Para el correcto funcionamiento del dispositivo diseñado, es necesaria una cuidadosa selección de los componentes pasivos. Es necesario considerar en detalle las características del elemento pasivo base del futuro dispositivo y la disposición preliminar de las carcasas en el tablero.
A menudo, los desarrolladores no le dan mucha importancia al rango de frecuencia de funcionamiento de los componentes pasivos al seleccionar la base del elemento para un dispositivo futuro. Esto conduce a resultados impredecibles. Me gustaría señalar que esto no sólo se aplica a los dispositivos analógicos de alta frecuencia, ya que las señales de RF tienen un fuerte efecto en los componentes pasivos de baja frecuencia a través del acoplamiento galvánico o la radiación. Por ejemplo, un filtro de paso bajo activo simple en un amplificador operacional puede actuar como un filtro de paso alto cuando se expone a alta frecuencia en su entrada.
Resistencias
Resistencia encendida altas frecuencias Tiene su propia inductancia, capacitancia y resistencia. Ver figura. 5.
Las resistencias se pueden dividir en tres tipos principales: bobinadas, compuestas de carbono y de película. La estructura de una resistencia bobinada es una bobina de metal de alta resistencia, de donde proviene su propia inductancia. Los condensadores de película tienen una estructura similar, por lo que los condensadores de película también tienen inductancia. Las propiedades inductivas de las resistencias de película son menos pronunciadas que las de las resistencias de alambre. Las resistencias de película con un valor nominal de hasta 2 kOhm se pueden utilizar de forma segura en circuitos de RF.
Dado que los cables de las resistencias son paralelos entre sí, existe un acoplamiento capacitivo significativo entre ellos. Cuanto mayor sea el valor de la resistencia, menor será la capacitancia entre pines.
Condensadores
El circuito equivalente de un capacitor en la región de alta frecuencia se muestra en la figura. 6.
Los condensadores se utilizan en el diseño de circuitos como elementos de desacoplamiento y filtrado. Para calcular la reactancia de un condensador, recurrimos a la siguiente fórmula: 
Con base en la fórmula anterior, calculamos la reactancia de un capacitor con una capacidad de 10 μF a frecuencias de 10 kHz y 100 MHz. Los valores calculados fueron 1,6 ohmios a 10 kHz y 160 μohmios a 100 MHz. Ahora comprobemos si esto es realmente cierto.
Todas las resistencias mencionadas se suman y crean un equivalente. resistencia en serie(ESR). Con base en lo anterior, observamos que los capacitores utilizados en circuitos de desacoplamiento deben tener una ESR baja. Esto se debe a que la resistencia en serie limita la eficacia de la supresión de ondulación y ruido. Promoción Temperatura de funcionamiento Los dispositivos también afectan significativamente el cambio en la VSG y aumentan. Por lo tanto, cuando se utiliza un condensador electrolítico de aluminio a temperaturas de funcionamiento elevadas, es necesario utilizar el tipo de condensador adecuado.
Usando condensadores electroliticos Debes colocar y conectar con cuidado el condensador en la placa. La placa positiva debe estar conectada al positivo, las líneas que conectan el condensador deben ser lo más cortas posible. Si el condensador está conectado incorrectamente, las corrientes comienzan a fluir a través del electrolito con una rápida falla del propio condensador.
También existen dispositivos en los que la diferencia de potencial de corriente continua entre dos puntos puede cambiar de signo. En tales casos, se utilizan condensadores electrolíticos apolares.
Inductancia
El circuito de inductancia equivalente en la región de alta frecuencia se muestra en la Fig. 7.
La reactancia de la inductancia se describe mediante la siguiente fórmula:
De la fórmula se desprende que una inductancia con un valor nominal de 10 mH tendrá una reactancia de 628 ohmios a una frecuencia de 10 kHz, a una frecuencia de 100 MHz el valor calculado será de 6,28 MOhm.
placa de circuito impreso
La placa de circuito impreso también tiene todas las propiedades descritas de los componentes pasivos, pero estas propiedades no son tan pronunciadas.
Los conductores impresos en una placa de circuito impreso pueden ser tanto fuentes de interferencia como receptores (antena). El enrutamiento adecuado de la PCB minimiza las interferencias radiadas e inductivas. Dado que cualquier conductor de una placa de circuito impreso puede considerarse una antena, pasemos a los conceptos básicos de la teoría de las antenas.
Teoría básica de la antena
Uno de los principales tipos de antenas es la de “pin” o en nuestro caso, la de conductor recto. La impedancia total de un conductor recto tiene componentes resistivos (activos) e inductivos (reactivos):
En corriente continua y en bajas frecuencias Predomina el componente activo. A medida que aumenta la frecuencia, el componente reactivo se vuelve más significativo.
La fórmula para calcular la inductancia de un conductor de PCB es la siguiente:
En promedio, los conductores impresos en una placa tienen una inductancia de 6...12 nH por centímetro de longitud. Por ejemplo, un conductor de 10 cm de largo tiene una resistencia de 57 MΩ y una inductancia de 8 nH por centímetro. A 10 kHz la reactancia llega a ser 50 MΩ y a frecuencias más altas el conductor debe tratarse como una inductancia en lugar de un conductor resistivo.
Una antena de látigo comienza a funcionar con una relación entre longitud de onda y longitud de antena de 1/20. Por tanto, un conductor de 10 centímetros servirá como una buena antena en frecuencias superiores a 150 MHz. Volviendo a las placas de circuito impreso, observo que, por ejemplo, el generador de señales de reloj puede no tener una frecuencia de 150 MHz, pero los armónicos más altos del generador de reloj pueden convertirse en una fuente de altas frecuencias.
Otro de los principales tipos de antenas es la antena de cuadro. La inductancia de un conductor recto aumenta significativamente al doblarse. Un valor aumentado de la inductancia del conductor reduce la frecuencia a la que la sensibilidad de la "antena" es máxima.
Desarrolladores experimentados placas de circuito impreso Quienes conocen el efecto de las antenas de bucle notan que la topología no se puede construir de tal manera que se forme un bucle para señales críticas. De lo contrario, los bucles se forman a partir de líneas rectas y contrarrestar corrientes Ver Figura 8. La figura también muestra el efecto de una antena de ranura.
Observe más de cerca las tres opciones de la Figura 8.
Opción A: La más desafortunada de las presentadas. No utiliza polígonos de tierra. El circuito en bucle está formado por conductores de tierra y de señal. Debe recordarse que con una relación entre longitud de onda y conductor de 1/20, una antena de cuadro es bastante eficaz.
Opción B: en comparación con la opción A, esta opción es mejor. Pero aquí se puede ver un hueco en la zona de pruebas de tierra. Los caminos de las corrientes directa y inversa forman una antena ranurada.
Opción B: Esta opción es la mejor. Los caminos de la señal y las corrientes de retorno coinciden, por lo que la eficiencia de la antena de cuadro es insignificante. Vale la pena señalar que esta versión también tiene cortes alrededor de los microcircuitos, pero están separados de la ruta de la corriente de retorno.
La teoría de reflexiones y adaptación de conductores es idéntica a la considerada en la teoría de antenas.
Cuando el conductor impreso se gira en un ángulo de 90°, puede producirse un reflejo de la señal. Esto ocurre debido a un cambio en el ancho del conductor. En la esquina del conductor, el ancho de la pista aumenta 1,414 veces, lo que conduce a un desajuste de la línea de comunicación, capacitancia distribuida e inductancia de la pista. Sistemas modernos oferta de diseño automático diferentes tipos alisar las esquinas, ver fig. 9.
La mejor de las opciones de rotación presentadas es la tercera opción, ya que el ancho de su conductor no cambia.
Irina Aldoshina
Fecha de la primera publicación:
julio de 2009cables de audio en sistemas acusticos Oh.
Concluyendo la serie de artículos sobre sistemas acústicos, es necesario detenerse en uno más elemento importante sistema de altavoces: un cable de audio que lo conecta a un amplificador de baja frecuencia (LF). Dado que los cables de audio funcionan con niveles altos voltaje (por ejemplo, cuando se conecta a un amplificador de altavoz de 100 vatios con una impedancia nominal de 8 ohmios, la corriente será de 3,5 A), requieren el uso de conductores con una sección transversal bastante grande. Hasta los años 80 del siglo XX, el enfoque para elegir un cable de audio era bastante pragmático: era necesario minimizar las pérdidas de energía al transmitir una señal desde un amplificador a un altavoz y la caída de la respuesta de frecuencia del voltaje en las altas frecuencias. Las pérdidas del primer tipo están determinadas por la resistencia activa del cable, el segundo, por la interacción de la inductancia y capacitancia del cable con la reactancia del sistema de altavoces.
Sin embargo, en últimos años Han aparecido muchas publicaciones en revistas nacionales y extranjeras basadas en los resultados de pruebas subjetivas. varios diseños cables de audio, lo que demuestra la enorme influencia del cable en la calidad del sonido del sistema de altavoces (pureza, transparencia, claridad, etc.), especialmente en altas frecuencias. Para explicar estos fenómenos se empezaron a buscar varias razones: la influencia de las impurezas de oxígeno en el cobre, el efecto piel, el efecto de dispersión (es decir, la dependencia de la velocidad de propagación de la señal de la frecuencia), el cambio de fase, la absorción en aisladores, interferencias electromagnéticas, etc.
En la literatura nacional se han publicado trabajos científicos serios sobre líneas largas (de transmisión). Sin embargo, principalmente publicamos material extremadamente controvertido sobre cables de audio. Por lo tanto, los datos que se presentan brevemente a continuación sobre la teoría de los cables de audio se basan en los trabajos de especialistas tan conocidos como R. A. Greiner, A. Davis, G. Ballou y otros, publicados en las revistas JAES, JASA, actas de los congresos de la AES. y enciclopedias.
