A tervezett eszköz megfelelő működéséhez passzív alkatrészek gondos kiválasztását kell elvégezni. Részletesen meg kell vizsgálni a jövőbeni eszköz passzív elem alapjának jellemzőit, valamint az ügyek előzetes elrendezését a táblán.
A fejlesztők gyakran nem tulajdonítanak nagy jelentőséget a passzív komponensek munkafrekvencia-tartományának, amikor egy jövőbeli eszköz elembázisát választják meg. Ez kiszámíthatatlan eredményekhez vezet. Szeretném megjegyezni, hogy ez nemcsak a magas frekvenciájú analóg eszközökre vonatkozik, mivel a magas frekvenciájú jelek galvanikus kommunikáció vagy sugárzás révén erős hatással vannak a passzív alacsony frekvenciájú alkatrészekre. Például egy egyszerű aktív aluláteresztő szűrő egy op-erősítőn működhet felüláteresztő szűrőként, ha a bemenetére magas frekvenciát alkalmaznak.
Az automatizálási rendszerek zajkezelése alapvető fontosságú, mivel súlyos probléma lehet az adatgyűjtéshez és öntéshez használt legjobb eszközök és hardverek szempontjából is. Szerencsére az egyszerű eszközök és módszerek - például a megfelelő földelési módszerek, árnyékolás, sodrott vezetékek, közepes jelmódok, szűrők és differenciálerősítők - képesek a legtöbb mérésnél a zajt szabályozni.
A frekvenciaváltók kapcsolóáramköröket tartalmaznak, amelyek elektromágneses interferenciát okozhatnak. Természetesen fennáll annak a lehetősége, hogy ez a kapcsolási zaj a szomszédságában lévő berendezésekben szünetet tarthat. Noha a legtöbb gyártó kellő figyelmet fordít a tervekre, hogy ezt a hatást minimalizálja, a teljes immunitás nem lehetséges. Egyes elrendezési, huzalozási, földelési és árnyékolási módszerek jelentősen hozzájárulnak a minimalizáláshoz.
ellenállások
A nagyfrekvenciás ellenállásnak megvan a maga induktivitása, kapacitása és ellenállása. Lásd a 3. ábrát. 5.
Az ellenállások három fő típusra oszthatók: huzal, szén-kompozit és film. A huzal ellenállás szerkezetében egy nagy ellenállású fémtekercs, amelyből a saját induktivitása jelenik meg. A filmkondenzátorok hasonló felépítésűek, tehát a filmkondenzátoroknak is induktivitása van. A fóliaellenállások induktív tulajdonságai kisebb mértékben mutatkoznak, mint a huzalétak. A 2 kOhm-ig terjedő film ellenállások biztonságosan használhatók az RF áramkörökben.
Az induktív csatolást ebben a cikkben látjuk. Ábra. A zavarok mértéke az áram változásától és a kölcsönös kapcsolás indukciójától függ. 1. ábra - Induktív csatolás - Fizikai ábrázolás és ezzel egyenértékű áramkör. Frekvencia: az induktivitás közvetlenül arányos a frekvenciával - a riasztó kábelek és az áldozat közötti távolsággal és a párhuzamos kábelek hosszával. - A kábelek magassága a referenciasíkhoz képest.
Intézkedések a kábelek közötti induktív kapcsolás hatásának csökkentésére
Kábel vagy zavaró áramkör terhelési ellenállása. 2. ábra - Induktív kapcsolás a vezetők között. 3. ábra - Induktív csatlakozás a kábel és a mező között.
Intézkedések a kábel és a tere közötti induktív kapcsolás hatásának csökkentésére
4. ábra - Indukciós csatlakozás a földkábel és a hurok között.Mivel az ellenállások leletei párhuzamosak egymással, ezért jelentős kapacitív kapcsolat van közöttük. Minél nagyobb az ellenállás, annál alacsonyabb a terminálok közötti kapacitás.
kondenzátorok
A kondenzátor ekvivalens áramköre a nagyfrekvenciás tartományban a 2. ábrán látható. 6.
5. ábra - Interferencia a kábelek között: A mágneses mezők indukciós kapcsolással a tranziens áramot indukálják. Az elektromágneses interferencia csökkenthető. 6. ábra - Két vezető közötti kölcsönös induktivitás. Egy csavart érpár kábel pár vezetékből áll. A pár vezetékei spirálisan vannak behajtva annak érdekében, hogy csökkentsék a zajt a törlési hatás révén, és a közeg állandó elektromos tulajdonságait fenntartsák a teljes hossza mentén.
A menetek zsinórjának száma változtatható az elektromos csatlakozás csökkentése érdekében. Tervezésének köszönhetően kapacitív csatolást biztosít egy pár vezetői között. Hatékonyabb viselkedése alacsony frekvenciákon. Ha nincs árnyékolva, akkor az általános üzemmódban nincs zaj.
Az áramköri kondenzátorok szétválasztására és szűrésére szolgálnak. A kondenzátor reaktanciájának kiszámításához az alábbi képletet használjuk: 
A fenti képlet alapján kiszámoljuk egy 10 μF kapacitású kondenzátor reaktanciáját 10 kHz és 100 MHz frekvencián. A számított értékek a következők voltak: 1,6 ohm 10 kHz-en és 160 μOhms 100 MHz-en. És most nézzük meg igazán.
7. ábra - Az induktív kapcsolás hatása a párhuzamos kábelekre. 8. ábra - Az induktív csatlakoztatás csavart kábelekre gyakorolt \u200b\u200bhatásának minimalizálása 9. ábra - Példa az indukciós zajra. A csavart érpár használata nagyon hatékony, ha az indukció minden torziós régióban megközelítőleg megegyezik a szomszédos indukcióval. Használata hatékony differenciál üzemmódban, kiegyensúlyozott áramkörökben, alacsony hatékonyságú, alacsony frekvenciákon kiegyensúlyozatlan áramkörökben. A földelt többpontos frekvenciájú nagyfrekvenciás áramkörökben a hatékonyság magas, mivel a fordított áram általában szomszédos visszatérő áramláson keresztül áramlik.
Az összes említett ellenállás összeadódik, és ezzel egyenértékű soros ellenállást (ESR) hoznak létre. A fentiek alapján megjegyezzük, hogy az áramkörök leválasztásában használt kondenzátorok ESR-jének alacsonynak kell lennie. Ennek oka az, hogy a soros ellenállás korlátozza a fodrozódás és az interferencia elnyomásának hatékonyságát. A készülék üzemi hőmérsékletének növekedése szintén jelentősen befolyásolja az ESR változását, növekszik. Ezért, ha alumínium elektrolit kondenzátort használ magasabb működési hőmérsékleten, akkor megfelelő típusú kondenzátorokat kell használni.
A képernyő használata induktív csatolásban
Normál üzemmódban magas frekvencián a kábel azonban nem hatékony. A mágneses árnyékolás zajforrásra vagy jeláramkörre alkalmazható a tapadás minimalizálása érdekében. A védő alacsony frekvenciájú mágneses mezők nem olyan egyszerűek, mint az árnyékoló elektromos mezők. A mágneses árnyékolás hatékonysága az anyag típusától és annak áteresztőképességétől, vastagságától és gyakoriságától függ.
Magas relatív permeabilitása miatt az acél alacsonyabb frekvenciákon hatékonyabb, mint az alumínium és a réz. Magasabb frekvenciákon azonban alumínium és réz is használható. Két vastagságú réz és acél felhasználásával az abszorpció vesztesége látható az ábrán.
Elektrolit kondenzátorok használatakor gondosan helyezze el és csatlakoztassa a kondenzátort a táblára. A pozitív bélést a pluszhoz kell csatlakoztatni, a kondenzátort összekötő vezetékeknek a lehető legrövidebbnek kell lenniük. Ha a kondenzátort helytelenül csatlakoztatják, akkor az áramok áramlanak az elektroliton keresztül, már a kondenzátor korai meghibásodásakor.
Védelem a fém ereszcsatorna használata ellen
11. ábra - Abszorpciós veszteség réz és acél felhasználásával. Ezen fémek mágneses árnyékolása alacsony frekvenciákon nagyon nem hatékony. Az alábbiakban láthatjuk a fém csatornák használatát az örvényáram minimalizálásában. A csatornák közötti távolság megkönnyíti a mágneses mező által okozott zavart.
