Теория кабеля. 1
|
Конструкция кабеля
1998
Заметки основываются на многолетнем опыте экспериментальных оценок. Это не результат изоляции в "башне из слоновой кости". Как конструирование усилителей и акустических систем, так и конструирование кабелей, требует внимание ко всем эмпирическим данным, полученным как на испытательном оборудовании, так и благодаря человеческим ушам и глазам. Технические решения являются результатом прогрессивного признания всего, что познано, и всего, что еще не познано. К сожалению, в аудио/видео сообществе присутствует деление. С одной стороны, те, кто полагаются на свои любимые измерения. С другой стороны, те, кто слушают или просматривают ограниченное количество оборудования, а затем вырабатывают свои любимые теории, соответствующие их ограниченному опыту. Отсутствие необходимого научного подхода часто заставляет каждую из сторон игнорировать мнение другой. Самые эффективные аудио и видео конструкции изобретаются теми, кто принимает во внимание все данные, независимо от того, как они измеряются или насколько они понятны.
Провод - просто протяни от одной точки в другую
С первого взгляда нет ничего легче, чем просто передать аудио сигнал, видео или цифровой сигнал из одного места в другое - усиления нет, преобразования механической энергии в электрическую энергию или наоборот нет. Дело в том, что каждый кабель должен передать сложный многооктавный сигнал без каких-либо изменений информации, содержащейся в сигнале.
Контроль искажений
Мы все любим говорить о том, как хороший компонент улучшает характеристики нашей системы, что вполне законно. К сожалению, в этой фразе часто кроется непонимание того, что компонент более высокого класса действительно улучшает сигнал. Есть отдельные области цифровой обработки, где такое возможно, но в аналоговом мире сигнал не только не становится лучше, но и теряет в качестве характеристик. Замена первоклассного компонента улучшает качество системы только потому, что этот компонент вызывает меньше искажений. Кабели, как и все компоненты, должны подбираться с тем расчетом, чтобы они являлись источником как можно меньших искажений.
Эти "искажения" бывают двух основных типов: искажения с относительно приемлемой потерей информации и искажения, изменяющие характер звука. Визуальная аналогия может пояснить разницу между двумя типами искажений: представьте себе "идеальное", абсолютно чистое оконное стекло. Поскольку ни один из компонентов не идеален, то идеал, к чему мы можем стремиться, будет аналогичен оконному стеклу со светло серым оттенком. Компоненты худшего качества будут иметь более темный серый оттенок. Эти серые оттенки различной степени плотности представляют в данном случае различные объемы потерянной информации.
Если бы стекло имело зеленый, желтый или красный оттенки, то эти цвета внесли бы изменения непосредственно в характер. Мы вряд ли заметим, и тем более будем обеспокоены, светлым цветным оттенком больше, нежели плотным серым оттенком. Именно этот механизм зависимости характера от количества представляет собой проблему в стремлении получить лучшие характеристики.
Аналогия с цепочкой, синержи, усовершенствования и прочая чепуха
Мы все слышали трюизм о том, что "цепочка сильна настолько, насколько сильно ее самое слабое звено". Это утверждение, несомненно, верно по отношению к цепочке, но ошибочно в отношении мира аудио и видео. Качество звука акустических систем и качество изображения Вашего видео экрана компрометируются степенью искажения каждого компонента системы, начиная от микрофона или камеры. Никто в действительности не верит в то, что если изменить каждый компонент оборудования за исключением упомянутого "слабого звена", то в звуке или изображении не произойдет никакого изменения. Неважно, насколько плох компакт-диск плеер - никто не поспорит с тем, что Вы не услышите разницы, если поменяете колонки. Стоит заметить, что некоторые компоненты имеет больший смысл заменять, чем другие, или что определенная проблема не может быть устранена до тех пор, пока определенный компонент не будет заменен. Эти правдивые замечания могут показаться попыткой найти аналогию с цепочкой. . . но история цепочки имеет такую весомость только потому что это абсолют, который абсолютно неприменим к реальности.