Características de los cables de audio.
En primer lugar cabe destacar que el cable de audio utilizado para los sistemas de altavoces (Fig. 1) suele tener una longitud aproximada de tres a diez metros, lo que nos permite considerarlo como un sistema con parámetros agrupados, ya que su longitud es significativamente menor que la longitud de la onda electromagnética en el rango de sonido L<< λ.
La longitud de onda se define como λ = v/f, donde v es la velocidad de propagación de la onda electromagnética en el cable, la cual está relacionada con la velocidad de propagación en el vacío (c es la velocidad de la luz en el vacío igual a 3 x 108 m/s) por la siguiente relación, donde μ es magnético y ε es la constante dieléctrica del medio (aislante). Por ejemplo, para polipropileno es 2,3, para teflón - 2,1, para PVC - 3,5, es decir, el valor de la velocidad de propagación de una onda electromagnética en un cable puede ser al menos la mitad de la velocidad de la luz - 1,5 x 108 m /s (el valor μ puede considerarse cercano a la unidad).
Por tanto, la longitud de onda mínima en la frecuencia superior del rango de sonido será λmin = 1,5 x 108 (m/s) / 2 x 104 (Hz) = 7,5 km. Dado que la relación L se cumple en el cable de audio.<< λ (как было отмечено ранее, в АС используется кабель длиной 3-10 м), то можно расчет его параметров производить, исходя из эквивалентной схемы для системы с сосредоточенными параметрами, представленной на рис. 2 (расхождение между расчетами по этой схеме и расчетами по точной теории трансмиссионных линий начинает проявляться на частотах выше 50 кГц).
También se deduce que los efectos característicos de las líneas de transmisión largas, como el cambio de fase y la dispersión, aparecen muy poco en los cables de audio: el cambio de fase es ~0,3 grados/m a 20 kHz y la dispersión (la diferencia en el tiempo de llegada de las altas frecuencias en relación con bajo) menos de 60 ns/m en el rango de audio, lo que es poco probable que afecte la distorsión audible. Además, las fluctuaciones de la señal debido a los reflejos de las ondas, características de las líneas de transmisión largas, tampoco aparecen de ninguna manera para las líneas cortas en el rango de frecuencia de audio y comienzan a afectar frecuencias superiores a 30 MHz;
Efecto en la piel
Otra propiedad de los cables de audio que, según muchos autores, tiene un impacto significativo en la calidad del sonido es el efecto piel. El efecto piel (efecto superficie) se produce en los conductores por los que circula corriente alterna debido a la aparición de corrientes de inducción (corrientes de Foucault). Estas corrientes se dirigen a la superficie del conductor en la dirección de la corriente eléctrica primaria y al eje, hacia ella. Como resultado, la corriente dentro del conductor se "debilita" y aumenta cerca de la superficie. A altas frecuencias, la densidad de corriente cerca del eje es prácticamente igual a cero, lo que provoca un aumento de la resistencia del conductor y, en consecuencia, una pérdida de potencia en el mismo. Profundidad del efecto de piel (en la que la amplitud de la corriente disminuye en mi veces, es decir, 2,73 veces) se puede calcular utilizando la fórmula aproximada: 
donde μ es la permeabilidad magnética del material conductor, σ es la conductividad eléctrica (dependen del material conductor y se especifica en las tablas de referencia), f es la frecuencia.
Esta fórmula es adecuada para conductores sólidos. Si el cable consta de conductores individuales, la conductividad eléctrica se reducirá teniendo en cuenta el factor de llenado (ya que entre los conductores cilíndricos individuales hay espacios de aire), que es aproximadamente igual a 0,9069. Para un conductor de cobre, la profundidad del efecto superficial a 20 kHz es de aproximadamente 0,5 mm (la profundidad del efecto superficial no depende del diámetro del conductor, está determinada únicamente por su material, sin embargo, cuando cambia el diámetro, el porcentaje de su uso cambia).
La relación entre los cambios en la resistencia lineal R y la inductancia lineal L del cable (es decir, resistencia e inductancia por unidad de longitud) con la profundidad del efecto superficial (que depende de la frecuencia f) se puede evaluar de la siguiente manera:
R/R0 = r0/2δ + 0,26;
ωL/R0 = r0 /2δ - 0,02, donde R0 es la resistencia CC (a frecuencias muy bajas), r0 es el radio del cable.
Teniendo en cuenta el cambio en la resistencia total debido al efecto piel, se muestra que a una frecuencia de 25 kHz la resistencia aumentará aproximadamente entre 1,05 y 1,3 veces dependiendo del tamaño (calibre) del conductor, y esto puede dar el efecto de pérdida de potencia. mostrado en la Fig. 3. Este efecto a una frecuencia de 25 kHz, teniendo en cuenta el cambio en la resistencia de un conductor sólido provocado por el efecto piel, será de 0,02 dB (para cables multipolares será incluso menor teniendo en cuenta el factor de relleno), que es poco probable que tenga un impacto significativo en el resultado al escuchar un sistema de altavoces normal.
Parámetros del cable de audio
El circuito equivalente mostrado en la Fig. 2 es un circuito que consta de un amplificador, un cable de audio y un sistema de altavoces. Un cable de audio se caracteriza por parámetros como resistencia lineal, capacitancia e inductancia (como se suele denominar unidad de longitud del cable, es decir, 1 m).
Resistencia lineal determinado por la sección transversal del conductor y su material, en particular, para un cable de cobre con una sección transversal de 1 metro cuadrado. mm es 0,019 ohmios. El tamaño del conductor del cable y su resistencia lineal se especifican mediante sus valores AWG (American Wire Gauge). La relación entre el calibre del cable y el área de la sección transversal del conductor y su resistencia lineal para el cobre se da en la Tabla 1.
Uno de los requisitos importantes para un cable de audio es la transmisión de señal sin pérdida de potencia. Se considera aceptable una pérdida de potencia de no más de 0,5 dB. Para hacer esto, la resistencia activa del cable R debe ser significativamente menor que la resistencia de carga, es decir, R<< |ZАС |, где |ZАС | - номинальный импеданс акустической системы. Поскольку его значение лежит для бытовых акустических систем в пределах 2..16 Ом, то значение сопротивления кабеля R должно лежать в пределах 0,1..0,5 Ом. Звуковые кабели обычно имеют длину 3-5 м и сечение проводника 2,5-10 кв. мм (то есть AWG 10-14), поэтому они вполне удовлетворяют этим условиям.
Un cable de audio consta de dos conductores separados por un dieléctrico, es decir, es un condensador. La capacidad de dicho condensador formado por dos conductores (núcleos) paralelos es igual a: С=ε0 επ/ln(d/a), donde ε0 es la capacitancia específica del espacio libre, igual a 8,854 x 10-12 F/m; ε es la constante dieléctrica (permeabilidad) del aislante; d es la distancia entre conductores (núcleos, m) y es el radio de cada conductor (m). Para cable coaxial, esta expresión cambiará ligeramente: С=ε0 ε2π/ln(b/a), donde b es el diámetro exterior del cable, a es el diámetro interior. Así, la capacitancia lineal depende del diseño del cable, del tamaño del conductor y de la distancia entre los núcleos (ver Tabla 2), del tamaño y propiedades de los dieléctricos utilizados como aislantes, y se encuentra en el rango de 10 -100 pF/m.
Dado que la corriente alterna fluye a través del conductor del cable, se crea un campo magnético alterno. La relación entre la magnitud de la corriente y el flujo magnético que crea (el número de líneas de fuerza magnéticas que cruzan el conductor) se determina utilizando el coeficiente de inductancia (o simplemente inductancia) L. La inductancia de dos conductores paralelos de radio A y la distancia entre ellos d igual a
L= (μμ0 /π)(lnd/a+0,25), donde μ es la permeabilidad magnética del aislante, μ0 es la permeabilidad magnética del vacío 1,257 x 10-6 H/m. Por tanto, la inductancia lineal depende de la geometría y el diseño del cable y varía dentro del rango de 0,1-1 μH/m.
Los cambios en la inductancia y capacitancia con el espaciado de los cables para cables de cobre de 12 AWG se dan en la Tabla 2.
Como se puede ver en la Tabla 2 y las fórmulas anteriores, aumentar la distancia entre conductores aumenta la inductancia y reduce la capacitancia del cable.
Uniformidad de respuesta de frecuencia
Además del requisito anterior para los parámetros del cable (transmisión sin pérdida de potencia de la señal desde el amplificador al sistema de altavoces), existe un segundo requisito, que es que la característica de voltaje de la señal transmitida desde el amplificador al sistema de altavoces permanezca uniforme. en el rango de frecuencia de audio. Para determinar las condiciones bajo las cuales se cumplirán estos requisitos, es necesario considerar la interacción de las impedancias del amplificador, el cable y el sistema de altavoces.
Si observa el circuito equivalente (Fig. 2), puede ver que el cable se puede considerar como un filtro de paso bajo de segundo orden, que incluye resistencia en serie, inductancia y capacitancia en paralelo (se puede comparar con circuitos de filtro de paso bajo). utilizado en altavoces, que se muestran en ). Al elegir un diseño de cable, es necesario asegurarse de que los valores de estos parámetros sean tales que la frecuencia de corte sea mayor que el rango de frecuencia de audio. Es decir, la respuesta de frecuencia de la señal de voltaje transmitida a través del cable desde el amplificador al sistema de altavoces era plana. Si dicho filtro (es decir, un cable) estuviera cargado con resistencia activa, analizar dicho circuito y elegir los parámetros no presentaría ninguna dificultad particular.
