Линейные кабели.
Линейный кабель предназначен для передачи аудиосигналов невысокого уровня (от десятков милливольт до нескольких вольт) при небольших значениях силы тока (десятки милливольт). Это все межблочные соединители между источниками сигнала, приборами обработки и микширования и усилителями мощности. Линейные кабели подразделяются на балансные и небалансные.
Несимметричный (небалансный) кабель предназначен для передачи несимметричных аудиосигналов линейного уровня, то есть всех тех аудиосигналов, которые используются в бытовой и компьютерной технике.
В профессиональной технике несимметричные соединения используются для источников стереосигнала, а также для подключения некоторых электромузыкальных инструментов, поэтому в каталогах небалансный кабель часто проходит как инструментальный кабель. Выпускается он как для моно-, так и для стереосигналов.
 |
Инструментальный кабель напоминает коаксиальный видеокабель, то есть имеет коаксиальную структуру. Он состоит из центрального проводника, внутреннего диэлектрика, экрана и внешней оболочки. Иногда между диэлектриком и экраном помещается антистатический слой.
Вследствие конструкции помехозащищенность такого кабеля зависит только от качества экрана. Но даже самый лучший экран не спасает низкочастотный сигнал от помех при большой длине кабеля, когда оплетка кабеля превращается в своеобразную антенну. Поэтому несимметричные аудиокабели редко имеют длину более 5 м.
Центральный проводник инструментального кабеля состоит из множества свитых вместе тонких медных жил. Большое значение имеет поверхность этих жил. Для лучшего распространения высокочастотных составляющих аудиосигнала поверхность должна быть максимально гладкой, это необходимо вследствие скин-эффекта, когда высокочастотные токи преимущественно распространяются в поверхностном слое проводника. Кроме того, для качественной передачи сигнала имеет значение направление распространения сигнала в проводнике, так как при протяжке медной проволоки формируется ориентированная особым образом кристаллическая структура проводника. И многие производители указывают на оболочке кабеля направление сигнала; если направление не указано, то за направление распространения сигнала принято направление чтения надписи на кабеле (данное утверждение является предметом дискуссий среди звукоинженеров и имеет как сторонников, так и противников — прим. ред.).
Калибр центрального проводника инструментальных кабелей обычно находится в пределах 18…24 AWG, при этом калибр медных жил используется калибра 32…36 AWG , а иногда и 40 AWG. Чем тоньше медные жилки и чем их больше, тем лучше. Большее сечение центрального проводника уменьшает потери сигнала, что актуально для небалансного сигнала, а наличие более тонких медных жил при том же сечении проводника улучшает передачу высоких частот сигнала.
Экран линейного кабеля (как небалансного, так и балансного) играет двойную роль: общий проводник и защита от внешних электромагнитных наводок. Экран линейного кабеля может быть медный плетеный, медный спиральный и из алюминиевой фольги.
Плетеный экран обеспечивает экранировку центрального проводника на 50…97%, но ухудшает гибкость кабеля; имеет низкую индуктивность и стабильность импеданса при передаче высоких частот. Но в производстве это самый дорогой экран.
Спиральный экран представляет собой ряд медных жил, уложенных вплотную друг к другу и обвивающих по спирали внутренний диэлектрик кабеля. Такой экран значительно проще в изготовлении, имеет хорошую гибкость, но имеет и свои недостатки. При перегибах кабеля между проводничками экрана могут образовываться щели, ухудшающие экранировку. Кроме того, у такого кабеля повышенная индуктивность, так как фактически такой экран представляет собой катушку индуктивности. Поэтому с ростом частоты сигнала импеданс кабеля будет увеличиваться. Для устранения этого недостатка многие кабели имеют двойной спиральный экран, причем направления навивки противоположные.
Фольгированный экран применяется для производства самых дешевых кабелей. Он обеспечивает экранировку100%, но не позволяет многократно изгибать кабель, поэтому применяется в стационарных инсталляциях. Недостаток — алюминиевая фольга имеет проводимость хуже, чем у меди, поэтому при передаче сигнала наблюдается некоторый завал на высоких частотах. Внешняя пластиковая оболочка инструментальных кабелей предохраняет проводники от деформаций.
 |
Симметричный кабель предназначен для передачи дифференциального сигнала Симметричный стереокабель Extron STP 22 Dual.
