Обзор разных видов акустических кабелей и особенностей их применения

Какие характеристики наиболее важны для высококачественной передачи сигнала?

С технической точки зрения кабель можно охарактеризовать тремя физическими величинами:

Сопротивление.
Индуктивность.
Емкость.

Материал и сопротивление. Сопротивление, пожалуй, самый важный параметр для передачи аудио сигнала. 99% акустических кабелей делают из меди, т.к. у этого металла самое маленькое удельное сопротивление – 0,0175 мкОм*м. Меньше только у серебра — 0,016 мкОм*м, однако стоимость акустического кабеля из этого металла в разы превышает стоимость медного.
Существует понятие бескислородной меди. Это чистая медь, изготовленная особым способом – процент содержания примесей в такой меди значительно меньше, чем в обычной, и показатель проводимости лучше – для лучшей марки М00 удельное сопротивление составляет 0,01707 мкОм*м. Именно такую медь применяют при производстве высококачественных акустических кабелей.

Скин-эффект, называемый также поверхностным эффектом, о котором очень много сказано, влияет на уровень сопротивления в кабеле. Обусловлен этот эффект тем, что ток при прохождении через проводник распределяется неоднородно, плотность тока у поверхности проводника больше, чем в его центре. Наиболее актуально влияние скин-эффекта для высоких частот, где плотность тока в центре проводника чрезвычайно мала, он весь распределяется по поверхностному слою, и как следствие – площадь используемого сечения уменьшается, а сопротивление возрастает. Однако, в конечном итоге, влияние поверхностного эффекта на качество звука для рядового пользователя вряд ли будет заметно.

Существуют кабеля с комбинированным применением нескольких металлов. Например, омедненный алюминий – когда алюминий покрыт слоем меди, или медный проводник покрыт серебром. Лучше такие кабеля, или нет – вопрос спорный, в большинстве случаев это лишь стремление производителя увеличить собственную прибыль, а не улучшить качество.

Длина кабеля. Правило, которое знакомо практически всем – чем меньше длина кабеля, тем лучше. При увеличении длины сопротивление кабеля растет, также увеличиваются шансы появления помех и шумов.

В случае, когда необходима большая длина кабеля, или если рядом находится большое количество источников наводок и помех, кабель экранируется – к диэлектрической оплетке добавляются слои оплеток из металла, которые уменьшают действие внешних факторов. Зачастую это критично для аудиосистем в автомобилях, а также для применения в звуковых студиях, где длина проводников может составлять 100 метров. В бытовых условиях в большинстве случаев достаточно и неэкранированного акустического кабеля.

Сечение кабеля и количество жил. Акустический кабель изготавливается, в основном, с сечением в диапазоне 2,5-4 кв. мм, не меньше. Это оптимальное сечение для передачи аудио сигнала. Акустический кабель всегда изготовлен из многожильного проводника. В отличие от обычного электрического кабеля в акустическом кабеле толщина сечения жил меньше, а их количество больше.

Индуктивность и емкость. В каждом кабеле при проходе через него электрического сигнала создается магнитное поле. При большом количестве параллельных проводников магнитное поле может оказывать существенное влияние на протекающий сигнал. Для уменьшения этого влияния проводники свивают между собой определенным образом. Также, для уменьшения влияния магнитного поля каждого проводника их экранируют нанесением слоя специального лака на каждую жилу.

Разъемы. Чаще всего источником плохого качества могут выступать разъемы акустического кабеля. Особенно это относится к продуктам китайской промышленности, в которых проводник внутри разъема не припаивается к клемме, а зажимается. Со временем поверхность проводника и клеммы окисляются, и в звуковом потоке появляется треск.

Как выбрать акустический кабель?

Перед покупкой обратите внимание на следующие аспекты:

Ключевую роль играет длина акустического провода. Поэтому стоит заранее измерить расстояние между усилителем и динамиком.
Также, кабель не должен лежать кольцами или быть сильно натянут.
Учитывайте количество жил. Например, для обычной акустической системы хватит их двухжильного кабеля, который обернут в довольно толстый изоляционный слой. А вот для вип-оборудования кабель на две жилы вряд ли подойдет. В любом случае лучше будет передавать уровень сигнала его гибкости гораздо выше.