Логика комплектования хорошей системы очень проста: каждый компонент имеет значение! Электроника, акустика, кабели, каждый припой - все может явится источником искажений. Каждый компонент подобен грязному оконному стеклу. Каждый слой стекла блокирует вид. Качество окончательного изображения или видимость равна разнице оригинального сигнала и искажения, возникающего между всеми слоями стекла. Улучшение каждого из компонентов позволит улучшить воспроизведение. Чистка каждого из стекол позволит добиться более четкого изображения.
Понимание необходимости уменьшить количество негативных признаков для предотвращения искажений позволяет легче понять "необъяснимые" улучшения. Если пласты стекла не просто загрязненные, но имеют также и красный оттенок, то при очищении каждого стекла и уничтожении оттенка, музыкальный "вид" улучшится, как Вы того и ожидали. Однако красный цвет и осознание присутствия красного оттенка не пропадут, пока Вы не избавите последнее стекло от оттенка.
Обесцвечивание последнего стекла, похоже, произведет больший эффект, нежели обесцвечивание любого из предыдущих стекол. Естественно, нас больше всего впечатлит устранение красного оттенка, нежели предварительное устранение интенсивности оттенка. Если бы вы не захотели услышать шум машин на улице, то снижение шума от трех машин в минуту до полного отсутствия шума произвело бы большее впечатление, чем снижение шума от девяти машин в минуту до шести. Люди более восприимчивы к присутствию явления (красного цвета или автомобилей), чем к размеру этого явления.
Часто явление такого рода, когда мы ожидаем получить 1+1=2, а в результате, как нам кажется, мы получаем 1+1= 3, называется "синержи". В действительности, "синержистский" эффект этого улучшения был бы одинаковым, независимо от того, какое стекло было очищено последним. . . в этом не так уж много волшебства или "синержи".
Иногда мы сталкиваемся с эмпирическими сведениями, которые мы просто не понимаем. Однако такое непонимание не означает, что это явление непостижимо или сродни волшебству. Здесь можно было бы привести визуальную аналогию - то, что предмет слишком далеко, чтобы его увидеть, не означает, что расстояние до этого предмета бесконечно.
Комплектация или модернизация системы до получения максимальных характеристик экономичным путем требует широкого кругозора и надежной методологии оценки. При эффективном комбинировании эти две составляющие позволяют прогнозировать результаты и наслаждаться процессом поиска оптимальной системы. (Пожалуйста, см. раздел "Методология Оценки" в конце буклета.)
Проблема дизайна акустических кабелей (высокого тока)
Несмотря на то, что существует множество физических, электрических и магнитных явлений, вызывающих искажение в кабелях, лишь несколько базовых механизмов отвечают за большинство отклонений характеристик кабелей. После изучения дальнейшей информации и оценки хотя бы небольшого количества кабелей различного типа Вы сможете обрести способность изучить конструкцию кабеля и сразу же понять, заслуживает ли он Вашего дальнейшего внимания. Пожалуйста, не отказывайтесь от новых возможностей, просто развивайте в себе здоровый скептицизм.
Скин-эффект является одной из основных проблем в кабелях. О металлическом проводнике полезно думать как о железнодорожной стрелке. Электрический потенциал передается как ток внутри металлического проводника и как магнитное поле снаружи проводника. Одно не может существовать без другого. Единственное место, где и магнитное поле, и плотность тока составляют 100%, - это поверхность проводника. Магнитное поле снаружи проводника уменьшается по мере удаления поля от проводника, плотность составляет 100% только на поверхности проводника. Нечто похожее происходит и внутри проводника. Скин-эффект означает, что плотность тока уменьшается по мере удаления от поверхности внутрь, к центру проводника.
Много спорят о том, связан ли скин-эффект с аудио частотами, вызывает ли скин-эффект какие-либо негативные явления кроме просто потери мощности. Поскольку нижний предел 3дБ (потеря 50% мощности) для жилы определенного размера может находиться на частоте 50.000Гц, то не всем понятен механизм, при котором скин-эффект является проблемой на аудио частотах (20-20.000Гц). Однако, проблемы эти очень реальны и очевидны. Это связано с тем, что задолго до того как скин-эффект вызывает значительную потерю мощности, он вызывает изменения в сопротивлении и индуктивности. Скин-эффект приводит к тому, что различные частоты имеют различные электрические показатели на различном расстоянии от поверхности проводника.