Ideális az, ha minden szegmenst a lehető legnagyobb érintkezési felülettel rögzítenek, amelyek nagyobb védelmet élveznek az elektromágneses indukció ellen, és még akkor is, ha a csatorna mindkét oldalán az egyes szegmensek között a lehető legkisebb hosszúságú vezeték van, az áramkörök alternatív útjának garantálása érdekében, ha növekedés történik a szegmensek közötti illesztések ellenállása.
Vannak olyan eszközök is, amelyekben a két pont közötti egyenfeszültség-különbség megváltoztathatja az előjelét. Ilyen esetekben nem poláris elektrolit kondenzátorokat használunk.
induktivitás
Az induktivitás ekvivalens áramköre a nagyfrekvenciás tartományban a 2. ábrán látható. 7.
Ez a redukáló hatás alacsonyabb frekvenciákon alacsonyabb. Magasabb frekvenciákon a törlés hatékonyabb. Ez a lemezek és a képernyők hatása az elektromágneses hullámok terjedésére; saját mezõket generálnak, amelyek minimalizálják vagy akár érvénytelenítik a rajtuk keresztüli teret is, ezáltal az elektromágneses hullámok valódi képernyõként funkcionálnak. Faraday ketrecként működnek.
Védje a csatlakozási pontokat a korrózió ellen az összeszerelés után, például cink vagy lakk segítségével. Bár a kábelek árnyékoltak, a mágneses mezőktől való árnyékolás nem olyan hatékony, mint az elektromos mezők ellen. Alacsony frekvencián a csavart párok elnyelik az elektromágneses interferencia nagy részét. Magas frekvenciákon ezeket a hatásokat elnyeli a kábel képernyő. Ha lehetséges, csatlakoztassa a kábeltálcákat a potenciálkiegyenlítő rendszerhez.
Az induktivitás reaktanciáját a következő képlet írja le:
A képletből kitűnik, hogy egy 10 mH névleges értékű induktancia reaktanciája 628 ohm lesz 10 kHz frekvencián, 100 MHz frekvencián, a számított érték 6,28 MΩ.
12. ábra - Átmeneti védelem fém csatornákkal. Minden automatizálási tervnek figyelembe kell vennie a szabványokat a megfelelő jelszint, valamint az alkalmazás által megkövetelt biztonság biztosítása érdekében. A megelőző karbantartást évente javasoljuk, ellenőrizve minden csatlakozást a földelő rendszerhez, ahol garantálni kell az összeköttetések megbízhatóságát, megbízhatóságát és alacsony impedanciáját.
A frekvenciafüggő átviteli vezetékek elektromos paramétereinek érzékenységi elemzése. Ebben a munkában széles körben elemezték a háromfázisú átviteli vonal hossz- és keresztirányú elektromos paramétereinek frekvencia függvényében való érzékenységét. A paraméterezés alapjául a tényleges 440 kV-os vonal szolgált. Az érzékenységi elemzés során a következő vonaljellemzők megváltoztak: a villámvezető kábelek átmérője, a vezetékek fázisátmérője, a vezetők magassága, a fázisok közötti vízszintes távolság és a fázis sugarainak geometriája.
Áramköri lap
A nyomtatott áramköri kártya rendelkezik a passzív alkatrészek összes leírt tulajdonságával, de ezek a tulajdonságok nem annyira kifejezettek.
A nyomtatott vezetők a nyomtatott áramköri táblán interferenciaforrások lehetnek, vagy vevők (antenna). A PCB megfelelő nyomon követése minimalizálja a sugárzott és közvetlen interferenciát. Mivel a nyomtatott áramköri kártyán szereplő bármely vezeték antennának tekinthető, az antennák elméletének alapvető kérdéseire fordulunk.
Minden variáció esetében megfigyeltük a paraméterek viselkedését primitív mátrixok grafikonjai és a modális komponensek szempontjából. Ami a modellezést illeti, a munka hozzájárul új módszerek és egyszerűsített képletek kidolgozásához az átmeneti manőverezési folyamatok elemzéséhez használt paraméterek kiszámításához.
Kulcsszavak: frekvenciafüggés, üzemmód tartomány, érzékenységi elemzés, átviteli vonal, elektromágneses tranziensek. Ebben a munkában a háromfázisú átviteli vonal hossz- és keresztirányú elektromos paramétereinek érzékenységét nagymértékben elemezték a frekvenciatartományban. Referenciaként a tényleges 440 kV-os távvezetéket használták. Az érzékenységi elemzés során a következő vonaljellemzők megváltoztak: a földvezetékek átmérője, a fázisvezetékek átmérője, a vezetők magassága, a fázisok közötti vízszintes távolság és a függőleges távolság a külső fázisnyalábban.
Az antennaelmélet alapjai
Az antennák egyik fő típusa egy „tű” vagy esetünkben egy közvetlen vezető. A közvetlen vezető teljes impedanciája ellenállásos (aktív) és induktív (reaktív) alkotóelemekkel rendelkezik:
Mindegyik vonali karakterisztikánál megfigyeltük a frekvenciatartomány elektromos paramétereinek jellemzőit primitív és modális mátrixok alapján. Kulcsszavak: frekvenciafüggés, modális régió, érzékenységi elemzés, átviteli vonal, elektromágneses tranziens.
Az elektromos vezetékek elektromos paramétereinek vizsgálata nagy jelentőséggel bír az energetikai elektromos rendszerek különféle területein, ideértve az állandó üzemmód elemzését, valamint az elektromágneses tranziensek jelenségeit. A lineáris modellezés egyik fontos szempontja a longitudinális paraméterek frekvenciafüggőségével kapcsolatos. Az állandó paraméterekkel rendelkező modellek nem alkalmasak a lineáris válasz szimulálására a tranziensek során fellépő széles frekvenciatartományban. A legtöbb esetben az állandó paraméterekkel rendelkező modell olyan torzításokat hoz létre, amelyek eltúlozzák a feszültség és az áram csúcsértékét.
Állandó áramerősség mellett és alacsony frekvenciákon az aktív komponens uralkodik. A növekvő gyakorisággal a reaktív komponens jelentősebb.
A PCB-vezető induktivitásának kiszámítására szolgáló képlet a következő:
Úgy tűnik, hogy nem csak az ellenállás függ a frekvenciától, hanem az induktivitást is. Ez azt jelenti, hogy a vonal frekvenciaválasza eltér, ha a vonalt állandó paraméterekkel ellátott modell képviseli, vagy ha a hosszanti paraméterek a frekvenciától függenek. Vitatható, hogy a vonal megfelelő modellezése elengedhetetlen a vonal viselkedésének reprodukciójához.
A hosszanti és keresztirányú elektromos paramétereket egységenként kiszámoltuk a frekvenciatartományban az alapelvben figyelembe vett valós vonalhoz. Ehhez a sorhoz a paraméter mátrixokat kiszámítottuk a fázis régió és az üzemmód tartományában. A paraméterek kiszámítása az általános ismeretek elméletén alapult, amelyet röviden ismertetünk a következő cikkekben.
A táblán lévő nyomtatott vezetők induktivitása átlagosan 6 ... 12 nH / centiméter. Például egy 10 cm hosszú vezeték ellenállása 57 megohm és induktivitása 8 nH / centiméter. 10 kHz frekvencián a reaktancia 50 MΩ lesz, és magasabb frekvenciákon a vezető induktivitásnak tekinthető, mint az aktív ellenállású vezető.
Feltételezték, hogy a távvezeték tökéletesen van átültetve, annak ellenére, hogy a magas harmonikus értékekre vonatkozó hipotézis pontatlan. Az érzékenység elemzését kezdetben azoknak a metszeteknek végezték, amelyek primitív vonalmátrixot alkotnak, a második szakaszban pedig homopoláris és nem homopoláris módok esetében.
Az elemzett vonal jellemzői a lineáris geometria, valamint a fázisvezetők és a villámhurkok jellemzői, nevezetesen: a fázisvezetők magassága, a villámrúd-kábelek magassága, a fázisok közötti vízszintes távolság, a fázissugarak geometriája, a villámhüvelyek átmérője, a fázisvezetők átmérője és belső sugara.
Az ostor antenna akkor működik, amikor a hullámhossz és az antenna hosszának aránya 1/20. Ezért egy 10 centiméteres vezeték jó antennaként szolgál, 150 MHz feletti frekvencián. Visszatérve a nyomtatott áramköri táblákhoz, megjegyzem, hogy például egy óragenerátornak nem lehet 150 MHz-es frekvenciája, ám az óragenerátor magasabb harmonikusai magas frekvenciák forrásává válhatnak.
