交流電源裡的各種雜訊

每個人每天都在用電，多數音響玩家也應該知道，台灣家用的交流電源是60Hz的頻率。其中少數人可能知道是正弦波，但實際看過電源波型的人就不多。而真正曾經看到電源裡整個頻譜分布，而且體會到裡頭複雜成分的人，就更少了。

上圖是一位多年朋友，在國内音響界相當有地位的人士家裡測得的電源狀況。他家位于郊區山上，音響用電特别請電力公司拉專線，除此之外并無其它特别處理。圖的上半部是示波器顯示的波型，看得出波型的頂部稍微有削峰的情況，但算輕微。而下半部的頻譜，可以看到，除了主要的60Hz成分之外，高于這頻率的雜訊成分，一直向上延伸到50kHz都還有。

上圖是在另外一個友人處所測量，音響用電沒有專線。正弦波的頂端削峰的情況更明顯，同時高階的雜訊比圖01裡高出了10dB左右，而且在30到40kHz有明顯的突起。一般在市區，這是很尋常的電源品質狀況。

從這些例子可以得知，一般家用電源裡，即使拉了專線，正弦波型幾乎都還是會有缺陷，而且超過可聽頻域以上的極高頻雜訊都普遍存在。而數據裡，我的測量受限于測量器材的頻寬，隻能看到50kHz以下的雜訊。實際上在這範圍之上數十數百倍高的頻域，都還有各種的雜訊在電源中。這些進入交流電源裡的雜訊，可以說無所不在。從音響系統用電的觀點來看，雜訊可分為以無線方式進入的，以及家裡面與鄰近公私單位的電器用品（含音響器材）所産生，以有線方式進入的。

外來的無線雜訊是由各種方式産生且到處傳播的電波，因天線效應而進入供電回路。像是收音機的AM / FM訊号，無線對講機的訊号，手機的訊号等等，都有可能被各種的導線接收，轉為導線内的訊号，最後傳遞到家中。而有線的雜訊，來自各種的電器，包括音響器材。隻要是用交流電來驅動的東西，都會有電源供應器會産生雜訊進入供電線路。這些雜訊，或許本身的基音（fundamentals）頻率不高，但連帶産生的泛音（harmonics）雜訊，會向上延伸到很高的頻段。電源供應器又可細分為傳統的線性電源，以及日益普遍的交換式電源。前者産生的雜訊，頻率範圍大約是10KHz到10MHz。後者則為67KHz到200MHz，頻率較高而且較廣。除了電器的電源供應器之外，還有像是洗衣機、電梯馬達、冰箱/冷氣壓縮機等等，也都會因電磁作用（例如反電動勢）産生雜訊反饋到電源之中。

上述的污染源之外，任何數位器材，例如電腦、手機、數位影音器材等，都有石英振蕩器以極高的頻率在運作。它們會産生的污染，除了以有線的方式進入，還會以無線輻射的方式傳播，然後被天線效應感應到供電線路。這些雜訊的頻率範圍，約在8MHz到500MHz。

線材的角色

前文提到，無線雜訊會經由天線作用而進入到導線裡頭。而進入的程度多寡，與進入後傳遞難易程度及造成影響的大小，就與導線外的包覆，所用導體材質，繞線方式，粗細/長短等因素都有關系。例如不同波長的無線訊号，在接收時所需的天線長度長短不同。因此，某長度的導線，會與波長接近的訊号産生交互作用而變成接收天線。由于無線訊号的波長範圍極廣，因此不論多短多長的導線，總有訊号會被它接收，所以很難避免。而在有線雜訊方面，不同的線材傳播訊号時，是否會使雜訊的傳播較容易衰減，也影響到最後進入器材的雜訊多寡。

不同的音響電源線會造成音質差别，幾乎每個音響玩家都有親身的體驗。這些差異的來源，大部分來自于線材是如何面對無線/有線雜訊，以及雜訊進入到器材之後的反應。舉例來說，線材A對X頻率的雜訊有較佳的免疫力，而線材B對頻率Y的雜訊有較佳免疫。如果接到同一台器材上，這器材本身對Y頻率的雜訊有比較好的阻絕能力，那與線材A就是比較好的搭配，因為可以将較大頻域的雜訊給擋下來。如果是同樣線材接到另一台器材，其效果可能就會反過來。在這裡，甚至線材A與B隻是不同長度的同樣導線，都可能會産生這種現象。

交流雜訊對器材音質的影響

電源是音響發出聲音的能源基礎。幾乎所有插電的器材，都在交流電進入後将之降壓，整流為直流電，再給各元件提供工作能量。喇叭／耳機發出的聲音是如何産生的？就是從音源開始的訊号，經過前級放大，到了後級擴大機把訊号加之于整好的直流電上，再來驅動喇叭。如果在各個器材所整成的直流電裡，還有殘存的雜訊，不但會影響到元件的運作，而且向下遊傳遞，最後就會傳到喇叭/耳機。即使人耳聽不到的雜訊，進入分頻線路及單體的線圈等處，也會幹擾喇叭的發聲，影響到背景的安靜度。雜訊若是在可聽見的頻域，那就會随着喇叭發出的音波傳入耳朵。

我曾經在不同場合說過數次，高價的器材聽起來真的會與平價機不一樣。貴的機器，廠方無疑花了許多功夫作所謂的「voicing」，這就像樂器的調音一樣，花功夫營造出想要的音質特性。除了喇叭之外的器材，絕大多數都是在電源方面花心思，在各種濾波／儲能方式上做改進。高價器材為何多數大又重？其實最主要就是來自于電源部分加強，用了大型變壓器，更完備的濾波整流及穩壓組件與線路等，來提升能量供應的穩定度，及對存在于交流電裡雜訊的免疫力。反過來想，如果用接近完美，最純淨的供電讓器材使用，這些電源部分的過濾功能發揮不到，那高低價器材之間的音質差距就會變小。

建議發燒友，想要升級音質，在考慮換器材之前，盡可能把錢花在「基礎建設」上，投資在用來改進電源品質與避震，而且有紮實工作原理的設施。不過，多數人還是甯願花大錢去買品牌響亮，外觀誘人的器材及高價但沒什麼實質減震效果的墊材/音響架。然後用牆上出來，雜訊多而且波型扭曲的電源去驅動它們。

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