Если одиночная жила слишком большая, то скин-эффект приводит к тому, что каждый частотный компонент аудио сигнала ведет себя по-разному. Каждый частотный компонент имеет уникальный контур плотности тока. В результате некоторые тонкие нюансы высокочастотной информации, верхняя гармоника, будут смазаны. Мы слышим глухой, слабо детализированный звук с плоским саунд-стейджем. Энергия присутствует, амплитуда частотной характеристики не изменилась, однако информативное содержание сигнала изменилось таким образом, что кажется, что ноты средних частот потеряли свою высокую гармонику.
В учебниках предлагается уравнение, которое описывает явление сокращения плотности тока и мощности на любой глубине электрического проводника. Для меди уравнение будет следующим: 6.61 разделить на кв. корень частоты (Гц), что равняется глубине (в мм), на которой плотность тока будет составлять 1/е. Поскольку 1/е - это 37%, то в результате решения данного уравнения мы получаем глубину, на которой плотность тока была сокращена на 63%. Для 20,000 Гц плотность тока cоставляет только 37% на глубине 0.467 мм, что находится в центре проводника размером 0.934 мм (18 awg). Используя эту формулу традиционным образом, мы начинаем ошибочно полагать, что допустимо 63%-ное сокращение тока и 86%-ное сокращение плотности потока мощности в центре проводника. Однако сама по себе эта формула не отображает, на какой глубине появляется звуковое искажение. Прослушивание (которое относится к разряду эмпирических доказательств) показывает, что звуковое искажение начинается на довольно небольшой глубине.
Проблема скин-эффекта имеет свое решение - использование одиночной металлической жилы, которая достаточно мала и способна обезопасить аудио диапазон от появления скин-эффекта, возникающего в результате звукового искажения. В результате простой оценки различных размеров становится ясно, что звуковой скин-эффект вызывает разного рода аномалии, и это проявляется в том случае, если жила (или проводник) больше 0.8 мм. Жила меньшего размера помогает свести эти проблемы до минимума.
Часто возникающее непонимание сути скин-эффекта приводит к тому, что "басы передаются по толстой жиле, а высокие звуки передаются по маленькой жиле". Поверхность толстой жилы так же хорошо проводит сигнал, как и поверхность тонкой жилы, хоть толстые жилы и имеют ядро, которое проводит сигналы иначе. В кабелях с толстыми прямыми жилами и с тонкими жилами, передающими сигнал по более длинному маршруту, путь наименьшего сопротивления на более высоких частотах фактически проходит по поверхности толстых жил. Поскольку низкие частоты менее подвержены скин-эффекту, то они проходят по всем жилам.
Ошибочное представление о сопротивлении и другие ловушки
Если бы в акустическом кабеле использовалась одиночная медная жила толщиной 0.8 мм, ему было бы свойственно слишком большое сопротивление, которое не позволяло бы ему как следует выполнять свою работу. Акустическая чувствительность постоянно варьируется, но если путь между АС и усилителем обладает слишком большим сопротивлением, то страдает качество звука. Подобное упущение - это не в полном смысле искажение в кабеле, а результат использования слишком тонкого кабеля. По этой причине даже короткий кабель должен иметь сечение не менее 18 awg (0.82 мм2).
Потеря мощности, возникающая в результате сопротивления кабеля, не представляет собой значительной проблемы. Если бы очень малая толщина кабеля приводила к 10%-ной потери мощности, то результат был бы такой же, как если бы вы снизили уровень звука на 1 дБ. Если у сигнала "украдена" информация, позволяющая улавливать динамический контраст, красоту гармоники и тонкость звука, мы рассматриваем эту потерю как потерю "амплитуды". Однако сигнал звучит так глухо и безжизненно в дальнем конце плохого кабеля не из-за потери мощности, а из-за возникшего искажения.
К сожалению, язык аудио очень часто содержит запутанную терминологию. Считается, что многие типы искажений делают звук "ярким" или "тусклым", хотя и то и другое является результатом изменения амплитуды. "Яркий" часто используется, чтобы подчеркнуть тот факт, что жесткость в верхнем среднем диапазоне воспроизводит эффект увеличения верхних частот. "Тусклый" характеризует снижение верхних частот, даже несмотря на то, что очень часто это является результатом искажения, вызывающего потерю информации. В большинстве продукции, и, конечно, в кабелях, проблема кроется не в амплитудном диапазоне (частотном диапазоне).
