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关于地线,屏蔽层,Mess Effect,静电自由电子,地盒的思考,如... [复制链接]

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地线:


地线接还是不接,这个问题一直有很多讨论。


1、地线安全:
我记得最早的时候家里都是两芯插头,那时候是没有地线的。因为家电偶有漏电现象造成人员伤亡,我自己三五岁的时候就被漏电的电风扇电过一次。因此后来家里都引入了安全地线,其最主要的原因就是连接家电外壳,如果机壳漏电则通过地线释放,不会伤到人。而且家里的漏电保护是对地线特殊照顾的,如果地线有一点漏电立刻就断电,彻底保护家庭安全。


2、地线不干净:
但是目前我们都是居住的大楼,地线上有太多的数字设备引入的干扰杂讯,可以说目前的地线已经是干扰源了。因此大V曾经说过,可以考虑把地线断开,一套系统自己一个虚地就够了。大V还介绍一个方法,就是在地线上串联电感或磁环来过滤地线上的杂讯干扰。


3、独立地线效果卓越
很早就在168看到过有烧友自己打独立地线,用一定长度的铜杆打入地下,浇盐水等等措施实现一个自己的地线,只给音响用,据说效果好的不得了。而我还有朋友电源线上用纯银来做地线。

最后编辑sprs 最后编辑于 2015-11-23 00:02:35
本主题由 版主 eric 于 2014/4/17 8:00:15 执行 主题置顶/取消 操作
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屏蔽层和Mess Effect:


屏蔽层要不要加,也是一直以来一个争论的地方


1、屏蔽层声音干净
不可否认,加上屏蔽层,声音背景更干净更黑暗。


2、屏蔽层吃掉小细节和弱音
虽然加上屏蔽层有若干好处,很多不懂音响调声的冶金线材厂家也拼命的推出各种NB的多层屏蔽技术,但是线材一旦加入了屏蔽层就显得声音没有活力,死气沉沉,清汤寡水。声音不是仅仅干净就足够的,日本艺妓一张大粉脸干净,谁愿意对着一张粉脸过一辈子。因此很多真正懂得校声的一线发烧大厂的产品要不是很小心的加入屏蔽层,要不就是干脆不用屏蔽层,而是采用复杂的编织技术来实现线材自屏蔽的效果。最终目的是要保持声音的小信号和弱音不被吃掉,有一个鲜活有生命的声音。


3、屏蔽层吃掉细节的原因Mass Effect

这个原因最早是ETI研究出来的,然后被WBT推广的。那就是Mass Effect。因此WBT的下一代插座放弃了大块的金属,采用塑料材质,上面螺旋一个金属的接触端。而ETI的插头也是负极只有一根细细的接触点,而不是一大圈金属围绕。而传统的RCA座,那一圈金属做负极也类似屏蔽层的效果,会吃掉细节。

这其中是什么原理,很简单,大块金属内部有自由电子的。高中物理中学到导线中有电流经过的时候会在导线外面形成环形磁场,如果磁场中有自由电子,自由电子会通过洛伦兹力和导体中的电流发生相互作用并做工,这个做工的能量哪里来呢,就是吃掉音乐信号来的。所以在导线附近不能有大块的金属,WBT的RCA座和喇叭座取消了大块金属,ETI的RCA头子也取消了大块金属,而屏蔽层也是一大块金属。因此懂的校声的一线发烧大厂也不太喜欢用屏蔽层,转而追求自屏蔽的编制结构。



最后编辑sprs 最后编辑于 2014-04-08 23:33:21
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无处不在的Mass Effect和自由电子:


详细解释:就是大块金属内部的自由电子会很容易在电磁场中形成涡流产生热量,如果这个电磁场是一个导线中的电流产生的,那么涡流就会吸收导体中电流的能量,吃掉电流的部分信息。铁芯发热也是因为这个涡流的原因,但是铁芯不可避免,因此才会用很薄的铁芯来减弱Mass Effect效应。


1、对线材和插接件的影响


这个词最早就是WBT提出来的,藉由这个理论,WBT下一代的插座都取消了大块金属,防止涡流的产生。而线材屏蔽层也一样会有Mass Effect效应,因此也会产生涡流,吃掉音乐信息。


2、对于机器外壳的影响




我很早之前就发现,没有装入机壳的电路板比较好听。装入机壳之后就声音就大打折扣。如果机壳良好接地,声音会好一些,如果接地不干净或者不接地,声音会差一些。分析原因应该是金属机壳有很多自由电子产生Mass Effect。而机壳内部有很多导线电流,这些电流产生的磁场会和机壳上的自由电子通过洛伦兹力互动并吸收信号细节。