Sin embargo, el cable tiene una impedancia compleja, que incluye partes activas (R) y reactivas (L, C) y tiene una cierta dependencia de la frecuencia. En el trabajo realizado por Fred E. Davis se realizó un experimento con 12 tipos de cables de diferentes diseños. Los valores de resistencias lineales, inductancias y capacitancias de los cables seleccionados se dan en la Fig. 4. De estos datos se desprende claramente que los cables planos multipolares (números 6 y 11) tienen una inductancia mínima, pero una capacitancia alta, los cables con dos conductores paralelos (números 1, 2 y 12) tienen una inductancia alta, pero una capacitancia baja. Los buenos cables deben tener una impedancia baja (tanto activa como reactiva) que permanezca constante en todo el rango de audio para proporcionar una respuesta de voltaje plana.
Las mediciones de las características de frecuencia de las impedancias se realizaron reemplazando los altavoces por una resistencia de 1 ohmio. Algunos tipos de cables (por ejemplo, el número 6 - Fig. 5) tienen una respuesta de frecuencia de impedancia casi plana, mientras que otros (por ejemplo, el número 3) muestran cierto aumento en la característica. El análisis de estos datos mostró que el aumento en la respuesta de frecuencia se produce debido a la parte reactiva de la resistencia del cable (su inductancia) y al efecto piel, que tiene una influencia mucho menor. Cuanto mayor es la capacitancia del cable, más se reduce la reactancia general a altas frecuencias, lo que hace que la respuesta de frecuencia de impedancia sea más plana (lo que contradice la sabiduría convencional de que cuanto mayor es la capacitancia del cable, más altas frecuencias se atenúan, como se esperaría de un análisis del circuito equivalente sin inductancia). Cable número 6 en la Fig. 5 tiene la capacitancia más grande (2,3 nF por 1 m), la inductancia más pequeña y la respuesta de frecuencia de impedancia más plana. Además, la capacitancia del cable es todavía tan pequeña que no debería afectar la estabilidad de un amplificador profesional.
El principal problema es la interacción del cable con el sistema de altavoces, que tiene una impedancia compleja dependiente de la frecuencia (impedancia; el circuito de altavoz equivalente se presentó en el artículo anterior). La dependencia del módulo de impedancia y su fase con la frecuencia para un sistema de tres vías con bass reflex y filtros pasivos se muestra en la Fig. 6.
Los resultados de medir las características de voltaje dependientes de la frecuencia para cables de diferentes diseños con diferentes amplificadores y sistemas de altavoces (una de las combinaciones se muestra en la Fig. 7) muestran lo siguiente. Los mejores resultados (la magnitud de la caída de la respuesta de frecuencia en frecuencias superiores a 15 kHz es inferior a 0,2 dB) se obtienen cuando se utilizan cables multipolares con baja resistencia activa, baja inductancia y efecto superficial mínimo (por ejemplo, el número 6) junto con amplificadores con baja impedancia de salida (normalmente del orden de 0,05 ohmios), baja reactancia inductiva de salida del orden de (2 µH) y un factor de amortiguación alto independiente de la frecuencia, que suele ser lo que tienen los buenos amplificadores. Al mismo tiempo, incluso teniendo en cuenta la carga de baja resistencia del altavoz y la influencia de su reactancia debido a la inductancia y la capacitancia, la frecuencia de corte (es decir, la frecuencia a la que la respuesta de frecuencia cae a -3 dB ) en un sistema de este tipo "VLF - cable - altavoz" es significativamente más alto que el rango de audio: 80-160 kHz, así como la frecuencia de posible resonancia entre la inductancia del cable y la capacitancia de carga, que está dentro de los 40 kHz.
Por lo tanto, para cables de audio relativamente cortos (hasta 10 m de largo), se puede obtener una respuesta de voltaje casi plana en el rango de frecuencia audible (sin embargo, no se deben usar cables demasiado largos para altavoces de baja impedancia).
Diseños de cables de audio.
Actualmente, decenas (si no cientos) de empresas se dedican a la producción de cables de audio, las más famosas incluyen Audio Quest, DeLink, Gotham, Wirewold, Electronics, Belsis, Canare, Cordial, Horizon, Mogami, Prospecta, Samson, Tasker- Milán.
Los diseños de los cables son cada vez más complejos, se buscan constantemente materiales para conductores y aislantes y, en consecuencia, aumenta el precio de los cables de audio, que ya pueden superar los 800 dólares por metro. Todo esto va acompañado de una gran cantidad de anuncios y publicaciones que convencen de la enorme influencia de los cables de audio en la calidad del sonido de los sistemas de altavoces (pureza, transparencia, claridad, equilibrio de la imagen musical, etc.).
Actualmente, los diseños de cables de altavoz más comunes son los siguientes.
1. Cable de dos núcleos- utiliza dos conductores aislados (Fig. 8a).
2. Cable multinúcleo- entre los cables de audio de este tipo se pueden distinguir diseños del tipo Litz (Audio Quest), donde se utilizan muchos núcleos delgados como aislamiento, lo que permite reducir el efecto piel. Para reducir la interacción electromagnética de los conductores entre sí, Audio Quest utilizó un diseño especial (HyperLitz): cada núcleo está cubierto con aislamiento de polipropileno o fluoroplástico y enrollado alrededor de una varilla de plástico, sin cruzarse en ninguna parte y sin crear pérdidas de contacto (Fig. 8b).
En nuevos desarrollos, la empresa utiliza como aislamiento tubos de teflón, cuyo diámetro es mayor que el diámetro del conductor, lo que crea un espacio de aire entre ellos, reduciendo la constante dieléctrica (en el caso del aire es cercana a la unidad). Este tipo de cable también utiliza la tecnología SST (Spread Spectrum Technology), que implica el uso de núcleos de diferentes diámetros, por ejemplo, el cable Audio Quest CV-4 tiene dos 20 AWG (0,52 mm cuadrados) y dos 17 AWG (1 0,02 mm cuadrados).
Los diseños de cables de doble hélice utilizan ocho conductores trenzados en dos grupos (Figura 8c) en calibres 16, 18, 19, 21 AWG y utilizan cobre cristalino largo ultralimpio (tecnología PSC/LGC).
Finalmente, uno de los últimos desarrollos de Audio Quest: dos espirales de conductores (positivo y negativo) se colocan en espiral uno hacia el otro en direcciones opuestas: Counter Spiraling Circular Helix HyperLitz (Fig. 8e). Según el fabricante, todas estas complicaciones en el diseño de los cables mejoran significativamente la calidad del sonido de los sistemas de altavoces (y, en consecuencia, su precio).
3. cables coaxiales(Fig. 9), en el que los conductores interior y exterior están "anidados" entre sí y separados por aislamiento. Al mismo tiempo, los campos parásitos de energía electromagnética durante la transmisión de señales por cable se reducen significativamente, por lo que se utilizan principalmente para señales de baja potencia y señales de alta frecuencia (por ejemplo, en sistemas de medición).
Materiales conductores
También se presta gran atención a la elección de los materiales conductores del cable; Normalmente se utilizan metales como el cobre o la plata. En 1984, Hitachi lanzó el primer cable de cobre libre de oxígeno (OFC - Oxygen Free Copper). La presencia de oxígeno en el cobre creó la inclusión de óxidos (según la empresa, esto provocó una distorsión de la estructura temporal de la señal de audio, especialmente en niveles bajos). La siguiente etapa fue el uso de material LC-OFC (Linear Crystal Oxygen): cobre libre de oxígeno con una estructura poco cristalina (monocristal); Como se explica en los catálogos de la empresa, esto redujo las "barreras eléctricas" entre los cristales de cobre y mejoró la claridad del sonido.
Las empresas japonesas Sony, Audio-Technica y otras comenzaron a utilizar cobre obtenido por extracción continua de la masa fundida PC-OSS, lo que permitió obtener los cristales más largos (hasta varios metros).
En 1988, la empresa estadounidense líder en producción de cables de audio, Audio Quest, desarrolló un proceso patentado similar para producir cobre de grano largo: LGC (cobre de grano largo), que permitió alcanzar una longitud de cristal de más de 200 m para núcleos con un diámetro de 0,15...0,25 mm.
Además, los especialistas de la misma empresa lograron obtener y empezar a utilizar cobre especialmente puro: 6N con un contenido de cobre del 99,9999%. Esta tecnología se llama FPC-6 (Functionally Perfect Copper - cobre funcionalmente perfecto). Ya se ha informado sobre el uso de cobre 7N, así como de la nueva tecnología PSC (Perfect Surface Copper): cobre con una superficie perfectamente limpia (ya que, debido al efecto piel, la superficie del conductor, según la empresa , juega un papel especial en la “musicalidad” del cable).
Experimentos similares en el uso de plata pura como conductor en cables permitieron a Audio Quest utilizar plata FPS y PPS (Functionally Perfect Silver y Perfect Surface Silver), y a Finestra Design Group utilizar plata con una pureza de 5N. Sin embargo, la plata pura es muy cara, por lo que se utiliza principalmente para recubrir cables de cobre (cobre revestido de plata). Ha habido informes sobre el uso de tratamiento criogénico a baja temperatura (nitrógeno líquido) de conductores de cobre, que supuestamente tiene un efecto beneficioso sobre la conductividad del cobre.
Hay que decir que los enormes costes de crear materiales ultrapuros para los conductores de cables de audio y el consiguiente aumento significativo de los precios de los cables para equipos de alta fidelidad son difíciles de explicar desde un punto de vista físico, ya que la conductividad eléctrica de los metales depende en L - la distancia promedio entre dos colisiones sucesivas de electrones con defectos en la red cristalina de los metales (debido a la presencia de impurezas, etc.). Esta dependencia se expresa de la siguiente manera: σ=ne2 L/pF, donde σ es la conductividad eléctrica, n es la concentración de electrones de conducción ~1023 cm-3, e es la carga del electrón, pF es el momento de Fermi. A temperatura ambiente, L~10-6 cm, por lo que es poco probable que cambiar de cobre purificado 6N a 7N provoque un cambio tan significativo en L que cambiaría significativamente la conductividad del cable y provocaría cambios en la calidad del sonido. de los altavoces, incluso en niveles silenciosos.