Возможно, самое очевидное препятствие при сборке высококачественной аудио- или видеосистемы - это отсутствие необходимых оценочных процедур. Наша ошибка в том, что очень часто мы уделяем слишком много внимания какому-нибудь одному ключевому компоненту, игнорируя другие, подчас еще более важные, элементы. Просим Вас быть внимательными и не позволять обмануть себя распространенными мифами. Очень часто чрезвычайно сложные проблемы имеют самое простое решение. Догма здесь ни при чем, результаты - вот, что важно. Самые лучшие головки звукоснимателя - не те, которые имеют малую отслеживающую способность, выходы S-video совсем не обязательно лучше RCA/BNC, двухполосные АС не обязательно лучше трехполосных, более мощные усилители не ... и т.д. Самая распространенная ошибка заключается в использовании выражений типа "чем больше жил, чем толще кабель, тем лучше".
Не создавать проблемы, а решать их
Поскольку хороший акустический кабель должен содержать больше металла, чем одиночный моножильный кабель сечением 0.8 мм (20 awg), то мы стараемся создать большее сечение проводника, избегая новых проблемам. Если мы возьмем несколько жил и соберем их в пучок, весь пучок будет подвержен скин-эффекту. Жилы снаружи представляют собой идеальный электрический проводник, однако жилы внутри имеют разные электрические параметры. Это приводит к тому, что одна и та же информация искажается по-разному в различных частях кабеля. Чем толще пучок жил, тем больше возникает сложностей. Если сопротивление необходимо снизить, используя пучок жил, то он должен иметь малый размер. Возможно, потребуется несколько отдельных пучков жил.
Известно много случаев, когда скин-эффект вызывает больше искажений в пучке, чем в одиночной жиле. Жилы постоянно меняют свое положение по всей длине кабеля. Некоторые уходят с поверхности внутрь, другие "поднимаются" к поверхности. Поскольку распределение плотности тока в проводнике меняться не может, некоторая часть тока (особенно на высоких частотах) должна постоянно переходить к новой жиле, чтобы оставаться на поверхности или вблизи от нее. К сожалению, контакт между жилами далек от совершенства. Контактирующая точка между жилами - это фактически простая схема, которая имеет емкостное сопротивление, индуктивное сопротивление, диодное выпрямление - огромное количество проблем. Это происходит с кабелями постоянно и приводит к возникновению скрипучих и шероховатых звуков во многих аудио кабелях. Этот механизм искажения динамичен и чрезвычайно сложен, а потому окисление со временем вызывает ухудшение характеристик.
Магнитное взаимодействие - еще одна значительная проблема в дизайне кабеля. Жила, передающая ток, окружена магнитным полем. В пучке каждая жила имеет свое собственное магнитное поле. Эти магнитные поля динамично взаимодействуют, поскольку сигнал в кабеле меняется. На микроскопическом уровне многожильный кабель фактически подвергается физической модуляции под воздействием тока, проходящего по кабелю. Самые мощные магнитные поля, связанные с басовыми нотами, вызывают наиболее сильное магнитное взаимодействие, которое модулирует электрические характеристики кабеля, которые в свою очередь модулируют высокие частоты. Поскольку музыкальный сигнал модулирует контактное давление между соседними жилами, он также модулирует искажение, вызванное током, проходящим между жилами.
Снижение магнитного взаимодействия - это первая проблема, которую решает акустический biwiring. Акустические системы с входом типа biwiring имеют отдельные входы для баса и высоких частот. Эти акустические системы обеспечивают отдельный доступ к двум половинам "кроссовера". Кроссовер - это обычный фильтр нижних частот, который звуковой сигнал разделяет на полосы по числу излучателей: НЧ, СЧ и ВЧ, позволяя токам низких частот достигать НЧ-излучателя, токам средних частот - СЧ-излучателя, и токам ВЧ - ВЧ-излучателя. Таким образом, в цепи НЧ-излучателя проходит ток только низкочастотного диапазона, в СЧ-излучателе - ток среднечастотного диапазона, в ВЧ-излучателе - ток высокочастотного диапазона.
