CN1233386A - 被补偿无线电干扰例如微放电的电导体或电路的制造方法和相应的导体或电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种被补偿无线电干扰的电导体或电路的制造方法和这些导体和电路。对导体(1)的外表面涂覆半导体材料(2),所述半导体材料的电阻率系数使得所述电路保持和导体(1)基本相同的静电位,并使得随机放电电流被吸收,从而消除界面微放电干扰现象。应用于高保真、家庭自动化和仪器仪表领域。
Description
本发明涉及被补偿无线电干扰例如微放电的电导体或电路的制造方法和用该方法获得的电导体或电路。
在电信号处理领域中,电信号被储存或被转换为由人的生理接收器官直接感知的感觉现象,至今进行了大量的工作,为了在每次转换之后经过处理而保持和改善信噪比,以便改善信号的再现因而改善这些感觉现象的感知。
这方面不仅涉及感觉现象这一个领域例如声音的再现,而且涉及宽得多的领域,包括电信号的产生、电信号的传送、电信号的存储以及专门用于这些目的的电子传感器或电传感器的应用。
尤其是关于在高保真技术中声音的产生、处理、存储、以及然后被再现的领域,特别是HiFi领域,尤其是一些非常专业的讲究音质的听众,由1970年的报道得知他们可以根据功率放大器-扩音器或音箱的连接电缆的性能觉察出在高保真音响系统的音调中的可感觉到的改变。
此外,由一些人的观点看来,在更换例如连接声源如盘播放器、密纹唱片或在功率放大器的输入端的调谐器、甚至前置放大器的调制电缆时,他们没有迟疑地注意到在保真度方面的更敏感的差别。
由知名的物理学家进行的快速研究直接地表明,这些大部分呈电阻性的连接导线或电缆的欧姆电阻对于扩音器或音箱的阻抗是非常次要的,对于放大器或前置放大器的输入阻抗更是如此,因而,这种易变性首先显示主观的特征。
根据电路理论进行的一种更充分的研究允许从整体上考虑能够影响传输因而影响这些信号的再现的定位的或分布的特性,即,实际上影响到从声源产生的或在无线电空间中发射的全部信号。
对于放大器-扩音器连接,可以导出等效电路图,如图1a所示,其中:
在导体之间的电容C是电缆的几何尺寸和电绝缘材料的特性的函数;
被分为两部分L/2的电感L对应于由在导体中流过的电流所产生的磁场;
对于每个导体的内部阻抗Zi,由于在导体表面上的集肤效应以及邻近效应,每个导体包括电阻部分和电感部分。
关于集肤效应或开耳芬效应,其特征在于,当交流时,在导体的中心电流密度随频率而减少,而在周边却增加,如图1b所示。
对于这一现象,以米表示的穿透深度δ由下面的关系给出:
其中:
ρ代表以Ω×m表示的导体的电阻率;
μ0=4π10-7代表真空磁导率;
f代表以Hz表示的被传输信号的频率。
考虑这一现象,因为导体的实际导电的表面的减少,可以确定一个和作为导体的特定属性的导体半径r相关的截止频率fc: 其中:k=1.910852r是导体半径,ρ和μ0前面已被定义过。用于发射最大频率fc的导体的最大半径由下式给出: 因而,对于铜,fc=20kHz,得到r=0.623mm,即φ=2r=1.25mm。穿透深度给出如下:f Hz δmm
10 20.6
100 6.52
1000 2.06
10kHz 0.65
100kHz 0.206
这些结果表示,该深度根据发射信号的频率尤其是在音频范围内而改变很大。因而,对于HiFi技术,建议利用具有小于6/10mm的直径的芯线导体进行调制连接,在放大器和音箱之间的连接利用平行设置的5/10到6/10mm的芯线实现,以便根据长度而获得横截面在1.5到3mm2之间的电缆,每根芯线被单独绝缘。利用较大截面的电缆的唯一的实际效果是在低频时信号衰减较小,因而相当于“增强”了这些信号的作用。
除上述现象之外,特别是对放大器-音箱连接电缆而言,如图1c所示,这些电缆可以经受邻近效应。该效应只发生在高频的周期的或者伪周期的信号的传输期间,平行的迂回导线中流通的电流具有减少发射的磁通的效果。
对于两个圆形截面直径为φ、中心轴线的距离为D的平行导线,考虑集肤效应和邻近效应,一种近似计算能建立在音频范围中大于10kHz的高频的传输电缆的线路阻抗值。该线路阻抗系数以Ω/m表示为以下的关系:
在这个关系中,K,ρ和δ是在上述的集肤效应现象中定义过的参数,Pm表示每个导体的周长。乘积Pm×δ代表对电流呈现的有用的截面,项(
)代表邻近效应的贡献。不过,只要D>>φ,这一贡献便可以忽略。
上式(4)是重要的,因为它能够建立使人信服的或实际的结论,即具有相同欧姆电阻和相同的φ/D比例的导体按照传输信号的频率具有绝对相同的性能。因而,构成导体的金属,铜、金、银、铝的选择,只要欧姆电阻和φ/D比例的特性被满足,根据传输信号的频率对电缆的性能没有任何影响。
应用于音箱电缆的线路理论,每个电缆元件利用特性阻抗 的传递函数Г来建立模型,其中Z代表导体的串联阻抗,且Z=Zi+jLω,
,以及ω=2πf,Y=jCω是并联导纳,传输常数
可以建立放大器-音箱传递函数,如图1d所示,其形式如下:
其中z代表音箱的复阻抗,l代表连接导线的长度。
对于在音频范围内的频率,并且对于连接长度l小于10米的情况,chγl≈1,shγl≈γl,式(5)被简化为:
其中Z以Ω/m表示,z以Ω表示,l以米表示。
因此,线路理论主要表明:
任何放大器-音箱连接电缆对于其自身的阻抗是可看做相似的;
这种电缆的电容是可忽略的。
考虑上述的分析,根据连接电缆的特性而改变的,任何可能引起高保真音响系统的音质中的可觉察的改变的唯一的现象,显然可以只认为是由于集肤效应,乃至邻近效应。
另外的研究使M.JOHANNET进一步考虑通常被认为是“次要”的然而非常实际的现象,例如:
在非绝缘的多股导线的情况下,导线股之间的接触现象;
在电缆绝缘中的记忆现象,一种在本质上非常复杂的现象。
在非绝缘的导线股之间的接触现象,如图1e所示,引起股间的细流和股内的细流,股间的细流经受非线性的股内电阻,尤其是对于低电平的信号。这个现象在股的表面存在氧化物时加重,这说明了利用铜或抗氧化的材料的优点。
已经提出的并在当前被使用的解决办法是使用直径小于6/10mm的分别绝缘的股,以便对抗集肤效应。不过,这种解决办法引入了和上述的非常复杂的现象有关的困难,即关于在绝缘材料中的记忆现象以及在金属-绝缘材料和绝缘材料-空气界面的电平。
绝缘材料的记忆现象是公知的,并且Jacques CURIE在19世纪末尤其研究过。这种现象在下面的情况下很明显:被充电到起始电压V的电容器脉冲放电,伴随着对电容器端子的或多或少的电压快速返回,该返回电压是起始电压V的一部分。能够解释这一现象的假设要求,或者在放电期间完全不释放在充电期间穿透进入电容器的绝缘的介电材料内部的自由电子或离子,或者由于电容器绝缘材料的分子的“惯性”,在充电时分子的极轴被移动,但在放电时没有完全恢复其初始位置,此外,或者是这些假设的组合。
