Акустический кабель — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

2х проводниковый акустический кабель

Акустический кабель используется для электрического соединения между громкоговорителями и аудио усилителями. Современные акустические кабели состоят из двух или более электрических проводников в изоляции, такой как ПВХ, полиэтилен или тефлон. Два провода электрически идентичны, но выделены для определения правильной полярности аудио сигнала. В качестве материала проводника предпочтительнее использовать чистую медь.

Эффект воздействия акустического кабеля на сигнал является очень обсуждаемой темой среди аудиофилов и любителей звука высокой достоверности. Честность многих рекламных заявлений по этому вопросу была оспорена инженерами, которые подчеркнули, что простое электрическое сопротивление на сегодняшний день является наиболее важной характеристикой акустического кабеля.

Среди аудиофилов существуют дебаты о влиянии, которое оказывают hi-end акустические кабели на аудио систему. Центральное место в этих дебатах занимает слышимость изменений, которые вносит в сигнал акустический кабель. В то время как некоторые маркетологи заявляют, что экзотические материалы и структура проводников могут повлиять на слышимые характеристики акустического кабеля, скептики утверждают, что несколько метров акустического кабеля от усилителя мощности до клемм громкоговорителя не могут внести слышимые изменения из-за большего влияния от сложных компонентов, таких как кроссовер внутри громкоговорителя, а также от динамиков громкоговорителя, которые включают несколько метров очень тонкой проволоки. Для обоснования заявлений об улучшении качества звука, многие маркетологи акустических кабелей приводят в пример электрические свойства кабеля, такие как скин-эффект, сопротивление; свойства, которые мало знакомы большинству потребителей. Никакие из этих электрических свойств не имеют сколько-нибудь заметного влияния на аудио частоты, хотя каждый из них имеет значение для радио частот. Эксперты аудио индустрии опровергли вышеописанные заявления путём измерений, а также через двойной-слепой ABX тест на слушателях. Тем не менее существует соглашение, что для отсутствия слышимых изменений в кабеле необходимо, чтобы общее сопротивление акустического кабеля не было слишком большим. Кроме того, проблемы с качеством акустических кабелей проявляются наибольшим образом на громкоговорителях с пассивным кроссовером, чаще всего используемых в домашнем стерео.

В общем случае приемлемым является вариант, когда сопротивление акустического кабеля не превышает 5 % от сопротивления всей электрической цепи. Для конкретного материала, сопротивление зависит от длины и толщины (соотношение длины к площади поперечного сечения). По этой причине, громкоговорителям с низким сопротивлением требуется акустический кабель тоже с низким сопротивлением. При большой длине кабель должен быть толще. После того как 5 % барьер сопротивления был достигнут, более толстый кабель не предоставит никаких улучшений.

использование для колонок, отличия от обычного

Акустический кабель (АК) — специализированный провод, изготавливаемый для подачи звукового сигнала на пассивные динамики от усилителя. Основная цель подобного провода — передача максимально четкого сигнала. Кроме всего прочего, он обязан гарантировать защиту передающего сигнала от любых внешних звуковых помех.

Что это такое

Главная особенность такого кабеля в том, что он должен передать к динамику аудиосигнал без искажения, этим он будет отличаться от обычной проводниковой продукции. В случае применения некачественного изделия на выходе получится деформированное звучание с фоновым шумом или с низким мощностным сигналом. Это становится возможным из-за того, что доля энергии звука будет направлена на нагрев АК. Для того чтобы сохранить качество сигнала, применяют кабель для акустики.

Бухта кабеля для акустики

Важным фактором, сохраняющей акустическую проводимость считается токопровод выполненный из очищенной меди. В дорогостоящих изделиях зачастую применяются композитные жилы из разных металлов. Так на токопроводы из меди напыляется олово либо серебро. Вследствие такой модернизации, провода становятся почти совершенными.

Тем не менее, «чистый» аудиосигнал имеет возможность быть испорченным шумовыми полями, расположенными вне устройства. Именно поэтому АК покрывают защитной изоляцией. Она оказывает благотворное влияние на период эксплуатации продукта, износоустойчивость, способность защищаться от внешних помех и разрывов. В роли изоляционных материалов используют разное сырье, при условии, что оно относится к превосходным диэлектрикам.