Отсутствие высокочастотного тока в кабеле, который передает басовый сигнал, не оказывает значительного влияния на басовые характеристики. Однако, отсутствие низкочастотного тока в кабеле, который передает среднечастотный или среднечастотный + высокочастотный сигнал, приводит к значительным улучшениям. Магнитные поля, связанные с низкочастотным сигналом, практически защищены от взаимодействия и искажения полей, связанных с высокочастотным сигналом. Поскольку основная басовая частота не задета, бас звучит лучше, поскольку гармоника басовых инструментов находится в среднем диапазоне. Гармоника определяет басовую ноту и описывает инструмент, который создал ноту.
Даже если бы мы могли гарантировать абсолютную механическую жесткость в многожильном кабеле, взаимодействие между магнитными полями все же останется основным источником искажений. Ток внутри проводника прямо пропорционален магнитному полю за пределами проводника. В большинстве кабелей магнитное поле любой жилы сталкивается с множеством запутанных искажений, поскольку оно путешествует сквозь постоянно изменяющееся магнитное окружение. Поскольку магнитное поле подвержено модуляции, аудио сигнал становится запутанным и искаженным.
Качество материала также значительно влияет на качественные характеристики кабелей. Под качеством материала мы подразумеваем собственно качество таких материалов, как золото, никель, медь, латунь или серебро, а также способ очистки и обработки металла. Чистое серебро - это очень хороший материал для аудио, видео и цифровой аппаратуры. Однако если серебро не обработано как следует, даже низкокачественная медь по сравнению с ним будет звучать лучше.
Серебро имеет странную репутацию, поскольку иногда термин "серебро" используется для описания меди с серебряным покрытием. При передаче аналогового аудио сигнала посеребренная медь вызывает очень неприятный звук, как если бы "высокочастотник был направлен вам в лицо". В другой области применения, такой как видео, радио или цифровой аппаратуре, хорошая посеребренная медь приобретает особую ценность, она обеспечивает превосходное качество звучания, даже еще лучшее, чем чистая высококачественная медь.
Почему нет золотых проводов? Потому что золото не имеет ни низкого искажения, ни низкого сопротивления. Золото используется на оконечниках кабеля, потому что это "благородный" металл, он практически не подвергается коррозии. Поскольку золото "благородно", оно идеально для защиты более чувствительных металлов, таких как медь и латунь. Природа искажения золота - мягкая и приятная, поэтому его и предпочитают неприятным звукам никеля. Непокрытая медь или латунь будут звучать лучше, чем позолоченные элементы, но только до тех пор, пока металл не подвергнется коррозии. Для сравнения, толстое высококачественное серебряное покрытие фактически улучшает качественные характеристики. Серебро не благородный металл, в отличие от золота, которое не подвержено коррозии, но оно обеспечивает улучшенное звучание.
Что касается проводящих материалов, обычная медь высокой степени чистоты содержит около 1500 гранул в каждом футе кабеля (5000/м). Сигнал должен пересекать точки соединения между этими гранулами 1500 раз, чтобы пройти по одному футу кабеля. Эти границы между гранулами вызывают искажения, похожие на искажения, вызванные током, переходящим от жилы к жиле.
Бескислородная Высокопроводящая (OFHC) медь на один класс выше стандартной высокоочищенной меди. На самом деле, эта медь не является бескислородной, ее следует назвать медью с пониженным содержанием кислорода. OFHC отливается и вытягивается определенным образом, что способствует снижению до минимума содержания кислорода в меди: приблизительно 40 РРМ (атомов на миллион) для OFHC, по сравнению с 235 РРМ (атомов на миллион) для высокоочищенной меди. Это значительно уменьшает образование оксидов меди внутри меди, заметно снижает уровень искажений, вызванных границами гранул. Дополнительные достоинства OFHC связаны с удлиненными гранулами (около 400 на фут), что в дальнейшем позволяет сокращать искажения. Звук кабеля OFHC намного мягче, чище и динамичнее, чем у кабелей того же дизайна, но сделанных из меди со стандартным уровнем чистоты.
