无趋肤效应的自制优质音频线。方案、说明

自制优质音频线，无趋肤效应。无线电电子电气工程百科全书

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在这篇文章中，我想提请发烧友注意这种效应，许多人最近称之为晶体管，有些人已经在射频和微波技术中与它作斗争很长时间了，有些人在对抗它的过程中产生了互连和价值高达数千美元的扬声器电缆，有些人试图将这种效果呈现为只不过是......发烧友的幻觉！下面我将告诉你如何在几个晚上的时间内在家中用简易材料制作出一根优秀的（即在很宽的频率范围内绝对中性）音频线，其质量不逊色于世界上最好的样品。但在一切落实到位之前，我要说的是：所有声音和高频无线电设备的设计都是错误的！

以下是您可能会提出的问题。

没有你的帮助，我们早就怀疑这一点。嗯，这是怎么回事？

众所周知，当交流电通过导体或半导体的导电层时，会发生所谓的表面效应（趋肤效应）。在这种情况下，由于电磁感应而产生的大部分移动电荷位于导电层的表面附近。集肤效应的负面影响表现在导电层的大部分中心部分不参与电荷的转移，导致导体对电流的电阻增加。此外，金属线和电容器极板中的集肤效应导致移动电子从中心到表面缓慢重新分布，导致方向性和电缆搭接的不良影响，并且电容器中的记忆效应增加。由于腐蚀而在电线表面形成的导电层金属与空气中的氧和氮的化合物具有介电性，进一步加剧了集肤效应对电缆和电线的负面影响。和半导体特性，这反过来又导致损耗和畸变的增加。集肤效应的表现程度取决于电流的频率。更准确地说，来自电流的瞬时频率。

随着频率的增加，电流通过的表面层的厚度减小。在宽带信号的情况下，瞬时频率难以描述，集肤效应导致移动电子沿导体横截面的放置完全混乱。其结果是穿过导体或半导体的宽带电信号出现非线性、互调和频率相位失真。在消费类和专业音频设备中，连接互连线和声学导线的集肤效应会导致可听信号失真，从而降低声音再现的质量。

在无线电接收设备中，集肤效应（例如，在将天线连接到无线电接收机输入端的电缆中）由于宽带信号产生的互调失真而产生的后果是降低选择性，降低信号强度。信噪比并降低实际灵敏度。众所周知，当交流电通过导体时，主要（有用）电磁波沿导体在不同电位的点之间沿直线传播。由于集肤效应，除了有用波之外，还会产生从导电元件的中心轴指向其表面、垂直于有用波方向的不需要的寄生电磁波，导致传输信号的相位失真。

在数字脉冲设备中，例如计算机，由于印刷电路板和连接器的铜导体中的集肤效应，短脉冲的形状发生畸变，从而导致同步失败和脉冲配准失败。这是提高计算机主板和连接器时钟速度的主要障碍。在超高频率下，集肤效应会急剧降低电抗元件（电容器和电感器）的品质因数。

因此，在1GHz以上的频率下，趋肤效应是限制微电路等无线电电子产品小型化的主要因素。所谓的晶体管音效就是由集肤效应造成的。在晶体管中，晶体的横截面积比电子云的横截面积小得多，就像灯中的阴极和阳极面积一样。此外，晶体管晶体表面的接触焊盘是通过细线连接的（任何见过没有外壳的晶体管的人都知道这一点），趋肤效应在其中非常自由。

可以采取什么措施来对抗这种现象？

我可以推荐一种廉价且有效的方法来中和趋肤效应。它基于这样一个事实：绝大多数导体（铜、银、铝、黄铜）和半导体（硅、锗）元件的材料的相对磁导率m为0,9999至1,0001，即约为XNUMX。

导电元件1的表面覆盖有顺磁性外壳2(见图)，并且该外壳不必紧密贴合，一些小间隙是可能的。外壳采用一层或多层固体顺磁性m大于1的介电材料（磁电介质）制成，其在宏观上具有相对磁导率m，比导电元件的磁导率大几倍，电导率低导电性和磁化反转损耗低（磁滞回线）。在图中。为了清楚起见，示出了外壳的两层：层3和层4。外壳必须相对于其表面上的导电元件固定；在间隙的情况下，其宽度不应超过导电元件中交流电的波长的一半。

