Passiivkomponentide sageduskarakteristikud. Blogi ›Kaablite mõju kõlariseadetele

Projekteeritud seadme korrektseks tööks on vajalik passiivsete komponentide hoolikas valimine. On vaja üksikasjalikult kaaluda tulevase seadme passiivsete elementide aluse omadusi ja tahvlil olevate juhtumite esialgset paigutust.

Sageli ei omista arendajad tulevase seadme elemendibaasi valimisel passiivsete komponentide töösageduse domeenile suurt tähtsust. See toob kaasa ettearvamatuid tulemusi. Tahan märkida, et see kehtib mitte ainult kõrgsageduslike analoogseadmete kohta, kuna kõrge sagedusega signaalid avaldavad tugevat mõju passiivsetele madala sagedusega komponentidele galvaanilise kommunikatsiooni või kiirguse kaudu. Näiteks võib op-amp-l olev lihtne aktiivne madalpääsfilter töötada kõrgsagedusfiltrina, kui selle sisendile rakendatakse kõrgsagedust.

Mürahaldus automatiseerimissüsteemides on ülioluline, kuna see võib osutuda tõsiseks probleemiks isegi parimate tööriistade ja riistvara korral andmete kogumiseks ja ülekandmiseks. Õnneks saavad enamiku mõõtmiste puhul müra juhtida lihtsad seadmed ja meetodid, näiteks õigete maandusmeetodite, varjestuse, keermestatud juhtmete, keskmise signaali meetodite, filtrite ja diferentsiaalvõimendite kasutamine.

Sagedusmuundurid sisaldavad lülitusahelaid, mis võivad põhjustada elektromagnetilisi häireid. Muidugi on võimalus, et see lülitusmüra võib põhjustada läheduses olevate seadmete katkendlikkust. Kuigi enamik tootjaid suhtub selle efekti minimeerimisse disainilahendustesse piisavalt hoolikalt, pole täielik immuunsus võimalik. Mõned paigutus-, juhtmestiku-, maandus- ja varjestusmeetodid aitavad selle minimeerimisele märkimisväärselt kaasa.

Takistid

Kõrgsageduslikel takistidel on oma induktiivsus, mahtuvus ja takistus. Vt joon. 5

Takistid võib jagada kolme peamisse tüüpi: traat, süsinik-komposiit ja kile. Traaditakisti oma struktuuris on suure takistusega metallist mähis, millest ilmneb tema enda induktiivsus. Filmikondensaatoritel on sarnane struktuur, seega on filmikondensaatoritel ka induktiivsus. Kiletakistite induktiivsed omadused avalduvad vähemal määral kui traattakistid. Kiletakistit kuni 2 kOhm saab raadiosagedusahelates ohutult kasutada.

Näeme selles artiklis induktiivset sidumist. Joonistamine. Häiringute tase sõltub voolu muutustest ja vastastikuse sidumise induktsioonist. Joonis 1 - Induktiivühendus - Füüsiline esitus ja samaväärne vooluring. Sagedus: induktiivsus on otseselt võrdeline sagedusega - häirekaablite ja kannatanu vaheline kaugus ning paralleelsete kaablite pikkus. - kaablite kõrgus võrdlustasapinna suhtes.

Meetmed kaablite vahelise induktiivse sidumise mõju vähendamiseks

Kaabli või häiriva vooluringi koormustakistus. Joonis 2 - Induktiivne ühendusjuhtmete vahel. Joonis 3 - induktiivühendus kaabli ja välja vahel.

Meetmed kaabli ja välja vahelise induktiivse sidumise mõju vähendamiseks

  Joonis 4 - Induktiivühendus maakaabli ja silmuse vahel.

Kuna takistite leiud on üksteisega paralleelsed, on nende vahel oluline mahtuvuslik ühendus. Mida suurem on takisti, seda madalam on klemmidevaheline mahtuvus.

Kondensaatorid

Kondensaatori samaväärne vooluring kõrgsageduspiirkonnas on näidatud joonisel fig. 6

Joonis 5 - Interferents kaablite vahel: magnetväljad põhjustavad kaablite vahelise induktiivse sidumise kaudu siirdevoolu. Elektromagnetilisi häireid saab vähendada. Joonis 6 - kahe juhi vastastikune induktiivsus. Keerutatud paari kaabel koosneb juhtmepaaridest. Paari juhtmed on spiraalselt volditud, et vähendada müra läbi tühistamisefekti ja säilitada keskkonna püsivad elektrilised omadused kogu selle pikkuses.

Keermete punutiste arvu saab elektriühenduse vähendamiseks muuta. Tänu oma konstruktsioonile pakub see paarijuhtide vahel mahtuvuslikku sidumist. Sellel on madalate sageduste korral tõhusam käitumine. Kui see pole varjestatud, on sellel üldises režiimis müra puudus.

Ahelate kondensaatoreid kasutatakse lahtivõtmiseks ja filtrielementideks. Kondensaatori reaktiivsuse arvutamiseks pöördume järgmise valemi poole:

Ülaltoodud valemi põhjal arvutame 10 μF mahutavusega kondensaatori reaktsioonivõime sagedustel 10 kHz ja 100 MHz. Arvutatud väärtused olid järgmised 1,6 oomi sagedusel 10 kHz ja 160 μOhms sagedusel 100 MHz. Ja nüüd kontrollime seda päriselt.

Joonis 7 - Induktiivühenduse mõju paralleelkaablitele. Joonis 8 - Induktiivühenduse mõju minimeerimine keerutatud kaablitele. Joonis 9 - Induktsioonimüra näide. Keerdpaari kasutamine on väga efektiivne, kui induktsioon igas väändepiirkonnas on ligikaudu võrdne külgneva induktsiooniga. Selle kasutamine on efektiivne diferentsiaalrežiimis, tasakaalustatud vooluringides ja madala efektiivsusega madalatel sagedustel tasakaalustamata vooluringides. Maandatud mitmepunktiliste sagedustega kõrgsagedusahelates on kasutegur kõrge, kuna vastuvool kipub voolama läbi külgneva tagasivoolu.

Kõik nimetatud takistused liidetakse, et luua samaväärne jadatakistus (ESR). Eelnevale tuginedes märgime, et kontuuride lahutamisel kasutatavatel kondensaatoritel peab olema madal ESR. Seda seetõttu, et jadatakistus piirab pulsatsiooni ja häirete summutamise tõhusust. Seadme töötemperatuuri tõus mõjutab oluliselt ka ESR-i muutust, suureneb. Seetõttu on alumiiniumist elektrolüütkondensaatori kasutamisel kõrgendatud töötemperatuuri korral vaja kasutada sobivat tüüpi kondensaatoreid.

Ekraani kasutamine induktiivsel sidumisel

Kuid tavarežiimis kõrgetel sagedustel on kaabel ebaefektiivne. Veojõu minimeerimiseks võib müraallikale või signaaliringile rakendada magnetilist varjestust. Kaitsvad madalsageduslikud magnetväljad pole nii lihtsad kui elektriväljade varjestus. Magnetilise varjestuse efektiivsus sõltub materjali tüübist ja selle läbilaskvusest, paksusest ja sagedusest.

Suure suhtelise läbilaskvuse tõttu on teras madalatel sagedustel tõhusam kui alumiinium ja vask. Kõrgematel sagedustel võib siiski kasutada alumiiniumi ja vaske. Neelduvuse kaotus kahe paksusega vase ja terase kasutamisel on näidatud joonisel.

Elektrolüütiliste kondensaatorite kasutamisel peaksite kondensaatori hoolikalt tahvlile paigutama ja ühendama. Positiivne vooder tuleks ühendada plussiga, kondensaatorit ühendavad jooned peaksid olema võimalikult lühikesed. Kui kondensaator on valesti ühendatud, hakkavad voolud elektrolüüdist läbi voolama kondensaatori enda varase rikkega.

Kaitse metallist vihmaveerennide kasutamise eest

Joonis 11 - Vase ja terase neeldumiskadu. Nende metallide magnetiline varjestus madalatel sagedustel on väga ebaefektiivne. Allpool näeme metallkanalite kasutamist pöörisvoolude minimeerimisel. Kanalite vaheline kaugus hõlbustab magnetvälja tekitatavat häirimist.