提出的用于减少这一现象的解决办法是借助于外部电压对电缆绝缘进行极化,所述外部电压通过大电阻施加于绝缘上。这种解决办法,应用于放大器-音箱连接电缆、PTT极化电缆和极化的FLATLINE电缆,已经看到其结果在唱片爱好者范围内可接受的程度,见A.F.D.E.R.S.,法国记录和音响产品发展协会(the FrenchAssociation for the Development of Recording and SoundReproduction),Myrha街6号,75018巴黎。
然而,这种可接受的并且已被接受的解决办法不能够确定关于这种不希望的现象的物理特性。关于HP PTT极化电缆,其具有非常低的合成电容,大约为10pF/m,这种电缆似乎不产生这种现象。类似地,对于FLATLINE调制电缆,其宽度不超过1.2mm确实不存在和集肤效应有关的问题,而使用的绝缘材料,TEFLON,聚四氟乙烯,是一种最好的电绝缘材料,尽管不完美。
除去上述解决办法之外,一种现有的解决办法是使用漆包电缆,这种方法已经引起有关部门的注意。具体地说,这种电缆被用在电子管放大器输出变压器中,已经显示出优异的性能,没有收到唱片爱好者的明显的反应。它们由十分之几毫米或更大的的铜导线构成,涂覆一层或几层具有聚氨基甲酸酯清漆基的漆。
关于漆包线的放大器-扩音器连接电缆,每个电缆由两个独立的单独的导线构成,每个导线由8到16个5/10mm的基本股的漆包绞线构成,根据连接的长度,使得截面为1.57到3.14mm2。为了最大程度地减少集肤效应和邻近效应,在绞线中在每个基本导线是一致的,因而,在绞线中连续地占据整个导体截面中的全部位置。电缆对于连接销的连接通过在600℃的锡池中进行,这使得瓷漆挥发,并在铜上镀上锡,以便达到专业的音质。
借助于另外的股或借助于没有进行信号传输的一个股可以进行极化。
关于调制电缆,最直接地解决办法是通过5/10mm的两个漆包线使导线芯和导线的地相连。为了限制电缆的电容,可以制成紧密缠绕的两根漆包线,唯一可能的一种最佳的缠绕是大约1cm的间距绕1次。
如图1f所示,这种调制型电缆的一个重大改进是在调制源的输出端插入一个1/1的变压器并在放大器的输入端之前的电缆上插入一个铁氧体磁心。这些措施能够阻断被严重干扰的共模信号,为来自例如调谐器或光盘(CD)播放器的信号源的信号同时在两根导线中通过时。
上述措施和改进可以获得良好的结果,的确,所得的结果超过了借助于HP PTT和FLATLINE极化电缆所获得的结果。
然而,除去阻断共模信号之外,这样进行的改进的物理性质并不总是立即显示出来。
为此,M.JOHANNET再次进行了研究,其从特别简单的2×1W的放大电路开始,其电路图如图1g所示。该放大器电路公开在法国1995年3月第32期L’Audiophile杂志,其中涉及一种具有积分电路和晶体管的放大器,最初的设计是为了减少在专业范围内认为是半导体放大器的基本缺点的热失真。
关于电信号的传输问题是这个研究的唯一目的,该放大器可以简化为图1h的电路图。其中1000欧姆,从5到100pF的可调电容的电路可以稳定运算放大器AOP的操作。该电路不是重要的,因为具有增益9.2的运算放大器AOP,其增益值本来就是稳定的,再加上放大器中的饱和影响。的确,在音乐的暂态过程中,饱和,即暂态峰值限幅,听起来并不是令人不舒服的。但是这饱和很可能干扰放大器的内部电路,然后后者由于“混淆”,而不能正确处理伴随着这一干扰的相当小的信号。C值的调整通过实验进行。
在这些研究期间,在第一次试验时,由M.JOHANNET预定的值为47pF,电容器是聚苯乙烯电容器。听众的主观效果是好的,任何峰值限幅的感觉消失了,但是,按照非常专业的唱片爱好者的感觉,声音显得“无力的”,即没有热情。
然后利用可调的PHILIPS公司的TEFLON电容进行第二次试验。在这次试验中,使用专业音质的采用一级的介电材料TEFLON的电容器,通过仔细调整,以便得出优异的结果。
和预期的相反,来自这样配置的放大器的声音具有明显的音质降低和混音,得到了失望的结果。
然后进行第三个对照检查试验,该试验利用电极之间没有绝缘材料的空气可调电容器代替可调的TEFLON电容器。其结果是,放大器的音质变劣的现象立即消失了。把这个新的电容器调整到30pF的数量级的值,不仅能够恢复原始放大器的优美的声音,而且能够得到这个放大器超出一般的容量,而且经得起信号限幅并恢复在至少等于20至30W的功率下传输和放大的信号的主观印象。
具有一个可忽略的推测值30pF,但具有当前使用的一种较好的电绝缘材料的电路或导线的主观音调性能的失败,在任何情况下不能归因于前述的现象之一。
这些研究使M.JOHANNET将电路的绝缘材料/导体界面,例如电容器的不满意的性能归因于在这种绝缘/导体界面存在双极分子、吸附的氧,此外,在导体-绝缘分子接合处的电气微放电可能引起产生无线电干扰的干扰辐射。这种发现的证明在本说明的后面给出。
本发明的目的在于提供一种被补偿特别是由于电气微放电引起的无线电干扰的导体或电路的制造方法,其中在这种电导体或这种电路或者更一般地说导体-绝缘界面处的表面必须是支承表面。
本发明的另一个目的在于,使用被补偿特别是由在这种电导体或这种电路的表面上的电气微放电引起的无线电干扰的电导体或电路,在这些被补偿的导体或电路上的这种微放电被显著地减少或消除。
本发明的另一个目的在于使用这样的导体或电路,它可以被用于在例如家庭电气电子设备、HiFi系统以及仪器和计量设备等技术领域中传输与/或处理模拟和数字信号。
按照被补偿无线电干扰的电导体或电路的制造方法,所述无线电干扰是由在通电时存在于所述电导体或电路上的电气微放电现象产生的,值得注意的是,本发明的目的在于,在所述导体或电路的外部裸露的或涂敷有绝缘的表面上施加半导体涂敷材料,这种半导体涂敷材料具有这样的线路电阻率值,同时允许电导体或电路的外表面保持接近导体的局部静态值的恒定的局部静态值,同时吸收全部由这些干扰现象引起的随机电气放电电流。
本发明的方法和电路不仅用于HiFi电子设备结构,而且用于家庭自动化,用于仪器仪表、计量学和数字信号的传输。
通过阅读下面的说明并参阅除现有技术的图1a-1h之外的附图,可以更好地理解本发明。
图2a示意地表示具有介电绝缘材料的可变电容的结构;
图2b-2d表示总是存在于处于由给定的电子或电气信号产生的电压下的电路或导体或电缆的绝缘的介电材料/导体界面上的双极分子的状态;
图2e表示在两个圆形截面的直线平行导体之间存在的电容耦合的等效电路;
图3a示意地表示本发明的方法的实施;
图3b以说明的方式表示实现本发明的方法的第一改型;
图3c以说明的方式表示实现本发明的方法的第二改型,其中使用的半导体材料在包装之后呈液体或凝胶的情况;
图3d表示本发明的方法的一个特定的实施例,其中液体或凝胶半导体材料具有如同铁磁流体的铁磁性能;
图4a,4b和4c以透视图和沿着纵向对称平面的截面图表示应用本发明的方法获得的导体或电路;
图5a,5b表示在电导体的绝缘金属界面上的电气微放电现象的模型;
图5c-5f表示这些微放电现象的时序图;
图6a表示按照本发明被封装在液体半导体材料中的电子电路,其事先在其裸露的导体部分上涂敷有绝缘材料;