A vezetéknek két villámvezeték vezetéke van a torony tetején és fázisonként 04 alvezető. A hosszanti primitív mátrix a frekvenciától függ, és elemeit az egyenlet határozza meg. Néhány egyszerűsítő hipotézist a háromfázisú vonalak primitív mátrixokon keresztüli modellezéséhez fontolóra vettek a következőkben: a talaj sima a vonal közelében, homogénnek tekinthető vezetőképességgel és egyenletes dielektromos állandóval; az elektromágneses mező meghatározásakor figyelmen kívül hagyják a vonal végső hatásait; a szerkezetek befolyását szintén figyelmen kívül hagyják az elektromágneses mező kiszámításakor; Az sodrott és acélszálszálakból álló köteleket egy cső alakú vezető ábrázolja, amelynek keresztmetszete kerek korona formájában van, és amelyben az acéllemez áramát nem veszik figyelembe.
Az antennák egyik fő típusa a hurokantenna. A közvetlen vezető induktivitása jelentősen megnő hajlításkor. A vezető induktivitásának megnövekedett értéke csökkenti az "antenna" érzékenységének maximális frekvenciáját.
A tapasztalt NYÁK-fejlesztők, akiknek fogalma van a hurokantenna-effektusról, megjegyzik, hogy a topológiát nem lehet úgy felépíteni, hogy hurok alakuljon ki a kritikus jelekhez. Ellenkező esetben hurkok alakulnak ki az előremeneti és a hátrameneti vezetőkből. Lásd a 8. ábrát. Az ábra a résantenna hatását is tükrözi.
Vessen egy pillantást a 8. ábra három lehetőségére.
A lehetőség: A bemutatott közül a legsikeresebb. Nem használ földi sokszögeket, a hurokáramkört föld és jelvezetők képezik. Nem szabad elfelejteni, hogy ha a hullámhossz és a vezető aránya 1/20, akkor a hurokantenna meglehetősen hatékony.
B lehetőség: Az A. opcióhoz képest ez a lehetőség jobb. De itt láthatja a hulladéklerakó rését. Az előre és vissza áram útvonalak résantennát alkotnak.
B lehetőség: Ez a lehetőség a legjobb. A jel és a fordított áramok útjai egybeesnek, így a hurokantenna hatékonysága elhanyagolható. Érdemes megjegyezni, hogy ebben a kiviteli alakban a mikroáramkörök körüli kivágások is vannak, de el vannak választva a visszatérő áram útjától.
A vezetők visszaverődésének és illesztésének elmélete megegyezik azzal, amelyet az antennák elméletében figyelembe vettünk.
Ha a nyomtatott vezetéket 90 ° -kal elforgatják, akkor a jel visszaverődése fordulhat elő. Ennek oka a vezető szélességének megváltozása. A vezető sarkában az út szélessége 1,414-szeresére nő, ami eltérést okoz a kommunikációs vonalon, az elosztott kapacitásban és az út induktivitásában. A modern automatikus tervező rendszerek különféle típusú simítószögeket kínálnak, lásd a 3. ábrát. 9.
A bemutatott forgási lehetőségek közül a legjobb a harmadik lehetőség, mivel a vezető szélessége változatlan.
bevezetés
Az utóbbi időben a hangszórókábelek értéke, amelyre korábban senki sem fordított nagy figyelmet, gyorsan növekszik. Ha utoljára gondoltak a kábelekre, de most helyesen léptek át a teljes értékű csúcstechnikai audiokomponensek helyére, miközben a kábeleket gyakran teljesen felesleges rejtély és misztika borítja.
Jelenleg a piacon különféle típusú kábelek széles választéka található, amelyek megfelelnek a legkülönfélébb igényeknek. Sajnos a fogyasztók gyakran sok zavaró érvvel és ellenérvekkel találkoznak, amelyek a kábel minden nyilvánvaló érdemét szörnyű hibává változtathatják. Ezt a helyzetet tovább súlyosbítja az álnévtudományos és gyakran egyszerűen misztikus érveknek köszönhetően, amelyeket egyes vállalatok marketing osztályai használnak.
Ez a műszaki kézikönyv összefoglalja a hangszórókábelek hatásainak mélyreható kutatását, beleértve a QED által végzett méréseket és hallgatásokat is. Célunk egy új, kiváló minőségű kábelcsalád kifejlesztése volt, amelynek kialakítása ezen tanulmányok eredményein alapul. A QED hangszórókábel jelenlegi vonalának megjelenése a kutatás logikus eredménye. Számos olyan órát kaptunk, amelyek befolyásolták az összekötő kábelek kialakítását.
A hallgatás szintén nagyon hasznos volt: a QED mérnökei tisztában vannak azzal, hogy maguk a mérések csak a kép részét képezik. Nagyon szeretnénk mondani, hogy minden szükséges információt megadnak, de ez nem így van. Másrészt, ha a kábel hibákat és torzulásokat vezet be az erősítő és a hangszórók között továbbított audiojelben, akkor nyilvánvalóan nem képes megbízhatóan lejátszani a zenét.
A QED úgy véli, hogy a kábelnek a lehető legpontosabbnak, átláthatónak és semlegesnek kell lennie, és a kábeltervezési koncepciónk a Genesis Report eredmények felhasználására, valamint a folyamatos kritikai figyelésre épül.
Kábel értéke
Első pillantásra a hangszóró kábele nagyon egyszerű szerepet játszik, és továbbítja a jelet az erősítőről a hangszórókra. A gyakorlatban azonban a különféle kábelekkel csatlakoztatott hangminőség különbségei a legtöbb hallgató számára egyértelműen láthatók, bár egyes konzervatívok továbbra is úgy gondolják, hogy ez nem lehet. Nyilvánvaló, hogy a kábelek kialakításában vannak bizonyos tényezők, amelyek befolyásolják a hangminőséget.
Tekintettel arra, hogy egyetlen elem sem javíthatja az átengedett analóg jelet (vagy csak megváltoztathatja vagy ronthatja azt), a hangszóró kábelének az kell lennie, hogy az audio jelet az erősítő és a hangszórók között veszteség nélkül továbbadja és semmi többet ne továbbítson.
Tesztelési alapok
Mivel a hangszórókábel a rendszer elemeit köti össze, az értékelését nem külön kell elvégezni, hanem az erősítővel és a hangszórókkal együtt. Valójában a hangszóró kábel az erősítő áramkörének folytatása, egyenértékű kiegészítő elemeknek a kimenethez történő csatlakoztatásával, amelyek az alábbi elektromos jellemzőkkel rendelkeznek: Ellenállás (R), kapacitás (C), induktivitás (L) és vezetőképesség (G).
A legtöbb erősítőben a fejlesztők megbízható lejátszást érnek el a kimeneti jel és a bemeneti jel összehasonlításával. Ezt a kialakítást "negatív visszacsatolásnak" nevezzük. A visszacsatoló erősítő kimenetén megjelenő hibákat gyorsan kijavítják, mivel az erősítő automatikusan hozzáadja ugyanazt a hibát, csak a visszatérési értékkel a bemeneti jelhez. Az 1. ábra azt mutatja, hogy egy negatív visszacsatoló erősítő megpróbálhatja kijavítani a visszacsatolási pont előtt megjelenő hibákat. A hangsugárzó-rendszerek bemeneténél a kábel befolyásolásához kapcsolódó hibákat nem javítják ki: a kábel az erősítő visszacsatoló mechanizmusának befolyási zónáján kívül található.
Egyes erősítők visszacsatoló jelet vesznek a hangszóró-kapcsoló termináloktól, hogy figyelembe vegyék a kábel hatását, ám ezek a kivitelek rendkívül ritkák. Az akusztikus kábel minőségének egyik objektív tesztje magában foglalja a jel összehasonlítását a bemeneten (az erősítő oldalon) és a kimeneten (a hangszóró oldalán). Bármelyik különbség a kábelben bekövetkező jel romlásának felel meg.
A rendszerre gyakorolt \u200b\u200bvalódi hatás
A kábel hatásának szubjektív leírására használt kifejezések vagy pozitívak lehetnek, például: „átlátszó”, „koherens”, „rugalmas”, „részletes”, „ritmikus” vagy negatív, például: „szemcsés”, „sikoltozó”. , "Kiálló", "orr", "elmosódott". A Genesis Report tanulmányunk kimutatta, hogy ezeknek a jellemzőknek egy része megjósolható az instrumentális mérések eredményeinek elemzésével. Megvizsgáltunk számos, különböző árkategóriába tartozó kábelmintát, különféle technológiák és marketing stratégiák felhasználásával, és minden kábelre elvégeztük a méréseket, összekapcsolva egy valós terheléssel (hangszórórendszer).