Ideaalne on see, et iga maksimaalse võimaliku kontaktpinnaga segment tuleks kinnitada, millel on suurem kaitse elektromagnetilise induktsiooni vastu ja isegi siis, kui kanali mõlemal küljel on väikseima võimaliku pikkusega iga segmendi vahel juht, et tagada vooluahelatele alternatiivne tee, kui suurenemine toimub vastupidavus segmentidevahelistes liidetes.

On ka seadmeid, milles alalisvoolu potentsiaalide erinevus kahe punkti vahel võib selle tähist muuta. Sellistel juhtudel kasutatakse mittepolaarseid elektrolüütilisi kondensaatoreid.

Induktiivsus

Induktiivsuse samaväärne vooluahel kõrgsageduspiirkonnas on näidatud joonisel fig. 7

See vähendav efekt on madalatel sagedustel madalam. Kõrgematel sagedustel on tühistamine tõhusam. See on plaatide ja ekraanide mõju elektromagnetiliste lainete levikule; nad loovad oma väljad, mis minimeerivad või isegi tühistavad välja läbi nende, toimides seeläbi elektromagnetiliste lainete tõeliste ekraanidena. Need toimivad Faraday puurina.

Pärast kokkupanekut kaitske ühenduskohti korrosiooni eest, näiteks tsingi või lakiga. Kuigi kaablid on varjestatud, pole magnetväljade eest varjestamine sama tõhus kui elektriväljade vastu. Madalatel sagedustel neelavad keerutatud paarid suurema osa elektromagnetilistest häiretest. Kõrgsagedustel neelab need efektid kaabliekraanilt. Võimalusel ühendage kaablikandikud potentsiaaliühtlustussüsteemiga.

Induktiivsuse reaktiivsust kirjeldatakse järgmise valemiga:


Valemist võib näha, et 10 mH nimiväärtusega induktiivsuse reaktsioonikiirus on 628 oomi sagedusel 10 kHz, sagedusel 100 MHz, arvutatud väärtus on 6,28 MΩ.

Joonis 12 - mööduv kaitse metallkanalite abil. Igas automatiseerimisprojektis tuleb arvestada standarditega, et tagada piisav signaalitase ja rakenduses nõutav turvalisus. Ennetavat hooldust soovitatakse teha igal aastal, kontrollides iga ühendust maandussüsteemiga, kusjuures iga ühenduse kvaliteet peab olema tagatud töökindluse, töökindluse ja madala takistusega.

Sagedusest sõltuvate ülekandeliinide elektriliste parameetrite tundlikkuse analüüs. Selles töös viidi läbi kolmefaasilise ülekandeliini piki- ja põiksuunaliste elektriliste parameetrite tundlikkuse lai analüüs sageduse funktsioonina. Parameetri määramise aluseks oli tegelik 440 kV liin. Tundlikkusanalüüsis muudeti järgmisi jooneomadusi: piksejuhtmete kaablite läbimõõt, juhtmete faaside läbimõõdud, juhtmete kõrgus, faaside vaheline horisontaalne vahemaa ja faasikiirte geomeetria.

  Trükkplaat

Trükiplaadil on ka kõik kirjeldatud passiivkomponentide omadused, kuid need omadused pole nii tugevad.

Trükkplaadil olevad trükijuhid võivad olla kas häirete allikad või vastuvõtjad (antenn). PCB nõuetekohane jälgimine minimeerib kiiratud ja otseseid häireid. Kuna mis tahes dirigenti trükkplaadil võib pidada antenniks, pöördume antennide teooria põhialuste juurde.

Iga variatsiooni puhul vaatlesime parameetrite käitumist primitiivsete maatriksite graafikute ja modaalsete komponentide osas. Mis puutub modelleerimisse, siis see töö aitab kaasa uute metoodikate ja lihtsustatud valemite väljatöötamisele mööduvate manööverdamisprotsesside analüüsimisel kasutatavate parameetrite arvutamiseks.

Märksõnad: sagedussõltuvus, režiimi domeen, tundlikkuse analüüs, ülekandeliin, elektromagnetilised siirded. Selles töös viidi läbi kolmefaasilise ülekandeliini piki- ja põiksuunaliste elektriliste parameetrite tundlikkuse ulatuslik analüüs sagedusalas. Võrdluseks kasutati tegelikku ülekandejoont 440 kV. Tundlikkusanalüüsis muudeti järgmisi jooneomadusi: maandusjuhtmete läbimõõt, faasijuhtmete läbimõõt, juhtmete kõrgus, faaside horisontaalne vahemaa ja vertikaalne vahemaa välises faasitalas.

Antenniteooria alused

Üks peamisi antenniliike on nööpnõel või meie puhul otsene juht. Otsejuhi täistakistusel on takistuslikud (aktiivsed) ja induktiivsed (reaktiivsed) komponendid:

Iga joone karakteristiku puhul jälgiti sageduspiirkonna elektriliste parameetrite omadusi primitiivsete ja modaalsete maatriksite osas. Märksõnad: sagedussõltuvus, modaalpiirkond, tundlikkuse analüüs, ülekandeliin, elektromagnetiline siirdevõime.

Elektriliinide elektriliste parameetrite uurimisel on suur tähtsus energeetiliste energiasüsteemide erinevates valdkondades, sealhulgas konstantse režiimi analüüs, samuti elektromagnetiliste transientide nähtuste analüüs. Lineaarse modelleerimise üks olulisi aspekte on seotud pikisuunaliste parameetrite sagedussõltuvusega. Püsiparameetritega mudelid ei sobi lineaarse reageerimise simuleerimiseks laiades sagedusvahemikes, mis esinevad siirde ajal. Enamikul juhtudel tekitab konstantsete parameetritega mudel moonutusi, mis liialdavad pinge ja voolu tippväärtusi.

Püsiva voolu ja madalatel sagedustel valitseb aktiivne komponent. Sageduse suurenemisega on reaktiivkomponent olulisem.

PCB juhi induktiivsuse arvutamise valem on järgmine:


Näib, et mitte ainult takistus varieerub sõltuvalt sagedusest, vaid ka induktiivsus. See tähendab, et joone sageduskarakteristik on erinev, kui joont esindab püsiparameetritega mudel või kui pikisuunalised parameetrid sõltuvad sagedusest. Võib väita, et joone käitumise taasesitamiseks on oluline joonte õige modelleerimine.

Pikisuunalised ja põiksuunalised elektriparameetrid pikkuseühiku kohta arvutati sagedusalas reaalaja rea \u200b\u200bpuhul, mida vaadeldakse põhijuhtumil. Selle rea jaoks arvutati parameetrimaatriksid faasipiirkonna ja režiimi domeenis. Parameetrite arvutamisel lähtuti üldteadmiste teooriast, mida lühidalt kirjeldatakse järgmistes artiklites.

Keskmiselt on tahvlil olevate trükitud juhtmete induktiivsus 6 ... 12 nH pikkuse sentimeetri kohta. Näiteks 10 cm pikkuse juhi takistus on 57 megohmi ja induktiivsus 8 nH sentimeetri kohta. Sagedusel 10 kHz muutub reaktiivsus 50 MΩ ja kõrgematel sagedustel tuleb juhti pidada induktiivsuseks kui aktiivse takistusega juhti.

Eeldati, et ülekandeliin on suurepäraselt üle võetud, hoolimata selle kõrgete harmooniliste hüpoteesi ebatäpsusest. Tundlikkuse analüüs tehti algselt nende lõikude jaoks, mis moodustavad primitiivsed joonmaatriksid, ja teises etapis homopolaarsete ja mittehomopolaarsete režiimide jaoks.

Analüüsitud joone karakteristikuteks olid lineaarne geomeetria ning faasijuhtide ja piksevarraste karakteristikud, nimelt: faasijuhtide kõrgus, piksevarda kaablite kõrgus, faaside horisontaalne kaugus, faasikiirte geomeetria, piksevarraste läbimõõt, faasijuhtide läbimõõt ja sisemine raadius.