Важно! Наиболее перспективным вариантом считается тефлоновый изоляционный материал, немного хуже работают полипропиленовые составы. Их применяют для недорогих проводниковых изделий, в системах, где разница в качестве не будет так ощутима.

Параметры акустического кабеля для колонок

Аналогично, как и для всех проводов, аудиопровод обладает тремя базовыми свойствами: емкость, индуктивность и сопротивление. Вследствие обстоятельств работы, в которых функционирует провод динамика, преимущественным качеством для него является — сопротивление. Это основной параметр, наличие которого создает потребительские качества и чем акустический кабель и отличается от обычного. Данное обусловлено довольно невысокими применяемыми частотами и абсолютным сопротивлением системы. Большая часть звуковых установок обладают импедансом от 4 до 15 Ом.

Строение акустического кабеля

Повышение сопротивления способно влиять на эффективность системы, поскольку динамик имеет возможность уменьшать ток возбуждения. Следующая проблема состоит в том, что обратная ЭДС, образовываемая динамиком, обязана иметь первоисточник с невысоким импедансом. При увеличении импеданса первоисточника, обратная ЭДС поглощается в меньшей степени. Данное воздействует на производительность динамика, особенно в области низких гармоник, тогда они будут не такими выраженными и иметь менее естественное звучание.

В основном негативные проявления провода динамика становятся ощутимыми, когда кабельное сопротивление достигнет около 5% от общего сопротивления громкоговорителя. Поскольку оно пропорционально его длине, сопротивление АК может быть скорректировано модификацией такого параметра:

• Длина обязана быть насколько возможно короче, тогда сопротивление уменьшится.

Еще одно директивное правило, которое нужно выполнять при сборке аудиосистемы — размер линии к обоим громкоговорителям должен сохраняться одинаковым, и, следовательно, они станут иметь равное сопротивление, а система — эффективно сбалансированной.

Обратите внимание! Чем толще провод, тем меньше сопротивление, в этом отличие качественных и некачественных изделий. Это взаимосвязь между импедансом динамика, длиной и длинной, которые влияют на сопротивление. Она должна обеспечить сопротивление speaker кабеля менее 5% от номинального импеданса динамика при разных нагрузках.

Структура

Токопроводы аудиокабеля могут быть выполненными, как из меди и ее сплавов, так и из алюминиевых материалов, с внешним медным покрытием. Число жилок способно колебаться от 2-х до 4-х. Изоляция выполняется из высококачественного пвх-материалов, как правило, чёрных цветов. Все звуковые провода обладают общей оболочкой с высокой гибкостью.

Структура кабеля для акустики

Снаружи расположен предохранительный экран из медной оплётки. Его главное назначение — уменьшение степени влияния наружных электромагнитных искажений в период передачи главного электрического сигнала. В таком случае, при соответствующей плотности наружной оплетки, коэффициент полезного действия системы защиты достигает максимального значения. На изоляции существует маркировочная метка, которая обозначает материал провода и его функциональные характеристики.

Среди главных свойств для аудиопровода нужно обозначить:

Предельное удельное сопротивление — 5% от всеобщего сопротивления полной системы;

1. Эксплуатационный температурный интервал — от— 40 до + 60 С.
2. Минимальный радиус изгиба при установке — наружных диаметров АК.
3. Строительно-монтажная длина больше 25 м.
4. Гарантия срока эксплуатации — более 10 лет.