图6b表示配备有具有铁磁性能的半导体材料的磁吸持(confinement)作用的高频扩音器的截面图;
在说明本发明的被补偿无线电干扰的导体或电路的制造方法之前,将结合图2a-2e给出由发明人M.JOHANNET进行的观察和发现的理论证明。
这一证明根据对上述的图1g和图1h所示的放大器进行的研究。
参看图2a,首先回顾可调TEFLON(聚四氟乙烯)电容器的结构,其由分别是固定的和可动的扇片叠置而成,在图中分别由SF和SM表示。TEFLON绝缘板F1被插在相邻的扇片之间。
事实上,和一般被接受的观点相反,绝缘和导体的表面不是裸露的,而是覆盖有被吸收的或黏附的空气分子层。
更确切地说,被暴露在空气中的固定扇片SF和可动扇片SM的金属表面几乎直接地被所吸收的氧的单分子层所覆盖。如图所示,除去空气分子之外,还可以发现其它和导电表面接触的分子,例如氮、二氧化碳CO2、或水蒸气H2O。
然而,在这些分子当中,至少有两种可以在电场的作用下经受极化效应:氧和水蒸气。
上述的分子和电容器电极接触,即和可动扇片以及固定扇片的金属表面接触,因而,在这些电极上施加的电压的作用下发生极化,当然,在某一延迟之后改变极性。事实上,上述的分子经受转换,最后在相反的电压的作用下不定位,当然,这伴随着乐音的音频信号而频繁地发生。
这种过程解释了具有上述的聚四氟乙烯的可调电容器的特别有害的效果。确实,在负反馈环中引入延迟,即在图1h所示的5-100pF的可调电容器、100欧姆的校正电路中可能引起在放大器的输出端的明显的音频干扰。
还说明了上述的干扰极化现象和这些导体的表面的微放电有关,这些微放电只能使这一现象变坏,因为在这种界面微放电之前或者在这种界面微放电时发射无线电干扰。这种微放电现象将在本说明的后面说明。
对上述讨论的第一个争议是,在空气电容器中也存在氧气和水蒸气分子。
事实上,在空气电容器的情况下,在导体表面即在可动扇片SM和固定扇片SF表面的电场由于没有介电材料而弱得多,正好相反,按照公知的方式,在电容器具有介电材料的情况下,这电场被乘以介电质对空气的相对介电常数。事实上,因为使用高质量的聚四氟乙烯介电材料,所以在导体表面即固定扇片和可动扇片表面上的电场比空气电容器的情况下大得多。此外,考虑这样的事实,即绝缘材料不会扰乱分子,因而吸收现象永久存在,这些分子喜爱这种较大的迁移率和引入的延迟,因为这时反馈环非常弱,这说明空气电容器具有近于完美的性能。
在电导体例如电缆包覆有绝缘黏附很弱的绝缘层的情况下,可以观察到同样的现象,下面结合图2b-2d进行说明。
图中所示是电缆的对称的纵截面,示出例如为铜制成的中心导体C,绝缘层I,绝缘体例如是PTFE或PVC的材料涂层。
如图2b所示,在导体C的表面存在上述的双极分子MD,由于存在绝缘层I,当其凝固时吸附现象至少被减少。在任何情况下由于绝缘层I的存在吸附的双极分子不能从导体C的表面层消除。
如图2c所示,在信号例如音频信号传输期间,在此时存在的电压的作用下,双极分子MD经受在电导体C和绝缘I之间存在的极化电场,并被重新定位或进行与其位置和被传输的信号的瞬时极性直接相关的定向。
在传输信号的极性改变期间,如图2d所示,双极分子MD返回不同的位置,以便平衡由在导体C和绝缘材料I之间存在的极化电场产生的静电力,这个过程和微放电有关。
由于上述的位置改变或方向改变具有一定的惯性,即便很小,这惯性在传输音频信号的状态下也引起某个延迟,这延迟引起音频反射效果。
上述的证明当然基本上是定性的。然而,这表明在导体和附加有可极化的分子的绝缘层之间的接触现象仍然知之甚少。作为一个说明性的例子,回顾一下大约100年来一直被研究的被称为Branly效应的现象,该现象至今没有明确的解释,而确实被认为,这种现象和最初的绝缘金属线之间接触现象有关。
对于由两个平行圆柱导线例如CA、CB构成的连接电缆,上述现象的大致的模型如图2e所示,这一连接电缆相应于上述的调制电缆。
在图2e所示的模型中,
C0是金属-绝缘界面的等效电容;
C1是互相接近的导体之间的电容;
C2是导体-地之间的电容,即相对于其安装环境而绝缘的每个导体的电容。
在导体CA和CB之间施加电压E,得到电流如下:
在图2e提出的模型中指出,金属-绝缘界面的电容C0代表上面结合图2b-2d说明的双极分子的定向和运动现象而产生的非理想的电容。
考虑前面的分析,按照由本发明人M.JOHANNET进行的观察和发现的一个显著的方面,显然应该减少这一电容C0的影响,这电容当然对音质即对相应的连接电缆的信号的传输音质具有不受控的和有害的影响。
在采用的第一个解决办法中,建议的措施是尽可能地减少上述电容C0的影响。
减少这个影响包括两个互补的措施,这些措施应用于实现构成在由光盘播放器构成的源和图1g、1h所示的1W的放大器之间的调制电缆的连接电缆。
在一方面,所述措施在于:
使用5/10mm的漆包线,每个导体一根线,因为上述的漆包线的性质,按照上述的研究,这种元件的特性可以最大地减少电容C0的值,并且,在第二方面,
尽可能减少电容C2+2C1即连接的双线特性所固有的耦合电容的影响。
第二个措施是使导体和邻近的地隔开,并使构成连接的去和回两个导体之间的距离最大。事实上,这样构成的连接包括两个5/10mm的漆包线,在光盘播放器源和放大器之间的50cm的连接长度上隔开大约1-2cm。
获得的结果和预期的一致,由放大器和由扩音器或由音箱再现的信号,如果其它情况都一样,具有从未有过的特性和本质。
这种结果允许上述的理论证明被证实,当然,作为一种试验模型,允许关于电缆的记忆效应的令人错愕的危害的假设被证实,尤其是对于调制电缆。的确,对于这种电缆,起作用的电容是值得注意的,因为被传输的电压相当高,在几伏的数量级,而kΩ数量级的输入或输出阻抗是不能忽略的。
在放大器-扩音器、音箱连接电缆的情况下,在接触的两股之间可能出现记忆效应,激励这一记忆效应的局部(local)电位差可能存在,而且,这一记忆效应现象由于使多个导体并联而引起的集肤效应而被复杂化。
前面的研究证明对于理解在HiFi系统中使用的调制电缆和放大器-扩音器连接电缆的性能是极其有价值的。
尤其是,揭示了对于连接电缆的保真度十分重要的是,在导体和绝缘之间存在的电场中具有气体双极分子,这双极分子可以是微放电的介质。
这种观察结果说明了在高温下镀漆的漆包电缆非常满意的性能,在高温下镀漆可以消除吸附的双极分子径迹(trace)。
然而,考虑到用于构成漆皮的绝缘层的很小的厚度,双极分子可能被吸附在绝缘即漆皮的表面,相同的双极分子也处于由所述信号产生的电场中,因而也可以干扰被传输的信号。
考虑到这一观察,新的措施和新的试验是忽略上述的漆包线导体,由上述的双股导线构成连接,所述双线是一种抗静电型产品,其可能至少暂时消除清漆表面的双极分子的积聚,以便完全证实上面的假设。
获得了结果是直接的,并且其改进是惊人的,尽管是主观的。这种改进延伸到低频音域支持的频率范围,其消失持续很久,而中频记录器在协调方面有进展。
作为非限制性的例子,下面给出使用的抗静电产品:
PHEMASTAT,由法国,93420 Villepinte,Georges Clémenceau林荫大道1号,PHEM S.A.公司生产;
ANTISTATIK 100,由KONTAKT CHEMIE公司生产;
STATIJELT,由法国92400 Courgevoie,Verdun大道112号,JELT公司生产;
GRAPHIT 33,由KONTAKT CHEMIE公司生产。
关于这后一种抗静电产品,在淀积石墨导电层之后进行了试验,然后进行擦试,所述导电层必须非常薄。
试验表明,应用上述的抗静电产品可被隔开,但是对于连续不断的收听最好更新它们。
然而,构成例如调制电缆或用于HiFi系统的放大器/扩音器连接电缆的电缆和导体的处理在有限的时间内是有效的,这时间是温度和湿度的函数,并且能够达到数小时。然而,这种操作方法能够使得由本发明人M.JOHANNET进行的研究和观察以及发现被证实。
下面参照图3a说明一种按照本发明的被补偿尤其是由电气微放电现象产生的无线电干扰的导体或电路的制造方法,该方法能够获得与通过借助于抗静电产品的处理而获得的那些结果接近相同的永久的结果。
一般地说,双极分子极化现象和存在于电缆的绝缘/导体界面或漆皮/导体界面处,即漆包线的绝缘-空气界面的微放电,当然在电路上可能被加重,所述电路只不过是具有不同的特定功能的导体装置。
为此,本发明的方法不仅用于制造允许传输信号例如音频信号或其它信号的导体或电连接电缆,而且也用于被补偿尤其是电气微放电与/或双极分子极化的这些现象产生的无线电干扰的电路的制造中。
作为非限制性的例子,本发明目的的方法将按照通用的目的进行说明,在被补偿无线电干扰的电导体的制造范围内,包漆导体的概念,如前所述,由于上述的原因也适用于电路的概念。
例如如图3a所示,作为非限制性的例子,作为本发明的目的的方法在于,在导体1或电路的外表面上,施加半导体材料2的涂层。这种半导体材料具有这样的单位长度的电阻率值,使得电导体1或电路的外表面能够同时被保持在接近于导体1的电位的恒定的静电位,并且使得由干扰现象引起的随机放电电流可以被吸收。作为一个纯属说明性的例子,如图3a所示,其中示出导体1,例如圆柱铜线,可以进行相对于喷洒系统作平移运动Dep,相对于其轴线作旋转运动Rot,喷洒系统具有气溶胶或粉状产品,由容器和喷嘴示意地表示,由手动或自动的方式控制。
当然,在这个实施例中,示出了使导体在喷嘴的前方平移的速度和转动的速度,这些速度被这样计算,使得形成均匀的几微米厚的薄膜2,盖住整个导体1。
关于使用的半导体材料,应当指出半导体的概念是相对于非金属体而言,其不完全导电,并且在温度增加时其电阻率减少。这个定义相应于由LAROUSSE大词典,1982出版,第9478页给出的半导体的定义。
当然,为了在导体1或电路的外表面涂覆半导体材料2的操作,并不限于喷洒。与此相对,例如如图3b所示,也可以使用其它的操作,例如在图3b的步骤a)中把导体1或电路浸湿(trempage)在例如半导体材料的池中,如同把导体1或电路浸没(immersion)在半导体材料的这同一个池中一样,以便完成导体1的外部表面的浸渍处理,浸没时间被这样确定,使得池中的形成半导体的分子可以被吸附在导体1的导电表面上。
此外,如同3a所示,应当理解,其它的操作,例如可以喷射半导体材料的粉状液体或气溶胶。
在所有情况下,如同3b的b)所示,每个操作之后,要进行半导体材料的稳定化操作。
在稳定化操作之后而获得的半导体材料膜2可以是液体或固体,如果需要,可以呈胶体的形式。
如图3b所示,当在稳定化操作之后半导体材料2呈固体或胶体形式时,所述的稳定化操作可以是受控的干燥操作。
按照使用的半导体材料的性质,干燥可这样进行:在施加半导体材料层2,如果需要形成两层或几层半导体材料层之后,在敞开的空气中,即在环境温度下,在每次施加之间需要两个小时的时间间隔,或者与此相反,为了加快所述过程,在受控的环境中,即在烘箱中,形成有半导体薄膜或层2的导体1被放在加热的容器中,例如其温度为60℃的数量级,加热1小时。
下面给出对于特定的半导体产品实现本发明的方法的更具体的例子。下面的方法使用清漆类半导体产品,它由VON ROLL ISOLA公司销售,标号为8001,该产品在法国由UDD-FIM公司经销。作为另一个例子,有一种在水中可溶混的保护层,具有本征的聚合物导体基,聚吡咯(polypyrrol),由DSM公司在荷兰制造和销售,参见法国出版的工业与技术杂志(Industrie et Technique),No 761。作为另一种替代物,可以使用由法国KF电子公司销售的胶体石墨。
操作方法是涂覆例如由未被扭绞的5/10mm的漆包线构成的调制电缆,每个迂回(aller-retour)导体被涂上一层几微米数量级的这种清漆。导体被分开大约1cm的距离,以便在图2e所示的实验条件下进行声源和放大器之间的连接,能够获得非常显著的、直接的和持久的由声源提供的信号的传输的改进。
对于在放大器输出和扩音器或音箱之间的连接电缆进行类似的操作。这种连接电缆由5/10mm的扭绞的漆包线导体构成,其经受类似的喷洒,以便构成几微米厚的层。
以清漆的形式进行的这种半导体材料层的应用给出了惊人的结果,其特征在于几乎完全消除了主观的背景噪声。
用这种方式处理的调制电缆和放大器与扩音器之间的连接电缆的组合,这些电缆构成漆包线导体,在上述的条件下利用半导体清漆浸渍,是尤其显著的。
虽然带有主观性质,但是,所表现出的感觉的特征在于,声音特别柔和,没有背景噪声和失真,微信号的分析表明没有被传输信号的固有损失。从知觉的观点看来,表现出有经验的感觉是,能够发现由声源播放的存储介质的不同内容。
不过,作为本发明的目的的上述方法的实现,已经表明,为了增加对连接电缆、调制电缆和放大器-扩音器连接电缆进行的处理的有效时间,最好实行以下的预防措施:
例如,利用调色板混合器(mélangeur àpalette)对产品进行充分混合;
涂覆可以用酒精稀释的第一薄层;
在第一层干燥之后,即在第一层施加之后至少半小时涂覆第二层。
在考虑和研究之后,认为所得结果的音质可能归于:
对涂覆在电导体上的半导体材料层的最佳电阻率的研究,
对于在半导体材料和传输信号的导体的导电部分,或者和覆盖这些导电部分的绝缘清漆之间的紧密的、几乎是完全的接触的研究。
在用这种方式处理的连接电缆上采取的物理措施表明半导体材料层具有在0.1Ω×m和100Ω×m之间的电阻率ρ。和半导体清漆有关的半导体材料层的电阻具有103和105之间的一个值。
由本发明人M.JOHANNET进行的研究和观察使得他从完全液体半导体材料开始来实现按照本发明的方法,即采取上面给出的定义,特别是为了满足关于最完好、最紧密的接触的条件。
在第一种方法中,所用的液体是电解液。
一种优选的溶液是使用在水中溶解氯化钠NaCl而成的溶液,其方式使得获得所采用的线路电阻率值。
作为一个非限定性的例子,相应于所用溶液的浓度和电阻率值如下:
浓度
NaClα/l 2Ω×m
0.6 9.1772
5 1.2005