В плане внешнего вида, как говорят, на вкус и цвет товарищей нет. Здесь у потребителя есть широкий выбор. Поэтому основывайте его на собственных предпочтениях. Кабель доступен в самом разнообразном цвете.

Качество применяемых материалов играет немаловажную роль. Например, жилы изготовлены из меди. А значит, что чем выше их чистота, тем лучше будет проходимость тока. В производстве элитных акустических проводов используются жилы из серебра. Некоторые модели провода производятся с прозрачной изоляцией, благодаря чем легко определяется поврежденное место в случае необходимости.

Какие провода нужны для подключения колонок

Какой провод использовать для акустики. Выбор кабеля для колонок определяется следующими факторами:

Выходная мощность низкочастотного тракта
Конструкция провода
Материал проводников
Компания производитель

От мощности усилителя низкой частоты зависит сечение проводников. Лучше всего использовать многожильный шнур с концентрической конфигурацией жил и двойной изоляцией. Самой термостойкой и надёжной изоляцией является тефлоновая плёнка. Внешний рукав может быть выполнен из ПВХ или полиэтилена. Чтобы системы динамиков было проще фазировать, проводные линии должны иметь разные цвета изоляции или специальную маркировку. Жилы должны быть выполнены только из меди. Некоторые фирмы азиатского региона выпускают проводные линии со стальными жилами, покрытыми тонким слоем меди. Такой провод обладает большим сопротивлением, чем медный, что негативно сказывается на качестве передачи сигнала. Кроме того в точках соединения обмеднённых жил с разъёмами, имеет место ненадёжный контакт из-за окисления металла.Нужно выбирать акустический кабель производства известных компаний. Для того чтобы согласование акустики и УНЧ было оптимальным нужно избегать слишком длинных проводов, обрезая все излишки.

В проводах для колонок и усилителя, важны типы акустических разъёмов. Подключение элементов звуковой системы может осуществляться коннекторами следующих типов:

RCA (Тюльпан)
Банан
Лопатка

RCA(Тюльпан) используется на кабелях для межблочных соединений и для подключения акустических колонок небольшой мощности. Коннектор типа «Банан» бывает разрезным и с уплотнением в виде плоских пружин. Оба варианта обеспечивают надёжный контакт только при отсутствии сильных вибраций. Поэтому колонки, используемые в автомобиле, подключаются только через клемму «Лопатка». Она надёжно фиксируется гайкой с шайбой гровера и обеспечивает самый надёжный контакт.

Что еще может повлиять на звучание?

Производители наперебой предлагают акустические провода с «особыми» свойствами, которые гарантируют «максимально яркий и реалистичный» звук. Эти свойства существенно влияют на цену кабельной продукции, но при ближайшем рассмотрении больше напоминают рекламные уловки, чем реально важные технические решения:

Бескислородная (OFC) и монокристаллическая (OCC) медь. Первый вариант – это материал, из которого практически полностью извлечены атомы кислорода (даже формирование проводов происходит в бескислородном пространстве). Второй материал – медь, в которой атомы расположены в особом порядке. И то, и другое стоит дороже «обычной» меди, но не дает существенного улучшения качества звука. Почему? По ГОСТ 859-2001 любая медь, используемая для изготовления проводов, должна быть очищена до 99% и выше. То есть, количество примесей в ней не более 1 %. Бескислородные марки содержат 99,99 % меди (0,01 % кислорода). То есть, разница здесь менее 1 %. Теоретически, этот 1% примесей может создавать искажения звука примерно на 1 % (на практике эта величина еще меньше). Но наше ухо способно различать линейные искажения лишь начиная от 3 %. Таким образом, фактически, разница между «обычной» медью по ГОСТу и бескислородными марками есть, но заметить ее мы не можем. Примерно так же обстоит дело и с OCC.
Скин-эффект. Это явление, когда плотность тока у поверхности проводника несколько выше, чем по его оси. Чем толще провод, тем сильнее проявляется скин-эффект. Он может приводить к потерям мощности звука, особенно на высоких частотах. Так, при сечении выше 0,75 мм кв. и частоте около 20 кГц потери могут достичь 0,25 Дб. Это величина, которую способны заметить лишь люди с идеальным слухом. Если это ваш случай, проблему легко решить. Вместо одного кабеля на 1,5 мм кв. надо взять и скрутить два изолированных по 0,75 мм кв. (при таком сечении скин-эффект не проявляется).
Покрытие меди серебром. Призвано улучшить звук (своеобразный «компромисс» между дорогим серебряным проводом и более дешевым медным). На самом деле заявленное «более яркое» звучание проявляется повышенной резкостью на средневысоких частотах. Звук теряет объем. Это происходит из-за скин-эффекта, когда ток передается в основном по краю проводника и попадает на слой металла с другими характеристиками. Так появляются искажения.
Лужение (покрытие оловом). Считается, что лужение продлевает срок службы меди, защищая ее от окисления. Но медный провод находится в слое изоляции, которая уже защищает его от воздействия воздуха. Олово здесь является чрезмерной перестраховкой. К тому же, такое покрытие искажает звук из-за того же скин-эффекта, но результат еще хуже чем с серебром (заметные помехи, «шепелявость», резкость).
Экранирующая оплетка из цветных металлов. Ее значение для акустики сильно преувеличено. Дело в том, что оплетка защищает только от высокочастотных электромагнитных полей, а они способны создавать помехи величиной не более сотых долей дБ. Услышать такие искажения невозможно.

Сечение проводника и длина

Сечение провода – еще один важный фактор при подборе подобной продукции для аудиосистем классов Hi-Fi

иHigh End . При незначительной площади сечении комплекс не получит должную мощность сигнала, что будет проявляться как недостаточное звучание низов и слабая динамика. Поэтому минимальная площадь сечения провода должна составлять не менее2,5 мм² .

Длина кабеля также имеет ощутимое, но при этом двоякое влияние на звук акустической системы. С одной стороны, законы физики настоятельно рекомендуют уменьшить протяженность проводника, что должно уменьшить уровень помех и искажений сигнала. С другой стороны, хорошие колонки не должны находиться близко к усилителю. Исходя из этого, лучший акустический кабель не может быть коротким. Поэтому перед его приобретением необходимо найти оптимальную длину из этих двух условий. Обязательно следить, чтобы он также имел определенный запас длины и не лежал внатяжку. Также стоит учесть, что при скрытой укладке проводника в штробах необходимо заложить резерв длины и на это мероприятие

Кроме того, в таком случае уделите внимание механической прочности изоляционного материала и экранирования

Как выбрать кабель для колонок

Для подключения колонок нужны шнуры типа ШВПМ 2×0,20 или ШВП 2×0,5. Чтобы добиться высокого качества звука, нужно сочетать минимальную длину с максимальным сечением. Проще говоря, чем толще и короче будет проводник, тем лучше будет звучать музыка. Но если при коротком проводнике вы можете остановить выбор на шнуре небольшого сечения, то длину проводника больше 3 м можно компенсировать только большим сечением.

Для клубов и концертов подойдут шнуры из меди, покрытые серебром. Серебро снижает шумовые помехи, которые возникают при большой длине проводника.

Экранированный кабель для колонок

InAkustik Star 2.5 (199 руб/метр)

Четвертый образец опишем коротко: он сделан в том же месте и по одинаковому «рецепту» со Star 1.5, но имеет увеличенное сечение.