Piitsantenn hakkab tööle, kui lainepikkuse ja antenni pikkuse suhe on 1/20. Seetõttu töötab 10-sentimeetrine juht hea antennina sagedusel üle 150 MHz. Tulles tagasi trükkplaatide juurde, märgin, et näiteks kellageneraatori sagedus ei tohi olla võrdne 150 MHz, kuid kellageneraatori kõrgemad harmoonikud võivad muutuda kõrgete sageduste allikaks.

Liinil on kaks välgujuhtme traati torni ülaosas ja 04 alajuhti faasi kohta. Pikisuunaline primitiivne maatriks sõltub sagedusest ja selle elemendid on määratletud võrrandiga. Mõningaid lihtsustavaid hüpoteese kolmefaasiliste joonte modelleerimiseks primitiivsete maatriksite kaudu kaaluti: pinnas on joone lähedal tasane ja seda peetakse homogeenseks juhtivuse ja ühtlase dielektrilise konstandiga; elektromagnetilise välja määramisel jäetakse joone lõplikud mõjud tähelepanuta; elektromagnetilise välja arvutamisel ei võeta arvesse ka struktuuride mõju; keermestatud ja terasest südamikniitidest koosnevaid trosse tähistab otsese ristlõikega ümmarguse võrakujuline torukujuline juht, mille puhul teraslehes olev vool jääb tähelepanuta.

Veel üks peamistest antenniliikidest on silmusantenn. Otsejuhi induktiivsus suureneb painutamisel märkimisväärselt. Juhi induktiivsuse suurem väärtus vähendab sagedust, mille juures "antenni" tundlikkus on maksimaalne.

Kogenud PCB arendajad, kellel on ahela antenniefekti idee, märgivad, et topoloogiat pole võimalik üles ehitada nii, et kriitiliste signaalide jaoks moodustatakse silmus. Vastasel juhul moodustatakse esi- ja vastupidistest juhtidest silmused. Vt joonis 8. Joonis kajastab ka pesaantenni mõju.


Vaadake lähemalt joonise 8 kolme võimalust.

Variant A: esitatutest kõige ebaõnnestunumad. See ei kasuta maapinna polügoone, ahela ahela moodustavad maandus- ja signaalijuhid. Tuleb meeles pidada, et kui lainepikkuse ja juhi suhe on 1/20, siis on silmuseantenn üsna tõhus.

Variant B: võrreldes variandiga A on see valik parem. Kuid siin näete prügilas olevat tühimikku. Edasi- ja tagasisõiduteed moodustavad pesaantenni.

Variant B: see valik on parim. Signaali ja tagasivoolu vooluteed langevad kokku, seega on silmuseantenni efektiivsus ebaoluline. Väärib märkimist, et selles teostuses on olemas ka mikrolülituste ümber olevad väljalõiked, kuid need on tagasivoolu teest eraldatud.

Peegelduste ja juhtide sobitamise teooria on identne antennide teoorias käsitletuga.

Kui prinditud juhte pööratakse 90 ° nurga all, võib signaal peegelduda. See on tingitud juhi laiuse muutumisest. Juhi nurgas suureneb tee laius 1,414 korda, mis põhjustab sideliini, jaotatud mahtuvuse ja tee induktiivsuse ebakõla. Kaasaegsed automaatsed projekteerimissüsteemid pakuvad erinevat tüüpi nurki, vt joon. 9

Parim esitatud pöörlemisvõimalustest on kolmas võimalus, kuna selle juhi laius on muutumatu.

  Sissejuhatus

Viimasel ajal on kõlarikaablite väärtus, millele keegi polnud varem eriti tähelepanu pööranud, hakanud kiiresti kasvama. Kui te mõtlesite viimati kaablite peale, siis nüüd on need õigustatult võtnud täismahus kõrgtehnoloogiliste helikomponentide asemele, samal ajal kui kaablid on sageli kaetud salapära ja müstika täiesti tarbetu puudutusega.

Nüüd on turul saadaval lai valik erinevaid kaableid, mis vastavad kõige erinevamatele vajadustele. Kahjuks puutuvad tarbijad sageli kokku palju segaseid argumente ja vastuargumente, mis võivad muuta kaabli kõik ilmsed eelised koletuks veaks. Seda olukorda süvendab „tänu” pseudoteaduslikele ja sageli lihtsalt müstilistele argumentidele, mida mõne ettevõtte turundusosakonnad kasutavad.
See tehniline käsiraamat võtab kokku QED-i läbiviidud põhjalikud uuringud kõlarikaablite mõju kohta, sealhulgas mõõtmised ja kuulamine. Meie eesmärk oli välja töötada uus kõrgekvaliteediliste kaablite rida, mille kujundus põhineks nende uuringute tulemustel. Kõlarikaablite praeguse liini QED tulek oli uurimistöö loogiline tulemus. Saime ka palju õppetunde, mis mõjutasid meie ühenduskaablite kujundamist.
   Kuulamine oli samuti väga kasulik: QED-i insenerid teavad hästi, et mõõtmised ise on vaid osa pildist. Tahaksime väga öelda, et nad annavad kogu vajaliku teabe, kuid see pole nii. Teisest küljest, kui kaabel toob vigu ja moonutusi, mida saab mõõta võimendist kõlaritesse edastatava helisignaali suhtes, siis ilmselgelt ei saa see muusikat usaldusväärselt esitada.
QED usub, et kaabel peaks olema võimalikult täpne, läbipaistev ja neutraalne ning meie kaabli kujundamise kontseptsioon põhineb Genesis Reporti tulemuste kasutamisel ja pideval kriitilisel kuulamisel.

Kaabli väärtus

Esmapilgul mängib kõlarikaabel väga lihtsat rolli, edastades signaali võimendist kõlaritesse. Kuid praktikas on heli kvaliteedi erinevused erinevate kaablitega ühendamisel enamikule kuulajatest selgelt nähtavad, ehkki mõned konservatiivid usuvad endiselt, et see ei saa nii olla. Ilmselt on kaabli kujundamisel teatud tegurid, mis mõjutavad helikvaliteeti.
   Arvestades, et ükski komponent ei saa seda läbivat analoogsignaali paremaks muuta (või saab seda ainult muuta või halvendada), peaks kõlarikaabli roll olema helisignaali edastamine võimendi ja kõlarite vahel ilma kadudeta ja mitte midagi muud.

Testimise alused

Kuna kõlarikaabel ühendab süsteemi komponente, ei tohiks selle hindamist läbi viia eraldi, vaid koos võimendi ja kõlaritega. Tegelikult on kõlarikaabel võimendiahela jätk, see võrdub täiendavate komponentide ühendamisega väljundisse, millel on järgmised elektrilised omadused: Takistus (R), mahtuvus (C), induktiivsus (L) ja juhtivus (G).
Enamikus võimsusvõimendites saavutavad nende arendajad usaldusväärse taasesituse, võrreldes väljundsignaali sisendsignaaliga. Seda kujundust nimetatakse "negatiivseks tagasisideks". Kõik tagasisidevõimendi väljundis ilmnevad vead parandatakse kiiresti, kuna võimendi lisab automaatselt sama tõrke, ainult sisendsignaali tagasiväärtusega. Joonis 1 näitab, et negatiivse tagasiside võimendi võib proovida parandada vigu, mis ilmnesid enne tagasiside punkti. Juhtme mõjuga seotud kõlarisüsteemide sisendi vigu ei parandata: kaabel asub väljaspool võimendi tagasisidemehhanismi mõjuala.

Mõned võimendid võtavad kaabli mõju arvesse võtmiseks kõlarite lülitusklemmidelt tagasiside signaali, kuid sellised kujundused on äärmiselt haruldased. Üks akustiliste kaablite kvaliteedi objektiivsetest katsetest peaks sisaldama signaali võrdlust sisendis (võimendi poolel) ja väljundis (kõlari poolel). Mis tahes erinevus nende vahel vastab kaabli signaali halvenemisele.