Materiales para aisladores
La elección de los materiales para los aislantes de los cables de audio es importante. Dado que cualquier dieléctrico es capaz de absorber energía electromagnética en un grado u otro, para reducir las pérdidas es necesario seleccionar materiales con una constante dieléctrica baja y pérdidas dieléctricas bajas (que generalmente se caracterizan por el valor de la tangente de pérdida), para Por ejemplo, para el polietileno la tangente es tanδ = 2x10-4 a 1 MHz. A frecuencias más bajas es menor y, por lo tanto, para los cables de audio estas pérdidas no introducen una distorsión significativa. Además, los materiales deben tener una alta resistencia mecánica, un amplio rango de temperaturas de funcionamiento, etc.
Como materiales aislantes en los cables se utilizaban habitualmente caucho, seda, etc. Recientemente se han utilizado materiales como cloruro de polivinilo, polipropileno, fluoroplástico, poliuretano, polietileno, teflón, etc. para reducir la constante dieléctrica (ya que afecta a la temperatura). el valor de capacitancia e inductancia del cable), las empresas utilizan materiales especiales, por ejemplo, fluoroplástico espumado o fibra artificial especial con un alto contenido de aire (MicroFiber), cuya constante dieléctrica tiende a 1 (constante dieléctrica del aire 1,0167).
Un ejemplo de diseño de cable moderno es un cable de audio de Gotham (Suiza) modelo 50150 GAC-SPK 2 x 2,5 mm2 Quaxial (Fig. 9), que consta de una funda exterior (poliuretano PUR resistente a la temperatura con un diámetro de 6,8 mm) , un separador (cloruro de polivinilo PVC con un diámetro de 6,1 mm), dos trenzas (alambre de cobre puro con un diámetro de 0,13 mm), un aislante (PVC con un diámetro de 4 mm), un conductor (50 hebras de cobre puro alambre de cobre con un diámetro de 0,25 mm, área 2,5 mm2).
Características técnicas de este cable:
- la resistencia del conductor central es inferior a 7,6 ohm/km,
- la resistencia de la trenza externa es inferior a 7,8 ohmios/km,
- capacitancia (conductor/conductor) inferior a 450 nF/km,
- tensión de prueba (cable/cable) 800 Veff.,
- resistencia de aislamiento superior a 200 MOhm/km,
- rango de temperatura (instalación flexible) de -5 a +50 C,
- rango de temperatura (ubicación fija) de -30 a +70 C.
También cabe señalar que varios diseños de altavoces de alta calidad utilizan el método de conectar cada altavoz y filtro al amplificador con su propio sistema de cable independiente ("bicableado"), en lugar de uno común. Los fabricantes afirman que este método de conexión reduce la influencia mutua de los cables. En este caso, ambos cables deben tener valores de inductancia y capacitancia muy similares para que no haya diferencias en los desfases. Aunque el análisis realizado por J. Lesurf muestra que con tal conexión, la desigualdad de la respuesta de frecuencia en voltaje en la región de la frecuencia de corte entre los altavoces puede aumentar. Por tanto, el uso de un esquema de conmutación de este tipo requiere una cuidadosa selección de parámetros.
La elección de los conectores es fundamental para el funcionamiento de un sistema de altavoces con cable. Deben proporcionar una conexión eléctrica confiable y una fijación mecánica del cable. La resistencia de contacto depende del tamaño y el área de las superficies de contacto y de la fuerza con la que se presionan entre sí. Los buenos conectores tienen un revestimiento superficial duradero y pueden soportar cinco años de uso intensivo, razón por la cual los fabricantes prestan mucha atención a su diseño.
Conclusión
El análisis anterior y muchos años de experiencia en el uso de cables de audio en equipos Hi-Fi muestran que la elección del cable es sin duda un punto esencial para garantizar un alto nivel de calidad de sonido en los sistemas de altavoces. El cable debe tener un determinado conjunto de parámetros eléctricos y un diseño confiable, es necesario utilizar materiales de alta calidad para conductores y aisladores, etc., sin embargo, el uso de diseños de cables cada vez más complejos y costosos para "mejorar significativamente la La calidad del sonido de los altavoces” (según los fabricantes) aún no tiene una explicación física razonable.
Introducción
Recientemente, la importancia de los cables de altavoz, a los que antes nadie prestaba mucha atención, ha comenzado a crecer rápidamente. Si antes los cables eran una idea de último momento, ahora han sustituido con razón a los componentes de audio de alta tecnología y, al mismo tiempo, los cables suelen estar cubiertos de un toque completamente innecesario de misterio y misticismo.
Actualmente existe en el mercado una amplia gama de tipos de cables que se adaptan a una amplia variedad de necesidades. Desafortunadamente, los consumidores a menudo se enfrentan a una gran cantidad de argumentos y contraargumentos desconcertantes que pueden convertir cualquier ventaja obvia de un cable en una monstruosa desventaja. Esta situación se ve agravada “gracias” a argumentos pseudocientíficos y a menudo simplemente místicos que utilizan los departamentos de marketing de algunas empresas.
Esta guía técnica resume la investigación científica en profundidad de QED, incluidas mediciones y escucha, sobre los efectos de los cables de los altavoces. Nuestro objetivo era desarrollar una nueva línea de cables de alta calidad basándose en los resultados de esta investigación. El surgimiento de la línea actual de cables de altavoz QED fue un resultado natural de la investigación realizada. También aprendimos muchas lecciones que influyeron en el diseño de nuestros cables de interconexión.
Las sesiones de escucha también fueron muy útiles: los ingenieros de QED son muy conscientes de que las mediciones en sí son sólo una parte del panorama general. Nos encantaría decir que te brindan toda la información que necesitas, pero no es así. Por otro lado, si un cable introduce errores mensurables y distorsión en la señal de audio transmitida desde el amplificador a los altavoces, entonces obviamente no puede reproducir música fielmente.
QED cree que el cable debe ser lo más preciso, transparente y neutral posible y la filosofía de diseño detrás de nuestros cables se basa en los hallazgos del Informe Génesis, así como en una escucha crítica constante.
Significado del cable
A primera vista, el cable de altavoz desempeña una función muy sencilla: transmite la señal desde el amplificador a los sistemas de altavoces. Pero en la práctica, la mayoría de los oyentes perciben claramente las diferencias en la calidad del sonido cuando se conectan mediante diferentes cables, aunque algunos conservadores todavía creen que no puede ser así. Obviamente, existen ciertos factores en el diseño del cable que afectan la calidad del sonido.
Dado que ningún componente puede mejorar la señal analógica que pasa a través de él (y sólo puede cambiarla o degradarla), la función de un cable de altavoz debe ser transferir la señal de audio entre el amplificador y los altavoces sin pérdidas y nada más.
Conceptos básicos de las pruebas
Dado que el cable de altavoz conecta los componentes del sistema, no debe evaluarse por separado, sino junto con el amplificador y los altavoces. En esencia, el cable del altavoz es una extensión del circuito amplificador, equivale a conectar a su salida componentes adicionales que tengan características eléctricas tales como: Resistencia (R), Capacitancia (C), Inductancia (L) y Conductancia (G).
En la mayoría de los amplificadores de potencia, sus diseñadores logran la fidelidad comparando la señal de salida con la señal de entrada. Este diseño se llama "retroalimentación negativa". Cualquier error que aparece en la salida de un amplificador de retroalimentación se corrige rápidamente porque el amplificador agrega automáticamente el mismo error, solo que a la inversa, a la señal de entrada. La Figura 1 muestra que un amplificador de retroalimentación negativa puede intentar corregir errores que ocurrieron antes del punto de retroalimentación. Los errores en la entrada de los sistemas de altavoces asociados con la influencia del cable no se corrigen: el cable está fuera de la influencia del mecanismo de retroalimentación del amplificador.
Algunos amplificadores toman la señal de retroalimentación de los terminales de conexión de los altavoces para tener en cuenta los efectos del cable, pero estos diseños son extremadamente raros. Una de las pruebas objetivas de la calidad del cable de altavoz debería implicar comparar la señal en la entrada (lado del amplificador) y la salida (lado del altavoz). Cualquier diferencia entre ellos corresponde a una degradación de la señal en el cable.
Impacto real en el funcionamiento del sistema
Los términos utilizados para describir subjetivamente el efecto del cable pueden ser positivos, como transparente, coherente, elástico, detallado, rítmico o negativos, como granulado, estridente, "sobresaliente", "nasal", "borroso". Nuestro estudio del Informe Génesis encontró que algunas de estas características se pueden predecir analizando mediciones instrumentales. Probamos una variedad de muestras de cables a diferentes precios, utilizando diferentes tecnologías y estrategias de marketing para la promoción, y tomamos medidas para cada cable al conectarlo a una carga real (sistema de altavoces).
Los gráficos presentados en las Fig. 2 y 3 muestran las características de amplitud-frecuencia. Los gráficos superiores en las figuras están trazados para la señal en la salida del amplificador, y los inferiores, después de pasar el cable (en los terminales de entrada del altavoz). La diferencia en la calidad de transmisión de la señal entre estos dos cables es obvia.
Por lo tanto, el gráfico inferior que se muestra en la Fig. 2 está trazado para un cable plano con muy baja resistencia (muestra 10 en nuestra prueba), y el gráfico inferior en la Fig. 3 ilustra el efecto de un cable con núcleos sólidos dobles (muestra 7). . La forma de onda del gráfico se debe a cambios en la impedancia de carga en el rango de frecuencia de audio, lo que hace que el voltaje de la señal "cumpla" diferentes valores de impedancia del cable en diferentes frecuencias.