линейного или микрофонного уровня. Это витая пара в экране. В каталогах поставщиков аудиокабелей он проходит как микрофонный кабель. Симметричный кабель — основной в профессиональной аудиотехнике. Передача сигнала осуществляется по двум проводникам («плюс» и «минус»), а экран играет роль общего провода. По плюсовому проводнику (по-английски hot) передается сигнал в одной фазе с исходным (не дифференцированным), а по минусовому проводнику (по-английски cold) передается зеркальный сигнал, перевернутый по фазе на 180°,то есть по двум проводникам передается сигнал в противофазе относительно общего провода. Амплитуда сигнала представляет собой разность амплитуд сигнала на двух проводниках.
Рис1. Передача сигнала по балансной линии.
Например (рис. 1), если на одном проводнике амплитуда равна 0,5 В, а на другом -0,5 В, то результирующая амплитуда будет равна 0,5 В — (-0,5 В) = 1В. Такой вид передачи сигнала устойчив к наведенным помехам, так как сигнал помехи наводится на оба проводника в одной фазе и взаимно компенсируется на входах дифференциального усилителя: 0,12 — 0,12 = 0
 |
Микрофонный кабель состоит из двух центральных проводников в изоляции, экрана и внешней оболочки. Центральные проводники свиты между собой.
 |
Микрофонный кабель.
Микрофонный кабель с двойным спиральным экраном.
Центральные проводники представляют собой витую пару. Каждый проводник выполнен из свитых вместе тонких медных жил в изоляции. Требования к центральным проводникам балансного кабеля аналогичны требованиям к центральному проводнику небалансного кабеля.
Сечение центральных проводников кабеля может колебаться от 0,14 до 0,5 мм2, и при выборе типа кабеля обычно исходят из длины линии трансляции сигнала и применяемого оборудования.
Экран балансного кабеля по назначению и технологии изготовления аналогичен экрану небалансного кабеля. Экран может быть в виде оплетки (см. фото микрофонного кабеля), спиральным и из фольги (см. фото Extron STP 22 Dual).
Внешняя оболочка может быть тонкой для скрытого монтажа или толстой у сценических кабелей для предохранения от возможных деформаций.
Аудиокабели выпускаются в виде мультикоров, когда под общей оболочкой объединены несколько балансных линий.
Источник
Вся правда о проводах (если честно, не совсем вся, но много). Журнал «Автозвук»
Сохранить и прочитать потом —
Регулярно посещая несколько аудиофильских интернет-форумов, где идет активное обсуждение различных компонентов, я заметил одну явную закономерность: все, кто активно заявляет о том, что соединительные провода не могут звучать по-разному, если изготовлены из одинакового материала, никогда не опираются на результаты собственных экспериментов. Потому, что их не проводили. Их аргумент — «этого не может быть, потому что не может быть никогда». А уж тема направленности проводов для них, как красная тряпка для быка. Просто так пройти не могут, обязательно поддержат своим «+1» глумящихся над «замороченными аудиофилами». Зато все защитники другого лагеря неизменно приводят результаты своих сравнительных прослушиваний. Я себя причисляю ко второму лагерю и готов поделиться своим опытом, основанным на сотнях сравнительных прослушиваний и самостоятельном конструировании соединительных проводов. Именно конструировании, потому как при своей кажущейся простоте провода являются сложной конструкцией, а нижеперечисленные элементы конструктива справедливы как для акустических кабелей, так и для межблочных. Это верно даже для питающих кабелей, разве что с небольшой поправкой на специфику применения.
Однажды, еще в то время, когда я занимался установкой аудиосистем в автомобили, зашёл в мой инсталляционный центр наш местный электрик, в советские годы работавший связистом. Увидев силовой провод 2Ga, который мы протянули в багажник автомобиля для подключения усилителя, был реально ошеломлён. Его слова: «Мы таким кабелем подключали радиостанции, вещающие на полмира». С тех самых пор у меня появилась поговорка: нельзя к такой тонкой теме, как звуковоспроизведение, подходить с законом Ома. Вернее, правда, будет сказать так: нельзя только с законом Ома.