Tegelik mõju süsteemile

Terminid, mida kasutatakse kaabli mõju subjektiivseks kirjeldamiseks, võivad olla kas positiivsed, näiteks: “läbipaistev”, “koherentne”, “vastupidav”, “detailne”, “rütmiline” või negatiivne, näiteks: “teraline”, “karjuv”. , "Väljaulatuv", "nasaalne", "hägune". Meie Genesis Reporti uuring näitas, et mõnda neist omadustest saab instrumentaalmõõtmiste tulemusi analüüsides ennustada. Testisime paljusid eri hinnakategooriatesse kuuluvaid kaabelproove, kasutades erinevaid tehnoloogiaid ja reklaamiturundusstrateegiaid ning teostasime iga kaabli mõõtmised, ühendades selle tegeliku koormusega (kõlarisüsteem)


. Joonistel 2 ja 3 esitatud graafikud näitavad amplituud-sageduse karakteristikuid. Jooniste ülemised graafikud on kantud võimendi väljundis oleva signaali jaoks ja alumised graafikud pärast kaabli läbimist (kõlari sisendklemmidel). Kahe kaabli signaalikvaliteedi erinevus on ilmne.

Niisiis, joonisel 2 näidatud alumine graafik on ehitatud väga madala takistusega lamekaabli jaoks (meie katses on näidis 10) ja joonisel 3 kujutatud alumine graafik näitab topeltmonoliitsete juhtmetega kaabli mõju (näidis 7). Graafiku lainekujuline kuju on seotud koormustakistuse muutustega helisageduse vahemikus, mis põhjustab asjaolu, et signaalipinge "kohtub" kaabli impedantsi erinevate väärtustega erinevatel sagedustel.

Mõlema graafiku ülemise ja alumise kõvera erinevus iseloomustab tegelikult kaablite kadusid. Ilmselt on suurenenud alalisvoolu takistuse tõttu kaod joonisel 3 näidatud kaablis monoliitseid juhte kasutades suuremad. Pean ütlema, et sel juhul pole tegemist pelgalt akadeemilise küsimusega, kuna need kaod mõjutavad kõlarisüsteemi tulemuseks olevat sagedusreaktsiooni (sel juhul muutused ulatuvad -0,8 dB sagedusel 200 Hz, nagu on näidatud joonisel 3).


Saadud sageduskarakteristik, mis on näidatud mõlemal joonisel, on tüüpiline faasimuunduri akustiliste süsteemide jaoks, kui neile rakendatakse ühtlast sinusoidset sisendsignaali. Pärisignaalid pole sinusoidsed, vaid hõlmavad paljusid sagedusi samal ajal, lisaks on kõlarite esindatav koormus keeruline (keeruline koormus tähendab, et pinge ja vool pole tingimata ühes faasis). Seetõttu on kaablis muusika mängimisel dünaamilise signaali amplituudis palju suuremaid kadusid, kui nende ühtse signaali jaoks koostatud graafikute analüüsi põhjal võib tunduda.

Arvestades absoluutset ilmsust, et tõeliste kõlaritega töötamisel on vaja võimalikult madalat takistust, on meid väga üllatunud ühine trend, mis eemaldub madala takistusega kaablitest ja kõrgema takistusega monoliitjuhtmetega kaablite levikust. Veelgi enam, tootjate turundusmaterjalides võib sageli leida väite, et väikese ristlõikepindalaga monoliitjuhtmete kasutamine võib vähendada naha efekti.

Naha mõju



Nahaefekt on nähtus, mida tavaliselt seostatakse kõrgsageduslike ülekandeliinidega. Kui vahelduvvool voolab läbi juhi, indutseeritakse selles magnetvoo muutuste tõttu elektromotoorjõud (EMF). See viib asjaolu, et voolu tihedus juhi keskel väheneb, võrreldes selle pinna kõrval asuvate piirkondadega. Selle tulemusel väheneb piirkond, mille kaudu vool voolab, kuna vool suunatakse juhi keskosast pinnale. Nahaefekti tulemuseks on kaabli impedantsi suurenemine väga kõrgetel sagedustel, mis on seotud efektiivse juhtivuse ristlõikepinna kitsenemisega (üllataval kombel, kuid erinevalt induktiivsusest, ei tekita nahaefekt signaalile faasi kõrvalekaldeid, vaid suurendab signaali võimsuse kadu kaablis).

Raadiosagedustel (helivahemiku sagedustest palju kõrgemad) töötavates süsteemides on nahaefekt tõsine probleem, millega võitletakse juhtide hõbeda katmisega, et vähendada takistust pinnal, mille kaudu suurem osa voolust voolab kõrgetel sagedustel. Helikaablites viib eeldus, et nahafekti mõju väärib tähelepanu, kaablite ilmumiseni, mille südamiku läbimõõt on sama või väiksem kui signaali efektiivse läbitungimissügavuse kahekordne väärtus (sügavus, mille juures voolu tihedus väheneb 63% selle normaalväärtusest) kõrge heli sagedused. Sel juhul on peamine idee, et selline kaabel töötab vähendatud voolutihedusega režiimil kõigil sagedustel. See võimaldab teil muuta naha efekti sümptomeid mitte nii märgatavaks (kuid mitte kõrvaldada), kuid samal ajal suureneb kaabli takistus kõigil sagedustel.
   Selle üle, kas nahafekti on helil tunda, on palju vaieldud, enamik insenere seab selle olemasolu heli sagedustel üldiselt kahtluse alla. Selle väärtuse objektiivseks hindamiseks otsustasime viia läbi faasinihke võrdlevad mõõtmised kõrgetel sagedustel ja valisime neli erinevat kaablit. Neist kaks olid suure läbimõõduga ja mitmetuumalise struktuuriga, teised kaks olid madala nahaefektiga ja väikese ristlõikega.


Algselt mõõdeti põhilisi omadusi, nagu takistus, induktiivsus, mahtuvus ja juhtivus ( tuntud kui kogutud parameetrid *) Seejärel kasutati neid väärtusi faasi nihke teoreetiliste väärtuste arvutamiseks koormusega töötamise ajal. On oluline, et need teoreetilised arvutused ei võtaks arvesse naha mõju ja põhineksid üksnes nüpeldatud parameetritel. Nende arvutuste tulemus on näidatud joonisel 4.

Seejärel mõõdeti kõigi kaablite faasinihke tegelikud väärtused sama koormusega. Nende mõõtmiste tulemused on toodud joonisel 5. On näha, et teoreetilised ja mõõdetud väärtused on üksteisele väga lähedal, mis on täiesti ootamatu neile, kes peavad naha efekti oluliseks. Ainult sagedustel üle 80 kHz võite märgata olulist lahknevust mitmetuumaliste kaablite teoreetiliste ja mõõdetud tulemuste vahel (kui muidugi ei saa oluliseks pidada väärtust 2% 100 kHz kohta).
   See erinevus tuleneb kahest nähtusest - naha efektist ja võimalusel ka naabruses asuvate juhtmete lähedusmõjust. Viimane neist seisneb voolutiheduse suurendamises paralleelsete juhtmete sisepindadel ja on olulisem tihedalt asetsevate lindijuhtide puhul. Huvitav on see, et faasinihke mõõdetud väärtused osutusid üldiselt arvutatud teoreetilistest väärtustest madalamaks, kuna olemuselt resistiivne naha efekt suurendab kaabli impedantsi vahelduvvoolu läbimisel ilma täiendava faasinihet sisse viimata. Üllataval kombel vähendab naha efekt isegi faasinihet, vähendades kaabli induktiivsust. (Neile, kes soovivad sellest sügavamalt aru saada, soovitame pöörduda vahelduvvoolu keeruka teooria õpikute poole.
Pange tähele, et kaabliproov number 7 joonistel 4 ja 5 näitab väiksemat faasinihet kui teised, lihtsalt väiksema induktiivsuse tõttu.

Induktiivsed mõjud



Induktiivtakistuse mõju vahelduva elektrisignaali faasinihkele mitmetes testitud kaablites on näidatud joonistel 6 ja 7. Mida suurem on induktiivsus, seda suurem on selle mõju faasinihke suurusele. Iga testitud kaabli geomeetria tundmine näitas, et enamikul mitmetuumalistest kaablitest on kõrge induktiivsus.
   Kaabli induktiivsus sõltub juhtide pindalast, nende suhtelisest asukohast ja keskkonna läbilaskvuse koefitsiendist (induktiivsuse induktiivsuse suurendamiseks kasutatakse kõrge läbilaskvusega materjale, näiteks rauda või ferriiti).
Kaablites suurendab juhtmete vahelise kauguse suurendamine nende induktiivsust. Paljudel mitmetuumalistel akustilistel kaablitel on juhid üksteisest kaugel (mõnikord on juhete vaheline kaugus nende läbimõõdust kolm korda suurem), mis põhjustab induktiivsuse suurenemist.