Однако не вся медь OFHC одинакова. Если бы самую некачественную медь можно было бы оценивать как 1, а самую лучшую медь - как 10, тогда оценка меди OFHC варьировалась бы от 2 до 4. Поскольку самые важные характеристики качества звука связаны с длиной гранул, мы используем название LGC (Длинногранулированная Медь) для описания меди OFHC самого лучшего качества.
Следующий класс - это медь с удлиненными гранулами, которую иногда называют "линейно-кристаллической" (LC-OFC) или "монокристаллической". Эта медь тщательно вытягивается, в результате чего на фут приходится всего 70 гранул. Кабели, использующие LC-OFC, обладают значительными звуковыми преимуществами перед кабелями той же конструкции из меди OFHC или LGC.
Медь AudioQuest FPC (Функционально Превосходная Медь) еще лучше. Этот материал очень медленно отливается в форму почти идеального монокристального стержня с малым диаметром. Этот почти идеальный стержень затем осторожно вытягивается до максимальной длины гранул. Для жил, использующихся в большинстве аудио кабелей, одна гранула имеет более 700 футов в длину. Качество звука при этом значительно лучше.
Медь AudioQuest FPC как будто завершает этот ряд, но есть варианты и получше. AudioQuest FPC-6 имеет всего 1% примесей, которые содержит медь FPC. Основные примеси в меди высокой степени чистоты (99.997%), такой, например, как LGC и FPС, - это серебро, железо и сера, а также небольшое количество сурьмы, алюминия и мышьяка. Медь FPC-6 характеризуется степенью чистоты 99.99997% и содержит всего 19 РРМ кислорода, 0.25 РРМ серебра и менее 0.05 РРМ других примесей. Однако улучшения при этом значительные.
Некоторые кабели требуют использования меди еще более высокой степени чистоты. Однако определить чистоту довольно сложно, поскольку при данной высокой степени чистоты в процессе измерений выявляется достаточное количество примесей, что мешает получению точных данных. Качественные характеристики - это лишь одно из доказательств исключительных свойств материала. FPC-6 обладает качественными характеристиками, которых пытаются добиться в других материалах.
После того, как медь прошла обработку и была очищена до максимальной степени, единственно возможный шаг к совершенству - это переход к длинногранулированному серебру с высокой степенью чистоты. AudioQuest FPS (Функционально Превосходное Серебро) и является таким превосходным материалом. Он дорогой, но при этом Вы получаете прозрачное, изысканное, динамичное и правдоподобное звучание, которого другими способами добиться не возможно.
Значение общей геометрии акустического кабеля
До сих пор мы обсуждали проблемы отдельно взятого проводника, сплошного или многожильного, независимо от полярности (+ или -). Взаимодействие между проводниками - это очень существенный момент. Если отношение непостоянно, то электрические параметры (такие как емкостное и индуктивное сопротивление) кабеля будут постоянно меняться, а сигнал будет искажаться. Проводники могут быть параллельными, спиралевидными (скрученными) или переплетенными. Каждая геометрическая форма имеет свои преимущества. Параллельная конструкция недорогая. Спирали обладают хорошей сопротивляемостью RFI (радио частотного искажения) и обычно имеют невысокую индуктивность. Переплетенные проводники обладают хорошей сопротивляемостью RFI и низкой индуктивностью, но страдают от постоянного изменения электрической среды каждого проводника.
Кабель может иметь два проводника и более. Расположение этих проводников определяет магнитное взаимодействие, емкостное и индуктивное сопротивление кабеля. И емкостное сопротивление, и индуктивное сопротивление вызывают предсказуемую и измеряемую фильтрацию и значительно больший сдвиг фаз на высоких частотах, хотя ни то ни другое не является магическим ключом к решению загадки получения хороших качественных характеристик. Эффект емкостного сопротивления похож на крутой обрыв - вы можете близко подойти к краю, но не должны переступать его. При этом существует величина, на которой емкостное сопротивление начинает представлять собой проблему. При меньших величинах емкостного сопротивления, когда вы "отступаете от края обрыва", меньше шансов быть наказанным. С другой стороны, индуктивное сопротивление всегда представляет собой проблему. Емкостное и индуктивное сопротивление - не единственные переменные в конструкции кабеля. Намного эффективнее создавать кабели, где емкостное сопротивление не "выходит за допустимые пределы" и где уровень индуктивного сопротивления минимальный.
