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专访技术长Holger:In-Akusitk原厂专访(五)

作者:郭汉丞/阅读:1139/2018-7-9
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摘 要: 因为确定了降低容抗作为设计目标,所以后来In-Akustik的技术进化就有脉络可循。Holger表示,Black & White系列,使用了PVC、PE与空气,虽然有达到降低容抗的效果,但还不够,所以他先减少PVC,然后完全舍弃PVC,只使用轻薄的PE,并大幅增加Air空气的比例。

 

结束在In-Akustik一天的课程,负责大多数简报的技术长Holger Wadsmann应该累了,而我上了一天课,还要忙着采访拍照,也累了,但是送参访团成员离开In-Akustik工厂,我和Holger继续留下来,进行最后一段一对一的专访,当然,我在上课时没有完全理解的部分一定要问清楚:Referenz AS-3500P电源处理器如何使用不一样的技术,维持充沛的电力供应,同时去除电源里面的干扰。


虽然经过白天的课程,两人都有些累,我们换到一间比较小的会议室,喝口水,喘口气,然后就开始采访了。我架好Gopro录像,但是电源不听话,画面闪一下就关机,没电了,但是带在身上的四颗电池一整天录下来,电力全部耗尽,我只好笑着跟Holger说:「连Gopro都没电了,可是我们还得工作。」然后从背包里拿出Sony录音笔,跟Holger说:「我可是专业人士,随时都有备案带在身上。」就算Sony录音笔也出状况(几乎没发生过),我还有iPhone可以录音。

 

空气的介电系数趋近于1,以空气作为电介质,线材的容抗就不会因为距离增加而增加,是最好的电介质。

 

从Gopro缺电的小插曲,轻松地带入采访。我问Holger在In-Akustik工作多久了,他说在1996年就已经加入In-Akustik,算起来已经二十多年了。从Referenz系列线材的课程,我知道「低容抗」是In-Akustik线材重要的技术特色,而他们是什么时候开始把低容抗当作设计的重要技术目标?Holger说,最早做低容抗设计的线材,应该是1999年推出的产品,当时称为「Black & White」系列,这也是Holger来In-Akustik之后初试啼声的产品,那时候就已经把降低容抗当作音响线材设计的重要技术指标。


因为确定了降低容抗作为设计目标,所以后来In-Akustik的技术进化就有脉络可循。Holger表示,Black & White系列,使用了PVC、PE与空气,虽然有达到降低容抗的效果,但还不够,所以他先减少PVC,然后完全舍弃PVC,只使用轻薄的PE,并大幅增加Air空气的比例。


不过Referenz系列的设计结构,进一步增加了线材之间的距离。Holger强调,容抗的计算还包括线材的距离与面积,线材之间的距离越长,容抗越低,所以他们花了很多的时间,把Air-Helix的特殊结构做出来。

 

1999年的Black & White已经加入空气作为电介质,但是比例还不够高,In-Akustik用了十七年的时间,才把空气作为电介质的比例拉高到90%。

 

此外,Air-Helix的结构,还考虑到线材周围磁场的抵消,所以多股导线在Air-Helix的架构当中,每一股导线外围的磁场,相互交迭的部分会产生磁场抵销的效果,就会降低线材的感抗。其实一般多股绞绕的线材结构,都能达到磁场抵销、降低感抗的效果,但是Holger说传统线材外围的PVC层,会大幅增加容抗,而Air-Helix的结构可以同时达到低容抗、低感抗的设计目标。


再来,Holger谈到了导线的结构问题。假如观察Referenz系列线材的导体,每一股都是线径颇细的导线。Holger解释,粗的导体在传输讯号时,可能产生涡流失真,而且讯号传输本身有所谓「集肤效应」(skin effect),高频讯号容易在导体表面通过,而低频则在中央跑得慢一点,所以In-Akustik偏好比较细的线径,就是要降低「集肤效应」。

 

任何导体都会产生集肤效应与涡流失真,In-Akustik的导体的同轴结构,中央是不导电的PE,OFC导体围绕着PE,藉此降低集肤效应与涡流失真。

 

