Емкость кабеля и индуктивность по отношению к частоте

Емкость — это способность звукового кабеля накапливать заряд, который определяется диэлектриком (изоляцией). Некоторые диэлектрические материалы, такие как ПВХ, не являются линейными, что означает, что они по-разному реагируют на разные частоты сигнала.

Более стабильный диэлектрик, такой как тефлон, обеспечивает частотно-линейную емкость. Следовательно: качество изоляционного материала для кабеля звуковой техники имеет значение.

Немного про кабели для звуковой техники

Тефлон как изоляция (в межблочных и акустических кабелях) имеет самую низкую диэлектрическую проницаемость из всех твердых пластмасс, конечно обеспечивает низкую емкость с самыми тонкими стенками из любого материала и более долговечен. Его также дорого покупать и обрабатывать, но он используется в хороших кабелях звуковых из-за его характеристик, несмотря на стоимость.

Более дешевым диэлектрикам требуется большая толщина стенок для достижения той же целевой емкости, но более толстый диэлектрик означает большее пространство между двумя проводниками кабеля для звука (площадь петли), что увеличивает индуктивность. Это уводит нас дальше от идеальной цели — кабеля с нулевым реактивным сопротивлением.

Искажения времени нарастания и затухания

Все звуковые кабели накапливают и выделяют энергию (ток или напряжение), реагируя на частоту, электромагнитно-перемещаемую по проводу, добавляя временные искажения.

Кабель очень сильно реагирует на изменение напряжения на низких частотах. Это связано с тем, что любая емкость поглощает низкочастотные изменения напряжения переменного тока и начинает выглядеть так, как будто она передает сигнал постоянного тока. По мере увеличения частоты эффект спадает, и кабель звуковой становится более «резистивным» с меньшей реакцией на изменение напряжения.

Емкость кабеля в данной конструкции очень стабильна, но емкостное реактивное сопротивление зависит от частоты. Чем выше частота, тем меньше реактивное сопротивление.

ТОК в звуковом кабеле

Другой способ, которым емкость кабеля вызывает проблемы в межблочных соединениях RCA и XLR — это ток. Межблочные соединения имеют очень высокий импеданс, который ограничивает ток. Когда вы прикладываете напряжение к межсоединению, возникает кратковременный выброс тока, чтобы «заполнить» емкость кабеля.

Кабели с более низкой емкостью уменьшают проблему пускового тока, но даже в этом случае это приводит к тому, что ток «опережает» напряжение, вызывая временной сдвиг сигнала.

Межблочные соединения RCA и XLR имеют «бесконечно» высокий импеданс (47 кОм или выше). Это выглядит как чистый конденсатор для входного / выходного каскада. Конденсатор изначально больше похож на короткое замыкание и становится «разомкнутым» с течением времени, и конденсатор заряжается до установившегося состояния. Устройства ввода-вывода должны работать с начальным пусковым током, а не ограничивать сигнал по току.

В акустических кабелях сигнал переносится изменением силы тока. Кабель динамика воспринимает нагрузку с довольно низким сопротивлением (2-32 Ом), поэтому в кабелях акустики с низким сопротивлением существует большая величина тока. На эти изменения влияет индуктивность акустики (динамика), которая зависит от частоты. Индуктивность противодействует току, поэтому мы видим, что на сигнал динамика нелинейно влияет нагрузка динамика. Сопротивление или реактивное сопротивление току увеличивается с увеличением частоты.

Поскольку напряжение приводит к току в индуктивной цепи, мы снова видим сдвиг во времени, вызванный кабелем акустики, но на этот раз за счет индуктивности, а не емкости, как в случае межсоединения.

Еще одно правило для акустических кабелей заключается в том, что импеданс акустики очень нелинейный там, где спектральная плотность тока наиболее высока, а именно на низких частотах. В идеале нам нужен чисто резистивный кабель акустики, но это невозможно, поскольку кабель является вектором емкости и индуктивности.