Согласно одной из теорий конструирования кабелей, волновое сопротивление кабеля должно совпадать с волновым сопротивлением акустической системы (Например, волновое сопротивление антенного кабеля составляет 75Ом или 300Ом). Совпадение импедансов - это понятие, возникающее только в том случае, когда импеданс источника, кабеля и электрической нагрузки одинаково, и когда кабель длиннее передаваемой длины волны частоты. Усилители не имеют на выходе импеданс 4 или 8 Ом. Создатели усилителей пытаются удерживать сопротивление на как можно более низком уровне. Акустические системы все разные и никогда не обладают одинаковым импедансом на всех аудио частотах. Поскольку волновое сопротивление равняется квадратному корню отношения индуктивного сопротивления к емкостному, то очень высокое емкостное сопротивление ("за краем обрыва") - это необходимый атрибут низкого волнового сопротивления. Такое высокое емкостное сопротивление может серьезно сказаться на качественных характеристиках усилителя и его необходимо избегать.
Некоторые "представители" первого поколения специальных акустических кабелей обладали волновым сопротивлением в 8Ом. Эти кабели, обладающие очень высоким емкостным сопротивлением, могли звучать лучше или хуже, в зависимости от их способности или неспособности справляться с проблемами, которые мы обсуждали ранее. Однако многие из этих кабелей подверглись обвинению в том, что воспроизведенный ими звук слишком ярок и неприятен. Тем не менее, данное обвинение относилось не к кабелям, а к усилителю, нестабильную работу которого связывали с кабелями.
Подобных ложных заключений можно было бы избежать, если бы продукция оценивалась по заслугам и подвергалась методичному анализу. Клиенты, покупатели в магазинах и критики - каждый из них должен разобраться в качестве звучания. К сожалению, стремление понять причину явлений может вызвать еще большую путаницу, если не подойти к вопросу одновременно с точки зрения теории и опыта.
Проблема конструкции межблочных кабелей (слаботочных)
Если вы не читали предыдущую главу, где мы рассказали о проблемах акустических кабелей, тогда прочтите сначала ее. Данная глава продолжает предыдущую. Те же самые проблемы существуют и в сильноточных кабелях (акустических кабелях) и слаботочных кабелях (межблочных кабелях). Однако приоритетность этих проблем различна.
В слаботочных кабелях скин-эффект, электрическое взаимодействие, магнитное взаимодействие и качество проводника представляют собой основную проблему. Отрицательный звуковой эффект внутренней механической модуляции вследствие действия магнитных полей значительно снижается.
Электрическое поведение диэлектрика (изолирующего материала) гораздо важнее в кабелях низкого уровня. Диэлектрическое вовлечение (то, как определенный материал принимает и освобождает энергию) оказывает значительное влияние на аудио или видео сигнал. Константа диэлектрика, показатель, характерный для изолирующего материала, в действительности не способен передать истинные звуковые качества различных материалов. Коэффициент поглощения - величина более существенная, а фактор затухания и скорость распространения - еще более важные показатели.
Проблема в том, что любой изолирующий материал, находящийся между двумя проводниками, действует как конденсатор, который сохраняет, а затем высвобождает энергию. Это касается печатной платы материалов, кабелей, резисторов и, конечно, конденсаторов. Идеальный провод не имеет никакой изоляции, кроме воздуха. Если необходимо использовать сплошной материал, он должен быть электрически "невидимым", что означает, что чем меньше энергии он поглощает, тем лучше. Поглощенная энергия должна оставаться поглощенной (трансформироваться в тепло, фактор высокого затухания), а энергия, которая возвращается в металлический проводник, должна иметь минимальную фазу смещения и не обладать частотной избирательностью (высокая скорость распространения, независимо от частоты). Все диэлектрики поглощают большее количество энергии на высоких частотах, но некоторые из них частотно независимы, т. е. поглощение энергии во всем диапазоне частот более-менее одинаково.
Самый распространенный вид используемой изоляции - поливинилхлор, полиэтилен, полипропилен и тефлон. Изоляцию можно использовать вместе с пористым материалом или применять таким образом, чтобы максимально увеличить количество воздуха вокруг металлических жил. Какой материал будет использован и как он будет применен - все это будет значительно влиять на качество кабелей низкого уровня.
