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音響制造融入納米技術 促導磁介質改革

來源:碧韻達聲光        編輯:數字音視工程    2012-12-21 10:06:57     加入收藏    咨詢

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好聽的聲音要能聽到及感受到音樂及歌者的感情,幾乎能體會歌者的表情,尤其要表現極細膩的細節,而這些都牽涉到整個音響的速度反應及對應的確實度。

  納米nanometer是一種長度的單位,一納米是十億分之一公尺(10-9m),一個物體在接近分子結構的體積上,會產生量子效應及現象。它所產生的特殊物理、化學、生物性質或現象,會將原子或分子組合成新的納米結構,以其為基礎設計運用,制造成新的材料,而改變原本的物理性能。也就是說它能制造出新的自然物質,而在可控制的范圍內,改變或改善我們現有材料的缺點。

  好聽的聲音要能聽到及感受到音樂及歌者的感情,幾乎能體會歌者的表情,尤其要表現極細膩的細節,而這些都牽涉到整個音響的速度反應及對應的確實度。音響的確都是往這種方向發展的,且在基礎原材料原件上,在效率及頻寬上,一直在追求更好的質量。比方在線材由原先的一般銅線,發展到OFC無氧銅,純度由4N到7、8N都有。單結晶PC-OCC,也有純銀線,單結晶銀線;電容器由早期一般電解電容一直進步到低 ESR For Audio,耐高溫型、迷你型、無極性NP進步至BP,交連電容由紙質電容到金屬膜電容,進步到PP質電容。但是有些電容確因為環保的問題而無法繼續生產,像是油質電容,原先是用多氯聯苯浸制,才能有很好的穩定性,而現在都改為其它介質,性能相對也無法和以前做比較。電阻也由早期碳精到各式氧化皮膜、有感無感,精準度、外型體積都有各種不同用途的進步。但是在音響上碳精電阻有不錯的音質表現,但是缺點是熱噪音大,體積大,還有精準度也差。再下來就要談一般人比較少了解的電感材料,其實在音響器材內電感占有相當大的比例,比方電源變壓器、管機的輸出變壓器、扼流圈、音箱、分頻器,還有匹配變壓器、動圈式麥克風、LP動圈動鐵式唱頭、各種馬達、繼電器。

  談到電感就應該談到電磁現象,簡單的說,有電能就會產生磁能,有磁能就能感應電能。磁能是電能轉換中的介質,導磁是電能轉換時重要的物質,一般導磁材料有鐵、鈷、鎳、有硬磁類,像永久磁鐵、單元磁鐵、LP唱頭、麥克風頭等,軟磁性是暫時性,像導磁密度、磁通量高的變壓器的鐵心、繼電器等。

  而納米技術在音響上的運用,主要的是變壓器內的導磁介質的改革。變壓器一般使用是無方向性硅鋼片hilitecore,主要考慮成本價格及加工方便,方向性硅鋼片orientcore運用在高效率變壓器及一般輸出變壓器 ,到現在看到的絕大部分都是此類硅鋼片所生產的。但是目前也有一部份國內外廠商改用鎳鐵合金nickel 來改善變壓器的頻寬,不過這些材料都會難免在加工時,延展熱處理,回火等造成雜質。及其在實際使用上,基本的物理現象在導磁極性的轉換下,時間反應慢,造成的磁滯損,鋼片中的渦流損,而造成損失。一般變壓器最大的問題在于材料質量和速度形成銅損及鐵損,再就是如果變壓器內線圈因為有直流通過會造成磁飽和現象,減低交流電交換時所需的磁通量。尤其在單端輸出變壓器及推挽輸出變壓器在不平衡屏流的情況下,一般變壓器都在鐵心磁回路加以切斷,以減少直流的磁通飽和度。而運用納米技術所生產的導磁物體,系應用高密度堆積而成的導磁體,因為體積小,因而導磁方向改變的速度就非常快,相對頻寬就更為寬廣。