10 0.6285
20 0.3349
28 0.2441
根据盐浓度S,溶液的电阻率值ρ的关系式如下:
ρ=5.3676S-0.927在20℃的温度下 (8)
在此关系中,盐浓度用g/l表示,电阻率以Ω×m表示。
相继的实验表明为了获得上述无线电干扰的最大吸收效果的溶液的最佳电阻率被设定为对于大约10的浓度(puissance)电阻率ρ=1×Ω×m。
在这些条件下,尤其是在本发明的方法的优选实施例中,使用的盐溶液被控制为9g/l的生理盐溶液构成。溶液的最佳电阻率值ρ=0.7Ω×m。
按照一种实施例的改型,盐溶液可以由氯化钾KCl溶液构成,浓度为11g/l。这种盐溶液的优点是对于正负离子具有相同的离子迁移率。
在每种情况下,盐溶液的pH最好等于7。此外,可以加入抗菌和抗海藻(antialgues)的起稳定作用的产物。
在这种情况下,当在稳定化操作之后使用的半导体材料是希望的液体或者是胶体形式时,按照本发明的方法可以用以下方式实现,将结合图3c进行说明。其中的操作方法可以实现本发明的方法,将根据该图以放大器-扩音器连接电缆为例进行说明。
在这种情况下,导体1最好被制成5/10mm的8股的漆包铜线的形式,例如由LE GUIPAGE MODERNE公司在法国销售的,标号为ST2.NG的漆包线。这些股被成对地扭绞,以便校正在上述说明中说明的集肤和邻近效应。
半导体材料溶液例如以生理盐溶液的形式得到,如图3c所示,稳定化操作可以这样进行,首先,在最后密封的壳体3内,封装导体1或电路。这装壳操作如图3的a)所示,密封的壳体3例如非限制性的可以是4/7mm的聚乙烯管。
在上述的装壳步骤a)之后,进行如图3c中的b)所示的成形步骤b),其中例如该部件被构成U形,导体1的端部伸出密封壳体3的两端。
在成形步骤b)之后进行填充步骤c),如图3c中的c)所示,在导体1和密封壳体3之间利用含盐的溶液形成一个间隙。在图3c的c)中,示出了使用非限制性的一个容器或管子进行填充。不过应该指出,为了消除在密封壳体3中含盐溶液中的气泡,这种填充操作最好通过吸抽操作进行。
在填充步骤c)之后进行步骤d),如图3c的d)所示,对端部进行密封。最好利用硅粘结剂制成适合于确定的密封壳体的的防水密封,用于密封密闭壳体3的端部,导体1的端部以这样的方式通过密封的壳体,使得借助于在每个端部放置可热缩的套装物或者套筒盖住整个端部,以便保护密封。作为一个完好的密封,应当是用聚四氟乙烯带,其上涂覆硅连接剂的薄层,包扎管子和导体的端部,整个端部由可热缩的套筒保持。在优选的方式中,端部的密封可以借助于加热的夹具在管子上或者在可自熔(auto-soudable)的热塑料包皮上进行。
相同的方法可用于制造调制电缆。在这种情况下,应当指出导体1是一根5/10mm的漆包线,而密封壳体3由3/6mm聚乙烯管或任何相当的管构成。该实施例的方法是非限制性的,可以设想,对于构成调制连接电缆的每个导体,使用两个扭绞的漆包线,以便构成连接线的每个导体1。
特别应当指出,除去已经说明的构成调制电缆连接线的漆包线的固有的品质,漆皮的存在可以保护铜导体防止盐溶液的任何侵袭,这使得几乎可以永久地保持传输质量。
使用按照本发明的方法获得的调制电缆和放大器-扩音器连接电缆,例如结合图3c所述的电缆,能够获得优异的听觉效果,其收听音质和音调优于前述的在半导体清漆电阻率为其最佳值时喷射半导体清漆所获得的效果。
对于参照图3c所述的实施例的方法,当在稳定化步骤之后的半导体材料是液体时,本发明的方法是非限制性的。确实,现在结合图3d进行说明,当在稳定化操作之后半导体材料是液体或凝胶形式时,这稳定化操作可以包括在半导体材料中添加一种具有铁磁性能的元素的步骤,以便形成具有半导体材料性能的铁磁化合物。在图3d中示出了这一步骤,其中借助于被称为MSC的液体半导体材料和呈粉状形式的铁磁材料的调色板混合器进行混合操作,以便制成相应的液态或凝胶的材料。
如图3d所示,利用上述混合操作获得的具有半导体材料性能的铁磁混合物被加到导体C上以便构成如图3d以虚线所示的层或套筒,并且该部件尤其是由具有半导体材料性能的铁磁化合物构成的半导体材料的套筒2然后被置于永久的或持续的磁场中,如图3d的标号
所示,以便确保具有半导体材料的性能的铁磁化合物被吸持在导体1或电路的外表面上。
作为本发明目的而提供的方法,在结合图3d所述的实施例中,发现尤其适用于扩音器本身的无线电干扰补偿的高保真领域,而不适用于放大器和扩音器或音箱之间的连接,在后面将要说明。
被补偿由在电路或电缆外表面存在的微放电现象引起的无线电干扰的电路或电缆,当它们被通电时的详细说明由结合图4a至4c给出,这些电路或电缆当然可应用上述方法得到。
如图4a所示的例子,导体或电路1的外表面上包括半导体材料的涂层2,半导体材料的概念在本发明的方法的说明中已进行过定义。
一般来说,应当指出的是,半导体材料2形成包覆电导体1的套筒,或者至少形成包覆电路的层,如后所述。半导体材料具有一个电阻率值,能够同时使该电路或电导体的外表面维持在具有恒定的局部值的静电位,所述静电位和电路或导体1的静电位接近,由上述干扰现象引起的总的随机放电电流能够被吸收。半导体材料可以是固体、液体或胶体形式,并且例如可以包括蒸发标号为8001的由VONROLL ISOLA公司销售的半导体清漆而淀积形成的几微米的薄层。
在优选的但非限定的方法中,部件可被保护套3保护,其能够确保保护半导体材料层及构成的部件。一般来说,应当指出,导体1可由合适截面的铜电线构成,具有或者不具有漆皮。
在图4b所示的改型中,电导体1可以由几股漆包铜绞线构成,中心线具有标号1和漆皮为标号10,如图4b所示。
在每种情况下,可以附加保护套3,以便保护所述部件。
最后,在半导体材料是盐溶液的情况下,例如生理盐溶液,这种本发明的被补偿无线电干扰的电路,如图4c的纵截面图所示,可以包括例如由聚乙烯管构成的密封的壳体3。密封的壳体3部分地含有电路或导体1,例如或者由5/10mm的漆包绞线构成,或者由5/10mm的单根漆包线构成。在这种方式中,电路1或电导体1的主要部分被浸在液体或凝胶形式的半导体材料中,只留下用于连接的端部不被浸在所述的半导体材料中。
此外,由图4c可见,密封壳体3的外面的连接端4和浸入的电路的主要部分互连。
如图4c所示,连接端4最好由密封件40构成,用于确保密封的壳体3的每一端密闭,这密封部件40例如由硅树脂制成。该部件可以由可热缩的护套41、例如和导体1互连的香蕉插头形的连接柱或连接端42盖住,连接插头42最好被可热缩的套筒41包围并被保持。这种制造方法能够制成标准长度的一级的电信号的传输天气(temps)和条件下具有良好的稳定性的调制电缆或放大器-扩音器连接电缆。
现在针对在未按照本发明被补偿的任何导体的表面可能产生的随机微放电现象,给出应用本发明的方法的、和借助于结合上面的图4a-4c说明的被补偿无线电干扰的电缆或电路的结构而获得的结果的证明。
在圆柱形导体C的情况下,如图5a所示,假定该导体是裸露的,这种新制造的导体几乎立即被一层或几层空气特别是氧所覆盖,除去金之外,氧对金属具有特别好的亲和力(avidité)。