La diferencia entre las curvas superior e inferior de ambos gráficos caracteriza esencialmente las pérdidas en los cables. Obviamente, las pérdidas son mayores en el cable que se muestra en la Fig. 3, que utiliza conductores sólidos, debido a la mayor resistencia CC. Hay que decir que en este caso no se trata sólo de una cuestión académica, ya que estas pérdidas también afectarán a la respuesta en frecuencia resultante del sistema de altavoces (en este caso, los cambios alcanzan los -0,8 dB a una frecuencia de 200 Hz, como se muestra en la figura 3).
Las respuestas de frecuencia resultantes que se muestran en ambas figuras son típicas de los sistemas acústicos bass-reflex cuando se alimentan con una señal de entrada sinusoidal uniforme. Las señales reales no son ondas sinusoidales, sino que incluyen muchas frecuencias a la vez, y la carga que presentan los altavoces es compleja (la carga compleja significa que el voltaje y la corriente no están necesariamente en fase). En consecuencia, al reproducir música en un cable, habrá pérdidas en la amplitud de la señal dinámica mucho mayores de lo que podría parecer según el análisis de estos gráficos construidos para una señal homogénea.
Dado que está absolutamente claro que es necesaria una baja impedancia para lograr la respuesta más equitativa de los altavoces reales, nos sorprende la tendencia generalizada de alejarse de los cables de baja impedancia y optar por cables conductores sólidos de mayor impedancia. Al mismo tiempo, en los materiales de marketing de los fabricantes a menudo se puede encontrar la afirmación de que el uso de conductores monolíticos con una sección transversal pequeña permite reducir la influencia del efecto piel.
Efecto en la piel
El efecto piel es un fenómeno comúnmente asociado con las líneas de transmisión de alta frecuencia. Cuando una corriente alterna fluye a través de un conductor, se induce en él una fuerza electromotriz (EMF) debido a cambios en el flujo magnético. Esto hace que la densidad de corriente en el centro del conductor disminuya en comparación con las áreas ubicadas cerca de su superficie. Como resultado, el área a través de la cual fluye la corriente se reduce a medida que la corriente se desvía desde la región central del conductor hacia la superficie. El resultado del efecto piel es un aumento de la impedancia del cable a frecuencias muy altas, lo que se asocia con un estrechamiento de la sección transversal conductora efectiva (sorprendentemente, a diferencia de la inductancia, el efecto piel no introduce desviaciones de fase en la señal, sino aumenta la pérdida de potencia de la señal en el cable).
En los sistemas que funcionan en frecuencias de radio (mucho más altas que las frecuencias de audio), el efecto piel es un problema grave que se combate recubriendo los conductores con plata para reducir la resistencia en la superficie a través de la cual fluye la mayor parte de la corriente a altas frecuencias. En los cables de audio, la suposición de que la influencia del efecto de piel es digna de atención da como resultado cables cuyo diámetro del núcleo es igual o menor que el doble de la profundidad efectiva de penetración de la señal (la profundidad a la que la densidad de corriente disminuye al 63% de su valor normal) por altas frecuencias de sonido. La idea principal en este caso es que dicho cable funcionará en un modo de densidad de corriente reducida en todas las frecuencias. Esto reduce los síntomas del efecto piel (pero no lo elimina), pero aumenta la impedancia del cable en todas las frecuencias.
Existe mucho debate sobre si el efecto piel realmente afecta el sonido, y la mayoría de los ingenieros cuestionan su existencia en frecuencias de audio. Para evaluar objetivamente su magnitud, decidimos realizar mediciones comparativas del cambio de fase en altas frecuencias y seleccionamos cuatro cables diferentes. Dos de ellos eran de gran diámetro y diseño de múltiples núcleos, y los otros dos eran del tipo "bajo efecto piel" y tenían un área de sección transversal pequeña.
Primero, se midieron características básicas, como resistencia, inductancia, capacitancia y conductividad ( conocidos como parámetros agrupados*). Estos valores se utilizaron luego para calcular los valores teóricos de cambio de fase cuando se opera bajo carga. Es importante que estos cálculos teóricos no tengan en cuenta el efecto piel y se basen únicamente en parámetros agrupados. El resultado de estos cálculos se muestra en la Fig.4.
Luego se midieron los valores reales del cambio de fase para cada uno de los cables con la misma carga. Los resultados de estas mediciones se muestran en la Fig.5. Se puede observar que los valores teóricos y medidos están muy próximos entre sí, lo que resulta completamente inesperado para quienes consideran significativa la influencia del efecto piel. Sólo en frecuencias superiores a 80 kHz se puede observar una discrepancia significativa entre los resultados teóricos y medidos para cables multipolares (si, por supuesto, un valor del 2% a 100 kHz puede considerarse significativo).
Esta diferencia se debe a dos fenómenos: el efecto piel y, posiblemente, el efecto de la proximidad de conductores vecinos. El último de ellos es aumentar la densidad de corriente en las superficies internas de conductores paralelos y es más relevante para conductores de cinta estrechamente espaciados. Curiosamente, los valores de cambio de fase medidos fueron generalmente más bajos que los valores teóricos calculados porque el efecto superficial, que es de naturaleza resistiva, aumenta la impedancia del cable al pasar corriente alterna sin introducir un cambio de fase adicional. Sorprendentemente, el efecto piel incluso reduce el cambio de fase, reduciendo la reactancia inductiva del cable. (Para aquellos que quieran obtener una comprensión más profunda de esto, recomendamos consultar libros de texto sobre la compleja teoría de la corriente alterna).
Tenga en cuenta que la muestra de cable número 7 en las Figuras 4 y 5 muestra menos cambio de fase que los demás, simplemente debido a una menor inductancia.
Efectos inductivos
El efecto de la reactancia inductiva en el cambio de fase de una señal eléctrica alterna en varios cables probados se muestra en las Figuras 6 y 7. Cuanto mayor es la inductancia, mayor es su influencia en la magnitud del cambio de fase. La familiaridad con la geometría de cada uno de los cables probados mostró que la mayoría de los cables multipolares tienen una alta inductancia.
La inductancia de un cable depende del área de los conductores, de sus posiciones relativas y del coeficiente de permeabilidad del entorno (se utilizan materiales altamente permeables como el hierro o la ferrita, por ejemplo, para aumentar la inductancia en los inductores).
En los cables, el aumento de la distancia entre conductores conlleva un aumento de su inductancia. Muchos cables de altavoz multipolares tienen conductores muy espaciados (a veces la distancia entre conductores es 3 veces su diámetro), lo que da como resultado una mayor inductancia.
Al promediar el efecto inductivo de las muestras de cable en estudio, obtuvimos un cambio de fase efectivo de 0,42 grados por metro. Para una longitud de 10 metros, el cambio de fase será de 4,2 grados. En la práctica, la inductancia del cable se suma a la inductancia de salida del amplificador (la inductancia de salida se utiliza para mejorar la estabilidad del amplificador a altas frecuencias), de modo que el cable aumenta la inductancia resultante del amplificador.
Percepción auditiva del cambio de fase.
Actualmente, la percepción de oído del cambio de fase está prácticamente inexplorada, aunque los amplificadores con malas características de fase a menudo son criticados por su sonido "granulado". Sorprendentemente, el cambio de fase de los amplificadores no se menciona con tanta frecuencia, aunque en varios modelos del mercado se pueden encontrar cambios de fase de más de 15 grados a una frecuencia de 20 kHz.
Atenuación de señal debido a inductancia y capacitancia.
Otro efecto asociado con la inductancia es la atenuación de la amplitud a altas frecuencias debido a que la impedancia del cable aumenta con la frecuencia (la reactancia inductiva aumenta con la frecuencia). Entonces, cuanto mayor es la frecuencia, más débil llega la señal a los terminales de conmutación de los sistemas de altavoces. Curiosamente, los cables con alta inductancia también pueden hacer que el voltaje en los terminales de los altavoces aumente debido a la señal de salida del amplificador. Esto se debe a las complejas relaciones entre la reactancia inductiva y capacitiva, así como a la resistencia constante, que puede provocar una resonancia atenuada. Esto puede ser un problema para los altavoces electrostáticos, que tienen cargas de capacitancia más altas que los sistemas de altavoces electrodinámicos convencionales.
En la Figura 8 se muestra un ejemplo de atenuación de señal resonante en comparación con la salida limpia del amplificador. En este caso, un aumento en la impedancia del cable a altas frecuencias conduce a pérdidas notables en el nivel de la señal, lo que se suma a la disminución de las características del amplificador.
Dieléctricos
Los conductores del cable de altavoz están recubiertos con aislamiento o dieléctrico para evitar cortocircuitos. Esto conduce inevitablemente a pérdidas adicionales, ya que los dieléctricos absorben parte de la energía. La pérdida dieléctrica a veces se relaciona con el coeficiente de atenuación o la tangente de pérdida dieléctrica (prácticamente análoga al factor de potencia) y aumenta con la frecuencia. En general, cuanto mayor sea el coeficiente de atenuación a una frecuencia determinada, mayor será la pérdida de potencia en el dieléctrico. En la Figura 9 se muestra una selección de mediciones del coeficiente de absorción en nuestras muestras de cables. Ilustra la gama inusualmente amplia de resultados.
Todos los dieléctricos también tienen una propiedad llamada constante dieléctrica. El aire tiene la permeabilidad más baja, sin contar el vacío, lo que permite las pérdidas más bajas entre todos los materiales conocidos. Cuanto mayor es la permeabilidad, mayores son las pérdidas y mayor la capacidad. Esto se debe a que la constante dieléctrica determina qué tan permeable es el dieléctrico al campo eléctrico, lo que básicamente determina la capacitancia del capacitor.