3、有静电积累的机壳,Mass Effect效应尤其明显


为什么机壳接地会有用呢,因为如果机壳不接地很容易产生静电积累,静电积累了更多的自由电子,这些更多的自由电子会产生更多的涡流,吸收更多的细节。




4、Mass Effect根本原因


Mass Effect产生的根本原因就是大块导体中的自由电子会吃掉周围导体电流的信号,究其根本原因就是可以自由流动的电子惹的祸。

最后编辑sprs 最后编辑于 2014-04-08 23:34:27
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万恶的自由电子:


自由电子对声音伤害,就好比医学上的自由基损害着我们的身体,说道这里我不禁想到,如果有一个办法可以除掉机壳和线材屏蔽层上的自由电子就好了。我们可以尽情的用屏蔽层和金属机壳,而不用担心Mass Effect吃掉细节。呵呵,不过貌似是不可能的事情。虽然我们不可能除掉自由电子,但我们还是可以有一些方法来应对这样的事情。首先,我们可以用非金属材质,在不得已用技术材质的地方我们可以尽可能防止静电积累。


下面列举一些我了解的技术。希望对此有研究的朋友也大胆讲一讲自己的方案




1、釜底抽薪,用非导电的材质,木材。


例如有欧博采用木头作为机壳材料,日本也有一些牌子采用木头作为机壳材料。而且木头有特殊的中频味道,可以增加系统的味道。不过不好木头反而有不好的效果,必须小心选择合适的木头,并确保木头的耐用性。


2、再抽薪,非导电材质,亚克力


有不少品牌,采用亚力克作为机壳材料,美观又放自由电子,不过问题是亚克力有应力的问题,而要消除亚克力的应力是一个复杂的过程,不知道有没有专业人士了解这个问题可以给大家讲解一下。


3、接着抽薪,非导电材质,蒸镀膜取代金属屏蔽层。


线材屏蔽层材料其实有一个很好的突破,最近有人研究了蒸镀工艺的薄膜。在薄膜表面蒸镀一层金属,不会导电但是又可以隔离电磁辐射。非常好的材料,坛子里的”远去的山庄“有这样的薄膜可以购买。非常好的材料,推荐大家一试。


4、亡羊补牢,独立地线。


对于已经采用金属机壳的情况,虽然我们不能剔除金属中的自由电子,但是我们可以防止金属机壳积累静电,如果没有静电积累,自由电子的量会不会激增,也可以吧Mass Effect控制在一个稳定的范围之内。接地就是一个很好的方案,但是因为我们的地线不够好,前面已经讨论过。因此独立地线是一个很好的方法。不过我没有那个条件了,一不懂得地线的规范。有没有懂的朋友上来介绍一下电工地线的规范。




5、再补牢,接地盒


除了独立地线,还有一种神奇的地盒,可以防止电子积累,把自由电子控制在一个稳定的水平。据大V跟我说过,地盒产品是采用一些对静电的吸附作用的矿物质来完成经典吸收的,不同的矿物质有不同的吸附效果。通过导线把金属机壳和矿物质相连,接触到矿物质的静电会被吸附固定,这样也可以起到一部分作用。不过因为矿物质是非导体,和导体接触面有限,吸附性如何要看每个产品的设计了。从我试用过的一些地盒产品你来看,效果确实有,不过还觉得不够。









最后编辑sprs 最后编辑于 2014-04-09 00:30:35
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其他方案畅想:


大多数情况我们都是已有金属外壳的设备(功放,CD机都是金属外壳),自由电子的Mass Effect效应是无可避免的。除了独立接地和地盒,我们还有没有其他的方案,希望大家可以不吝赐教。我们也头脑风暴一下,不要有拍砖,把所有可能的和不可能的方案畅想出来。


我这里想到两个方案,仅仅是抛砖引玉,希望大家集思广益:


1、可不可以用一种膜,贴在金属表面,这样可以把洛伦兹力阻挡在金属之外,就不会发生自由电子和电流的洛伦兹力互动了。不知道远去山庄的膜是否有这个效果。


2、可不可以设计一个NB的电路,可以把金属机壳表面的自由电子吸走,不仅仅是把静电吸走,而是把所有的自由电子都吸走,这样也可以避免自由电子的Mass Effect效应。我记得PN结二极管中的P型半导体是多余空穴而缺少电子的,能不能把这个效果放大,做大整个机壳上,这样空穴就可以把电子固定下来,从而杜绝电子导出自由流动的情况。例如做一个很大P型半导体接触机壳表面?不知道哪里去搞到这个东西。

如果能搞一片做CPU的P型半导体晶圆试一下估计会有效果。
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最后编辑sprs 最后编辑于 2014-04-09 10:53:34
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原帖由 残剑831 于 2014-4-9 0:27:00 发表
宋兄的帖子必顶!坐等下文。