Uuritud kaabelproovide induktiivse efekti keskmistamisel saime efektiivse faasi nihke 0,42 kraadi meetri kohta. 10-meetrise pikkuse korral on faasi nihe 4,2 kraadi. Praktikas lisatakse kaabli induktiivsus võimendi väljundinduktiivsusele (väljundinduktiivsust kasutatakse võimendi stabiilsuse suurendamiseks kõrgetel sagedustel), nii et kaabel suurendab võimendi saadud induktiivsust.

  Faasinihe kuuldav taju

Praegu on taju kõrva kaudu toimuvast faasinihkest peaaegu uurimata, kuigi ebaoluliste faasitunnustega võimendid on sageli heli “teralisuse” kriitikaks. Üllataval kombel ei mainita võimendite faasinihet nii sageli, ehkki paljudes turul olevates mudelites võib sagedusel 20 kHz esineda faasinihkeid, mis ületavad 15 kraadi.

Induktiivsuse ja mahtuvuse sumbumine



Teine induktiivsusega seotud mõju on amplituudi nõrgenemine kõrgetel sagedustel kaabli impedantsi suurenemise tõttu sagedusega (induktiivtakistus suureneb koos sagedusega). Niisiis, mida kõrgem on sagedus, seda nõrgem saabub signaal kõlarisüsteemide lülitusklemmidele. Huvitav on see, et ka kõrge induktiivsusega kaablid võivad võimendi väljundsignaali tõttu põhjustada kõlari klemmide pinge suurenemist. See on tingitud keerukatest seostest induktiiv- ja mahtuvusliku takistuse vahel, samuti pidevast takistusest, mis võib põhjustada nõrgenenud resonantsi ilmnemist. See võib osutuda probleemiks elektrostaatiliste kõlarite jaoks, mille koormus on suurem kui tavaliste elektrodünaamiliste kõlarite puhul.

Signaali resonantsvähenduse näide on toodud joonisel fig 8, võrreldes võimendi puhta väljundsignaaliga. Sel juhul põhjustab kaabli impedantsi suurendamine kõrgetel sagedustel märgatavaid signaalitaseme kaotusi, mis lisab võimendi omaduste langust ise.

Dielektrikud



Kõlarikaabli juhid on lühiste vältimiseks kaetud isolatsiooni või dielektrikutega. See põhjustab paratamatult täiendavaid kadusid, kuna dielektrikud neelavad osa energiast. Dielektriku kaod on mõnikord seotud dielektriku nõrgenemiskoefitsiendiga või kadunurga puutujaga (peaaegu sarnased võimsusteguriga) ja need suurenevad koos sagedusega. Üldiselt, mida suurem on sumbumistegur antud sagedusel, seda suurem on dielektriku energiakadu. Valitud neeldumisteguri mõõtmed meie kaabelproovides on näidatud joonisel 9. See illustreerib ebaharilikult laia tulemusi.
   Kõigil dielektrikutel on ka omadus, mida nimetatakse lubatavuseks. Madalaim läbilaskvus, vaakumit arvestamata, omab õhku, mis võimaldab teil saada teadaolevate materjalide hulgast väikseima kadu. Mida suurem on läbilaskvus, seda suurem on kaotus ja seda suurem on läbilaskevõime. See on tingitud asjaolust, et dielektriline konstant määrab, kui palju dielektrik on elektrivälja läbilaskev, mis põhimõtteliselt määrab kondensaatori mahtuvuse.
   Vastupidi, mida madalam on dielektriku läbilaskvus (vaakumile lähemal), seda väiksem on kaotus ja mahutavus. Kui võtame võrdluspunktina vaakumi, mille dielektriline konstant on võrdne 1, siis saame iga dielektriku jaoks kehtestada dielektrilise konstandi. Näiteks on õhu dielektriline konstant 1,0006, mis on praktiliselt sarnane vaakumiga.

Mitmete populaarsete kaablisolatsioonimaterjalide dielektriline konstant (Er) ja kadu (Tan d) on esitatud allpool:

   Isolatsioonimaterjal    Er    Ligikaudne 10 kHz Tan d
Polüvinüülkloriid (PVC) 4,0 - 8,0 0,01 - 0,05
Polüetüleen 2,6 0,0002

Polüpropüleen

2,25 0,0004

Polütetrafluoroetüleen

2,1 0,002
Õhk (võrdluseks) 1,0006 Peaaegu 0
Vaakum (võrdluseks) 1,0000 0

Mahtuvuse määravad ka läbimõõt ja juhtmete vahelised vahed. Mida suurem on antud dielektriku korral kahe juhi vahe, seda väiksem on mahtuvus (induktiivsuse osas on vastupidine). Ülaltoodud tabelit vaadates on lihtne näha, et madala kvaliteediga dielektriku abil on peaaegu võimatu valmistada madala mahtuvuse ja induktiivsusega kaablit.
Enamik odavaid kaableid, sealhulgas paljud neist, mida me katsetasime, kasutasid PVC-isolatsiooni, mis suurendas nende enda mahtuvust ja kaabli dielektrilisi kadusid. Pole tähtis, mida te teete läbimõõdu ja juhtmete vahelise kaugusega, sellistel kaablitel on tingimata probleeme, mis on seotud kas suure mahtuvuse või suure induktiivsusega või mõlemaga.

Kaabli juhtivus

Dielektrikute veel üks omadus, mis mõjutab kaabli tööd ja on seotud dielektriliste kadudega, on juhtivus (G). Juhtivus määrab, kui hästi juhid on üksteisest isoleeritud. Mida madalam on juhtivus (G), seda suurem on isolatsioonitakistus (Rp). Paremad dielektrikud on paremad isolaatorid, kuna need sisaldavad vähem "vabu" elektrone, mis kannavad elektrivoolu läbi dielektrilise materjali, kui elektrisignaal edastatakse kaabli kaudu.

Mahuga seotud mõjud



Teoreetiliselt ei tohiks kaabli läbilaskevõime tõsiselt mõjutada helisüsteemi tööd, kuna kaabel on ühendatud väga madala takistusega allikaga (reeglina enamiku võimsusvõimendite jaoks Ohmi fraktsioonid). Kuigi mahtuvus on omamoodi madalpääsfilter, kui ühendatakse kaabel nii väikese takistusega allikaga, on selle mõju sagedusreaktsioonile tavaliselt tühine. Veelgi olulisem on see, et kõlarikaabli liiga suur läbilaskevõime võib näidata halba dielektrilist kvaliteeti ja suurt dielektrilist kadu.
   Mõned esoteerilised kaablid kasutavad mitut iseseisvalt isoleeritud paralleelset südamikku, moodustades kaks juhti. Teatud geomeetria ja madala kvaliteediga materjalide kasutamise korral võib selline konstruktsioon viia läbilaskevõime suurenemise väga kõrgele tasemele. Üks neist kaablitest, mis leiti meie proovide hulgast, oli mahtuvusega umbes 1375 pF (võrdluseks oli teiste 10-meetriste proovide keskmine mahtuvus suurusjärgus 500 Pf).

Teine tegur, mida tuleks arvestada, on võimendi stabiilsus. Mõnel juhul võib võimendi väljundi väike ülevõimsus põhjustada selle võnkumist, ülekuumenemist või isegi läbi põlemist. Samuti võib võimendi töö ajal raadiosagedustel korraks võnkuma hakata, ilmnemata mingeid märgatavaid sümptomeid. Hästi kavandatud võimenditel on tavaliselt märkimisväärne võimsusvaru ja vastupidavus faasi moonutamisele, nii et suurenenud mahtuvuse tõttu väike täiendav faasi nihe selliseid probleeme ei põhjusta. Kahjuks ei ole mõnel müügiloleval võimendil stabiilsuse tagamiseks vajalikku stabiilsust ebanormaalsetes tingimustes ja just neis võib tekkida probleeme suure mahtuvusvõimega pikkade kaablite kasutamisega. Selle olukorra iroonia seisneb selles, et suure mahutavusega kaablites jääb induktiivsus reeglina madalaks, mis viib võimendi stabiilsusmarginaali veelgi suurema languseni. Isegi kui võimendi ei ole täielikult ebastabiilsele režiimile üle läinud, võib helikvaliteet kannatada, heli muutub jämedaks ja punnimaks, kuna võimendi töötab ebastabiilsele režiimile ülemineku piiril. Joonisel 10 on kujutatud suure läbilaskevõimega kaabli kasutamisest tingitud ebastabiilsus, mis avaldub kõrgsagedusliku ruutlaine edastamisel helinana.