Por el contrario, cuanto menor sea la permeabilidad (más cercana al vacío) del dieléctrico, menores serán las pérdidas y la capacitancia. Si tomamos el vacío como punto de referencia con una constante dieléctrica igual a 1, entonces podemos introducir una constante dieléctrica para cualquier dieléctrico. Por ejemplo, el aire tendrá una constante dieléctrica de 1,0006, que es esencialmente la misma que la del vacío para todas las aplicaciones prácticas.
A continuación se detallan la permanente dieléctrica (Er) y las pérdidas (Tan d) para varios materiales de aislamiento de cables populares:
| Material de aislamiento | Eh | Tan d aproximado a 10 kHz |
|---|---|---|
| Cloruro de polivinilo (PVC) | 4,0 - 8,0 | 0,01 - 0,05 |
| Polietileno | 2,6 | 0,0002 |
|
polipropileno |
2,25 | 0,0004 |
|
Politetrafluoroetileno |
2,1 | 0,002 |
| Aire (para comparar) | 1,0006 | Casi 0 |
| Vacío (para comparar) | 1,0000 | 0 |
La capacitancia también está determinada por el diámetro y el espacio entre los conductores. Cuanto mayor sea el espacio entre dos conductores en un dieléctrico determinado, menor será la capacitancia (lo contrario ocurre con la inductancia). Al observar la tabla anterior, es fácil ver que es casi imposible fabricar un cable con valores bajos de capacitancia e inductancia utilizando un dieléctrico de baja calidad.
La mayoría de los cables baratos, incluidos muchos de los que probamos, utilizaban aislamiento de PVC, lo que aumentaba la capacitancia inherente del cable y las pérdidas dieléctricas. Hagas lo que hagas con el diámetro y el espaciado de los conductores, dichos cables seguramente tendrán problemas asociados con una alta capacitancia, una alta inductancia o ambas.
Conductividad en cables
Otra propiedad de los dieléctricos que afecta el rendimiento del cable y está asociada con las pérdidas dieléctricas es la conductividad (G). La conductividad determina qué tan bien están aislados los conductores entre sí. Cuanto menor sea la conductividad (G), mayor será la resistencia de aislamiento (Rp). Los dieléctricos de mayor calidad son mejores aislantes porque contienen menos electrones "libres" que transportan corriente eléctrica a través del material dieléctrico cuando transmiten una señal eléctrica a lo largo del cable.
Efectos relacionados con la capacitancia
En teoría, la capacitancia del cable no debería tener un impacto importante en el rendimiento del sistema de audio, ya que el cable está conectado a una fuente con muy baja resistencia (normalmente fracciones de ohmio para la mayoría de los amplificadores de potencia). Aunque la capacitancia actúa como un filtro de paso bajo cuando se conecta un cable a una fuente con una impedancia tan baja, su efecto en la respuesta de frecuencia suele ser insignificante. Mucho más importante es que una capacitancia excesivamente alta de un cable acústico puede indicar baja calidad dieléctrica y altas pérdidas dieléctricas.
Algunos cables esotéricos utilizan múltiples hilos paralelos aislados independientemente para formar dos conductores. Con cierta geometría y el uso de materiales de baja calidad, un diseño de este tipo puede llevar a un aumento de la capacidad a un nivel muy alto. Uno de estos cables, encontrado entre nuestras muestras de prueba, tenía una capacitancia de aproximadamente 1375 pF (a modo de comparación, el valor de capacitancia promedio para otras muestras de 10 metros fue de aproximadamente 500 pF).
Otro factor a considerar es la estabilidad del amplificador. En algunos casos, un pequeño exceso de capacitancia en la salida del amplificador puede hacer que oscile, se sobrecaliente o incluso se queme. El amplificador también puede oscilar brevemente en frecuencias de radio durante el funcionamiento sin mostrar ningún síntoma perceptible. Los amplificadores bien diseñados suelen tener un margen dinámico y una tolerancia a la distorsión de fase importantes, de modo que el pequeño cambio de fase adicional introducido por el aumento de la capacitancia no causa tales problemas. Desafortunadamente, algunos amplificadores disponibles comercialmente no tienen la robustez necesaria para funcionar de manera confiable en condiciones anormales, y es ahí donde pueden surgir problemas debido al uso de cables largos y de alta capacitancia. La ironía de esta situación es que la inductancia tiende a permanecer baja en cables de alta capacitancia, lo que reduce aún más el margen de estabilidad del amplificador. Incluso si el amplificador no ha cambiado completamente al modo inestable, la calidad del sonido puede verse afectada, el sonido se vuelve áspero y sobresaliente debido al hecho de que el amplificador está funcionando en el umbral mismo de cambiar al modo inestable. La Figura 10 muestra la inestabilidad causada por un cable de alta capacitancia, que aparece como un zumbido cuando se transmite una onda cuadrada de alta frecuencia.
Capacitancia e inductancia
Si consideramos un par de conductores en un dieléctrico particular, al reducir la distancia entre ellos, reduciremos la inductancia y aumentaremos la capacitancia, mientras que aumentar la distancia entre los conductores conducirá al efecto contrario. Mucha gente cree que es imposible luchar contra esta tendencia y que no se puede reducir la inductancia del cable sin aumentar la capacitancia. De hecho, esta afirmación casi se ha convertido en una especie de folklore en la industria del audio. Sin embargo, las comparaciones realizadas para conductores con diferentes geometrías, incluso si tenían la misma sección transversal efectiva (y por lo tanto la misma resistencia CC) y los mismos materiales dieléctricos, mostraron que esto era posible simplemente cambiando la posición relativa y la configuración de los conductores. conductores (ver Tabla 1).
Perfil QED8 Qudos (QED original)
Estos son los resultados de las pruebas de cables realizadas durante el Informe Génesis, que ilustran el enorme impacto de la geometría del cable. Se midieron la resistencia, la inductancia y la capacitancia de los cables estándar de las series Qudos y Profile 8. El cable Qudos estándar consta de dos haces, cada uno de los cuales consta de 79 núcleos con un diámetro de 0,2 mm y una sección transversal en forma de ocho. El perfil 8 consta de ocho haces, cada uno de los cuales consta de 19 núcleos con un espesor de 0,2 mm y tiene una geometría de sección lineal. El área de la sección transversal efectiva de estos cables y, por tanto, la resistencia de CC, es aproximadamente la misma. Ambos cables utilizan aislamiento de polietileno de baja densidad. Por lo tanto, cualquier diferencia en inductancia y capacitancia se debe a la geometría.
El cable Perfil 8 se puede conectar de diversas formas. La Tabla 1 muestra los resultados cuando se utilizan cuatro conductores internos y cuatro conductores externos, y cuatro conductores izquierdos y cuatro derechos como conductores de ida y vuelta del cable. En comparación con el cable Qudos estándar, el Perfil 8, en una configuración de cuatro exteriores y cuatro interiores, tiene una inductancia significativamente menor y una capacitancia ligeramente mayor, lo que va en contra de la "regla general" que a menudo se cita. Por el contrario, en una configuración que utiliza conductores diestros y zurdos, el Perfil 8 tiene la misma inductancia que Qudos, pero la capacitancia se reduce casi a la mitad. También es interesante que la geometría afecte a la impedancia de las ondas; sin embargo, este interés es puramente académico.
Interpenetración acústica de canales.
Uno de los efectos subjetivos que los oyentes suelen notar es la ampliación del escenario sonoro cuando se utiliza un cable en particular. A primera vista, este fenómeno es bastante difícil de explicar, dado el alto aislamiento eléctrico entre los canales estéreo. Pensamos que la explicación podría ser que los canales derecho e izquierdo están acoplados acústicamente a través de los propios altavoces. Idealmente, el altavoz izquierdo debería emitir una onda de sonido sólo cuando esté influenciado por la señal eléctrica del canal izquierdo, y viceversa.
Lo ideal es que cada canal del amplificador utilice un amortiguador electromagnético con su propio altavoz, que evite que sus conos se muevan bajo la influencia de las ondas sonoras de otro altavoz. Esta amortiguación debe lograrse mediante la muy baja impedancia de salida del amplificador, pero en la práctica la impedancia del cable del altavoz interfiere con el proceso, aumentando la cantidad de impedancia del amplificador que el altavoz "ve" y reduciendo la amortiguación en consecuencia. Así, en el sonido emitido por los difusores de cada altavoz, hay una señal (con cierto retraso) que fue reproducida por el otro altavoz, lo que provoca un estrechamiento del escenario sonoro. Si esta suposición es correcta, entonces los cables de baja impedancia permitirán un escenario sonoro más amplio.
A pesar de que estos argumentos parecen demasiado complicados, las mediciones de voltaje en los terminales de los altavoces que se muestran en las Figuras 11 y 12 ilustran exactamente este efecto. Los valores de pico marcados con cruces representan las amplitudes de las señales generadas por los movimientos del cono del altavoz que no está recibiendo una señal eléctrica, que son causados por el altavoz del otro canal que reproduce el tono de prueba. El voltaje en los terminales del altavoz, medido mientras otro altavoz reproducía un tono de prueba de 500 Hz, se redujo en aproximadamente 10 dB utilizando un cable de menor impedancia (Figura 12).