Должен отметить, что в последнее время необходимость в качественном питании усилителей понимают даже начинающие свой путь в автозвуке. Это произошло благодаря тому, что на всех автозвуковых форумах даются рекомендации по сечению питающих проводов, а в магазинах есть в наличии комплекты для подключения усилителей с хоть и не очень толстыми проводами, но все же достаточными. А вот использовать толстые акустические провода не желает никто. При этом если новички покупают то, что им предлагают в магазинах, то звуколюбы «в теме» просто считают, что провода сечением 2,5 кв. мм вполне достаточны для любой фронтальной акустики, ведь мощность динамиков намного меньше утюга, который также подключен проводом 2,5 кв. мм. И действительно, если оперировать единственно доступной и понятной простому потребителю величиной — мощностью, то с этим и не поспоришь. Однако я берусь поспорить и даже рассчитываю этот спор выиграть (а иначе бы не брался). И буду в своей доказательной базе использовать электрические параметры, понятные и знакомые гипотетическому электрику, подходящему к звуковоспроизведению с законом Ома. Никакой эзотерики, никаких наездов, типа «раз ты не слышишь этого, значит, ты глухой. »
Итак. Электродинамическая головка по своей сути является электродвигателем переменного тока, который преобразует электрический сигнал в механические движения диффузора с возбуждением звуковых волн. Чем точнее диффузор повторяет электрический сигнал звуковой частоты, тем точнее звук, который мы слышим, будет соответствовать своему эталону, то есть живому звуку, который записали. Это всё теоретически и если не учитывать искажения электронного тракта. Для нашей нынешней темы отправной точкой будет точность механических колебаний. Фактически подвижная часть динамической головки имеет какую-то массу, а значит, имеет инерционность при колебаниях. И для того чтобы точно контролировать движения, усилитель должен иметь достаточный для этого коэффициент демпфирования (КД). Ещё часто применяют термин «демпфинг-фактор». Значение, которое далеко не все производители приводят в технических данных своих изделий. Вычислить значение коэффициента несложно, нужно сопротивление нагрузки разделить на выходное сопротивление усилителя и получить искомую цифру. Нам как раз надо это сейчас проделать. Выходное сопротивление я ни разу не встречал в декларируемых характеристиках усилителей, да и не константа это вовсе, сопротивление меняется от частоты, то есть это импеданс. Но для наших целей это непринципиально, ибо, даже если допустить погрешность в 100%, выводы, к которым мы придём ниже, не изменятся. Давайте возьмём среднестатистическое значение выходного сопротивления транзисторного усилителя — 0,02 Ом, а сопротивление нагрузки 4 Ом. Получаем коэффициент демпфирования, равный 200. Очень хорошее значение, хотя бывает и больше.
Теперь-то можно перейти непосредственно к доказательству необходимости применять толстые акустические провода. Искомый коэффициент мы получили, не учитывая сопротивления соединительных проводов, а оно таково, что его учёт в этой простейшей формуле даёт совершенно другие результаты. Пробежав по сайтам производителей кабельной продукции, я нашел значение сопротивления медного акустического кабеля сечением 2,5 кв. мм — 0,0075 Ом/м. Но это сопротивление одного проводника, а в цепи используются два, значит, умножим на 2. Обычно усилители располагают в багажнике автомобиля, и средняя длина кабеля до фронтальной акустики равна 4 м. Считаем сопротивление акустического кабеля такой длины: 0,0075 х 2 х 4 = 0,06 Ом, то есть в 3 раза больше выходного сопротивления усилителя! С учетом этого фактический коэффициент демпфирования становится равным не 200, а… считаем: 0,02 + 0,06 = 0,08, 4/0,08 = 50. Это уже малый коэффициент, а с учётом того, что современные автомобильные динамики имеют тяжёлую подвижку, становится ясно, что ни о каком разборчивом воспроизведении речь идти не может. Диффузор динамика будет «пролетать» по инерции точку остановки, так как усилитель не сможет контролировать колебания из-за большого сопротивления между ним и динамиком. А попробуем увеличить сечение акустического провода до 10 кв. мм и тем самым снизить сопротивление в 4 раза. Получаем уже совсем другие цифры: 0,06/4 = 0,015, а новое значение КД равно 114, а это в 2,3 раза лучше, чем в первом случае. Теперь понятно, что чем толще акустический кабель и чем он короче, тем лучше звучание. Это касается не только низкочастотного диапазона, на котором происходит большая амплитуда колебаний, но и средних частот, значительно выигрывающих в разборчивости. Толстые провода довольно проблематично протягивать в двери автомобиля, но такая сложность вознаграждается качественным звучанием. Опираясь на проделанные расчеты, сабвуфер просто необходимо подключать толстыми проводами, да и сделать это гораздо проще, чем протянуть провод в двери.
По собственному опыту скажу: разница в звучании между акустическим проводом 4 кв. мм и таким же сдвоенным — 8 кв. мм прекрасно слышна, нужно только каждому, кто желает в этом удостовериться, взять и провести этот простой эксперимент. В своей домашней системе я подключил колонки самодельным акустическим кабелем сечением 40 кв. мм и ни разу об этом не пожалел.