Применение аудио кабеля

Где применяется акустический кабель

В системе Hi-Fi каждый громкоговоритель управляется своим собственным электрическим сигналом. Соответственно, АК проходит от каждого динамика к ресиверу или усилителю. Сабвуфер обычно подключается через монофонический АК. С другой стороны, двухъядерные стерео кабели используются для динамиков. Два медных провода каждый передает аудиосигнал от приемника к коробке. В аудиосистеме существуют следующие виды кабелей:

• Электрический — для питания всех устройств системы. Здесь наиболее важным критерием является сечение.
• Звукопроводящий провод динамика, его основная роль состоит в том, чтобы обеспечить наилучшее возможное соединение между усилителем и громкоговорителями, чтобы рассеивать минимум энергии. Для этого сопротивление проводников должно быть, как можно ниже, по сравнению с полным сопротивлением установки.
• Аудио кабель — коаксиальный АК, состоящий из одного или нескольких проводников, окруженных экраном. Этот тип может использоваться для передачи сигнала линейного уровня, а также для микрофона.
• DMX — это цифровой сигнал, такой же как AES / EBU. DMX имеет идеальное значение характеристики полного сопротивления от 100 до 120 Ом.

Как выбрать и рассчитать

Выбор правильного сечения часто недооценивается, независимо от того, является ли это стерео системой или домашним кинотеатром. Кабели громкоговорителей в современных жилых помещениях должны выполнять более одной технической функции, поэтому требования к ним также меняются. АК часто должны быть невидимыми, насколько это возможно и иметь возможность передавать звуковой сигнал идеально.

Выбор аудиопровода

Главными критериями подбора АК считаются:

• Длина. Перед выбором потребуется измерить промежуток между громкоговорителем и усилителем. Рекомендуется приобретать изделия с небольшим резервом.
• Топология, другими словами, каким способом расположены проводки в жиле.
• Количество токопроводов. Многожильные провода по максимуму снижают все варианты искажений.
• Наружный вид.
• Используемые защитные материалы.
• Вид зажима.

Использование DMX

Как правильно использовать

Необходимо учитывать основные правила при подсоединении, которые повышается качественность передачи, и устраняются помехи:

• Гарантировать координацию полярностей;
• применять кабель наименьшей допустимой длины;
• подключить все разъемы и обеспечить надежный контакт всех сторон соединения;
• не позволять проводам скручиваться и из изгибаться. Поскольку токопроводящая жила будет растягиваться, а в зоне разворота сечение понижается и, следовательно, возрастает сопротивление;
• в том случае, когда АК прокладывается под плинтусом, по стенке или в проводных лотках, нельзя допускать пересечения или параллельного прохождения с силовыми проводами либо размещать его по поверхности, где применяются ферромагнитные металлы;
• концы недолжны оставаться оголенными;
• неиспользуемые проводники отключают и изымают из места установки базовых акустических кабелей;
• запрещено наращивать проводниковые конструкции для того, чтобы не допустить сильных искажений сигнала.

Дополнительная информация. Кабели имеют «звуковую сигнатуру», как и аудиоканалы. Некоторые выделяют низкие частоты, другие подчеркивают средние или высокие. Поэтому АК должен очень хорошо быть интегрирован в систему и, чтобы нарушить общий звуковой баланс.

Интеграция кабеля в систему

И последнее, рискуя многих удивить, но некоторые производители утверждают, что новый кабель часто требует периода приработки, например, для автомобиля, период адаптации его в новой системе составляет до двух недель.

Современный кабель для аудиотехники

При покупке аудиотехники любой конфигурации и мощности нужно выбирать коммутационное оснащение. Базисом его считаются акустические кабели, соединяющие все элементы звуковых установок и передающие сигнал от усилителя аудио гармоник к устройствам воссоздания звукового сопровождения. От подбора качества и модели продукции, будет зависеть, сумеет ли успешно функционировать такая система на всю проектную мощность.

Акустический кабель. Виды и устройство. Как выбрать и применение

Акустический кабель представляет специализированный провод, который предназначен для доставки звукового сигнала от усилителя на пассивные громкоговорители. Главная задача такого провода – передача предельно точного сигнала, чтобы не было никакого искажения. К тому же подобный кабель должен обеспечивать защиту передаваемого сигнала от всевозможных шумов и помех, которые появляются извне. В действительности же каждый кабель оказывает определенное влияние на сигнал. Но чем оно меньше, тем провод будет лучше. Именно поэтому производятся различные виды кабелей, от копеечных вариантов до дорогостоящих проводов ценой в несколько тысяч долларов за метр.