.A 2. és 3. ábrán bemutatott grafikonok az amplitúdó-frekvencia karakterisztikákat mutatják. Az ábrák felső grafikonjai az erősítő kimenetén lévő jelre vannak ábrázolva, az alsó grafikonok pedig a kábelen történő áthaladás után (a hangszóró bemeneti csatlakozóin) vannak ábrázolva. A két kábel közötti jelminőség különbség nyilvánvaló.
Tehát a 2. ábrán bemutatott alsó grafikon egy nagyon alacsony ellenállású lapos kábelre van felépítve (a tesztünkben a 10. minta), a 3. ábra alsó grafikonja pedig a kettős monolitikus vezetőkkel ellátott kábel hatását szemlélteti (7. minta). A grafikon hullámszerű alakját a terhelési impedancia változásaihoz társítják az audio frekvenciatartományban, ami azt a tényt eredményezi, hogy a jel feszültsége a kábel impedancia különböző értékeivel "találkozik" különböző frekvenciákon.
A felső és az alsó görbe közötti különbség mindkét grafikonon valójában a kábelek veszteségeit jellemzi. Nyilvánvaló, hogy a nagyobb DC ellenállás miatt a veszteség nagyobb a 3. ábrán látható kábelnél, monolit vezetők felhasználásával. Azt kell mondanom, hogy ebben az esetben ez nem csupán egyetemi kérdés, mivel ezek a veszteségek befolyásolják a hangszórórendszer frekvenciaválaszát (ebben az esetben a változások eléri -0,8 dB-t 200 Hz frekvencián, ahogy a 3. ábra mutatja).
A kapott frekvenciaválasz, amelyet mindkét ábra mutat, tipikus a frekvenciaváltó akusztikus rendszereire, ha egyenletes szinuszos bemeneti jelet adnak rájuk. A valódi jelek nem szinuszosak, hanem sok frekvenciát tartalmaznak egyszerre, emellett a hangszórók által képviselt terhelés komplex (a komplex terhelés azt jelenti, hogy a feszültség és az áram nem feltétlenül fázisban vannak). Ezért a kábelben a zene lejátszásakor sokkal nagyobb veszteség lesz a dinamikus jel amplitúdójában, mint amilyennek látszik ezen egységes jelre felépített grafikonok elemzése alapján.
Figyelembe véve az abszolút bizonyítékokat, miszerint a valódi hangszórókkal való egyenlő teljesítmény elérése érdekében alacsony ellenállásra van szükség, nagyon meglepőnek tekintjük a közös tendenciát, amely elmozdul az alacsony ellenállású kábelektől és a nagyobb ellenállású monolit vezetővel rendelkező kábelek elterjedéséből. Sőt, a gyártók marketing anyagában gyakran megtalálható az a kijelentés, hogy a kis keresztmetszetű monolit vezetők használata csökkentheti a bőrhatás hatását.
Bőrhatás
A bőrhatás olyan jelenség, amelyet általában a nagyfrekvenciás átviteli vezetékekkel társítanak. Amikor váltakozó áram áramlik át a vezetéken, egy elektromotoros erő (EMF) indukálódik benne a mágneses fluxus megváltozása miatt. Ez ahhoz vezet, hogy a vezető közepén az áram sűrűsége csökken a felületének melletti régiókhoz képest. Ennek eredményeként az a terület, amelyen keresztül az áram áramlik, csökken, mivel az áram a vezető középső régiójától a felület felé irányul. A bőrhatás eredményeként a kábel impedanciája megnövekszik nagyon magas frekvenciákon, ami a tényleges vezetőképes keresztmetszeti terület szűkítésével jár (meglepő módon, de az induktivitással ellentétben a bőrhatás nem vezet fázisbeli eltéréseket a jelben, hanem növeli a jel teljesítmény veszteségét a kábelben).
Rádiófrekvencián (sokkal nagyobb, mint az audio tartomány frekvenciája) működő rendszerekben a bőrhatás komoly probléma, amellyel szemben a vezetékeket ezüsttel borítják, hogy csökkentsék az ellenállást azon a felületen, amelyen keresztül az áram nagyfrekvencián áramlik. Az audiokábeleknél az a feltételezés, hogy a bőrhatás figyelmet érdemel, olyan kábelek megjelenését eredményezi, amelyek magátmérője megegyezik vagy kevesebb, mint a jeláthatolás tényleges mélységének kétszerese (mélység, amelyen az áramsűrűség a normálérték 63% -ával csökken). magas hangfrekvenciák. A fő gondolat ebben az esetben az, hogy egy ilyen kábel csökkentett áramsűrűségű üzemmódban fog működni minden frekvencián. Ez lehetővé teszi, hogy a bőrhatás tünetei ne legyenek olyan észrevehetők (de nem szüntetik meg őket), ugyanakkor a kábel impedanciája minden frekvencián növekszik.
Sok vita folyik arról, hogy a bőrhatás érzékelhető-ea hangon, a legtöbb mérnök általában megkérdőjelezi annak létezését hangfrekvenciákon. Annak érdekében, hogy objektíven értékeljük annak értékét, úgy döntöttünk, hogy összehasonlítjuk a fáziseltolódást magas frekvenciákon, és négy különböző kábelt választottunk. Kettőjük nagy átmérőjű és többmagos szerkezetű, míg a másik kettő „alacsony bőrhatású” típusú és kis keresztmetszetű.
Kezdetben az alapvető jellemzőket, például ellenállást, induktivitást, kapacitást és vezetőképességet mértük ( más néven összegyűjtött paraméterek *). Ezután ezeket az értékeket használták a fáziseltolás elméleti értékeinek kiszámításához a munka során a terheléssel. Fontos, hogy ezek az elméleti számítások ne vegyék figyelembe a bőrhatást, és pusztán paramétereken alapuljanak. Ezen számítások eredményét a 4. ábra mutatja.
Ezután az egyes kábelek fáziseltolásának valós értékeit ugyanazon a terhelésen megmértük. Ezen mérések eredményeit az 5. ábra mutatja. Látható, hogy az elméleti és a mért értékek nagyon közel állnak egymáshoz, ami teljesen váratlan azok számára, akik a bőrhatást jelentősnek tartják. Csak a 80 kHz feletti frekvencián észlelhető jelentős eltérés a többmagos kábelek elméleti és mért eredményei között (kivéve, ha természetesen a 100 kHz-es 2% -os érték tekinthető szignifikánsnak).
Ez a különbség két jelenségnek köszönhető - a bőrhatásnak és esetleg a szomszédos vezetők közelségi hatásának. Az utóbbi közül a párhuzamos vezetők belső felületén az áramsűrűség növelése áll, és relevánsabb a szorosan elhelyezett szalagvezetőknél. Érdekes módon a fáziseltolás mért értékei általában alacsonyabbak voltak, mint a kiszámított elméleti értékek, mivel a jellegzetesen ellenálló bőrhatás növeli a kábel impedanciáját a váltakozó áram áthaladása közben anélkül, hogy további fáziseltolást vezetne be. Meglepő módon a bőrhatás csökkenti a fáziseltolódást, csökkentve a kábel induktivitását. (Azok számára, akik szeretnék mélyebben megérteni ezt, javasoljuk, hogy forduljon a váltakozó áram komplex elméletéről szóló tankönyvekhez).
Vegye figyelembe, hogy a 4. és 5. ábrán látható 7-es kábelminta kisebb fáziseltolódást mutat, mint a többi, egyszerűen a kisebb induktivitás miatt.
Induktív hatások
Az induktív ellenállás hatását a váltakozó elektromos jel fáziseltolódására számos vizsgált kábelnél a 6. és a 7. ábra mutatja. Minél nagyobb az induktivitás, annál nagyobb befolyása van a fáziseltolás nagyságára. Az egyes vizsgált kábelek geometriájának ismerete azt mutatta, hogy a legtöbb többmagos kábel magas induktivitással rendelkezik.
A kábel induktivitása a vezetők területétől, azok relatív elhelyezkedésétől és a környezet áteresztőképességétől függ (nagy indukciós képességű anyagokat, például vasat vagy ferritet használnak az induktor induktivitásának növelésére).