Mahtuvus ja induktiivsus

Kui arvestame ühte elektrijuhtide paari konkreetses dielektris, vähendades nende vahelist kaugust, vähendame induktiivsust ja suurendame mahtuvust, samal ajal kui juhtide vahelise kauguse suurendamine toob kaasa vastupidise efekti. Paljud usuvad, et selle suundumusega on võimatu toime tulla ja kaabli induktiivsust ei saa ilma võimsuse suurendamiseta vähendada. Tegelikult sai see väide peaaegu omamoodi folkloori seaduseks helitööstuses. Kuid erineva geomeetriaga juhtmete võrdlused, isegi kui neil oleks sama efektiivne ristlõikepindala (ja seetõttu sama alalisvoolu takistus) ja samad dielektrilised materjalid, näitasid, et see on võimalik, lihtsalt muutes juhtide suhtelist asendit ja konfiguratsiooni (vt tabelit) 1).




QED Profile8 Qudos (QED originaal)

Siin on Genesise raporti töö käigus läbi viidud kaabeltestide tulemused, mis illustreerivad kaabli geomeetria tohutut mõju. Resistentsust, induktiivsust ja mahtuvust mõõdeti sarja Qudos ja Profiil 8 standardkaablitele .Standardne Qudose kaabel koosneb kahest kimbust, millest igaüks koosneb 79 südamikust läbimõõduga 0,2 mm ja ristlõikega joonisel on kaheksa. Profiil 8 koosneb kaheksast kimbust, millest igaüks koosneb 19 südamikust, mille paksus on 0,2 mm ja ristlõike geomeetria on lineaarne. Nende kaablite efektiivne ristlõikepindala ja seega alalisvoolu takistus on ligikaudu samad. Mõlemad kaablid kasutavad madala tihedusega polüetüleenisolatsiooni. Seetõttu on kõik induktiivsuse ja mahtuvuse erinevused seotud geomeetriaga.
   Profiili 8 kaablit saab ühendada mitmel viisil. Tabelis 1 on toodud tulemused nelja sisemise ja nelja välise juhi, samuti nelja vasaku ja nelja parema juhi kasutamisel kaabli ots- ja tagasijuhetena. Võrreldes tavalise Qudose kaabliga, on Profiil 8 nelja välise ja nelja sisemise juhi konfiguratsioonis oluliselt madalama induktiivsusega ja pisut suurema mahtuvusega, mis on vastuolus sageli tsiteeritud rusikareegliga. Vastupidi, parempoolseid ja vasakpoolseid juhte kasutavas konfiguratsioonis on profiilil 8 sama induktiivsus kui Qudosel, kuid mahtuvus on peaaegu poole võrra vähenenud. Huvipakkuv on ka see, et geomeetria mõjutab lainetakistust, kuid see huvi on puhtalt akadeemiline.

Akustilise kanali läbitungimine



Üks subjektiivseid efekte, millele kuulajad sageli tähelepanu pööravad, on helikaardi laiendamine mis tahes konkreetse kaabli kasutamisel. Esmapilgul on selle nähtuse seletamine üsna keeruline, arvestades stereokanalite vahelist suurt elektrilist isolatsiooni. Arvasime, et seletus võiks olla see, et parem ja vasak kanal on akustiliselt ühendatud kõlarite kaudu. Ideaalis peaks vasak kõlar väljastama helilainet ainult vasaku kanali elektrilise signaali mõjul ja vastupidi.
Ideaalis tuleks igas võimendikanalis kasutada oma kõlariga elektromagnetilist siibrit, mis takistab selle hajuti liikumist teisest kõlarist pärit helilainete mõjul. See summutus peaks olema saavutatud võimendi väga madala väljundtakistuse tõttu, kuid praktikas segab kõlarikaabli takistus protsessi, mis suurendab võimendi takistust, mida valjuhääldi “näeb” ja vähendab vastavalt summutust. Seega on iga kõlari hajutite väljastatavas helis signaal (teatud viivitusega), mille taasesitas teine \u200b\u200bkõlar, mis viib helilava kitsenemiseni. Kui see eeldus on tõene, võimaldavad madala takistusega kaablid ehitada laiema helietapi.


Hoolimata asjaolust, et need argumendid tunduvad liiga keerulised, illustreerivad pinge mõõtmised kõlarite klemmidel, nagu on näidatud joonistel 11 ja 12, just sellist efekti. Ristidega tähistatud tippväärtused tähistavad kõlarisüsteemi hajuti liikumisel tekkivate signaalide amplituudid, mis ei võta vastu elektrisignaali, mis on tingitud asjaolust, et teise kanali kõlarisüsteem reprodutseerib testtooni. Pinge kõlarite lülitusklemmides, mõõdetuna siis, kui mõni teine \u200b\u200bkõlar mängis proovitooni sagedusega 500 Hz, vähenes väiksema takistusega kaabli kasutamise tõttu umbes 10 dB (joonis 12).

Mööduvad omadused



Nagu varem mainitud, on akustilised süsteemid üldjuhul väga keerukas elektriline koormus, mis ise genereerib ka pinget (nii väljastpoolt sisenevate helilainete mõjul kui ka kõlari enda võnkesüsteemis järelejäänud energia tõttu), mis naaseb võimendisse tagasi (Seda nähtust tuntakse ka kui reverse emf). See nähtus võib ilmneda nii eelmises osas kirjeldatud juhtudel kui ka signaali amplituudi kiirete muutuste korral, mis võib viia kõlaris järelheli ilmumiseni - s.t. heli olemasolu võimendi sisendisignaali puudumisel. Nende järelheli amplituud sõltub võimendi ja kaablite kombineeritud võimest summutada ja kontrollida soovimatuid jäävibratsioone. Joonis 13 näitab pinge ajalisi sõltuvusi võimendi väljundis ja kõlarisüsteemide sisendis. On selgelt näha, et pärast 2,4 millisekundit, kui võimendi väljundis olev pinge langeb nullini, läheb akustiliste sisendite pinge negatiivsesse piirkonda, siis hakkab see tõusma, läheb üle nullmärgi, muutub positiivseks ja alles siis langeb nulli. Selline pingekäitumine kõlari klemmides on seotud hajuti soovimatute liikumistega. AC.


Joonisel 14 on kujutatud sama kõlari graafikud, kuid ühendatud väiksema takistusega kaabliga. See, et mõõtmistulemused on paremaks muutunud, on täiesti ilmne. Kaabli induktiivsus suurendab ka võimendi ja kõlarite vahelist üldist impedantsi ning meie mõõtmised on näidanud, et kaabli induktiivsus mõjutab negatiivselt mööduvat reprodutseerimist. Kompleksne elektromehaaniline valjuhääldisüsteem töötab kõige paremini, kui see on hästi summutatud ja ühendatud kaabliga, millel on võimalikult väike takistus kogu sagedusvahemikus, ja mitte ainult madalatel sagedustel, kus hajuti liikumisi juhitakse alalisvoolu takistuse väärtusega.

Kaabli moonutamine



Kõlari kaabel "eemaldab" (elektriliselt) kõlari võimendist mitmel põhjusel - alalisvoolu elektrilise takistuse tõttu, mis rikub sagedusreaktsiooni, summutust ja eraldumist, nagu me leidsime. Lisaks näitasid mõõtmised, et kõlari sisendis on moonutuste hulk palju suurem (eriti teise harmoonilise puhul) kui võimendi väljundis.