Виды

Акустический кабель бывает разных видов, однако среди них в основном выделяют следующие разновидности:

• Симметричный кабель. В большинстве случаев поставщики реализуют его в качестве микрофонного. Конструктивно он имеет два многожильных проводника, помещенных в проводящий экран. В качестве экрана может использоваться медная оплетка или фольга. В качестве центральных проводников часто выступает витая пара.

• Несимметричный кабель. Его используют для доставки несимметричных аудиосигналов, применяемых в бытовой и компьютерной технике. Подобные провода также используются для подключения музыкальных инструментов. В таких проводниках степень искажения определяется качеством экрана, который закрывает центральную жилу. Указанные выше кабели часто применяются как межблочные.

• Параллельный акустический кабель. Выполнен из двух изолированных многожильных проводников. В некоторых случаях с целью предохранения от повреждений они покрываются общей изоляцией.

• Витой кабель. В нем применяются изолированные жилы, которые переплетаются друг с другом. В результате образуется витая пара. Подобное решение дает возможность использовать такой кабель для получения длинного соединения.

• Коаксиальный кабель. Имеет повышенную защиту от внешних помех, благодаря чему он отлично подходит для применения совместно с питающими проводами.

Устройство

Акустический кабель обычно имеет такую конструкцию: жилы проводников укладываются в изоляционный слой из ПВХ. Они в большинстве случаев имеют сечение от 0,25 до 4 квадратных миллиметров. Оболочка отличается упругостью, пластичностью и устойчивостью к воздействию различных агрессивных сред. Материалом для проводящей ток жилы может служить чистая медь, бескислородная медь или биметалл-омедненный алюминий.

Устройства акустического проводника может быть выполнено из одной или нескольких жил. Причем многожильный кабель может иметь следующее строение:

• Пучкообразное. Применяется весьма редко, ведь подобный кабель подвержен влиянию отраженных сигналов. Это приводит к ухудшению его характеристик при эксплуатации.
• Концентрическое. Жилы здесь располагаются одинаково в продольном направлении. В результате получается почти идеальное круглое сечение. Благодаря этому гарантируются стабильные параметры сопротивления в кабеле, а значит и достаточно хорошее прохождение сигнала.
• Веревочное. Это улучшенный вид вышеуказанного типа строения. Большинство качественных кабелей крупного сечения выполняются указанным способом, чтобы сохранить гибкость.

Принцип действия

Главная особенность кабеля для акустики в том, что он доводит до динамика сигнал без искажения. Если бы был низкокачественный провод, то на выходе получилось бы деформированное звучание с шумами, либо занижение мощности сигнала, ведь определенная часть энергии направлялась бы на нагревание провода. В результате бы получилась схема: качественный сигнал – усилитель – «ухудшитель» — звук. Именно с целью сохранения качества сигнала и применяется кабель для акустики.

Отличными параметрами для сохранения акустической проводимости является медь. Однако и она может быть разного качества. Это может быть очищенная медь или металл грубой очистки. В дорогих кабелях часто используются композитные жилы, которые выполнены из нескольких металлов. К примеру, на медные жилы наносится олово или серебро. Благодаря подобному усовершенствованию провода становятся практически совершенными.

Но этот «чистый» сигнал может быть испорчен внешними факторами. Поэтому провода покрываются изоляцией. Она влияет на срок службы изделия, износостойкость, защиту от внешних помех и механических повреждений. В качестве изоляции могут использоваться различные материалы, но все они должны являться хорошими диэлектриками. Одним из лучших вариантов является тефлоновая изоляция, более худшее качество дает полипропиленовая изоляция.

Применение

Акустический кабель находит довольно широкое применение. Его используют:

• Для соединения аудио-видео систем, микшеров усилительных устройств, колонок и иной аппаратуры преобразования и воспроизведения звуковых сигналов.
• Для подключения самых разных датчиков, а также для питания радиоэлектронной аппаратуры.
• Включения в схемы блоков, модулей, в том числе составных элементов и компонентов оборудования музыкальных студий.