Kábeleknél a vezetők közötti távolság növelése induktivitásuk növekedéséhez vezet. Számos többmagos akusztikus kábel vezetői egymástól távol helyezkednek el (a vezetők közötti távolság néha az átmérőjük háromszorosa), ami az induktivitás növekedéséhez vezet.
A vizsgált kábelminták induktív hatásának átlagolásával 0,42 fok / méter effektív fáziseltolódást kaptunk. 10 méteres hosszúságnál a fáziseltolódás 4,2 fok lesz. A gyakorlatban a kábelinduktanciát hozzáadják az erősítő kimeneti induktivitásához (a kimeneti induktivitást az erősítő stabilitásának növelésére használják magas frekvenciákon) úgy, hogy az erősítő eredő induktivitását a kábel növeli.
A fáziseltolódás hallásbeli észlelése
Jelenleg a fülön keresztüli fáziseltolódás észlelését szinte még nem fedezték fel, bár az irreleváns fázisjellemzőkkel rendelkező erősítőket gyakran kritizálják a hang „szemcsézettsége” miatt. Meglepő módon az erősítők fáziseltolódását nem említik ilyen gyakran, bár a piacon számos modellben 20 fokos frekvencián 15 fokot meghaladó fázistolódások tapasztalhatók.
Induktív és kapacitív csillapítás
Az induktivitással járó másik hatás az amplitúdó gyengülése magas frekvenciákon a kábel impedanciájának frekvenciával történő növekedése miatt (az induktív ellenállás a frekvenciával növekszik). Tehát minél magasabb a frekvencia, annál gyengébb a jel a hangszórórendszerek kapcsolókapcsain. Érdekes, hogy a magas induktivitású kábelek az erősítő kimeneti jele miatt feszültségnövekedést is okozhatnak a hangszóró csatlakozóin. Ennek oka az induktív és a kapacitív ellenállás közötti összetett kapcsolat, valamint az állandó ellenállás, amely gyengített rezonancia megjelenéséhez vezethet. Ez problémát jelenthet az elektrosztatikus hangszórók esetében, amelyek nagyobb terhelést képviselnek, mint a hagyományos elektrodinamikai hangszórók.
A 8. ábra a jel rezonáns csillapítását mutatja be az erősítő tiszta kimeneti jelével összehasonlítva. Ebben az esetben a kábel impedanciájának növekedése magas frekvenciákon észrevehető jelszint veszteségeket eredményez, hozzájárulva az erősítő tulajdonságainak saját csökkenéséhez.
dielektrikumokban
A hangszóró kábelének vezetékei szigeteléssel vagy dielektrikummal vannak bevonva, hogy megakadályozzák a rövidzárlatot. Ez elkerülhetetlenül további veszteségeket okoz, mivel a dielektrikumok abszorbeálják az energia egy részét. A dielektromos veszteségeket néha a dielektromos veszteségi együtthatóval vagy a veszteségi szög érintőjével társítják (szinte hasonlóak a teljesítménytényezőhöz), és a frekvenciával növekednek. Általában véve: minél nagyobb a csillapítási együttható egy adott frekvencián, annál nagyobb az energiavesztés a dielektrikumban. A kábelmintáinkban az abszorpciós együttható méréseinek kiválasztását a 9. ábra mutatja. Szokatlanul széles skálát mutat be.
Az összes dielektrikumnak is van tulajdonsága, amelyet engedélyezhetőségnek hívnak. A legalacsonyabb permeabilitás, nem számítva a vákuumot, levegővel rendelkezik, amely lehetővé teszi a legkisebb veszteséget az összes ismert anyag között. Minél nagyobb a permeabilitás, annál nagyobb a veszteség és annál nagyobb a kapacitás. Ennek oka az a tény, hogy a dielektromos állandó meghatározza, hogy az dielektrikum mennyire képes áthatolni az elektromos mezőt, ami alapvetően meghatározza a kondenzátor kapacitását.
Éppen ellenkezőleg: minél alacsonyabb a dielektromos áram permeabilitása (minél közelebb a vákuumhoz), annál kisebb a veszteség és a kapacitás. Ha egy vákuumot veszünk referenciapontnak, amelynek dielektromos állandója 1, akkor bevezethetünk dielektromos állandót bármilyen dielektrikumra. Például a levegő dielektromos állandója 1,0006, amely nagyjából hasonló a vákuumhoz bármilyen gyakorlati alkalmazáshoz.
Az alábbiakban felsoroljuk számos népszerű kábelszigetelő anyag dielektromos állandóját (Er) és veszteségét (Tan d):
| Szigetelő anyag | Er | Körülbelül 10 kHz Tan d |
|---|---|---|
| Polivinil-klorid (PVC) | 4,0 - 8,0 | 0,01 - 0,05 |
| polietilén | 2,6 | 0,0002 |
|
polipropilén |
2,25 | 0,0004 |
|
politetrafluor |
2,1 | 0,002 |
| Levegő (összehasonlítás céljából) | 1,0006 | Majdnem 0 |
| Vákuum (összehasonlításhoz) | 1,0000 | 0 |
A kapacitást az átmérő és a vezetők közötti rések határozzák meg. Minél nagyobb a különbség a két vezető között egy adott dielektrikumban, annál kisebb a kapacitás (az ellenkezője igaz az induktivitásra). A fenti táblázatot tekintve könnyen belátható, hogy szinte lehetetlen alacsony kapacitású és induktanciájú kábelt előállítani egy alacsony minőségű dielektrikummal.
A legtöbb olcsó kábel, beleértve a tesztelt kábelek sokaságát, PVC szigetelést használt, amely megnöveli a kapacitásukat és a kábel dielektromos veszteségét. Nem számít, mit csinálsz a vezetők átmérőjével és távolságával, az ilyen kábeleknek szükségszerűen problémái vannak akár a nagy kapacitású, akár a nagy induktivitással, vagy mindkettővel.
Kábel vezetőképessége
A dielektrikumok másik tulajdonsága, amely befolyásolja a kábel működését és dielektromos veszteséggel jár, a vezetőképesség (G). A vezetőképesség határozza meg, hogy a vezetők mennyire vannak szigetelve egymástól. Minél alacsonyabb a vezetőképesség (G), annál nagyobb a szigetelési ellenállás (Rp). A jobb dielektrikum jobb szigetelő, mivel kevesebb "szabad" elektronot tartalmaznak, amelyek elektromos áramot szállítanak a dielektromos anyagon keresztül, amikor az elektromos jel a kábelen továbbul.
A kapacitással kapcsolatos hatások
Elméletileg a kábel kapacitása nem befolyásolhatja komolyan az audiorendszer működését, mivel a kábel nagyon alacsony ellenállású forráshoz van kötve (általában a legtöbb erősítő esetén Ohm-frakciók). Bár a kapacitás egyfajta aluláteresztő szűrő, amikor egy kábelt ilyen alacsony impedanciájú forráshoz csatlakoztatnak, a frekvenciaválaszra gyakorolt \u200b\u200bhatása általában elhanyagolható. Ennél is fontosabb, hogy a hangszóró kábel túl nagy kapacitása rossz dielektromos minőséget és nagy dielektromos veszteséget jelezhet.
Egyes ezoterikus kábelek több egymástól függetlenül szigetelt párhuzamos magot használnak, amelyek két vezetőt képeznek. Bizonyos geometriával és alacsony minőségű anyagok felhasználásával egy ilyen kialakítás a kapacitás nagyon magas szintre növekedését eredményezheti. Az egyik ilyen kábel, amelyet a tesztmintáink között találtunk, körülbelül 1375 pF kapacitással rendelkezik (összehasonlítás céljából a többi 10 méteres minta átlagos kapacitása 500 Pf nagyságrendű volt).