  再就是因為彼此粒子間電子不會流動,所以是非導電體,在運用上它的鐵損比一般鐵心少數千分之一,幾乎測不出來。再就是一般硅鋼或鎳鋼鐵心在使用前須要用熱處理,以改變物理特性。而一般的物質在高溫下會造成結晶狀態,所以溫度的控制相當重要,而納米技術下所生產的導磁產品是無結晶體,所以稱為納入米非晶。納米非晶因為它是堆積而成的,不像一般硅鋼片粒子互相勾結外形堅硬,能做EI 變壓器 鐵心。納米非晶相當的脆弱,無法承受外力及太大的振動,會有一點軟的感覺。它原先設計并非使用在一般變壓器,現在要使用在變壓器上會造成許多的困難,所以在實際運用上須要加以固化,及包裝保護。再來它的磁通密度和一般的鋼片不同,繞制方法及分布電容須要經過更多實驗。但就目前所得的結果使用在輸出變壓器上,會具有相當多的不同的結果。

  在納米非晶測試上,它的頻寬響應較一般鐵心寬得太多,瞬態響應及二次諧波失真更是幾乎難測得到,而且鐵損用目前手邊現有的儀器都無法測出。為要多了解納米非晶的實際性能,唯有實際裝機試聽,才能了解真正的差別。問題是當初次接觸這種東西完全不知道要從哪里下手原因是在音響上并沒有特定的規格數據?只能用猜的來做實驗。首次用了納米非晶聚磁和磁通量高的來繞了兩個50W初級5.6k輸出推挽變壓器來試,結果卻大失所望,完全不是那回事,效能高不代表質量好,聽起來聲音怪怪的,高音中音糊成一片,以為這種東西不能用,直到有天遇到一位對納米金有研究的朋友談起才知道這類產品要跟據所使用的特性,特別在加工途中針對用途性能加以改變制程,還有在熱處理時的回火要求不同,能有很大的曲線變化,接著陸續做了二十幾次不同的改善,花了兩年時間總算有了個譜,當然在這過程還有繞制上的問題,就算裝機上也會有不同的結果,不過上天不辜負苦心人,總算有譜也算讓我知道竅門,開發出真正好聽的納米變壓器。

  在實際裝機試聽后,我發現它改變一般人對真空管音響有拖慢,高音比較模糊圓滑的感覺,低音會有飽滿及拖的現象。而納米非晶實際在試聽時感受完全不同,當第一聲發來第一個感覺就是比較一般輸出變壓器明顯地好聽,透明度清晰度讓人耳目一新。再仔細聽下去更感受到各種的細節,以前沒聽到的各種氣音,口水聲呼吸聲明顯許多,空氣感、聚焦能力、縱深及定位都是一般管機難以比擬的,就像是早晨將窗簾及窗戶打開時清澈的空氣和溫暖的陽光拂面而來,讓人有一種誘人的舒暢和開朗通透的氣氛,不知不覺的讓人松懈了下來,完全不須要聚精會神的聆聽細節。那種自然不做作不像是在聽一部音響,就像一個能和你交流對話心靈溝通的人,能把各種音樂原創著內心的表達完全呈現在你的心靈中,好的音響就是能將音樂中的靈魂表現出來,而納米非晶的出現將會讓你完全同意我的說法。現在你需要的就是設法真正的聽到納米非晶的產品來證實這件事。  在實驗中突破納米材料上的各種加工困難及技術層次研發,已經克服性能上的盲點和傳統的硅鋼鎳合金鋼上的各種缺失,相信是目前全世界最頂級的音頻變壓器,使用范圍包括輸出變壓器、推動變壓器、升壓器、匹配變壓器、對稱變壓器等。尤其是在沒有鐵損及完全平衡繞制下,在低頻至15Hz仍能完美輸出,在高頻因為具有極快的反應細節不流失,失真度更是傳統變壓器難以比凝的優越性能!不過目前仍然不適合用在電源變壓器,上主要原因有兩個:第一它的截面積磁通量約一般鐵心百分之七十,體積變大銅線變長損失變大,第二納米鐵心需要延伸的空間強制固定會使性能降低,這樣下來會讓變壓器在使用時造成振動引起噪音.其實納米材料也沒必要使用在電源變壓器上。

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