尤其是在铜的情况下,氧化作用开始发生,几小时之后开始变慢。
因而,伴随着氧化现象,总是存在一层或两层深度吸附的气体分子,即,例如氧、氮或二氧化碳气体,甚至还有水蒸气。
在利用这种导体C进行的信号传输期间,施加的电位在该导体上,尤其是在导体/绝缘界面上产生被称作界面微放电的放电现象。
这种现象可能和已知的高压线的电晕效应现象有关,虽然起作用的电压大小是十分不同的。
在界面微放电的情况下,在微伏数量级的弱电压下发生的微放电只发生在和导体C直接邻近处,即在其外表面。尤其是应当理解,虽然由上述外表面的粗糙度和光洁度导致的电压是几微伏,与粗糙度和粒度测定的μm数量级的距离有关的电位差可能产生每米几伏数量级的大的局部电场。
因而,界面微放电现象也和上述的Branly效应有关。
根据电晕效应分析界面微放电现象可以参看由Claude GARY和Marcel MOREAU发表的关于电晕现象的研究结果进行,见“L’effetde couronne en tension alternative”(在交流电压下的电晕效应)发表于Librairies Eyrolle,法国巴黎,1976年。
这个研究的一些部分可以用于说明和解释界面微放电现象。
对于半径为r的被施加电位V的圆柱形导体,在其表面的电场具有以下关系:
由上式表示的电场的值的单位是V/m,D表示导体C与相邻导体或参考电位的距离,r是相对于导体表面的距离,ln是自然对数。
当然应当理解,电场的局部值当在导体上存在不平的表面时由于尖端效应而增加。这完全和使得能够观察到Branly效应的锉屑(limailles)情况相同,模制的工业导体其侧表面当然总是具有这种类型的不平度。
根据分子的尺寸,这电场当然可以是局部很强的。
对于图5a右方所示的半椭圆形的简单模拟的不均匀度,相对于所示导体的垂直表面,电场的值被表示为: 在这种关系中:c是椭圆焦点到导体C表面的距离,a是椭圆顶的距离,即相对于这同一导体C的表面的不均匀度,h是椭圆的横向一半的尺寸。
应当指出椭圆面,因此不平度,c/a比越小,在不平处附近产生的电场的值相对于在导体C表面附近的电场E0的值的放大系数越大。
作为非限制性的例子,对于c/a=0.7和c/h=3,Emax/E0=37.7。
虽然在典型的电晕放电效应中,在这些不平的顶部根据施加的电压值和信号的极性出现不同类型的放电,这些放电是Townsendavalanche类型的正放电。与此相反,在界面微放电的情况下,对于例如截止频率1至100kHz的脉冲电流的Trichel脉冲,这些放电在周围空气中不再发生,但是在和导体接触的薄的绝缘层内,即其圆周表面发生。
伴随着所用的电缆的制造方法,即挤压、连接、在模具出口处聚合,一些气体分子可以被困在绝缘材料和导体C本身之间。此外,相对于分子尺寸,在导体C的圆周面上的制造的不平度是很大的。
在裸露的导体的情况下,总是存在一个或两个,甚至几个吸收的分子层,如上所述。对于非贵金属,特别是铜,表面层的氧化几乎总是发生。
因此,在这分子层中,在直接和导体C接触时,被吸收的周围的气体或当介电质完全附着时的介电质,根据局部电场和界面的绝缘材料的绝缘和金属结构而发生界面微放电现象。
虽然这种物理现象仍然知之甚少,但是可以结合图5b和图5c至5f提出这些界面放电现象的模型。
这些导致信号的音质变劣的微放电现象,和说明中描述的观察与研究有关,这些导致在20Hz和20kHz之间的音频频谱的干扰。
这种观察意味着,在陡的前沿快速放电的情况下,这些必须以音频频带内的周期循环的形式发生。这是例如在电晕效应情况下的Trichel脉冲的情况。
在界面微放电的情况下,可以利用图5b来模拟界面的结构。这种模拟要结合图5a,在图5b中使用的符号是:
E(t),电压源,即在电缆上或者由被传输的信号,或者通过外部的无线电干扰产生的最终的感应电压;
R是界面的内部电阻;
C1是直接和导体接触的第一绝缘层的电容。因此它和在裸露的导体或在绝缘的导体上的绝缘材料的情况下的空气有关;
e是火花间隙,只要C1的端电压超过给定的门限值,便使电容C1短路,并开始衰减。
C2是导体C相对于地,即对于参考电位或对于地电位,的电容。
组合C1+e把微放电现象转移到界面,绝缘的导体C。在任何假设中,实际上存在大量的串联或并联的C1+e对,其相当于电子的跃迁,从简单的易位到本身的微击穿,物理学家称为“局部放电”。
大量的仿真提供了非常重要的结果,如图5c-5f所示。
如图5c所示,对于由1kHz频率的纯正弦电压构成的电压源E(t),在存在火花间隙e时电容器C1的端电压在正信号时假定为在负信号时的两倍。
在整个电路中的电流如图5d所示,在整体上似乎不受由火花间隙e连续击穿的影响。
图5b所示的电流的正负振幅放大后如图5e和5f所示,说明由于微放电而使电流受到干扰,干扰的频率对于负的振幅最高,尽管干扰的幅值较小。
上述按照图5b所示的模拟,从图5d-5f可以得到对所得结果的如下解释:
和微放电相关的干扰以具有局部恒定的频率的脉冲串的形式出现,其复现的频率可能落在音频频谱内;
个别微放电出现时间非常短,因此利用标准设备不能检测到,只有上述复现的频率可以检测到时才能检测到微放电;
这一复现频率根据以下参数变化:
放大电路的内部电阻
击穿门限
信号极性
击穿电容C1的值
对地电容C2的值即金属/绝缘界面的一组物理和几何参数。
对于恒定幅值的纯正弦信号,所有的微放电产生一个,如果需要则两个,在音频频谱内的附加的谱线,这些附加谱线几乎经常处于噪声中。对于音乐信号则不相同,其频谱宽得多,并且随着和信号密切相关的附加谱线的出现而不断改变。这种附加的谱线以可察觉的方式即可听的方式出现,而它们仍然难于用一般仪器检测;
对于每种微放电,即每种微击穿或在返回以前状态期间,很有可能和上述的双极分子极化的延迟有关,这延迟引起附加的复杂现象,虽然没有修改产生的附加谱线的频谱;
对于具有重复周期τ的谱线的频谱,其拉普拉斯传递函数的形式为1/1-exp(-τp),这产生类似于开环传输线的连续的频谱+谱线频谱的组合,其能够归结为和音质有关的多次令人不愉快的延迟或回声现象的情况。
由界面微放电产生的电压干扰是非常突然的,因而衰减得十分快。因此,它们只是局部的,但无疑通过辐射或电容感应产生影响,在另一方面,对流过导体C的电流密度具有广泛的影响。
然而,需要注意,在绝缘的电缆中在上述导体/绝缘界面处的特定的传播方式的存在,这种传播方式相应于Maxwell方程的一个特解。按照这种在标准的绝缘导体C中由界面微放电产生的辐射的传播方式的传播因此可以被排除。
在导体/绝缘界面上的微放电问题已经通过图5b提出的模拟并通过图5c-5f进行了说明,为实现本发明的方法和制造被补偿相应的无线电干扰的电缆所采取的办法,使得它们能够防御微放电现象和与双极分子取向有关的绝缘材料记忆现象,由以下的理由证实。
按照本发明的方法的半导体材料层,能够避免引起局部导体/直接的环境等电位的这些微放电。