Теперь попробуйте предугадать, как это отразилось на звучании. Разумеется, лучше проявилась басовая гармоническая текстура. Но, правда, еще не в такой степени, чтобы стало возможным в легкую различать разные инструменты одного и того же вида, отличающиеся лишь нюансами. Зато вокал обогатился колоритными тембрами – голоса стали более узнаваемыми и правдоподобными. Верхняя середина «запела» чище и мягче, а высокий диапазон стал почти нейтральным, хотя и не идеальным (самых тонких деталей ему все-равно не хватало, как воздуха). Интереснее всего изменилась сцена. Кажущийся объем увеличился, образность усилилась, но все мнимые источники, обозначающие в пространстве исполнителей и инструменты, разом покрупнели. Кому-то такая масштабная трактовка понравится даже больше, чем от эталонного кабеля…

Форма и конструктивное исполнение акустического кабеля для колонок

Оперировать этим фактором стали после открытия скин-эффекта (вытеснения электронов на внешнюю поверхность проводника). Нехитрые опыты показали ощутимую разницу в звучании при использовании, например, круглого проводника из множества мелких проводов, круглой и плоской моножильными конструкций.

На сегодняшний день поиски оптимальной геометрии коммуникативных элементов для передачи аудиосигнала продолжаются. Наиболее распространенными являются двухпроводная и четырехпроводная конструкции, по которым от усилителя выполняется передача верхов и басов по отдельным изолированным проводникам. Отдельные производители предлагают отдельные топовые 8-мижильные конструкции, закрученные спирально и расположенные вокруг изолятора. При этом в каждой из жил используются проводники разного сечения.

Сечение проводника и длина

Сечение провода – еще один важный фактор при подборе подобной продукции для аудиосистем классов Hi-Fi

Кроме того, в таком случае уделите внимание механической прочности изоляционного материала и экранирования

Оторваться от пола

Напоследок оставил на пробу набор Reference Cable Base. Сделаны подставки качественно, аккуратно. Основная их часть металлическая, снизу — хорошая силиконовая подушечка-демпфер. Эластичные держатели удобны в использовании. В прошлом подобные приспособления мне попадались. Иногда, особенно при экспериментах с неэкранированными кабелями, они оказывались весьма кстати, в других случаях эффект был или минимальным, или отсутствовал вообще.

Снизу Reference Cable Base оснащены силиконовыми проставками

В связке Inakustik Referenz LS-2404 AIR получить что-то достоверно-заметное мне не удалось. Может быть, у меня попросту не было внешних факторов, которые подставки могли бы устранить, начиная от тех же сторонних кабелей и заканчивая возможной статикой пола. Впрочем, и сам акустический кабель капризным мне не показался, кроме того факта, что от грубых внешних воздействий его все же стоит поберечь.

Совместное использование Inakustik Referenz LS-2404 AIR и Reference Cable Base выглядит примерно так

Нужны ли именно ему какие-то дополнительные аксессуары — лучше проверять экспериментально в каждом конкретном случае. По прошлым же наблюдениям могу сказать, что прежде чем обращаться к дорогим вещам промышленного производства, их потенциальную пользу можно попробовать смоделировать на куда более простых вещах (бамбуковые палочки и ластики, стеклянные банки с песком на силиконовых ковриках). Или что-то еще на ваш вкус и фантазию. И если в каком-то случае найдется заметный эффект — вот тогда уже можно думать о чем-то похожем на эти подставки. Или, наоборот, о том, что стоит пересмотреть организацию кабельного хозяйства.

Технические характеристики и конструкция

Обычно, для рассматриваемых кабелей проводящие сердечники выполняют из меди. Данный материал оптимально подходит для целей передачи электрических сигналов, ибо обладает износостойкостью, и он способен точно транслировать разные звуковые частоты. В кабелях стандартно используют техническую медь (подобный вариант очень экономичен), но может использоваться и медь бескислородная, которая обладает улучшенной проводимостью. Самым лучшим вариантом все же считается чистая медь, которая способна создавать отличную звукопередачу.

Иным вариантом металла для изготовления сердечников может служить серебро. Применение серебра имеет крайне небольшие масштабы, в связи с ее высокой стоимостью. Однако, именно серебро отличается превосходной электропроводностью, что полностью гарантирует качество трансляции.