Самый распространенный материал для звуковых проводов — медь, это известно. Но вот качество меди может быть совершенно разным, и не в наших силах его определить, для этого необходимы дорогостоящие приборы и оборудование. Я только призываю не верить в заявленные характеристики производителями, они часто не соответствуют действительности, именно по причине невозможности проверки. Надо брать и слушать самому. Очень хорошо себя показал проводник из чистого серебра — звучание благородное, богатое обертонами и послезвучиями. Однако цена такого кабеля начинается с сотни долларов за метр, и этот факт сильно ограничивает его использование даже в дорогих системах. Нередко встречается проводник из посеребренной меди, практика показала, что такой проводник сильно искажает тембр, звук окрашен, даже резок. Это объясняется тем, что ток, выдавливаемый действием скин-эффекта на высоких частотах, попадает на слой проводника с другими характеристиками, и происходят некоторые искажения. На звуке это слышно как «увеличение яркости» на средневысоких частотах (например, медные духовые, тарелки) и уменьшение «воздуха» и размеров звуковой сцены, съедается «акустика помещения». Попадается также проводник из лужёной оловом меди, звучание такого провода характеризуется ярко выраженным эффектом шепелявости, звук откровенно грязен. При этом нередки случаи, когда лужёная медь выдается за посеребрённый проводник.
Диэлектриков, которые используют в качестве изоляционного материала для аудиокабелей, огромное множество, это вообще отдельная тема, которая по объёму может потянуть на десятки страниц. Постараюсь кратко охарактеризовать часто применяемые. Самый распространённый диэлектрический материал для изоляции проводников — поливинилхлорид (ПВХ) и его вариации. Это тот самый прозрачный, полупрозрачный или и вовсе непрозрачный материал, что имеется на продаваемых нынче акустических и силовых проводах для автозвуковой индустрии. Этот диэлектрик обладает эффектом накопления заряда, поэтому на звуковой сигнал влияет сильно и негативно. Представьте себе, что по проводнику прошёл основной звуковой сигнал, а вдогонку к нему, отставая по времени (фазовые искажения) и с намного меньшей, но все же значимой амплитудой, бежит накопленный и отдаваемый изоляцией сигнал. Звучание становится мутным и невыразительным. Причём этот эффект зависит от длины кабеля и с увеличением длины усиливается. На нескольких метрах звук будет намного хуже, чем на небольшом отрезке кабеля. Кроме того, ПВХ окисляет медь, особенно на краях провода, там, где есть доступ воздуха. Изолятор из полипропилена применяют не так часто, как ПВХ, он намного лучше для звука, особенно вспененный. Это наименее дорогой из «акустически правильных» изоляторов. Изоляцию из тефлона применяют уже на дорогих аудиокабелях, особенно хорошо себя показала изоляция из тефлона низкой плотности и вспененного тефлона. Некоторые производители даже запатентовали несколько технологий изготовления изолятора из этого материала.
Экспериментальным путем было установлено, что самые нейтральные к звуку изоляторы — это натуральные материалы: хлопок, лён, шерсть, целлюлоза, их практически нельзя встретить в серийных изделиях, и лишь иногда их применяют в дорогих и штучно изготовленных аудиосоединителях самого высокого класса. Вообще, любой изолятор влияет на звуковой сигнал, даже второй слой, который никак не соприкасается с проводником. Прокладывать в автомобиле акустические провода следует как можно дальше от металла кузова, гофрированные трубы как раз позволяют «отодвинуть» кабель и от кузова, и от ковровых покрытий.
Казалось бы, какая разница, как расположены проводники в кабеле, ведь они в изоляции и никак не соприкасаются друг с другом. На самом деле из двух совершенно одинаковых проводников можно сделать совершенно разные по звучанию кабели. Проводники свивают под разным углом, прокладывают параллельно, разносят на разные расстояния, параллелят несколько проводников, используют проводники плоского сечения, набирают проводник из жил разного диаметра и много еще чего. Я не буду конкретно описывать каждый вариант — их огромное множество, а это означает, что единственно правильной конструкции нет. Разнесенные подальше проводники позволяют получать значения погонной емкости и индуктивности практически равными нулю — заметно возрастает детальность звучания, но теряется слитность, музыкальность. Основная задача конструкторов проводов, помимо, конечно, нейтральности и широкополосности — получить оптимальное сочетание детальность/музыкальность. Вот по этим трём критериям и стоит оценивать аудиосоединители.
Две принципиальные конструкции кабелей с очень разнящимися характеристиками
Источник