Características transitorias
Como se mencionó anteriormente, los sistemas de altavoces en general representan una carga eléctrica muy compleja, que a su vez también genera voltaje (tanto bajo la influencia de ondas sonoras que penetran desde el exterior como debido a la energía restante en el sistema oscilante del propio altavoz), que es regresa al amplificador (este fenómeno también se conoce como EMF inverso). Este fenómeno puede ocurrir en los casos descritos en la sección anterior, así como durante cambios rápidos en la amplitud de la señal, lo que lleva a la aparición de sonidos posteriores en el altavoz, es decir, la presencia de sonido en ausencia de una señal eléctrica de entrada del amplificador. La amplitud de estos tonos posteriores depende de la capacidad combinada del amplificador y los cables para amortiguar y controlar las vibraciones residuales no deseadas. La Figura 13 muestra las dependencias temporales del voltaje en la salida del amplificador y en la entrada de los sistemas de altavoces. Se puede ver claramente que después de 2,4 milisegundos, cuando el voltaje en la salida del amplificador cae a cero, el voltaje en la entrada de la acústica pasa a la región negativa, luego comienza a crecer, cruza la marca cero, se vuelve positivo y sólo entonces cae a cero. Este comportamiento de la tensión en los terminales del altavoz está asociado a movimientos no deseados del difusor. C.A.
La Figura 14 muestra gráficos para el mismo altavoz, pero conectado con un cable de menor resistencia. El hecho de que los resultados de las mediciones hayan mejorado es bastante obvio. La inductancia del cable también aumenta la impedancia general entre el amplificador y los altavoces, y nuestras mediciones han demostrado que la inductancia del cable tiene un impacto negativo en la reproducción transitoria. Un sistema de altavoces electromecánico complejo funciona mejor si está bien amortiguado y cableado con la menor impedancia posible en todo el rango de frecuencia, no sólo en frecuencias bajas donde el movimiento del cono está controlado por la resistencia de CC.
Distorsión introducida por el uso del cable.
El cable del altavoz "distancia" (eléctricamente) el altavoz del amplificador por varias razones: a través de la resistencia eléctrica a CC, lo que estropea la respuesta de frecuencia, la amortiguación y la separación, como descubrimos. Además de esto, las mediciones han demostrado que la cantidad de distorsión en la entrada del altavoz es significativamente mayor (especialmente para el segundo armónico) que en la salida del amplificador.
Hemos descubierto que el deterioro de la calidad (y la fidelidad de la señal original) depende en gran medida de la impedancia constante del cable, así como del tipo de sistemas de altavoces. En la Fig. Las figuras 15 y 16 muestran la dependencia de la amplitud del segundo armónico de la señal con la frecuencia. La curva superior en cada uno de los 2 gráficos muestra la distorsión en la entrada del altavoz y la curva inferior en la salida del amplificador. En la Fig. 15 (cable con alta resistencia del orden de 0,065 Ohm/m), la magnitud de la distorsión es aproximadamente 3 veces mayor que en la Fig. 16 (cable de baja resistencia de aproximadamente 0,004 ohm/m).
En la Fig. La Figura 17 muestra las dependencias para diferentes sistemas de altavoces conectados con el mismo cable. Tenga en cuenta que el cable en sí no puede causar distorsión (ya que su resistencia constante es prácticamente lineal), sino que su presencia en el sistema impide que el mecanismo de retroalimentación del amplificador corrija con precisión la distorsión que se genera por diversos fenómenos no lineales dentro del sistema de audio.
Conectar el amplificador directamente a los altavoces permitió una corrección de distorsión muy precisa. Se necesita más investigación, pero parece que la distorsión de baja frecuencia está parcialmente influenciada por la frecuencia de resonancia del altavoz.
Además, hay que decir que la cantidad de distorsión en las frecuencias medias y altas aumenta significativamente al aumentar la inductancia del cable, lo que aumenta la impedancia del cable y, por tanto, reduce el efecto de amortiguación del amplificador y el cable en el sistema de altavoces.
Distorsión en cables multipolares y unipolares.
Existe el punto de vista de que en los cables multipolares existe el llamado efecto diodo, que aparece debido al hecho de que la corriente "salta" entre los alambres del cable y, por lo tanto, cuando los electrones se mueven desde un extremo del De un cable a otro, también pasan a través de muchos límites metálicos de óxido metálico ubicados entre los conductores (a veces esto también se asocia con la influencia del efecto piel, que "exprime" la corriente eléctrica desde el centro del conductor hacia el. superficie a altas frecuencias).
Suponiendo que la corriente realmente "salta" entre los cables (esto no era del todo obvio para nosotros, pero como descubrimos anteriormente, el efecto de piel no tiene un efecto significativo en la señal de audio en el cable del altavoz), aplicamos una señal a la entrada de un cable del conductor y tomó medidas en la salida de otro núcleo. Incluso cuando utilizamos todos los recursos de nuestro sistema de medición Audio Precision AP1, no pudimos detectar ningún aumento en la cantidad de distorsión en comparación con el resultado obtenido utilizando todos los hilos conductores (ver Fig. 18). En ambos casos, las mediciones mostraron resultados tan cercanos que fácilmente podrían confundirse con dos resultados consecutivos de la misma prueba. En este ejemplo, nuestras suposiciones no fueron confirmadas. Parece que las uniones de diodos entre los conductores no existen o están "en cortocircuito" por muchos buenos conductores cuidadosamente presionados a lo largo de toda la longitud del cable.
Impedancia de onda
El término se utiliza a veces en el contexto de cables de audio, aunque se asocia principalmente con líneas de transmisión. La impedancia de onda es fundamental para determinar los valores correctos de impedancia de fuente y carga en líneas de transmisión de alta frecuencia para evitar que se produzcan reflexiones no deseadas y ondas estacionarias. Para funcionar correctamente, la línea de transmisión debe estar equipada en ambos extremos con una carga resistiva equivalente a la impedancia de la onda.
Los cables de altavoz no son líneas de transmisión porque su longitud es corta en relación con la longitud de onda. En cualquier caso, los cables de altavoz no pueden equiparse con la misma carga resistiva en ambos extremos (la impedancia de 8 ohmios en la salida del amplificador alterará por completo la amortiguación y provocará una mayor desigualdad en la respuesta de frecuencia y una mayor distorsión).
Enfocar
Las mediciones diseñadas para revelar la asimetría de las muestras analizadas, algunas de las cuales fueron etiquetadas por los fabricantes como direccionales, no confirmaron la existencia de direccionalidad en los cables de los altavoces. Las audiciones a ciegas también mostraron que los oyentes no podían discernir la direccionalidad de los cables. Por otro lado, se encontró que la posición del cable tiene un impacto tanto en los resultados de medición como en los resultados de escucha. Esto significa que cualquier medición y prueba de cable debe realizarse con la misma posición del cable que se está probando.
Conclusión
Por supuesto, siempre habrá personas escépticas sobre el valor de los cables de altavoz, pero nuestra investigación ha demostrado claramente que el rendimiento de un sistema puede mejorarse o degradarse dependiendo del tipo de cable utilizado en él. El análisis de los datos obtenidos mostró cuán fuertemente está relacionado el sonido con los resultados de la medición.
Aquí están los resultados resumidos de nuestra investigación:
- Resistencia constante. La baja resistencia del cable es uno de los valores prioritarios para lograr una reproducción de alta calidad, pero no debe lograrse a expensas de otros parámetros importantes. La alta resistencia del cable tiene consecuencias indeseables, tales como: respuesta de frecuencia desigual, deficiencias en la transmisión de procesos transitorios, aumento de la distorsión del sonido y deterioro de la separación de canales.
Todos los cables de alta resistencia tuvieron malos resultados en sus respectivas mediciones. Subjetivamente, la calidad del sonido dependía en gran medida de los sistemas de altavoces conectados. La protuberancia de las frecuencias medias, claramente perceptible de oído al conectar algunos cables, coincidía plenamente con la forma de su respuesta de frecuencia medida. La alta resistencia del cable también permitió una notable suavización de las ráfagas dinámicas al transmitir composiciones musicales de gran escala. - Inductancia. La inductancia del cable es la causa principal de la atenuación de alta frecuencia y el cambio de fase. La inductancia conduce a un aumento de la impedancia con la frecuencia y, en consecuencia, a una atenuación notable del rango de alta frecuencia de la señal en la entrada del sistema de altavoces y, a veces, incluso a la eliminación de los picos de la señal de RF. Además, la inductancia aumenta la cantidad de distorsión en la entrada del altavoz y degrada las características transitorias generales del sistema de altavoces. Por lo tanto, para obtener características uniformes de frecuencia y fase, baja distorsión y transmisión completa de las transiciones de sonido por parte de los sistemas de altavoces, la inductancia del cable de altavoz debe ser baja.
- Efecto en la piel. Las mediciones han demostrado que el efecto piel tiene un impacto mínimo en cables con una sección transversal relativamente pequeña. Al mismo tiempo, los cables con conductores más gruesos son más susceptibles al efecto piel y también tienen una mayor inductancia, lo que conduce a una mayor pérdida de señal a altas frecuencias.
La influencia del efecto piel sólo se nota en frecuencias significativamente más altas que las frecuencias más altas del rango de audio. Aunque la impedancia reactiva de un cable con conductores de sección transversal grande es mayor que la de un cable con conductores de sección transversal pequeña, su resistencia efectiva (la suma de la resistencia reactiva y constante) seguirá siendo menor. El efecto piel también tiene el efecto secundario algo inesperado de reducir la cantidad de cambio de fase debido a la inductancia del cable a altas frecuencias. - Calidad del aislamiento. Se ha demostrado que el coeficiente de atenuación es un fuerte indicador de la calidad del sonido. La mayoría de los cables con buen sonido utilizan materiales dieléctricos de alta calidad: los cables aislados con PVC produjeron los peores resultados sonoros. Los cables con malas mediciones de pérdida dieléctrica obtuvieron peores resultados a la hora de transmitir detalles finos y un ambiente sonoro, mientras que los cables con dieléctricos de alta calidad los reprodujeron en su totalidad.