Egy másik szempont, amelyet figyelembe kell venni az erősítő stabilitása. Bizonyos esetekben az erősítő kimeneti kis többletkapacitása oszcillálhat, túlmelegedhet, vagy akár kiéghet. Az erősítő emellett működés közben rádiófrekvencián is rövidesen oszcillálhat, anélkül, hogy észrevehető tüneteket mutatna. A jól megtervezett erősítők általában jelentős különbséggel bírnak és ellenállnak a fázis-torzulásoknak, így a megnövekedett kapacitás miatt egy kis kiegészítő fáziseltolás nem vezet ilyen problémákhoz. Sajnos néhány kereskedelemben kapható erősítő nem rendelkezik olyan stabilitással, amely a rendellenes körülmények közötti stabil működéshez szükséges, és ezekben problémák merülhetnek fel a nagy kapacitású hosszú kábelek használatával. Ennek a helyzetnek az iróniája az, hogy a nagy kapacitású kábeleknél az induktivitás általában alacsony, ami az erősítő stabilitási tartományának még nagyobb csökkenéséhez vezet. Még akkor is, ha az erősítő nem váltott át teljes mértékben instabil üzemmódba, a hangminőség romolhat, a hang durvavá és duzzadóbbá válhat, mivel az erősítő az instabil üzemmódra való átállás küszöbén dolgozik. A 10. ábra a nagy kapacitású kábel használata által okozott instabilitást mutatja, amely csengés formájában nyilvánul meg, amikor nagyfrekvenciás négyszöghullámot továbbítanak.
Kapacitás és induktivitás
Ha egy vezetőpárt veszünk figyelembe egy meghatározott dielektrikumban, akkor a köztük lévő távolság csökkentésével csökkentjük az induktivitást és megnövekszünk a kapacitást, miközben a vezetők közötti távolság növelése ellentétes hatást eredményez. Sokan úgy vélik, hogy ezt a tendenciát nem lehet kezelni, és a kábel induktivitása nem csökkenthető kapacitásnövelés nélkül. Valójában ez az állítás majdnem egyfajta folklór törvénygé vált az audioiparban. A különböző geometriájú vezetők összehasonlítása azonban - még akkor is, ha azonos keresztmetszettel (és ezért azonos DC ellenállással) és ugyanazon dielektromos anyagokkal rendelkeznek - megmutatta, hogy ez lehetséges a vezetők relatív helyzetének és konfigurációjának megváltoztatásával (lásd a táblázatot) 1).
QED profil8 Qudos (QED eredeti)
Itt találhatók a Genesis-jelentés munkája során elvégzett kábelteszt eredményei, amelyek bemutatják a kábelgeometria óriási hatását. Az ellenállást, az induktivitást és a kapacitást a Qudos és a Profile 8 sorozatú standard kábelekkel mértük. A standard Qudos kábel két kötegből áll, amelyek mindegyike 79, 0,2 mm átmérőjű magból áll, és a nyolcadik ábrán keresztmetszettel rendelkezik. A 8. profil nyolc kötegből áll, amelyek mindegyike 19, 0,2 mm vastag magból áll, lineáris keresztmetszeti geometriájú. Ezeknek a kábeleknek a tényleges keresztmetszete és így az egyenáramú ellenállás nagyjából megegyezik. Mindkét kábel alacsony sűrűségű polietilén szigetelést használ. Ezért az induktivitásban és a kapacitásban fennálló különbségek a geometria függvényében vannak.
A 8. profilú kábel különféle módon csatlakoztatható. Az 1. táblázat mutatja az eredményeket, ha négy belső és négy külső vezetőt, valamint négy bal és négy jobb vezetőt használunk a kábel közvetlen és visszatérő vezetékeként. A szokásos Qudos-kábellel összehasonlítva a 8. profilnak a négy külső és négy belső vezető kialakításában szignifikánsan alacsonyabb induktivitása és kissé nagyobb kapacitása van, ami ellentmond a gyakran hivatkozott „hüvelykujjszabálynak”. Ezzel szemben a jobb és a bal vezetőket használó konfigurációban a 8. profil ugyanolyan induktivitással rendelkezik, mint a Qudos, de a kapacitás majdnem felére csökkent. Az is érdekes, hogy a geometria befolyásolja a hullám impedanciát, azonban ez az érdeklődés pusztán tudományos jellegű.
Akusztikus csatorna áthatolása
Az egyik szubjektív hatás, amelyre a hallgatók gyakran figyelnek, az, hogy bármilyen kábel használatakor kibővítse a hanghatást. Első pillantásra a jelenség megmagyarázása meglehetősen nehéz, tekintettel a sztereó csatornák közötti nagy elektromos szigetelésre. Úgy gondoltuk, hogy a magyarázat az lehet, hogy a jobb és a bal csatorna akusztikusan kapcsolódik a hangszórókon keresztül. Ideális esetben a bal oldali hangszóró csak a bal csatorna elektromos jelének hatására bocsáthat ki hanghullámot, és fordítva.
Ideális esetben mindegyik erősítőcsatornában saját hangszóróval rendelkező elektromágneses csillapítót kell használni, amely megakadályozza diffúzorainak mozgását egy másik hangszóróból származó hanghullámok hatására. Ezt a csillapítást az erősítő nagyon alacsony kimeneti impedanciája miatt kell elérni, de a gyakorlatban a hangszóró kábel ellenállása zavarja a folyamatot, ami növeli az erősítő impedancia értékét, amelyet a hangszóró „lát”, és ennek megfelelően csökkenti a csillapítást. Így az egyes hangszórók diffúzorainak által kibocsátott hangban van egy jel (egy bizonyos késleltetéssel), amelyet egy másik hangszóró reprodukált, ami a hang színpadának szűkítéséhez vezet. Ha ez a feltételezés igaz, akkor az alacsony ellenállású kábelekkel szélesebb hangszintet lehet felépíteni.
Annak ellenére, hogy ezek az érvek túlságosan bonyolultak, a 11. és 12. ábrán bemutatott hangszóró-csatlakozók feszültségmérése csak egy ilyen hatást szemléltet. A kereszttel jelölt csúcsértékek a hangszórórendszer diffúzorának mozgása által generált jelek amplitúdóját képviselik, amely nem vesz fel elektromos jelet, és amelyet az okoz, hogy a másik csatorna hangszórórendszere reprodukálja a teszthangot. A hangszóró-kapcsolókapcsok feszültsége, amelyet akkor mérnek, amikor egy másik hangszóró 500 Hz frekvenciájú teszthangot játszik le, körülbelül 10 dB-rel csökkent az alacsonyabb ellenállású kábel használata miatt (12. ábra).
Átmeneti jellemzők
Mint már korábban említettük, az akusztikai rendszerek általában nagyon összetett elektromos terhelést jelentenek, amely maga is feszültséget generál (mind a kívülről áthatoló hanghullámok hatására, mind pedig a hangszóró oszcillációs rendszerében megmaradó energia miatt), amely visszatér az erősítőhöz. (Ez a jelenség fordított emf néven is ismert). Ez a jelenség előfordulhat az előző szakaszban ismertetett esetekben, valamint a jel amplitúdójának gyors változásaival, ami utóhangokat okozhat a hangszórón - azaz hang jelenléte az erősítő bemeneti elektromos jelének hiányában. Ezen utóhangok amplitúdója attól függ, hogy az erősítő és a kábelek együttesen képesek-e tompítani és szabályozni a nem kívánt rezgéseket. A 13. ábra a feszültség időfüggéseit mutatja az erősítő kimenetén és a hangszórórendszerek bemenetén. Világosan látszik, hogy 2,4 milliszekundum után, amikor az erősítő kimenetén a feszültség nullára esik, az akusztika bemenetén lévő feszültség negatív tartományba kerül, majd növekedni kezd, meghaladja a nulla pontot, pozitívvá válik, és csak akkor nullára esik. Ez a hangszóró-csatlakozók feszültség viselkedése a diffúzor nem kívánt mozgásaihoz kapcsolódik. AU.
A 14. ábra ugyanazon hangszóró grafikonjait mutatja, de kevesebb ellenállású kábellel csatlakoztatva. Az a tény, hogy a mérési eredmények javultak, teljesen nyilvánvaló. A kábel induktivitása növeli az erősítő és a hangszórók közötti teljes impedanciát, és méréseink azt mutatták, hogy a kábel induktivitása negatív hatással van a tranziens reprodukcióra. Az összetett elektromechanikus hangszórórendszer akkor működik legjobban, ha jól el van tompítva és a lehető legkisebb impedanciájú kábellel van összekötve a teljes frekvenciatartományban, és nem csak alacsony frekvenciákon, ahol a diffúzor mozgásait az egyenáram szabályozza.
Kábel torzítás
A hangszórókábel (elektromos értelemben) távolítja el a hangszórót az erősítőtől több okból - az egyenáramú elektromos ellenállás miatt, amely rontja a frekvenciaváltást, a csillapítást és az elválasztást, amint azt találtuk. Ezen felül a mérések azt mutatták, hogy a torzítás mennyisége a hangszóró bemeneténél sokkal nagyobb (főleg a második harmonikusnál), mint az erősítő kimenetén.