Для изоляции акустического шнура применяют либо полипропилен, либо тефлон. Последний материал является предпочтительным, но применяется редко. Большее распространение в качестве материала изоляции имеет поливинилхлорид, но он зачастую уступает по своим характеристика двум вышеуказанным типам материала, а в некоторых случаях может вообще искажать звук.

Конструктивно рассматриваемый объект состоит из одной или нескольких токопроводящих жил, что, в принципе, не влияет на передачу сигнала, но от количества жил будет зависеть его прочность. Таким образом, чем больше в нем жил и чем они тоньше, тем больше эластичность объекта и меньше риск его перелома.

Также, одной из важнейших характеристик рассматриваемых звуковых шнуров является диаметр их сечения. Традиционно этот параметр варьируется в границах от 0,25 до 4 миллиметров квадратных. Подбирать диаметр сечения необходимо исходя из предполагаемых для провода задач. Так, в инструкциях к аудиосистемам, как правило, указана информация о рекомендованном калибре акустического шнура. Если такой информации не имеется, то нужный диаметр сечения требуется просчитать, беря за основу следующие данные: сопротивление материала и мощности усилителя или колонки вкупе с длиной провода. Если диаметр не будет достаточно широким, то уменьшиться его способность транслировать весь диапазон частот, что явно скажется на звучании. Однако, чем больше жил в проводе и чем больше его диаметр, тем выше его стоимость.

Скин-эффект

На рисунке 10 показано относительное изменение активного сопротивления R кабеля в зависимости от частоты. Помните, из-за влияния скин-эффекта активное сопротивление кабеля должно расти.

Так и есть, с увеличением частоты сопротивление кабеля увеличивается. «Волны» на графиках я сейчас объяснить не могу. Возможно, причина в том, что я не откалибровал как следует измерительное оборудование. Либо проявляются какие-то неучтённые эффекты. Сейчас мне разбираться некогда – оборудование надо отдавать

Но это и не очень важно: я не ставлю целью измерить мои кабели абсолютно точно. Цель данной работы – ещё раз показать принцип

Ещё раз продемонстрировать тот факт, что влияние скин-эффекта очень сильно преувеличивается, а влияние индуктивности кабеля (которая на самом деле является гораздо более важной) вообще замалчивается. Кстати, погрешность измерений даже в такой недостаточно калиброванной системе не превышает 5 миллиом.

Рис. 10.

Итак, скин-эффект проявляется, с увеличением частоты активное сопротивление кабеля увеличивается. На частоте 20 кГц в самом худшем случае сопротивление возрастает на 13%. Много это, или мало? Если говорить о самом кабеле, то такое увеличение сопротивления уже хорошо заметно. Для самого худшего в этом отношении кабеля. У кабеля, находящегося на втором месте по влиянию скин-эффекта, на частоте 20 кГц сопротивление увеличилось на 5%. Что уже немного. И это самые дешёвые кабели!!! В более дорогих, но всё же бюджетных кабелях, сопротивление практически не изменилось (с учётом погрешности измерений).

Но это относительное изменение сопротивления. Для малых величин большое относительное изменение ни на что не влияет. Например, если ваша зарплата составляет 1 доллар в год, то увеличение её даже на 300% вряд ли будет реально заметно. Так и в наших кабелях. В самом плохом из них (с точки зрения скин-эффекта) сопротивление изменилось с величины 127 мОм на частоте 100 Гц до 144 мОм на частоте 20 кГц. То есть по сравнению с сопротивлением нагрузки (а скин-эффект влияет именно на работу нагрузки), равному 4 ома, изменение сопротивление кабеля составляет полпроцента.

Рисунок 10 предназначен для наиболее наглядной демонстрации именно изменения сопротивления кабеля. Поэтому на нём изменение сопротивления выглядит значительным. Какое оно на самом деле, можно увидеть из рисунка 9, где показано сопротивление в чистом виде.

Лопатки, перья… главное отводы!

После знакомства с межблочниками Inakustik Referenz NF-2404 конструкция «воздушного» кабеля удивления не вызывает. Даже прекрасно понимая, как все устроено изнутри, подсознательно ждешь от кабеля такой толщины существенного веса и жесткости. Но этого нет. Кабель легкий и гибкий.