假如Holger的故事讲到这里结束,我并不意外,因为以前就听过这样的解释,不过Holger开始在白纸上画图,他说因为实心铜线一定会产生「集肤效应」,高频在线材外围跑得快,为了彻底解决问题,In-Akustik设计了特殊的导线结构,中央使用实心PE管,完全不导电,然后铜线包住PE管,这种特殊的同轴结构,让导体中央是完全不导电的PE材料,讯号一定在周围的导体跑,这样就不会有频段不均的问题,同时消除了Eddy-current涡流效应,这就是In-Akustik所谓的「导波技术」(wave guide)。


因为中央PE、外围包铜的特殊线材结构,Holger说他们必须找到特定的工厂客制,虽然导体本身就是无氧铜,可是结构与众不同,相当不好制作。Holger说,他们的导体外围还加上了一层透明涂漆,这是用来保护铜线的设计,防止氧化,这些都是眼睛看不到的细节。原来白天的课程,Holger讲解的技术深度并没有很深,因为参访团的成员都是代理商,他怕讲得太深,大家听了会不感兴趣,还好我有留下来问,才知道除了Air-Helix架构之外,导体特殊的「Wave Guide」技术还藏着玄机。


再来我要问在课堂上没听懂的部份:Referenz AC-3500P如何消除电源削切失真,但却没有传统滤波线路的限流与动态范围缩小问题?Holger马上知道我哪里没有听懂,可是问题还是要回到基础电学,而且他要想一下如何解释清楚。


Holger在纸上画了一条正弦波,然后画出交流电正负两个峰值波型,他说:「传统电源滤波加入电感滤波,实际上增加了阻抗,这时候就会限制电摆幅的波峰与波谷,把最高与最低的部分切掉。」是的,这是发烧友们熟悉的普通电源滤波,我们知道限流的问题会导致音乐动态范围降低。Holger继续解释,因为电的最大峰值受到阻抗增加而缩限范围,但是音响器材里面有许多电子组件需要快速充放电,可是电无法达到最大摆幅,就会减损器材的声音表现。

 

Referenz AC-3500P电源供应器的技术原理,Holger一边画图,一边解释。左方是送进来的市电,波型可能受到传输电网或高频EMI/RFI干扰产生锯齿状,In-Akustik利用电容与电感构成的共振频率,把这些受损的高频导引入地,后面输出的电力就是漂亮的正弦波了。

 

传统滤波电源处理会造成限流与动态范围缩限的问题,原因就在波峰与波谷的削切,影响声音动态与细节。

 

Holger讲到这里,主题锁定在电的摆幅,传统滤波缩限了摆幅,In-Akustik当然不愿意使用,但是要维持足够的供电摆幅,In-Akustik在交流电的路径中间,加入了两组电容与电感,中间接地,这是什么原理?Holger举例解释,就像钟摆或节拍器,钟摆摆动的速度,取决于重锤的重量与钟摆的长度,节拍器也因为配重锤位置改变速度,重锤拉越高,节拍速度越慢,反之节拍速度越快,这是「机械式」控制摆幅的方法。

 

Referenz AC=3500A内部看起来比一般电源供应要复杂许多,原理也大不相同,可以滤除电源里面的噪讯,同时维持电源输出的能量,相当独特。

 

但是要如何把机械式的摆幅控制应用在电源供应上面,让电能达到原本的最大摆幅呢?那两组电容与电感就是电的钟摆,利用适当的数值架构出共振频率(resonance frequency),遇上特定频率的电源噪讯进来时,共振频率会引导高频噪讯,透过共同的接地消除噪讯。我们可以想象,原本波形受到外界高频噪讯干扰的电,送入Referenz AC-3500P之后,电容与电感构成的共振频率,就像是分音器那样,可以滤掉额外的高频干扰噪讯,但不会限流。

 

 

这个「共振频率」是多少?这是In-Akustik多年研究的技术精华,当然不能讲,但有一个问题我非问不可:这个共振频率在人耳聆听范围之内?还是聆听范围之外?Holger说当然在人耳聆听范围之外,而且离得很远,这样才能把高频噪讯导入接地,消弭噪讯于无形,同时又不会造成限制音乐动态的负面影响,维持电源原本充沛的供应。

 

 

懂了,上课没听懂的,课后补充把没懂的地方补起来。在In-Akustik密集的一日参访,终于在晚餐前完成,剩下的是简单的部分:享用In-Akustik招待的地道德国菜,外加德国啤酒畅饮。

 

 

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