Как выбрать акустический кабель

Основными критериями выбора кабеля для акустики являются:

• Длина. Выбирая длину, следует предварительно померить расстояние между динамиком и усилителем. Желательно покупать с некоторым запасом. Лучшим вариантом будет решение, когда провод лежит не кольцами, но при этом и не натягивается.
• Топология, то есть, как располагаются проводники в жиле. Кабель простейшей конструкции – это провод, выполненный из двух толстых медных жил и обернутый в толстую изоляцию. В большинстве случаев подобного кабеля будет вполне достаточно. Но в системах высшего класса без многожильных кабелей, переплетенных особым образом, не обойтись. Благодаря многожильным проводам можно максимально снизить все типы искажений и получить звук высочайшего качества.
• Внешний вид выбирается по своему усмотрению. Акустический кабель может быть самых разных расцветок.
• Применяемые материалы. Жилы кабеля в большей части случаев изготавливаются из меди. Чем данный материал будет чище, тем лучше будет протекать ток. В дорогостоящих проводниках может применяться и серебро, ведь у этого металла малое удельное сопротивление. Некоторые кабели могут быть выполнены из прозрачного слоя изоляции, они удобны для определения целостности жилы.
• Тип зажима. Простые кабели часто не имеют коннекторов. Они продаются в мотках или барабанах, на концах у них оголенные жилы. Провода высокого класса часто оснащаются разъемами в виде «банана» либо «лопатки». Они более удобны в применении. В особенности это касается случаев частой их коммутации, к примеру, на концертах.

Похожие темы:

в чем разница? Часть 2 / Аудиомания corporate blog / Habr

Прим. переводчика: в тексте используется классификация кабелей в соответствии с американской системой маркирования толщины проводов. Уточнить характеристики кабелей в соответствии с международным стандартом на калибры проводов IEC 60228 (AWG) можно здесь.

Используем измерения, чтобы прояснить ситуацию c кабелями

[Часть 1]

Когда я писал свою оригинальную статью, исследуя возможность измерения влияния акустических кабелей на звучание динамика, я показал, что замена кабеля может привести к слышимым изменениям звучания системы.

Для исследования я использовал, по большей части, полные противоположности кабелей, например, кабели 24 и 12 калибров. Многие читатели удивились, какого вида различия я измерял, если я сравнивал обычный кабель 12 калибра и высококачественный аудио-кабель. И я тоже удивился. Поэтому я выбрал все лучшие кабели, которые у меня были, позаимствовал несколько у друзей и повторил тест.

Вот так выглядел метод тестирования: я использовал мой звуковой анализатор Clio 10 FW и измерительный микрофон MIC-01, для оценки характеристики моих динамиков Revel Performa3 F206 внутри помещения. Проводить исследование в помещении было необходимо, чтобы убедиться, что окружающий шум не окажет влияния на эксперимент. Да, на опыт в помещении наложатся акустические эффекты комнаты, но это не имеет значения, поскольку я искал только различия в измеренных результатах, когда я менял кабели.

И чтобы вспомнить теорию, которая стоит за всем этим: динамики акустических колонок и компоненты разделителя спектра сигнала работают как сложный электрический фильтр, настроенный на предоставление колонкам желаемого звука. Добавление дополнительного сопротивления, в виде акустического кабеля с большим сопротивлением, изменит частоты, на которых работает фильтр, что в свою очередь изменит частотную характеристику динамиков. Если кабель дополнительно привнесет в фильтр значительное количество индуктивности и емкости, то это тоже повлияет на звук.

Тест 1: AudioQuest, QED и кабель 12 калибра

В моих тестах я измерил эффекты от нескольких профессиональных кабелей, длиной от 10 до 12 футов, и сравнил показатели с обычным кабелем 12 калибра. Поскольку результаты были, по большей части, похожи, я представлю их по три за раз, с двумя профессиональными и одним обычным на графике.

На графике показаны: обычный кабель (синяя кривая), кабель AudioQuest Type 4 (красная кривая) и QED Silver Anniversary (зеленая кривая). Как вы можете наблюдать, в большинстве случаев различия невероятно малы. На самом деле, большинство различий находится в пределах нормальных, минимальных отклонений, возникающих от измерения к измерению, при работе со звуковыми датчиками, из-за определенного количества следов шума, тепловых колебаний в динамиках и т.д.