- Constancia de características. Los cables de los altavoces interactúan tanto con el amplificador como con los sistemas de altavoces. Como resultado, los resultados de medición obtenidos para algunos cables variaron cuando los cables se utilizaron en diferentes sistemas. Resultó que los cables con resistencia, inductancia y capacitancia mínimas tienen las características más estables. Aunque un amplificador requiere una cierta cantidad de inductancia de salida para mantener la estabilidad, utilizar cables de altavoz lo más cortos posible mejorará el rendimiento. También se debe evitar una alta inductancia del cable, ya que puede provocar un funcionamiento inestable del amplificador, estropear la calidad del sonido y reducir el margen de confiabilidad del amplificador.
- Direccionalidad. A pesar de la creciente preferencia de los fabricantes por indicar la direccionalidad de sus cables, nuestras mediciones, realizadas bajo condiciones idénticas y estrictamente controladas, no revelaron nada que sugiera que los cables de los altavoces sean direccionales. Por otro lado, se descubrió que incluso un simple cambio en la posición del cable conduce a un cambio en su inductancia y capacitancia.
- Cables monolíticos y multipolares. Recientemente, la popularidad de los conductores mononúcleo ha comenzado a crecer. Existe la opinión de que un conductor monolítico bastante delgado tiene aproximadamente las mismas pérdidas tanto en frecuencias bajas como altas, mientras que para un conductor trenzado más grueso sus valores difieren significativamente. Nuestra investigación ha demostrado que este fenómeno se debe más probablemente al aislamiento y la geometría de varios cables con conductores macizos, que son la verdadera razón de la mayor calidad del rendimiento en comparación con los conductores trenzados. En cualquier caso, la disposición paralela de los conductores, ya sean mono o multinúcleo, permite reducir la inductancia, que tiene un efecto mucho mayor en el sonido que el mismo efecto piel.
Los cables multipolares probados tenían mayor inductancia y corriente de fuga que muchos de los cables sólidos, que utilizaban principalmente conductores aislados de forma independiente (lo que proporciona una menor inductancia) con dieléctricos de mayor calidad (lo que proporciona menores pérdidas por fuga). No encontramos evidencia que respalde la teoría popular de que se produce distorsión en cables de varios núcleos debido al efecto de diodo entre los núcleos individuales, por lo que puede clasificarse con seguridad como una suposición falsa. - Metalurgia. Los conductores fabricados con cobre altamente purificado (>99,99 % de pureza) tienen una conductividad eléctrica ligeramente mejor. Se observa una mejora notable de la conductividad en los conductores de cobre recubiertos de plata, así como en los conductores de plata. En general, considerando todo el grupo de cables que probamos, podemos decir que la geometría y los materiales dieléctricos tienen una influencia mucho mayor en las características sonoras del cable que el metal del que están hechos los conductores.
Resultados del informe Génesis
Las generalizaciones dadas (1, 2, 3, 4 y 5) mostraron que el cable de altavoz con el sonido más preciso y las características estables debe tener una resistencia, inductancia y capacitancia constantes mínimas combinadas con bajas pérdidas dieléctricas. Todos los resultados de nuestros estudios confirmaron esta simple conclusión. Los cables que utilizan conductores con una pequeña sección transversal en su construcción para eliminar la influencia del efecto piel (que de todos modos no es un problema en las frecuencias de audio) tienen una resistencia constante más alta, lo que lleva a consecuencias negativas obvias.
Gracias al Informe Génesis, los ingenieros de QED pudieron refutar la “regla” que establecía una relación directa entre la inductancia y la capacitancia del cable. Se han reducido las pérdidas de capacitancia y dieléctricas seleccionando un material aislante adecuado de alta calidad (polietileno de baja densidad). Además, al minimizar el espesor de la funda aislante y las conexiones estrechas especiales entre los conductores del cable (lo que proporciona una mayor estabilidad mecánica), se ha mejorado la relación dieléctrica aire-sólido, reduciendo aún más la capacitancia y las pérdidas dieléctricas. Al disponer de forma óptima varios conductores trenzados en paralelo, los ingenieros de QED pudieron reducir simultáneamente tanto la capacitancia como la inductancia del cable por debajo del valor calculado para un simple par de conductores con la misma resistencia constante. El uso de conductores trenzados con una sección transversal suficientemente alta permitió mantener un valor de resistencia constante bajo. El resultado de la investigación fue la aparición de cables de altavoz de alta gama con bajas pérdidas y sonido transparente. La relación entre la calidad del aislamiento y el rendimiento del audio del cable también influyó en el diseño de los cables de interconexión QED, que utilizan espuma de polietileno de baja densidad para aumentar la relación aire-sólido para lograr una calidad de sonido superior.
Enfoque científico del diseño de cables
*sistema con parámetros agrupados
SISTEMA CON PARÁMETROS CONCENTRADOS(sistema discreto): un sistema cuyo movimiento puede describirse como el movimiento de un número finito de objetos puntuales (parámetros estrictamente concentrados) u objetos extendidos con un interior rígidamente fijo. estructura (parámetros reducidos a concentrados). Por ejemplo, un cuerpo suspendido de un hilo (péndulo) pertenece a S. con s. etc., si se puede considerar puntiagudo y un hilo, inextensible e ingrávido; oscilar circuito que consta de inductancia l, contenedores CON y resistencia R, es S. con s. etc., cuando las dimensiones de todos sus elementos son significativamente menores que la longitud del imán eléctrico. Ondas y estructura de campo en elementos. L, C Y R puede idealizarse como rígidamente fijo.
Descripción del movimiento de S. con s. El elemento generalmente se basa en ecuaciones que conectan las coordenadas generalizadas y los impulsos generalizados (incluidos campos, corrientes, voltajes) de los objetos incluidos en él. El orden de estas ecuaciones está determinado por el número de grados de libertad del sistema. p. Por tanto, el movimiento plano de un péndulo en un campo de gravedad o un cambio en la corriente en L, C, R- el contorno describe el diferencial. ecuaciones de segundo orden y corresponde a S. con s. con un grado de libertad. Nivel de movimiento de sistemas conservadores (ahorro de energía). Los elementos se pueden obtener de las variaciones. principio (ver Principio de mínima acción).Hay tres diferencias principales. tipo de descripciones equivalentes del movimiento de S. con s. p.: a través de la función de Lagrange que contiene coordenadas y velocidades generalizadas, a través de la función de Hamilton que contiene impulsos y coordenadas generalizadas, a través de la función de acción (ver. Hamilton - Jacob y la ecuación), expresado a través de coordenadas generalizadas y sus derivadas. En los dos primeros casos, la ecuación incluye derivadas totales con respecto al tiempo, en el último caso, derivadas parciales.
Iluminado.: Andronov A. A., V i t t A. A., X and i k and n S. E., Teoría de las oscilaciones, 3ª ed., M., 1981; Landau L. D., Lifshits E. M., Mecánica, 4ª ed., M., 1988; Mandelstam L.I., Conferencias sobre la teoría de las oscilaciones, M., 1972. M.A.. Molinero.
Los cálculos presentados en este artículo muestran claramente que la influencia de los cables en la transmisión de señales en el espectro de frecuencias audibles para el oído humano es insignificante. No tiene sentido siquiera pensar en capacitancias, inductancias y longitudes de cables;
Los cables, como las personas, ahora son de dos tipos durante una crisis: funcionan y no funcionan. :) Sin duda, no añaden ningún “color”, “estado de ánimo” ni otras cosas de las que a los vendedores o audiófilos les encanta hablar.
Además de la resistencia activa, que disminuye al aumentar la sección transversal, el cable también se caracteriza por una reactancia inductiva, que aumenta al aumentar la sección transversal. Sí, una gran sección transversal y una baja resistencia activa contribuyen a mejorar la transmisión a bajas frecuencias, porque reducir el coeficiente de amortiguación. Pero el aumento de la inductancia degrada la transmisión a altas frecuencias. La atenuación de RF se puede calcular de la misma manera que la resistencia activa y puede alcanzar varios dB a 10 kHz en cables reales. Tanto la mala amortiguación como el bloqueo se pueden notar claramente de oído. Además, la inductancia lineal de un par plano aumenta tanto por el aumento del diámetro como por el aumento de la distancia entre los conductores. Por lo tanto, el aislamiento "grueso" no puede traer más que daño. El aislamiento es necesario lo más fino posible. Ésta es una diferencia importante entre los cables de audio y de alimentación. No en vano el cable de audio tiene un aislamiento diseñado para solo 50V y así se indica en el pasaporte. Los cables individuales tienen la mayor inductancia (esto sucede en la vida) y los coaxiales tienen la menor. Un buen audio coaxial tiene una excelente transmisión de RF.
Dado que el cable de audio opera en una amplia gama de frecuencias, sus requisitos son contradictorios. Por un lado, debe tener una sección transversal grande para una amortiguación elevada y, por otro, una sección transversal pequeña para una inductancia baja y una buena transmisión de RF.
Porque La impedancia de carga del cable (impedancia del altavoz) depende complejamente de la frecuencia; en cada caso específico existe un óptimo en la sección transversal/forma de la sección del cable. Es imposible predecirlo de antemano, porque... Es imposible decir cuánta amortiguación se puede sacrificar en aras de una buena transmisión de HF. Cada individuo, según su gusto, puede tener su proporción preferida. Por lo tanto, en mi humilde opinión, seleccionar el cable óptimo es en gran medida magia negra, que los estafadores aprovechan fácilmente.
Lo anterior no significa el uso de un cable deliberadamente "incorrecto", cuyos parámetros son completamente inaceptables (la mayoría de las veces demasiado largos y/o delgados...); esto no es una cuestión de formación.
En general, un cable acústico multifilar normal con un diámetro de núcleo de 2,5 metros cuadrados es más que suficiente. mm.