Megállapítottuk, hogy a minőség romlása (és az eredeti jel átvitelének megbízhatósága) nagyban függ a kábel állandó ellenállásától, valamint a hangszórórendszerek típusától. Ábrán A 15. és 16. ábra a jel második harmonikusának amplitúdójának függését mutatja a frekvencián. A 2 görbe felső görbéje a hangszóró bemenetének torzulását, az alsó az erősítő kimenetén mutatkozik. A 15. ábrán (0,065 Ohm / m nagyságrendű nagy ellenállású kábel) a torzítási érték körülbelül háromszor nagyobb, mint a 2. ábrán. 16 (kábel alacsony ellenállású, 0,004 Ohm / m nagyságrendű).
Ábrán A 17. ábra bemutatja az ugyanazon kábel által csatlakoztatott különféle hangszórók kapcsolatát. Vegye figyelembe, hogy maga a kábel nem okozhat torzítást (mivel állandó ellenállása szinte lineáris), inkább a rendszerben való jelenléte nem teszi lehetővé az erősítő visszacsatoló mechanizmusának, hogy pontosan korrigálja azokat a torzításokat, amelyeket az audiorendszeren belüli különféle nemlineáris jelenségek okoznak.
Az erősítő közvetlenül a hangszórókhoz történő csatlakoztatása lehetővé tette a nagyon pontos torzítás-korrekciót. További vizsgálatokra van szükség, de nagyon valószínű, hogy az alacsony frekvenciák torzulását részben befolyásolja a hangszóró házának rezonancia frekvenciája.
Ezenkívül el kell mondani, hogy a torzítás mértéke közepes és magas frekvenciákon jelentősen növekszik a kábel induktivitásának növekedésével, ami növeli a kábel impedanciáját, és ennélfogva csökkenti az erősítő és kábel csillapító hatását a hangszórórendszerre.
Torzítás többmagos és egymagos kábelekben
Van egy szempont, hogy a többmagos kábelekben megfigyelhető az úgynevezett diódahatás, amely annak a ténynek köszönhető, hogy az áram "ugrik" a kábelben lévő magok között, és így amikor az elektronok a huzal egyik végétől a másikig mozognak, akkor sok fémhatárt is áthaladnak. a vezetők között elhelyezkedő fém-oxid (néha ez kapcsolódik a bőrhatás befolyásolásához is, amely magas frekvenciákon „kiszorítja” az elektromos áramot a vezető közepétől a felületig).
Feltételezve, hogy az áram valóban "ugrik" a vezetékek között (számunkra teljesen nyilvánvaló volt, de amint azt korábban felfedeztük, a bőrhatás nem befolyásolja jelentõsen az akusztikus kábelben lévõ hangjelet), egy jelet adtunk az egyik vezetõmag bemenetére és elvégeztük a méréseket egy másik mag kijáratánál. Még az Audio Precision AP1 mérőkomplexum összes erőforrásának felhasználása nélkül sem volt képes észlelni a torzulás növekedését a vezető összes vezetékénél kapott eredményhez képest (lásd a 18. ábrát). Mindkét esetben a mérések olyan szoros eredményeket mutattak, hogy könnyen elvégezhetők ugyanazon teszt két egymást követő eredménye alapján. Ebben a példában feltételezéseinket nem erősítették meg. Úgy tűnik, hogy a vezetők közötti diódacsatlakozások vagy nem léteznek, vagy sok jó vezető „rövidzárlatos”, ezeket a kábel teljes hosszában óvatosan összepréselik.
Hullám impedancia
Ezt a kifejezést néha az audiokábelek összefüggésében használják, bár elsősorban az átviteli vezetékekkel kapcsolatos. A hullám impedancia kritikus jelentőségű a terhelés és a forrás impedancia helyes értékeinek meghatározásakor a magas frekvenciájú átviteli vonalakon a nem kívánt visszaverődések és az álló hullámok megelőzése érdekében. A helyes működés érdekében az erőátviteli vezetéket mindkét végén fel kell szerelni olyan hullám impedanciával egyenértékű ellenállással.
A hangszórókábelek nem átviteli vezetékek, mert hossza kicsi a hullámhosszhoz viszonyítva. Mindenesetre a hangszórókábeleket nem lehet azonos ellenállású terheléssel ellátni mindkét végén (az erősítő kimenetén a 8 ohmos impedancia teljesen lerontja a csillapítást, és növeli a frekvencia-válasz szabálytalanságait és növeli a torzítást).
irányítottság
A tesztelt minták aszimmetriájának feltárására szolgáló mérések, amelyek közül néhányat a gyártók irányjelzéssel jelöltek meg, nem erősítették meg a hangszórókábelek irányíthatóságát. A vak hallgatás azt is kimutatta, hogy a hallgatók nem tudták megkülönböztetni a kábelek irányát. Másrészt azt találtuk, hogy a kábel helyzete befolyásolja mind a mérési eredményeket, mind a hallgatási eredményeket. Ez azt jelenti, hogy a méréseket és a kábel meghallgatását a vizsgált kábel azonos helyzetben kell elvégezni.
következtetés
Természetesen mindig lesznek olyan emberek, akik szkeptikusak a hangszórókábelek fontosságáról, de kutatásaink eredményei egyértelműen megmutatták, hogy a rendszer minősége javulhat vagy romlik attól függően, hogy milyen kábelt használnak benne. Az adatok elemzése azt mutatta, hogy mennyire erősen kapcsolódik a hang a mérési eredményekhez.
Íme a kutatás általános eredményei:
- Állandó ellenállás.Az alacsony kábel ellenállás az egyik legfontosabb érték a kiváló minőségű lejátszás eléréséhez, ám ezt más fontos paraméterek miatt nem szabad elérni. A magas kábel ellenállás nemkívánatos következményekkel jár, például: a frekvenciaválasz egyenetlensége, a tranziensek átvitelének hiányosságai, a hangtorzulás növekedése és a csatorna elválasztásának romlása.
Az összes nagy ellenállású kábel rossz mérési eredményekkel rendelkezik. Szubjektív szempontból hangminőségük nagyon függött a csatlakoztatott hangszóróktól. A középfrekvenciák kiemelkedése, amely fülből jól látható, amikor egyes kábeleket csatlakoztat, teljes mértékben felel meg a mért frekvenciaválasz alakjának. A nagy kábelállóság a dinamikus robbantások észrevehető simításához vezetett a nagyszabású zenei kompozíciók átvitele során is. - Induktivitása.A kábel induktivitása a magas frekvenciák csillapításának és a fáziseltolás megjelenésének elsődleges oka. Az induktivitás az impedancia növekedéséhez vezet a frekvencia mellett, és ennek következtében a hang magas frekvenciatartományának észrevehető gyengüléséhez vezet a hangszórórendszer bemeneténél, és néha még az RF jel csúcsainak levágásához is. Ezen túlmenően az induktivitás növeli a torzítás mértékét a hangszóró bemenetén és rontja a hangszóró rendszer átmeneti jellemzőit. Így ahhoz, hogy egyenletes frekvencia- és fázisjellemzőket, alacsony torzítást és a hangátmeneteknek a hangszórórendszerekkel történő teljes átvitelét megkapjuk, a hangszóró kábelének induktanciájának alacsonynak kell lennie.
- Bőrhatás. A mérések azt mutatták, hogy a bőrhatás minimális mértékben befolyásolja a viszonylag kis keresztmetszetű kábeleket. Ugyanakkor a vastagabb vezetékekkel ellátott kábelek hajlamosabbak a bőrhatásra, és nagyobb induktivitással is rendelkeznek, ami nagyobb jelveszteséget eredményez magas frekvenciákon.
A bőrhatás csak olyan frekvenciákon válik észlelhetővé, amelyek jelentősen meghaladják a hangtartomány legmagasabb frekvenciáit. Annak ellenére, hogy a nagy keresztmetszetű vezetékekkel rendelkező kábelek reaktív impedanciája nagyobb, mint a kis keresztmetszetű vezetőkkel szemben, a tényleges ellenállása (a reaktív és állandó ellenállások összege) továbbra is alacsonyabb lesz. A bőrhatásnak némileg váratlan mellékhatása is van, amely csökkenti a fáziseltolódás nagyságát a kábel magas frekvencián történő induktivitása miatt. - Szigetelés minősége. A csillapítási együttható bizonyítottan ékezetes hangminőség-mutató. A legtöbb jó hangzású kábel kiváló minőségű dielektromos anyagokat használ: a PVC-szigetelt kábelek a legrosszabb hangtani eredményeket mutattak. A rossz dielektromos veszteséggel rendelkező kábelek kevésbé voltak képesek továbbítani a kis alkatrészeket és a hangulatot, míg a kiváló minőségű dielektromos kábelek ezeket teljes mértékben reprodukálták.