设想一种屏蔽,例如处于和一个屏蔽物类似的导体的电位的电导体屏蔽,则这问题不会被重视,因为微放电将发生在屏蔽本身表面上。
按照本发明的建议的解决办法是,使用半导体屏蔽是有效的,关于所述半导体屏蔽:
具有足够的导电性,以便产生有效的静电等电位,以及
具有足够的电阻,以便抵销由上述界面微放电引起的电流。这些电流在导体C中是横向或纵向传播的电流。
应当以最清楚的方式理解,上述的半导体屏蔽必须和导体C完全接触,或者更一般地,和绝缘体例如覆盖导体的漆层完全接触,以便保护在表面不规则的情况下不出现问题。
前面分析的界面微放电现象不限于由导线构成的电缆,也出现于更一般意义上的电子电路中。
本发明人M.JOHANNET根据图1,1g,1h所示的1W的放大器进行了这方面的研究。
第一个研究在于证实前述的对于一般的电子电路的假设。为了简化证明步骤,在整个电路上施加例如上述的抗静电流体层PHEMASTAT,所述电路制成实验导线的形式,而没有任何防护措施。抗静电材料层被施加于印刷电路的上下表面,尤其是全部元件上,特别是在裸露的或绝缘的导体部分。
在这样处理并一切就绪之后,即调制电缆和放大器/扩音器(音箱)连接电缆被按照本发明实施之后,表现出的总的收听结果是惊人的。
对所得结果的主观分析如下:
消除了任何主观失真的感觉;
动感大大增加,这是由于保持了被放大器传输的信号的总体的清晰度;
觉察的背景噪声完全消失,而由声源提供的信号级的录音室的实际的背景噪声被明显地保留下来;
显现出乐器的音调细节,这在常规的电路下是不可能的;
显现出曲调的协调完美的节律。
除上述研究之外,还应当指出,将由光盘播放器构成的声源的电缆换成由GRAPHIT33层覆盖的FLATLINE型电缆再次改进了收听效果。通过把主电源电缆换成本发明的被补偿无线电干扰的导体所提供的电缆获得了决定性的改进。确实,在使用标准的电源电缆期间,可以观察到微放电现象以及音质的变劣,以更严重的方式根据主电源位置的方向出现,电源变压器的外绕组被连接到相导体而不是中性导体。在这取得上述决定性的改进的利用被补偿的导体代替电源电缆的观察进一步证实了微放电现象。
因此,显然,在上面说明中指出的现象事实上涉及所有的信号处理电子电路,尤其是不仅涉及在高保真系统的放大器电路,而且还涉及流过电源电流的供电电缆。
在一般的方式和用于获得对任何电子电路补偿无线电干扰的连续性的方式中,一种解决办法是淀积半导体材料层,例如通过上述的GRAPHIT 33材料形成的石墨层。这种石墨形式的半导体材料尽的淀积可以通过在变压器例如电源变压器绕组和连接电源和电路的电缆上喷洒上述的GRAPHIT 33产品或例如喷洒类似的悬浮颗粒的KF-BLINDOTUB产品来实现。
然而,正如结合图6a要说明的,应当指出,对于任何电子电路一种有利的封装方式是提供一种密封的壳体,图中用标号3表示,例如由金属盒构成,在内部涂敷或者不涂敷保护材料层,例如聚氨基甲酸酯。壳体3以这样的方式提供,使得局部地含有要封装的电气和电子电路,并且电气和电子电路的主要部分被浸在半导体材料2中。应当指出,作为非限制性的例子,在这种情况下,半导体材料2最好由具有合适的电阻率的凝胶构成,如上所述,需要时,为盐溶液。在这种情况下,为了确保所有电子电路抗腐蚀,其主要部分被浸在半导体材料2中,应当指出,如图6a所示,电子电路可以全部被涂上保护膜,如标号10所示,以便防止发生腐蚀和电解现象。
在这种情况下,应当理解,当由具有合适的电导体的印刷电路板CI形成电子电路,以便确保上述的电连接的电子电路的功能时,导体1和位于集成电路CI对面的元件起在其表面发生微放电现象的导体的作用。然后整个被涂上保护层10,保护层10可以通过施加两个或三个聚氨基甲酸酯的薄层制成,每次之间隔开一定时间间隔,以确保每个淀积层的充分干燥。
当然,连接端子T1,T2,T3,T4和T′1,T′2,T′3分别被提供在密封的壳体3的外部,这些端子例如电子电路的电源端子和处理信号的输入输出端子和被浸入的电路的主要部分相互连接。应当理解,其连接部分可以和电子电路相同的方式被保护,以便构成被浸入的电子电路的主要部分,当然只有穿过密封壳体的外部支撑连接端子的部分未涂抗腐蚀保护层。
此外,密封的金属壳体3可以具有连接端子,使得这密封的壳体3和参考电位例如整个装置的地电位相连。在图6a中,这端子的标号为30。输入和输出端子的的标号为分别非限制地T1到T4,T′1到T′3。
这样,当密封的壳体3构成电屏蔽并且在需要时构成μ金属的磁屏蔽,这种处理组件不仅完全保护免受来自外部的电或无线电干扰,这些干扰由密封壳体3构成的屏蔽阻止,而且还被保护免受来自内部的由界面微放电构成的干扰,便能够处理几乎免除各种干扰而得到的输入信号。
此外,应当理解,因为呈凝胶形式或液体形式的半导体材料2具有和空气相比较大的热容量,所以可以完全解决冷却问题,尤其是对于小功率电路如电子电路或数字处理电路。
指出了一个作为一个这种实施例应用于已经封装的电子元件的这种电气或电子电路的优选的例子,例如电位器。
现在结合图6b说明另一个利用特别是用于高保真系统中的电路的特定封装的优选的方法实施例。
当电路由膜片扩音器例如音箱的高频扬声器的导体1构成的线圈BO构成时,高频扬声器的概念指任何高频的扬声器,按照本发明的电路包括,如图6b所示,位于极部件PP和永磁体芯CO之间的上述的线圈BO,其例如由多匝漆包线制成,线圈BO被绕在扬声器的膜片M的基部。在其中部,线圈围绕永磁芯CO绕制。此外,如图6b所示,具有铁磁性能的半导体材料2以这样的方式被设置在极部件和芯CO之间,使得具有铁磁性能的半导体材料2确保全部线圈BO浸入到其中部位置。然后,半导体材料2处于由极部件PP和永磁芯CO限定的空间内的密闭永久磁场。当然,极部件PP以标准方式通过磁路CM连接。
在一个具体实施例的方法中,指出具有铁磁性能的半导体材料2通过下面的混合制成:
70-90%重量的FERROFLUIDE,以及
30-10%重量的稍微导电的可混的粉状材料。
所述粉状材料是按照相对于FERROFLUIDE的比例混合的粉状石墨。
获得了可觉察到的结果,以这种方式获得的具有铁磁性能的半导体材料2以这样的方式被封装,使得具有在0.1Ω×m和10Ω×m之间的电阻率ρ。
最后,在所有电气电子电路不被封装的情况下,通过在漆包线导体上喷洒石墨悬浮颗粒,例如上述的GRAPHIT 33,并通过细心擦去过量的产品,已经得到很好的结果。这种情况尤其适用于:
变压器及其连接电路;
用于供电的电缆束;
其中不使用FERROFLUIDE的扩音器可动线圈;
一般地说,所有不能封装的绝缘导体。
作为一般结论,应当指出,绝缘/导体界面微放电现象似乎和绝缘材料的记忆现象十分相关。
事实上,音乐信号,即由导体中的电压转换而成的音频电信号,引起在导体/绝缘界面的微放电。
通过界面微放电,需要理解以下整个现象:
改变和导体接触的或在导体附近的绝缘材料分子的方向,这种现象和双极分子的取向或位移现象没有明显不同,例如都和记忆绝缘的现象有关;
通过放电或者通过隧道效应的电子跃迁;
在金属-绝缘或在绝缘-绝缘间隙中的局部放电;
