:幾周內沒有使用的線材之橫截面,絕緣體的介電質排列成雜亂無章的狀態,不同頻率與強度的電氣信號都會受到程度不一的時間延遲影響。

圖說:幾周內持續使用的線材之橫截面,導體周圍電場所產生的靜電會使絕緣體的介電質排列較為整齊,從而降低了時間延遲的失真。

上圖紅黑各兩股導線是信號傳遞的路徑,DBS則是在線材的中心與周圍各加上「偏壓」用的導體(inner and outer DBS field elements),當這兩者加上電池的直流偏壓(上圖為36VDC)之後,受到磁場的影響,四股導體周圍絕緣體的介電質就會呈現由線材整體外環朝向中心的方向均勻排列狀態,AudioQuest說這樣上述時間延遲的影響(非線性的相位失真)就會大大降低,從而提高了聲音的表現——更純淨澄澈的背景讓音樂的訊息與律動更為清晰。

DBS真的有這麼神奇嗎?我們知道最好的絕緣是「真空」,由於其間沒有任何電介質,因此不會受到電場與磁場的影響。但製作導線是很難用「真空」當絕緣的(2000年時Tara Labs曾經推出過,當然是天價),使用各種不同絕緣材質就會有其電介質受磁場影響的狀況發生。

圖說:DBS的電池只分別與線材中央的「DBS正極」以及外圈的「DBS負極」連接,提供持續偏壓的磁場。請特別注意DBS電池與DBS正負極,和傳導聲音信號的導體是完全不互相連接的。

對了,DBS的電池偏壓要加多少?AudioQuest較平價的線材是採用12DVC電池,高階的產品則使用36VDC甚至是72VDC。理論上更高的電池偏壓,應該能使得電介質方向更均勻一致,聲音應該會更「乾淨」。實際上是否如此呢?根據國外音響雜誌測試的結果,確實普遍對72VDC產品比36VDC者有更高的評價,而AudioQuest的定價也是以72VDC產品更高,除了反映成本外的增加外,與聲音性能的高低應該也有一定程度的關連。

另外,既然是用電池,電池的使用壽命長短也是重要的議題,AudioQuest說由於DBS電池只負責加偏壓,實際承受的負載非常低,因此可以「使用經年」(言下之意就是可以很久才換一次電池),為此AudioQuest在DBS電池盒上設置了一個按鈕與一顆LED,便利用家隨時可以檢查電池的電量狀況。

前面提到DBS是AudioQuest的專利,就算效果再神奇,其他線材公司也無法跟進。倒是DZ讀者們有興趣的話,如果能找到結構合用的線材,倒不妨DIY試試看。到時候別說是72VDC了,就算是144VDC或288VDC的偏壓,也有可能嘗試看看。「隨心所欲」、「自由自在」、「不計成本追求完美」不就是DIY的最大樂趣所在嗎?

圖說:加上DBS的AudioQuest喇叭線。

圖說:在較高級的產品上,AudioQuest還有一條線配上兩「管」DBS電池盒的,圖示為Sky類比聲音信號線與Volcano喇叭線,右側的Sky就是一條線配上兩管DBS電池盒,讓「偏壓」倍增。

(以上圖片資料來自AudioQuest原廠官方網站www.audioquest.com)

音響線材三大電氣特徵

一、電阻量:電阻是導體本身的一種物理性質,是用來衡量一條線材對電流的阻力,它的大小決定於導體的材料、長度和橫截面積,實驗證明導體的電阻R跟它的長度L成正比,跟它的橫截面積S成反比,這就是電阻定律,寫成公式,式中的比例常量ρ跟導體的材料有關,是反映材料導電性能的物理量,稱為材料的電阻率,橫截面積和長度都相同但不同材料的導體,值越大,電阻越大,R的單位是Ω(歐姆)。

二、電容量:是用來衡量一條導線儲存電流能量的能力。單位是法拉(Farad),10 。任何兩個彼此絕緣又相隔很近的導體,都可形成電容,中間的絕緣物質叫電介質。

實驗表明,平行板電容器的電容C跟介電常數 成正比,跟正對面積S成正比,跟極板間的距離d成反比,即:式中的K為靜電力常量。一般來說電容是由兩個導體的大小、形狀、相對位置和極板間的電介質決定的。理想的線材,電容值越低越好。容抗-----電容對電流的阻礙作用的大小。

電容對高頻電流呈現的容抗小,對低頻電流呈現的容抗大,而對直流,容抗為無窮大,可以看做開路。

三、電感量:是用衡量一條導線儲存磁力能量的能力,單位是亨利(Henry),一條導線的電感量和他的電容量有關。因此,一條導線最理想的電感量是應該和電容量一樣,越低越好。我們認識到(1)無論用什麼方法,只要穿過閉電路的磁通量發生變化,閉合電路中就有電流產生,這種利用磁場產生的現象叫做電磁感應,產生的電流叫感應電流。(2)電路中感應電動勢的大小,跟穿過這一電路的磁通量變化率成正比,即:又知,為磁通量,B為磁感應強度,S為導體的面積。(3)感應電流具有這樣的方向,即感應電流的磁場總阻礙引起感應電流的磁通量的變化(楞次定律)。(4)感抗—電感對交變電流阻礙作用的大小。,其中電感對高頻交流電流阻礙很大,而對直流可看做短路。



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