欢迎谈谈你的方案和感受。
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原帖由 onlooker 于 2014-4-9 9:33:00 发表
有点意思,玩个音响都上升到电子、原子什么,那时物理学家干的事。金属块?大块就自由电子多?其实音响这玩意跟网络通信技术比就是小儿科技术,顶尖技术人员少之又少,严格按现有规范走多数人基本就可以了,简单玩,简单听,安逸。


其实这些都是非常简单的高中物理。


我和北航的一个电子学教授一起聊天是曾经聊过,他是国内汽车报警器的发明人,也是世纪音功放的设计师,个人也有很多模拟电子方面的专利和电路。他说其实音响里面用到的都是高中物理知识,只要抱着科学的态度认真思考都可以在高中物理当中找到答案。
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给音响系统总供电的地方,一般就是音响的排插里面,地线上接磁环就可以。
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多谢版主设精
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其实就是初中物理学到的右手定则。还好没有辜负我当年的物理竞赛第二名的辛苦,学到知识派上用场了。
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最后编辑sprs 最后编辑于 2014-04-10 10:16:21
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我有很长一段时间,CD机都是敞开盖的,但是落灰很严重。后来去做了一个亚克力的顶盖,挺漂亮的,声音高频有点文气。就是上次搬家亚克力顶盖搞丢了。
最后编辑sprs 最后编辑于 2014-04-10 16:09:48
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原帖由 Real 于 2014-4-10 22:23:00 发表
大体看了一下
兄的说法是Mass Effect••••••••效应••••自由电子吃掉了音乐的细节(这是结论性的)
另一结论性的:涡流吃细节

如何使这个假设性的结论成立呢??

思考:
1如在消耗能量的角度来看,接不接地不能改变这个能量消耗
2对于静电,外壳(大块导体)受电源电流影响远大于信号传输



非常荣幸Real大侠参与讨论。


其实,不管是涡流也好,自由电子也好,我的观点就是一个:“自由电子产生涡流,从而吃掉细节”。


自由电子是主角,涡流是主角的动作,吃掉细节是动作的结果。自由电子通过产生涡流吃掉细节。补充一下,电子会产生涡流的原因是因为电子处在导体电流产生的电磁场中做运动,受到洛伦兹力的影响而做圆周运动。






思考:
1如在消耗能量的角度来看,接不接地不能改变这个能量消耗
[sprs]:产生涡流的大小和电子的数量有关系,如果机壳表面聚集了很多电子(静电现象),则涡流会增强,吃掉的细节会更多。当然金属机壳的原罪还不知这一个,输出信号或者电源也会通过机壳感应回授给输入级,造成对声音的影响,不过那个不在我这个主题的讨论范围。

2对于静电,外壳(大块导体)受电源电流影响远大于信号传输

[sprs]:确实电源电流更大,对机壳影响也更大。但是这个影响都是相互的,在电流影响机壳的时候,机壳也会影响电流。对于电源来说机壳对电流的影响可能还不算什么,但对于信号线来说,机壳对电流的影响就比较大了。
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原帖由 乱刀侃翻 于 2014-4-10 22:56:00 发表
实际听音结果的确支持这个结论,理论推导却并没细化下去,涡流现象,电——磁——电——热能的转化过程加上能量守衡定律高中课本也支持,但如何推导出,这一过程,对不同频率不同电流强度信号的影响是不平均的呢?如果不能完整推导,请问:涡流吃细节,这一结论如何成立!!!


老师好,这里面确实是一门很高深学问,我也是试图从一些现象来归纳总结出能够适用于现实的结论。我下面在做一个试验,如果人为地减少机壳携带的电子数量,是不是可以让声音变得更好听。理论上如果能够全部剔除机壳携带的所有自由电子,就可以完美的解决金属机壳对声音的劣化影响。


我下面打算尝试一下能不能设计一个电路来强势的吸走机壳上的自由电子,人为的创造一个自由电子稀缺的金属环境。

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原帖由 Real 于 2014-4-11 6:40:00 发表
本帖置项会更多网友关注
1兄的构想,先说了别拍砖,我就不参与再提思考了。
2兄和大学教授的对话的可能带来误区,就是大学教授会运用高中物理学知识。而兄会选择你所掌握的(认可)高中物理知识。所处高度不够。总结归纳取样偏向自己认为的方向。
3要说清兄所提出的问题,非中学物理所说的这么简单,很可能高于博士论文了。
4兄在回答我的思考,是单向性(差不多是结论性),就没很好的讨论空间了。
我可就回答再提出多个思考,但这很可能远超出音响论坛的范围,网友可能没兴趣看。

(试回复 21# sprs 的帖子)就这问题提出请个思考:
在音响应用上,电源(信号)大多都以成对出现(来回线、正负线),也就是说:这个右手定则就无从比划了,对线材屏蔽层吃掉小细节和弱音这个支撑就不足够严密了