Акустический кабель Inakustik Referenz LS-2404 AIR

Сделан он аккуратно, есть маркировка каналов и направления. Отводы для подключения достаточно длинные, вопрос только в том, какими разъемами он разделан. Мой экземпляр оказался с угловыми (под 45 градусов относительно корпусов разъемов) перьями, и сами по себе они мне не очень понравились. Такой тип бывает полезен в инсталляционной практике, но в остальном — разъемы слишком мягкие в подключении. Фирменные подпружиненные лопатки Inakustik, на мой взгляд, предпочтительнее. Или же старшие «перья» с более солидной конструкцией.

Разъемы, с которыми мне достался кабель на тест называются BFA Banana 45°

Если снять разъем (а здесь все традиционно для Inakustik на винтах, без пайки), можно обнаружить оконечник кабеля в виде собранных вместе и опрессованных гильзой проводников. Со штатными коннекторами никаких проблем нет. Разъемы сторонних производителей мне тоже пришлось попробовать, хотя бы потому, что один из усилителей, использованных в процессе теста, не был рассчитан на бананы или перья, и подключить можно было только лопатки. В процессе замены никаких сложностей не возникло, если говорить о механике. О прочем влиянии — чуть позже.

Подставки под кабель Inakustik Reference Cable Base

Кроме самих кабелей в составе комплекта для теста нашлась еще одна новинка от Inakustik — Reference Cable Base. Это приспособления, которые, пожалуй, вызывают наибольшее количество споров и совсем недоброго троллинга в аудиофильском мире, а именно — подставки или демпферы для кабелей. Раньше ничего подобного у производителя не было, а эта «опция» появилась недавно и, судя по всем признакам, рассчитана в первую очередь именно на совместную работу с кабелями с воздушным диэлектриком. Раз есть опция — почему бы не изучить ее на практике?

О том, требует ли эта модель прогрева и сколько он занимает — ничего не скажу, так как кабели пришли уже после работы в нескольких системах. При первом включении они показались мне яркими, но вскоре стало понятно, что это не яркость, как характеристика звука, а подчеркнутая открытость и отличная детальность в верхнем диапазоне.

Выбор материала проводника

Для изготовления акустического кабеля нам потребуются высококачественные медные моножилы диаметром 0,5мм в полиэтиленовой изоляции, свитые в витую пару. Проводники данного вида традиционно используются в кабелях utp/stp/ftp category 5e (витая пара категории 5e ‘неэкранированная или экранированная). Данный кабель применяется монтажа и прокладки кабельных соединений компьютерных локальных вычислительных сетей и соответственно широкодоступен практически в любой компании соответствующего профиля. Единственным подводным камнем в выборе кабеля, из которого мы будем извлекать необходимую нам витую пару, является преобладающее предложение на рынке кабелей изготовленных в азиатском регионе. Эти кабели, как правило, изготовлены с использованием меди полученной путем переработки вторичного сырья и не подходят для наших целей. Практика показывает, что медь высокого качества и чистоты применяется в основном зарекомендовавшими себя на данном рынке компаниями производителями в основном из Европы, США, Австралии. В ходе многочисленных экспериментов из доступных мне образцов кабелей произведенных в указанных странах были отобраны модели или типы кабелей различных производителей, применение которых возможно в контексте данной статьи. Приведу данный список. Кабели в нем расположены по убыванию “качества звука” изготовленных из них акустических кабелей:

все кабели utp/stp cat. 5e производства Draka NK Cables (Финляндия);

все кабели utp/stp cat. 5e производства Belden;

все кабели utp/stp/ftp cat. 5e производства R&M (Reichle & De-Massari AG, Швейцария);

все кабели utp/stp cat. 5e производства LAPP Kabel (Германия);

кабели utp/stp cat. 5e производства BICC Brand-REX (Великобритания), utp/stp cat. 5e производства Helukabel (Германия); utp/stp cat. 5e только европейского производства Alcatel (Франция), utp/stp cat. 5e не китайского производства Lucent (США).