Скин-эффект в кабеле и Rs (эффект близости)

Скин-эффект — это тенденция переменного тока течь в основном по внешней поверхности проводника. Глубина скин-слоя — это точка внутри провода, в которой ток уменьшается до 37% от величины поверхностного тока. Хотя эта глубина зависит от материала и частоты, она не зависит от диаметра провода. Так как мы уменьшаем размер провода, величина тока увеличивается в большей части провода.

Продолжайте делать провод меньше, и величина тока в центре провода будет постепенно приближаться к поверхностному току, особенно на более высоких частотах. Диффузионные пары постоянного тока проходят через все поперечное сечение провода.

Так почему же более высокие частоты проходят больше по поверхности?

Импеданс кабеля (сопротивление переменному току) определяется его самоиндуктивностью или тенденцией изменения тока, которое препятствует сам провод. Поскольку эти изменения происходят чаще с более высокими частотами, провода имеют более высокое сопротивление при повышении частоты переменного тока. Таким образом, с увеличением частоты ток находит путь наименьшего сопротивления, который все ближе и ближе к поверхности, где индуктивность собственного провода ближе всего к нулю.

Rs кабеля, также называемый эффектом близости, изменяет ГДЕ ток, протекающий в близко расположенных проводах. Электромагнитное поле «тянет» ток к внутренней поверхности двух параллельных проводов и отводит ток от внешних дуг вдали от двух наиболее близко расположенных проводов. Больший ток усиливает эффект близости.

Для более крупных кабелей звуковых наблюдается очень выраженный рост Rs при повышении частоты. Большая часть проводника «пуста» от тока. Меньшие кабели звуковые наиболее «заполнены» током, так как тот же самый общий размер AWG требует несколько более мелких проводов, что снижает ток в каждом проводе и смягчает эффект близости. Ток делится между каждым проводом, и меньший ток в каждом проводе смягчает эффект близости.

Меньшие по размеру провода также улучшают линейность тока через поперечное сечение провода при увеличении частоты, и скин-эффект, и эффект близости накладываются друг на друга, и с ними лучше справиться с помощью большего количества проводов меньшего размера, чтобы каждый проводник был более эффективным.

После того, как мы максимально сгладим изменение скорости с помощью хорошей диэлектрической конструкции, нам также необходимо согласовать во времени эффекты диэлектрика на всех частотах с помощью тонких проводов. Провода большего размера вызовут еще большее изменение скорости сигнала относительно частоты, потому что внутренние электроны находятся так далеко от диэлектрического материала.

Но даже на тех же частотах более крупный провод может вызвать изменения во времени — потому что высокочастотные токи ближе к «коже» распространяются быстрее, чем тот же самый ток около центра провода, вызывая эффект, известный как групповая задержка.

Низкие частоты ВСЕГДА будут перемещаться медленнее, чем высокие частоты в пассивных кабелях, поэтому проблема всегда будет с нами в звуковом электромагнитном спектре.

Я надеюсь, что эта статья « кабели для звуковой техники » немного помогла. Пожалуйста, оставляйте комментарии ниже, чтобы мы могли вернуться к вам. 

Если вы хотите узнать больше об этой теме, и быть в курсе, пожалуйста, подпишитесь на наш сайт.

Не забывайте сохранять нас в закладках! (CTRL+SHiFT+D) Подписывайтесь, комментируйте, делитесь в соц.сетях.

Вам нужен хороший фонокорректор, новый усилитель или отличный ЦАП, плеер, наушники, АС или другую звуковую технику, (усилитель, ресивер и т.д.) то пишите в ВК, помогу выгодно и с гарантией приобрести хорошую звуковую технику…

Будут вопросы пишите помогу чем смогу это моя цель и программа, удачи найти свой звук.

Желаю удачи в поиске своего звука! На нашем сайте Звукомания есть полезная информация по звуку и видео, которая пригодится для каждого, причем на каждый день, мы обновляем сайт «Звукомания» постоянно и стараемся искать и писать только отличную, проверенную и нужную информацию.