还有...................................先一个吧



Real大侠自己的234三条意见不也差不多是结论性的么,可有证明和推导过程么?  哈哈,交流交流而已。如果碰巧我说的有道理,确实有效果,那皆大欢喜,花小钱办大事,而且这一次可能我们中国人又一次走在外国佬的前面了。如果我说的是有错误的,试验没有效果,那么至少我们也知道这条路是不对的,这也是成果是不是。IBM的leader就告诉我验证一条路是走不通的也是成就。


你提的问题恰好中学物理上面也讲过,两条电流相反的导线产生的磁场相互排斥的, 因此磁力线会展开的更大,更容易和周边发生影响。见附图,呵呵,没有辜负我的高中物理竞赛第二名吧。
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最后编辑sprs 最后编辑于 2014-04-11 22:34:42
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原帖由 cy795 于 2014-4-11 9:36:00 发表
支持LZ的积极探索,透过现象看本质,去除机壳自由电子的方法对提高音质有帮助的话,哪背后必有理论依据支持,至于LZ提出的理论观点是否完全正确、是否完善这个并不重要,若超出自身认知水平,就不必再花大量精力去搞理论分析,这些工作留给感兴趣的专业领域的专家学者去完成吧。现在希望LZ用有限的精力尽量去改进完善自己的设计,尽快做出完成度高的作品,造福烧友才是正道,实干才能兴邦,做比说强多了。


谢谢鼓励,我现在的想法,是如果可以搞到一块P型硅晶体,放在金属机壳上,用来P型半导体的空穴来吸收自由电子。应该可以减少有害的自由电子,对声音有好处。
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原帖由 Real 于 2014-4-11 22:56:00 发表
兄:
本帖我不会作正面的论证,因将比大学教程更深奥,只会作一些提问,但愿对中学的第二名有帮助。

1如将上图左的磁力线画至相交(互相包围)后看看是什么结果(將会是大小相等方向相反的)相互,抵消
2为何工业上排放电缆是紧帖,尽量减小导体距离,
3为何有音频线以绞线方式制作



Real大侠好:


1、这个问题无法画到相交,请原谅我不能违背物理规律来迁就这样一个要求,因为那种情况根本不存在。上图就是反向电流实际的电磁场的样子,不是我随便画的,是比较权威的资料上给的。你所说的有点像同向的电流的磁场,是不是把同向电流的磁场和反向电流的磁场搞混了。


2、工业上的事情我不知道,不知道就不发表意见。


3、双绞线你说的很对,这个确实有效。双绞线的方式是正是为了解决1的问题,通过人为做的双绞结构,使得反向电流的磁场在一定长度上可以实现平滑,但也仅仅是抵消一部分。一部机器里如果有些连线做一些双绞,确实可以很大程度减小电磁场的影响。
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原帖由 Real 于 2014-4-11 23:33:00 发表
兄:
1当兄无法超越中学物理课本时当然就无法画至相交了(中学课本因教学程度上只表达两导体之的磁场分布,没作两导体共同对外效应的说明)
2••••••••
3绞线外围的磁场是相互抵消的,对稍远(大于直径)范围是不作影响的




中学物理关于这个是讲的很好的,也是对的,而且和你的不冲突。你讲的是两个导线的磁力线相交,他讲的两个磁力线相交并抵消之后,剩余的磁力线的样子,外面的磁力线变的稀疏了,也就是说抵消了一部分,但是不是全部抵消。
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和Real大侠交流很酣畅
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原帖由 Real 于 2014-4-12 0:01:00 发表
中学物理是很局限的

当一个密闭(如屏蔽网内)等效电流为0时(相当于我们的信号线),等效磁场也为0




其实对于中学物理,我有不同观点,大家看看我说的对不对。中学物理讲的是现代物理学的基本原理,是现代物理学的基础。很多大学物理的东西都是从高中物理进一步谨慎推导的。因为我大学也是电子系的,出于兴趣和爱好,大学物理也是很用心的学过,真正回过头来,用得最多的,最有创造力的还是中学物理。


“当一个密闭(如屏蔽网内)等效电流为0时(相当于我们的信号线),等效磁场也为0 ”,这句话比较说得不够严谨,不管等效电流是否为零,只要电流在密闭的屏蔽网内,那么它在外部的等效磁场都为零,这是静电屏蔽的作用。而如果不是在密闭的屏蔽网内,虽然等效电流为0,外面的等效磁场是否为零,不是这么笼统的说了就行的,需要经过科学的计算。不难看出,除了在两条导线的平分切线上的点之外,其他的点距离两条导体的距离都是不相等的,而且两条导体在该处产生的磁场的方向也不是完全反向,因此通过科学的计算可以的出来,磁场只能减弱但是不能等效为零。这也是为什么双绞线存在的原因,虽然等效电流为0,但是仍然要做双绞结构来进一步减小等效磁场。


坛子里有物理高手可以站出来,评判一下我说的是否正确。
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