在导体材料的表面上总是存在的分子大小的导电尖端的电晕微效应。
应当注意,整个微放电现象即使对于非常弱的信号也发生,例如从可动线圈发出的信号。
这些微放电或许是极化的,即它们对于一定极性的信号比相反极性的信号以更明显的方式发生。这一观察使得重视所有干扰信号的整流现象,这些干扰信号附加在有用的信号上并产生明显的听觉失真,虽然这些现象很弱。
在出现电压即传输信号时微放电可能被触发,和Branly效应相似,在反向电压的影响下,返回信号可能发生延迟,其产生听觉上记忆拖尾或失真(l’effet de tranage ou distorsion de mémoire)效应。
最后,系统例如HiFi系统的整个理,尤其是用于构成系统的所有元件的供电电缆,在主观收听效果方面给出了惊人的结果,收听的主观结果可被分析如下:
即使在限幅峰值上也没有失真;
音调平面(plans sonores)完全分离;
完全意想不到的音调信息,具有现场感;
在低音域中出现了前所未有的色调变化;
背景噪声完全消失,只能听到有用信号。
上述最后的一点确实是最惊人的,因为它最直接。这可能是由于虽然存在背景噪声,但是其完全以白噪声的形式发生,这和被传输的信号无关,对于分离有用信号和背景噪声,人的耳朵没有任何困难。
上述的主观结果的另一个特征和通过信号传输的声音的生理滞留有关,在主观平衡包括在20Hz到20kHz的频带上的低音、中低音、中音、中高音和高音传输的信号的频带差别的情况下尤其显著。
同样,关于收听的动态效果,应当指出,和在整体上没有失真有明显的联系,在低音时收听效果和在高音时的相同,音调平面被完全地保留,并且立体图像使听众能够,至少在感觉上,判断产生向记录装置传输的信号的不同乐器的位置。
由发明人M.JOHANNET在实验室使用完全标准的商标为PHILIPS的光盘播放器声源进行的试验和结合图1g和图1h所述的放大器有关,并和单声道音箱有关,该试验证明完全能够保证收听质量,使得音箱的二流音质被隐匿。
为了更精确地确定收听参数和主观动态音质、主观平衡和立体影象,可以参考杂志“Prestige Audio Vidéo”,1996年9月第15期,法国P.V.Edition出版社出版发行,Service Rédaction Publicité,Ney路5号,75018巴黎。
Claims (15)
1.一种被补偿特别是由通电时在电导体或电路上存在的电气微放电现象产生的无线电干扰的一种导体或电路的制造方法,其特征在于:所述方法在于在所述导体或电路的外表面施加半导体材料涂层,所述半导体材料具有在0.1Ω×m和100Ω×m之间的电阻率值,从而允许所述电导体或电路的外表面被维持在接近所述导体的静电位值的局部恒定的静电位值,同时使得由所述干扰现象产生的随机放电电流被吸收。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,其中所述应用通过一组工艺中的一个工艺来实现,例如利用所述液体的、粉状的、或悬浮颗粒的半导体材料进行浸湿、喷洒、浸渍所述导体或电路,在进行这些步骤的一个步骤之后,进行所述半导体材料的稳定化处理。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,在所述稳定化处理之后,所述半导体材料呈液态、固态或胶状形式。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,在稳定化处理之后,当所述半导体材料是固体或胶体形式时,所述稳定化处理包括受控的干燥处理。
5.如权利要求3所述的方法,其特征在于,在所述稳定化处理之后,当所述半导体材料是液体或胶体形式时,所述稳定化操作在于:
在最后的密封的壳体中,封装所述导体或电路;
利用液体或胶体形式的半导体材料填充含有所述导体或电路的所述壳体;
对所述确定的密封的壳体进行合适的密封。
6.如权利要求3所述的方法,其特征在于,在所述稳定化处理之后,当所述半导体材料呈液体或胶体形式时,所述稳定化处理在于:
对所述半导体材料添加具有铁磁性能的元素,使得产生具有半导体材料性能的铁磁混合物;
对所述涂覆在所述导体或电路的所述外表面上的具有半导体材料性能的所述混合物施加永久的或持续的磁场,使得能够吸持具有半导体材料性能的混合物在所述导体或所述电路外表面上。
7.如权利要求1,2,3,5或6任一项所述的方法,其特征在于,所述液态半导体材料由盐溶液构成,其电阻率值ρ在0.1Ω×m≤ρ≤10Ω×m之间。
8.一种被补偿无线电干扰的电路,所述无线电干扰特别是在所述电路被施加电压时由在所述电路的外表面上存在的电气微放电现象产生的,其特征在于,所述电路包括在所述外表面上的半导体材料涂层,所述半导体材料具有在0.1Ω×m和100Ω×m之间的电阻率值,从而允许所述电路的外表面被维持在和所述导体的静电位相近的局部恒定的静电位值,同时使得由所述干扰现象产生的随机放电电流被吸收。
9.如权利要求8所述的电路,其特征在于,所述半导体材料呈固态、液态、或胶状形式。
10.如权利要求9所述的电路,其特征在于,当所述半导体材料是液态或胶状形式时,所述电路至少包括:
部分地含有所述电路和所述半导体材料的密封的壳体,其中所述电路的主要部分被浸渍;
和所述密封壳体相连的以及和被浸渍的电路的主要部分互连的外部端子。
11.如权利要求10所述的电路,其特征在于,所述被浸渍在所述液体或胶体形式的半导体材料中的电路的主要部分还包括抗腐蚀电绝缘保护膜。
12.如权利要求11所述的电路,其特征在于,所述液态半导体材料是盐溶液,其电阻率值ρ在0.1Ω×m≤ρ≤10Ω×m之间。
13.如权利要求8-12任一项所述的电路,其特征在于,它至少还包括:
导电的密封壳体,所述密封壳体包括连接端子,在操作期间,它使所述密封壳体处于参考电位,并且多个密封通路确保配置输入和输出电信号的输入-输出端子,并且在密封壳体中包括:
处理模块,其由互连线和所述输入输出电信号的所述输入输出端子互连,所述处理模块和所述互连线由一种电绝缘的惰性材料膜包覆;
呈凝胶或固体形式的液态半导体材料,用于填充所述密封壳体并浸没所述处理模块。
14.如权利要求8-12任一项所述的电路,其特征在于,它包括高频膜扩音器,所述电路至少包括位于极部件和永磁芯之间的:
一个电线圈,其由多根漆包线构成,被绕在所述扩音器膜的基部,在其中部位置,所述线圈围绕所述永磁体芯;
具有铁磁性能的半导体材料,其位于所述极部件和所述磁体芯之间,确保所述线圈在其中部位置被全部浸入的所述具有铁磁性能的半导体材料处于在由极部件和所述永磁芯限定的空间内的永久闭合的磁场中。
15.如权利要求14所述的电路,其特征在于,所述具有铁磁性能的所述半导体材料由以下的一种混合物构成:
70-90%重量的FERROFLUIDE,
30-10%重量的稍微导电的可混的粉状材料,所述混合物的电阻率值ρ在0.1Ω×m和10Ω×m之间。
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