- A jellemzők állandósága. A hangszórókábelek kölcsönhatásba lépnek mind az erősítővel, mind a hangszórókkal. Ebben a tekintetben az egyes kábelekre kapott mérési eredmények megváltoztak a kábelek működése során a különböző rendszerekben. Kiderült, hogy a legalacsonyabb ellenállású, induktivitású és kapacitív kábelek a legstabilabb jellemzőkkel rendelkeznek. Annak ellenére, hogy az erősítőnek a kimeneten bizonyos induktivitásra van szüksége a stabilitás fenntartásához, a legrövidebb hangszórókábelek használata javíthatja a reprodukció minőségét. A magas kábelinduktanciát szintén el kell kerülni, mivel ez az erősítő instabil működéséhez vezethet, ronthatja a hangminőséget és csökkentheti az erősítő megbízhatóságát.
- Orientáció. Annak ellenére, hogy a gyártók egyre inkább szeretik jelölni kábeleik irányát, szigorúan ellenőrzött, azonos feltételek mellett végzett méréseink nem tártak fel semmit, ami jelzi, hogy a hangszórókábelek irányban vannak. Másrészt azt találtuk, hogy még a kábel helyzetének egyszerű megváltoztatása is megváltoztatja annak induktivitását és kapacitását.
- Monolit és többmagos kábelek. Az utóbbi időben az egymagos vezetők népszerűsége növekedni kezdett. Úgy gondolják, hogy egy kellően vékony monolit vezető körülbelül ugyanolyan veszteséggel jár mind alacsony, mind a magas frekvenciákon, míg vastagabb sodrott vezetőknél ezek értékei jelentősen különböznek. Kutatásaink kimutatták, hogy ez a jelenség valószínűbb számos egymagos vezetékkel ellátott kábel szigetelésének és geometriájának köszönhetően, amelyek a többmagos vezetőkhöz képest magasabb munkaminőség valódi okai. Mindenesetre, a vezetők párhuzamos elrendezése, nem számít, egy- vagy többmagos, csökkenti az induktivitást, amely sokkal nagyobb hatással van a hangra, mint ugyanaz a bőrhatás.
A vizsgált sodrott kábelek nagyobb induktivitással és nagyobb szivárgási árammal rendelkeztek, mint sok sodort kábelnél, amelyek elsősorban egymástól függetlenül szigetelt vezetékeket használtak (ez csökkenti az induktivitást), magasabb színvonalú dielektrikával (ami kevesebb szivárgási veszteséget biztosít). Nem találtunk bizonyítékot a népszerű elméletre, miszerint a többmagos kábelekben torzulások fordulnak elő az egyes vezetékek közötti diódahatás miatt, így biztonságosan besorolhatók a téves feltételezések kategóriájába. - Kohászat. A nagy tisztaságú rézből készült vezetékek (tisztaság\u003e 99,99%) valamivel jobb elektromos vezetőképességgel rendelkeznek. A vezetőképesség észrevehető javulását figyelték meg az ezüstözött rézvezetők, valamint az ezüstvezetők esetében. Általában véve, a teljes kábelek csoportját figyelembe véve, azt mondhatjuk, hogy a geometria és az dielektromos anyagok sokkal nagyobb hatást gyakorolnak a kábel hangjellemzőire, mint a fém, amelyben a vezetők készülnek.
Genesis jelentés eredményei
A fenti általánosítások (1, 2, 3, 4 és 5) azt mutatták, hogy a legpontosabb hang- és stabil jellemzőkkel rendelkező hangszórókábelnek minimális állandó ellenállással, induktivitással és kapacitással kell rendelkeznie, alacsony dielektromos veszteségekkel kombinálva. Kutatásunk összes eredménye megerősítette ezt az egyszerű következtetést. Azoknak a kábeleknek, amelyeknek a kialakításában kicsi keresztmetszetű vezetékeket használnak a bőrhatás megszabadításához (ami audio frekvenciákon mindenképpen nem jelent problémát), nagyobb állandó ellenállása van, ami nyilvánvaló negatív következményekhez vezet.
A Genesis jelentésnek köszönhetően a QED mérnökei meg tudták cáfolni a „szabályt”, amely közvetlen kapcsolatot hozott létre az induktivitás és a kábel kapacitása között. A kapacitást és az dielektromos veszteségeket megfelelő kiváló minőségű szigetelő anyag (alacsony sűrűségű polietilén) kiválasztásával csökkentik. Ezenkívül a szigetelő hüvely vastagságának és a kábelben lévő vezetők közötti speciális keskeny illesztések minimalizálásával (nagyobb mechanikai stabilitást biztosítva) javult a levegő és a folyamatos dielektrikum aránya, ami tovább csökkentette a kapacitást és az dielektromos veszteséget. Több párhuzamos sodrott vezető optimális elrendezésével a QED mérnökei egyidejűleg képesek voltak a kábel kapacitását és induktivitását egyidejűleg csökkenteni az azonos állandó ellenállású egyszerű vezetékpár számára kiszámított érték alatt. Elég nagy keresztmetszetű sodrott vezetők használata lehetővé tette az állandó ellenállás alacsony értékének fenntartását. A kutatás eredményeként a csúcsminőségű hangszórókábelek jelentek meg, alacsony veszteséggel és átlátszó hanggal. A kábel szigetelési minősége és hangjellemzői közötti kapcsolat szintén befolyásolta a QED összekötő kábelek kialakítását, amelyek alacsony sűrűségű polietilénhabot használnak a levegő és a szilárd dielektrikum arányának növelésére és a legjobb hangminőség elérésére.
A kábeltervezés tudományos megközelítése
* rendszer összegyűjtött paraméterekkel
RENDSZER FÓKUSZTOTT PARAMÉTEREKKEL (diszkrét rendszer) - egy rendszer, a raj mozgását úgy lehet leírni, hogy véges számú pont objektumot (szigorúan koncentrált paraméterek) vagy kibővített tárgyat mozgatunk egy mereven rögzített belsővel. szerkezet (a paraméterek koncentráltra csökkentve). Például egy szálra (ingára) felfüggesztett test S. s. n. ha pontnak tekinthető, és a szál nem nyújtható és súlytalan; kolebat. induktivitási áramkör Lkapacitás C és ellenállás RS. s. n., ha minden elemének méretei lényegesen kisebbek, mint egy e-magn hossz. hullámok és a mező szerkezete az elemekben L, C és R idealizálható merev rögzítésként.
S. mozgásának leírása. Az elem általában olyan egyenleteken alapul, amelyek összekapcsolják a benne szereplő objektumok általános koordinátáit és általános impulzusait (beleértve a tereket, az áramokat, a feszültségeket). Ezen urii sorrendjét az S. szabadság fokának száma határozza meg. n. Tehát az inga sík mozgása a gravitáció területén vagy az áram változása L, C, R-kontúrát differenciál jellemezzük. A 2. rend uriyami és megfelel S.-nek. n., egy fokú szabadsággal. A konzervatív (energiatakarékos) S. mozgásának Urniya. A tételeket változókból lehet beszerezni. alapelv (lásd A legkevesebb cselekvés elveEbben az esetben három fő az S. mozgásának ekvivalens leírása. tétel: Lagrange-n keresztül, az általánosított koordinátákat és sebességeket tartalmazó függvényen, Hamiltonon keresztül, az általánosított momentumokat és koordinátákat, valamint a q-t a művelettel ellátó függvényen (lásd: Hamilton - Jacob és az egyenlet)általánosított koordinátákon és származékaikon keresztül kifejezve. Az első két esetben az ur származékok teljes munkaidős származékokat, az utóbbi esetben részleges származékokat tartalmaznak.
Világítás:Andronov A. A., Vt t A. A., Xaikin S. E., Oszcillációs elmélet, 3. kiadás, M., 1981; Landau L. D., Lifshits E. M., Mechanics, 4. kiadás, M., 1988; Mandelstam L. I., Előadások az oszcillációk elméletéről, M., 1972. M. A. molnár.