它给了什么？

自制高品质音频线，无趋肤效应

垂直于图案平面在导电元件1中流动的交变电流在元件1的导电层内部产生不期望的集肤效应横向电磁场。该场的力线6作用于导电元件5内的基本移动电荷1并且从导电层的中心引导至其表面。同时，流过导电元件1的主(有用)交变信号电流在顺磁壳3的层4和2中产生相反的磁场，其力线7从导电元件的表面定向。元素1向其中心移动，并且还影响导体5内部的基本移动电荷1。两个场的强度随着电流的增加和频率的增加而增加。以此方式，实现了对寄生横向场的作用的补偿以及电流在导电层的整个横截面上的均匀分布。

对于大多数小电流导电元件来说，为了达到积极的效果，顺磁性外壳可以采用相对磁导率指数为1,5～20的材料，厚度为几十微米以上。对于导体尺寸较小的电力传导元件以及低频设备，如果护套材料的指数 m 大于 1,5，则护套可以具有类似的厚度，m 值为 50 至 50，并且导电元件的长度很大（几米），那么随着寄生横波的一起，有用波也会受到抑制，电缆自身的电感和护套本身的损耗会增加，传输的信号将接收相位转变。

为了清楚起见，这种对抗集肤效应的方法所依据的原理可以与阴极射线管（例如电视显象管）中电子束的磁性或电磁聚焦进行比较。在显像管中，电子流在真空中在高阳极电压的作用下从阴极流向阳极（屏幕）。在这种情况下，由于相互排斥作用，入射到屏幕上的电子束形成模糊的光斑。因此，必须对电子束进行强制聚焦，为此使用线圈在电子束周围产生环形电磁场。这就是实现聚焦和收敛的方式。

我建议使用电介质（例如清漆、树脂或聚氯乙烯）与导电软磁材料粉末（例如研磨坡莫合金或氧化铁）的混合物作为顺磁壳。选择介电材料和磁性材料的体积比，使得它们的混合物的电导率与导电元件的电导率相比可以忽略不计。我还建议使用介电聚合物与二氧化铬 CrO2、伽马氧化铁 Fe2O3、钴伽马氧化铁 CoFe2O3 等粉末的混合物。

这些磁性材料的相对磁导率为1,5～2,0，磁化反转时间短。它们是工业化生产的用于录音带和录像带的材料，其成本较低，尽管在强磁场中这些材料具有相对较高的矫顽力；在大多数无线电电子元件中，通过它们的电流强度不够高这些材料的硬磁特性的表现。因此，在这种情况下，由于壳体内的磁滞引起的损失较小，这使得能够实现积极的效果。在制作灵活的高质量（发烧友，现在流行的说法）非屏蔽互连或扬声器电缆时（作者在聚酯薄膜底座上使用了常规的 12,7 毫米宽二氧化铬录像带）。 uenta 在主金属（铜或银）导体上重叠缠绕 6 - 10 层。这种操作的结果是，由电缆引入的非线性失真急剧减少，并且电缆的上限传输频率从30 MHz增加到120-250 MHz甚至更高，具体取决于导线的厚度。在这种情况下，电缆采用三个编织导体的形式制成（类似于 Kimber Cable 的做法）。

除了电缆的制造之外，所描述的对抗趋肤效应的方法还可以在工业水平上应用于与任何形状和类型的导电元件有关的任何形状和类型的导电元件，所述导电元件由导体、超导体和半导体制成，相对磁导率指数约为XNUMX ，设计用于在较宽的功率和频率范围内传输电流和控制电流。所述方法可以应用于例如通信电缆、安装和连接线、晶体管、二极管、集成电路、接触装置、连接器、电阻器、电容器和高频电感器的生产。

应用您提出的方法我们会得到什么结果？

让我们享受听音乐的乐趣。

作者：Sergey Podolyak，文尼察，A 级；出版物：audio.ru/class_a/home.php

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调谐器可以接收米和分米范围内的节目并输出分辨率高达 720x240 像素的视频。提供天线输入、S-Video 输入、音频输入和迷你插孔（3,5 毫米）音频输出。但是由于USTV2004是面向日本市场的，所以不支持PAL或SECAM，只支持NTSC。但是，如果新产品被认为是成功的，Canopus 很可能会发布对其他标准的修改或简单地将适当的固件放在网站上。

与外部 CD 或 DVD 驱动器一样，该设备在与 USB 端口一起使用时也有限制。有了它，它将提供仅 320x240 像素的分辨率。除了几条电缆和一个 S-Video 适配器外，USTV2004 还配有一个遥控器（比调谐器本身大）。

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