Есть небольшое различие на частоте ниже 35 Гц. На этих частотах профессиональные кабели производят меньше баса на выходе динамика, хотя разница составляет порядка -0,2 дБ. Очень вероятно, что это различие нельзя услышать, из-за относительной нечувствительности человеческого уха в этом диапазоне. По факту, большинство музыки не имеет наполнения в этом диапазоне (для сравнения, частота самой низкой ноты стандартной бас-гитары и контрабаса составляет 41 Гц). Это сложно расслышать еще и потому, что только большие колонки башенного типа обладают достаточным уровнем выхода на частотах ниже 30 Гц (вы можете подключить сабвуфер, чтобы воспроизводить эти частоты, но почти все из них обладают автономным питанием, и акустический кабель не окажет на сабвуфер никакого влияния). Вы услышите гораздо более сильные различия в низкочастотных характеристиках, если переместитесь на 1 фут в любом направлении.

У меня не было возможности измерить электрические свойства акустического кабеля AudioQuest (его срочно потребовал назад парень, у которого я его одолжил), но я измерил сопротивление и емкость у QED и обычного кабеля (индуктивность кабелей была слишком мала для моего Clio 10 FW, он не смог её измерить).

Обычный кабель 12 калибра: 
сопротивление – 0.0057 Ом на фут, емкость – 0.023 нФ на фут.

QED Silver Anniversary: 
сопротивление – 0.0085 Ом на фут, 
емкость – 0.014 нФ на фут.

Тест 2: Shunyata, High-End прототип, и кабель 12 калибра

На этом следующем этапе участвовали более профессиональный кабель, толщиной 1,25 дюймов Shunyata Research Etron Anaconda и 0,88-дюймовый прототип, который разрабатывается для профессиональной аудио-компании. Оба достаточно толстые из-за использования тканевой внешней оплетки, но они по-прежнему тяжелые и дорогие. Кабель Shunyata Reserach стоит около $5000 за пару.

На графике отображены характеристики обычного кабеля (синяя кривая), кабель Shunyata Research (красная кривая) и безымянный High-End прототип (зеленая кривая). Вот их параметры:

Shunyata Research Etron Anaconda: 
сопротивление – 0.0020 Ом на фут, емкость – 0.020 нФ на фут.

High-End прототип: 
сопротивление – 0.0031 Ом на фут, 
емкость – 0.038 нФ на фут.

Здесь мы начали замечать некоторые различия, в особенности выше 2кГц. Давайте приблизим и посмотрим поближе…

Тест 2: Просмотр в увеличенном масштабе

Расширяя шкалу магнитуд (дБ) и ограничивая диапазон частот, мы можем наблюдать, что большие, толстые кабели производят измеримые различия в характеристике динамика. F206 – это восьмиомный динамик, но величина различий увеличится при использовании четырехомного динамика.

Это не большая разница, как правило. Увеличение уровня составило +0,20 дБ с Shunyata и +0,19 дБ с прототипом, но оно охватывает диапазон из более чем трех октав. С четырехомным динамиком эти значения должны удвоиться до 0,40 дБ и 0,38 дБ соответственно.

Опираясь на исследование, упомянутое в моей оригинальной статье, низкодобротные резонансные колебания (высокий диапазон частот), величиной в 0,3 дБ, могут быть услышаны. Поэтому, заменяя обычный кабель или тонкий профессиональный кабель на один из больших кабелей, можно с большой вероятностью услышать различия.

Что означают эти различия? Я не знаю. Вы можете заметить, а можете не заметить их, и, вероятно, случится последнее. Я не буду гадать, улучшает это звучание динамика или ухудшает, поскольку это делает верхние частоты более насыщенными, что для некоторых динамиков хорошо, а для некоторых плохо. Обратите внимание, что проведение опыта в поглощающих звук помещениях позволило бы измерить более сильные различия.

В одном из выпусков нашего подкаста мы как раз обсуждали вопросы измерения качества звука с Юрием Фоминым, инженером-конструктором акустических систем высокого класса, основателем компании «F-Lab».