Leidsime, et kvaliteedi halvenemine (ja originaalsignaali edastamise usaldusväärsus) sõltub suuresti kaabli pidevast takistusest, samuti kõlarisüsteemide tüübist. Joon. 15 ja 16 näitavad signaali teise harmoonilise amplituudi sõltuvust sagedusest. Mõlema graafiku ülemine kõver näitab kõlari sisendis moonutusi ja alumine võimendi väljundit. Joonisel 15 (kaabel, mille kõrge takistus on suurusjärgus 0,065 oomi / m) on moonutuste väärtus umbes 3 korda suurem kui joonisel fig. 16 (kaabel madala takistusega suurusjärgus 0, 004 oomi / m).


Joon. Joonis 17 näitab sama kaabliga ühendatud erinevate kõlarite suhteid. Pange tähele, et kaabel ise ei saa moonutusi põhjustada (kuna selle püsiv takistus on peaaegu lineaarne), pigem ei võimalda selle olemasolu süsteemis võimendi tagasisidemehhanismis täpselt korrigeerida moonutusi, mis tekivad helisüsteemi erinevate mittelineaarsete nähtuste tõttu.
   Võimendi ühendamine otse kõlaritega võimaldas moonutuste väga täpset korrigeerimist. Vaja on täiendavaid uuringuid, kuid on väga tõenäoline, et ka kõlarite korpuse resonantssagedus mõjutab moonutusi madalatel sagedustel.
   Lisaks tuleb öelda, et moonutuste hulk keskmistel ja kõrgetel sagedustel suureneb märkimisväärselt kaabli induktiivsuse suurenemisega, mis suurendab kaabli impedantsi ja vähendab seetõttu võimendi ja kaabli summutavat mõju kõlarisüsteemile.

Moonutused mitmetuumalistes ja ühetuumalistes kaablites



On seisukoht, et mitmetuumalistes kaablites täheldatakse nn dioodiefekti, mis ilmneb seetõttu, et vool “hüppab” kaablisüdamike vahel ja seega, kui elektronid liiguvad juhtme ühest otsast teise, läbivad nad ka paljusid metalli piire juhtide vahel paiknev oksiidmetall (mõnikord on see seotud ka naha efekti mõjuga, mis "pigistab" kõrgetel sagedustel elektrivoolu juhi keskelt pinnale).

Tehes oletuse, et vool tõesti hüppab juhtide vahel (meie jaoks oli see täiesti märkamatu, kuid nagu me varem avastasime, ei mõjuta naha efekt akustilise kaabli helisignaali oluliselt), rakendasime signaali ühe juhtsüdamiku sisendile ja tegime mõõtmisi teise tuuma väljapääsul. Isegi kasutades kõiki meie Audio Precision AP1 mõõtekompleksi ressursse, ei suutnud me tuvastada moonutuste suurenemist võrreldes kõigi juhe juhtmeid kasutades saadud tulemusega (vt joonis 18). Mõlemal juhul näitasid mõõtmised nii lähedasi tulemusi, et neid saab hõlpsalt võtta sama katse kahe järjestikuse tulemuse saamiseks. Selles näites ei leidnud meie eeldused kinnitust. Näib, et dioodide ristmikke juhtmete vahel kas ei eksisteeri või on paljudest headest juhtmetest "lühises", surudes need ettevaatlikult kokku kogu kaabli pikkuses.

Laine takistus

Seda terminit kasutatakse mõnikord helikaablite kontekstis, ehkki seda seostatakse peamiselt ülekandeliinidega. Lainetakistus on kriitiline kõrgsagedusülekandeliinide koormuse ja lähtetakistuse õigete väärtuste määramisel, et vältida soovimatuid peegeldusi ja seisvaid laineid. Korrektseks tööks peab ülekandeliin olema mõlemas otsas varustatud takistusliku koormusega, mis on võrdne lainetakistusega.
   Kõlarikaablid ei ole ülekandeliinid, kuna nende pikkus on lainepikkusega võrreldes väike. Igal juhul ei saa kõlarikaableid mõlemas otsas varustada sama takistusliku koormusega (võimendi väljundis olev 8-oomine takistus takistab täielikult summutamist ja põhjustab sagedusreaktsiooni ebakorrapärasuste suurenemist ja moonutuste suurenemist).

Suunatavus

Mõõdetud katsetatud proovide asümmeetria paljastamiseks - mõned neist olid tootjate poolt tähistatud suunatuks - ei kinnitanud kõlarikaablite suunatuse olemasolu. Pime kuulamine näitas ka seda, et kuulajad ei suutnud kaablite suunda eristada. Teisest küljest leiti, et kaabli asukoht mõjutab nii mõõtmistulemusi kui ka kuulamistulemusi. See tähendab, et kõik mõõtmised ja igasugune kaabli kuulamine tuleks läbi viia katsetatava kaabli samas asendis.

Järeldus

Muidugi leidub alati inimesi, kes on kõlarikaablite olulisuse suhtes skeptilised, kuid meie uuringute tulemused on selgelt näidanud, et süsteemi kvaliteet võib sõltuvalt sellest, millist kaablit selles kasutatakse, parandada või halveneda. Andmete analüüs näitas, kui tugevalt on heli mõõtmistulemustega seotud.

Siin on meie uurimistöö üldistatud tulemused:

  1. Pidev vastupanu.Madal kaabli takistus on kvaliteetse taasesituse saavutamiseks üks prioriteetsetest väärtustest, kuid seda ei tohiks teiste oluliste parameetrite tõttu saavutada. Kaabli kõrge takistus põhjustab soovimatuid tagajärgi, näiteks: sagedusreaktsiooni ebaühtlust, puudusi siirdete edastamisel, heli moonutuste suurenemist ja kanalite eraldamise halvenemist.
       Kõigil kõrge takistusega kaablitel olid vastavad mõõtmistulemused kehvad. Subjektiivselt sõltus nende helikvaliteet väga palju ühendatud kõlaritest. Keskmiste sageduste eend, mis on mõne kaabli ühendamisel kõrva poolt selgelt nähtav, vastas täielikult nende mõõdetud sagedusreaktsiooni kujule. Suur kaabli takistus tõi kaasa ka dünaamiliste purunemiste märgatava silumise suuremahuliste muusikakompositsioonide ülekandmisel.
  2. InduktiivsusKaabli induktiivsus on kõrgete sageduste sumbumise ja faasinihke ilmnemise peamine põhjus. Induktiivsus põhjustab impedantsi suurenemist sagedusega ja sellest tulenevalt signaali kõrgsagedusvahemiku märgatavat nõrgenemist kõlarisüsteemi sisendis ja mõnikord isegi RF-signaali tippude katkestamist. Lisaks suurendab induktiivsus kõlari sisendis moonutuste hulka ja halvendab kõlarisüsteemi üldisi mööduvaid omadusi. Seega, kõlarisüsteemide ühtlaste sagedus- ja faasinäitajate, madalate moonutuste ja heliülekannete täielikuks edastamiseks peaks kõlari kaabli induktiivsus olema madal.
  3. Naha mõju.  Mõõtmised näitasid, et suhteliselt väikese ristlõikepindalaga kaablitele avaldab nahaefekt minimaalset mõju. Samal ajal on paksemate juhtidega kaablid nahaefekti suhtes vastuvõtlikumad ning lisaks on neil kõrgem induktiivsus, mis põhjustab suuremat signaali kadu kõrgetel sagedustel.
    Nahaefekti mõju on märgatav ainult sagedustel, mis ületavad märkimisväärselt helivahemiku kõrgeimaid sagedusi. Hoolimata asjaolust, et suure ristlõikega juhtidega kaabli reaktiivtakistus on suurem kui väikese ristlõikega juhtidega kaabli reaktiivtakistus, on selle efektiivne takistus (reaktiivsete ja konstantsete takistuste summa) siiski väiksem. Nahaefektil on ka mõnevõrra ootamatu kõrvalmõju, milleks on faasi nihke ulatuse vähendamine kaabli induktiivsuse tõttu kõrgetel sagedustel.
  4. Isolatsiooni kvaliteet.  Nõrgendamiskoefitsient on osutunud kõnekateks helikvaliteedi näitajateks. Enamik hea kõlaga kaableid kasutab kvaliteetseid dielektrilisi materjale: halvimaid heli tulemusi on näidanud PVC-isolatsiooniga kaablid. Halva dielektrilise kadudega kaablid olid vähem võimelised väikesi osi ja heli atmosfääri edastama, samas kui kvaliteetsete dielektrikutega kaablid taasesitasid neid täielikult.
  5. Omaduste püsivus.  Kõlarikaablid suhtlevad nii võimendi kui ka kõlaritega. Sellega seoses muutusid mõnede kaablite mõõtmistulemused erinevate süsteemide kaablite töötamise ajal. Selgus, et madalaima takistuse, induktiivsuse ja mahtuvusega kaablitel on kõige stabiilsemad omadused. Vaatamata asjaolule, et võimendi vajab stabiilsuse säilitamiseks väljundis teatud induktiivsust, võib lühimate kõlarikaablite kasutamine reprodutseerimise kvaliteeti parandada. Samuti tuleks vältida kaabli suurt induktiivsust, kuna see võib põhjustada võimendi ebastabiilset tööd, rikkuda helikvaliteeti ja vähendada võimendi töökindlust.
  6. Suunatavus.  Hoolimata tootjate kasvavast armastusest näidata oma kaablite suunda, ei tuvastanud meie rangelt kontrollitud identsetes tingimustes tehtud mõõtmised midagi, mis võiks näidata, et kõlarikaablid on suunatud. Teisest küljest leiti, et isegi lihtne kaabli asendi muutmine muudab selle induktiivsust ja mahtuvust.
  7. Monoliitsed ja mitmetuumalised kaablid. Viimasel ajal on hakanud kasvama ühetuumaliste dirigentide populaarsus. Arvatakse, et piisavalt õhukesel monoliitsel juhil on umbes samad kaod nii madalatel kui ka kõrgetel sagedustel, samas kui paksema keermega juhi korral erinevad nende väärtused märkimisväärselt. Meie uuringud on näidanud, et see nähtus tuleneb tõenäolisemalt paljude ühetuumaliste juhtmetega kaablite isolatsioonist ja geomeetriast, mis on mitmetuumaliste juhtidega võrreldes kõrgema töö kvaliteedi tõeline põhjus. Igal juhul vähendab juhtmete paralleelne paigutus, üks- või mitmetuumaline, induktiivsust, millel on helile palju suurem mõju kui samal nahaefektil.
       Testitud luhtkaablitel oli kõrgem induktiivsus ja suurem lekkevool kui paljudel luhtkaablitel, kus kasutati peamiselt iseseisvalt isoleeritud juhte (mis vähendab induktiivsust), kõrgema dielektrikaga (mis tagab väiksema lekkekao). Me ei leidnud populaarse teooria kohta tõendeid selle kohta, et üksikute juhtmete vahelise dioodiefekti tõttu esinevad mitmesoonelistes kaablites moonutused, nii et seda saab ohutult omistada valede eelduste kategooriale.
  8. Metallurgia  Kõrge puhtusastmega (puhtusaste\u003e 99,99%) vasest juhtmetel on pisut parem elektrijuhtivus. Juhtivuse märgatavat paranemist täheldatakse nii hõbetatud vaskjuhtmetes kui ka hõbedajuhtides. Üldiselt võib kogu katsetatud kaablirühma arvesse võttes öelda, et geomeetria ja dielektrilised materjalid mõjutavad kaabli heliomadusi palju rohkem kui metall, millest juhid on valmistatud.

Genesise aruande tulemused

Ülaltoodud üldistused (1, 2, 3, 4 ja 5) näitasid, et kõige täpsemate heli- ja stabiilsete omadustega kõlarikaablil peaks olema minimaalne püsiv takistus, induktiivsus ja mahtuvus koos väikeste dielektriliste kadudega. Kõik meie uurimistöö tulemused kinnitasid seda lihtsat järeldust. Kaablitel, mis kasutavad nahakujundusest vabanemiseks oma kujunduses väikese ristlõikepinnaga juhte (mis igal juhul ei tekita helisagedustel mingit probleemi), on suurem püsiv takistus, mis toob kaasa ilmseid negatiivseid tagajärgi.
Tänu Genesise raportile suutsid QED-i insenerid ümber lükata “reegli”, mis kehtestas otsese seose induktiivsuse ja kaabli mahtuvuse vahel. Mahtuvust ja dielektrilisi kadusid vähendati sobiva kvaliteetse isoleermaterjali (madala tihedusega polüetüleen) valimisega. Lisaks sellele, minimeerides kaabli juhtide vahel isoleeriva kesta ja spetsiaalsete kitsaste ühenduste paksuse (pakkudes suuremat mehaanilist stabiilsust), parandati õhu ja pideva dielektriku suhet, mis vähendas veelgi mahtuvust ja dielektrilisi kadusid. Korraldades mitu paralleelset keermestatud juhti optimaalsel viisil, suutsid QED-i insenerid samaaegselt vähendada kaabli mahtuvust ja induktiivsust allapoole väärtust, mis arvutati sama konstantse takistusega lihtsa juhtmepaari jaoks. Piisavalt suure ristlõikepindalaga keerdjuhtide kasutamine võimaldas püsiva takistuse madalat väärtust säilitada. Uurimistöö tulemus oli tippkvaliteediga kõlarikaablite teke, millel on väike kaotus ja läbipaistev heli. Kaabli isolatsioonikvaliteedi ja heliomaduste vaheline seos mõjutas ka QED-ühenduskaablite projekteerimist - need kasutavad madala tihedusega polüetüleenvahtu, et suurendada õhu ja tahke dielektriku suhet ning saada parim helikvaliteet.


Teaduslik lähenemine kaablite kujundamisele

* koondatud parameetritega süsteem

SÜSTEEM FOKKUSTEERITUD PARAMEETRITEGA  (diskreetne süsteem) - sülem, sülemi liikumist võib kirjeldada kui piiratud arvu punktiobjektide (rangelt kontsentreeritud parameetrid) või jäigalt fikseeritud sisemise objektiga liikumist. struktuur (parameetrid vähendatud kontsentreeritud). Näiteks niidile (pendlile) riputatud keha viitab S. s. n. kui seda saab pidada punktiks ja niit on venimatu ja kaalutu; kõhklema. induktiivsuse vooluring Lmahutavus Koos  ja vastupanu Ron S. s. n., kui kõigi selle elementide mõõtmed on oluliselt väiksemad kui e-magn. lained ja väljade struktuur elementides L, C  ja R  saab idealiseerida jäigalt fikseerituna.

S.-i liikumise kirjeldus. Element põhineb tavaliselt võrranditel, mis ühendavad selles sisalduvate objektide üldistatud koordinaadid ja üldistatud impulsid (sh väljad, voolud, pinged). Nende uride järjekord on määratud S. vabadusastmete arvuga alates. n. Niisiis muutub pendli tasapinnaline liikumine raskusväljas või voolutugevus L, C, R-kontuuri kirjeldatakse diferentsiaaliga. 2. järgu uriyami ja vastab S.-le. n. ühe vabadusastmega. Konservatiivse (energia säästmise) S. liikumise Urniya koos. Esemeid saab saada muutujatest. põhimõte (vt Vähima tegutsemise põhimõteSel juhul kolm peamist tüüp S.-i liikumisega samaväärsete kirjelduste tüüp. element: Lagrange'i kaudu, funktsioon, mis sisaldab üldistatud koordinaate ja kiirusi, Hamiltoni kaudu, funktsioon, mis sisaldab üldistatud hetki ja koordinaate, ja q toimingu kaudu (vt Hamilton - Jacob ja võrrand)väljendatud üldistatud koordinaatide ja nende tuletiste kaudu. Kahel esimesel juhul hõlmavad urderivaadid täistööajaga tuletisinstrumente, teisel juhul osalisi tuletisinstrumente.

Lit .:Andronov A. A., Vt t A. A., Xaikin S. E., Oscillation Theory, 3. trükk, M., 1981; Landau L. D., Lifshits E. M., mehaanika, 4. väljaanne, M., 1988; Mandelstam L. I., Loengud võnketeooria kohta, M., 1972. M. A. Miller.