Емкостное сопротивление кабелей намного важнее в цепях низкого уровня, чем в цепях высокого уровня по двум причинам. Если используется длинный кабель с высоким емкостным сопротивлением, то многие предварительные усилители, CD плееры, тюнеры, сюрраунд-процессоры, и т.д., не смогут "управлять" кабелем. Искажение происходит не в кабеле как таковом, а обусловливается параметрами кабеля. Не существует аргументов против использования кабелей в цепях низкого уровня с низким емкостным сопротивлением.
Другая важная причина в пользу низкого емкостного сопротивления - то, что высокое емкостное сопротивление вызывает большую силу поля между положительным и отрицательным проводниками (и экраном). Это означает, что больше энергии поступает в диэлектрический материал. Всегда существует необходимость снизить уровень вовлечения диэлектрика посредством тщательного отбора материалов и дизайна с низким емкостным сопротивлением.
Важные факты по теме кабелей
Факт: Как и в ситуации со всеми аудио компонентами, аудио кабели требуют времени на "прогрев". Довольно часто этот период ошибочно называют "настройкой". Однако, слово "настройка" часто используется для описания механических изменений - настройка двигателя, настройка акустической системы и головки звукоснимателя. Необходимо время, чтобы оптимизировать качественные характеристики кабеля, что связано с особенностями поведения диэлектрика (то, как изолирующий материал поглощает и высвобождает энергию), с изменениями в заряде. Через несколько недель качество звука и изображения в кабеле будут постепенно улучшаться. По этой же причине усилителям, предварительным усилителям и CD плеерам необходим период прогрева. Главное отличие между "прогревом" и "настройкой" заключается в том, что аппаратуру нельзя "расстроить", а "прогрев" электрических компонентов можно нарушить. Через несколько недель неправильного использования кабель вернется практически в исходное состояние.
Факт: Все кабели имеют определенную направленность, от наипростейших кабелей до кабелей из чистого серебра. Направленность сигнала помечается на всех кабелях AudioQuest. В некоторых случаях есть необходимость прослушивать кабели сначала в одном направлении, а затем в другом. Разница будет очевидной - в правильном направлении музыка более расслабляющая, приятная и реалистичная. Для понимания вопросов направленности сигнала необходимо пояснить, что молекулярная структура вытянутого металла не симметрична, что и дает вызывает существование направленности.
Факт: Многие кабели на сегодняшний день могут иметь сдвоенную конструкцию (biwiring). Акустические системы подобного типа имеют один вход для низких частот и отдельный вход для высоких частотных диапазонов. Это сделано с той целью, чтобы значительно сократить искажение, вызванное акустическим кабелем. В сдвоенной конструкции кабель, питающий высокие диапазоны, больше не должен управлять большими магнитными полями, появление которых связано с высоким током, необходимым для получения басового сигнала. Важно воспользоваться преимуществами сдвоенной конструкции, поскольку производитель акустических систем понес значительные затраты, стремясь предложить вам эту опцию. Сдвоенная конструкция стоит не дорого. Это дает возможность получить улучшенные качественные характеристики за ту же цену.
Факт: В сдвоенной конструкции biwiring два кабеля должны быть либо одинаковыми, либо должны иметь подобную конструкцию. Если кабели имеют различное смещение фаз, от этого страдает целостность и когерентность акустической системы.
Факт: Сборка самых высококачественных соединителей осуществляется механическим путем. Припой не является хорошим проводником. Это относится и к "серебряному" припою. Хорошее соединение - это то, где используется припой как можно меньшего размера и устанавливается очередность в соединениях между шнуром, припоем и разъемом. При помощи сварки получаются самые лучшие соединения: это либо активная сварка (применяется в тонких кабелях), либо холодная сварка (ее обычно называют обжимом). Когда обжим соединения произведен достаточно сильно, чтобы вызвать деформацию металла и изменить форму, контактирующая поверхность становится "газонепроницаемой" или "холодносваренной". Любой припой, используемый с настолько качественным соединением, является чисто косметическим украшением.
|
|
|
