Введение
Электронный компонент
Провод для акустических систем используется для электрического соединения между громкоговорителями и аудиоусилителями. Современные провода для динамиков состоят из двух или более электрических проводников, каждый из которых изолирован пластиком (например, ПВХ, ПЭ или тефлоном) или, реже, резиной. Оба провода электрически идентичны, но маркируются для обозначения правильной полярности аудиосигнала. Чаще всего провода для акустических систем поставляются в виде шнура с двумя жилами. Влияние провода на передаваемый сигнал долгое время является предметом споров в среде аудиофилов и любителей высококачественного звука. Точность многих рекламных утверждений на эту тему оспаривается экспертами-инженерами, которые подчеркивают, что электрическое сопротивление является, по сути, наиболее важной характеристикой провода для динамиков.
История
Ранние акустические кабели обычно изготавливались из многожильной медной проволоки, изолированной тканевой лентой, восковой бумагой или резиной. Для портативных применений использовался обычный провод для ламп, скрученный в пары для повышения механической прочности. Кабели часто припаивались с одного конца. Другими типами соединений были винтовые клеммы, клеммные колодки и обжимные контакты-лопатки. В 1920-х и 30-х годах для удобства стали использовать двухпроводные телефонные разъемы диаметром 6,35 мм (1/4 дюйма) с разъемами "кончик-гильза". Некоторые ранние конструкции акустических кабелей включали дополнительную пару проводов для подачи выпрямленного постоянного тока на электромагнит в динамике. В настоящее время практически все производимые динамики используют постоянные магниты, что вытеснило динамики с электромагнитным возбуждением в 1940-х и 1950-х годах.
Пояснение
Провод для динамиков — это пассивный электрический компонент, описываемый его электрическим импедансом Z. Импеданс можно разложить на три характеристики, определяющие его работу: действительную часть импеданса, или сопротивление, и мнимую часть импеданса: ёмкость или индуктивность. Идеальный провод для динамиков не имеет сопротивления, ёмкости или индуктивности. Чем короче и толще провод, тем ниже его сопротивление, поскольку электрическое сопротивление провода прямо пропорционально его длине и обратно пропорционально площади его поперечного сечения (за исключением сверхпроводников). Сопротивление провода оказывает наибольшее влияние на его характеристики. Для алюминиевого или алюминиевого, покрытого медью, провода требуется кабель 14 калибра или толще, чтобы соответствовать этому утверждению из-за более высокого удельного сопротивления.
Материал проволоки
Использование меди или меди, плакированной алюминием (CCA), является практически универсальным для проводов акустических систем. Медь обладает низким сопротивлением по сравнению с большинством других подходящих материалов. CCA дешевле и легче, но с несколько большим сопротивлением (примерно как у медного провода на два размера AWG больше). Медь и алюминий подвергаются окислению, но оксиды меди проводящие, а оксиды алюминия – изоляционные. Также предлагается бескислородная медь (OFC) различных марок. Различные марки рекламируются как обладающие лучшей проводимостью и долговечностью, однако в аудиоприложениях они не дают значительных преимуществ. Таким образом, длина кабеля до 3 метров (6 метров общего проводника) приведет к индуктивным потерям менее 1% в слышимом диапазоне (3 м * 0,2 мкГ/м = 0,6 мкГ, что равно или ниже указанного выше приблизительного порога в 2 мкГ). Некоторые высококачественные акустические кабели имеют меньшую индуктивность за счет большей емкости; типичное значение составляет 0,02–0,05 мкГ/м, что в худшем случае означает, что длина кабеля до 12 метров приведет к индуктивным потерям менее 1% (12 м * 0,05 мкГ/м = 0,6 мкГ).
Эффект на кожу
Кожный эффект в аудиокабелях — это тенденция высокочастотных сигналов распространяться преимущественно по поверхности проводника, а не через его центр, как если бы проводник был полой металлической трубой. Несмотря на маркетинговые заявления, кожный эффект оказывает неслышимое и, следовательно, пренебрежимо малое влияние на типичные недорогие кабели для акустических систем или других аудиосигналов. Увеличение сопротивления для сигналов на частоте 20 000 Гц составляет менее 3%, порядка нескольких миллиом для обычной домашней стереосистемы; это незначительная и неслышимая степень затухания.
Прекращение
Концы проводов для акустических систем облегчают подключение проводов к усилителям и громкоговорителям. Примеры соединений включают припаянные или обжатые штыри или наконечники-лопатки, банановые разъемы и 2-контактные разъемы DIN. Коммерческий разъем для акустических систем от Neutrik (например, Speakon) имеет ряд преимуществ: он надежно фиксируется, не допускает частичного контакта при подключении или отключении (что свойственно разъемам и гнездам 1/4 дюйма) и в некоторых версиях обеспечивает несколько цепей. Тип фактического электрического контакта (то есть способ соединения) определяется разъемами на оборудовании на каждом конце провода. Некоторые соединения покрыты золотом. Многие акустические системы и электронные устройства оснащены гибкими пятипозиционными клеммами, которые можно зажать винтом или пружиной для подключения оголенного или припаянного провода, штырей или пружинных банановых разъемов (через отверстие на внешней стороне клеммы).
Дискуссия о качестве
Среди аудиофилов ведутся споры о влиянии высококачественных кабелей на аудиосистемы, при этом центральным вопросом обсуждения является слышимость этих изменений. В то время как некоторые производители акустических кабелей утверждают об ощутимом улучшении звука благодаря конструкции или экзотическим материалам, скептики считают, что несколько метров кабеля от усилителя мощности до клемм акустической системы вряд ли могут существенно повлиять на звук, учитывая гораздо большее влияние сложных кроссоверных схем, используемых в большинстве колонок, и особенно обмоток динамиков, содержащих несколько метров очень тонкой проволоки. Чтобы оправдать заявления об улучшенном качестве звука, многие продавцы высококачественных акустических кабелей ссылаются на такие электрические свойства, как скин-эффект, характеристический импеданс или резонанс – свойства, которые обычно малопонятны потребителям. Ни одно из этих свойств не оказывает измеримого влияния на звуковых частотах, хотя каждое из них имеет значение на радиочастотах. Отраслевые эксперты опровергли заявления о более высоком качестве посредством измерений аудиосистем и двойных слепых ABX-тестов слушателей. Однако существует общее мнение, что общее сопротивление акустического кабеля не должно быть слишком высоким. Общепринятое правило гласит, что сопротивление кабеля не должно превышать 5% от общего сопротивления цепи. Для данного материала сопротивление зависит от длины и толщины (в частности, от соотношения длины к площади поперечного сечения). Поэтому для акустических систем с низким импедансом требуется акустический кабель с низким сопротивлением. Как только это правило в 5% соблюдено, увеличение толщины кабеля не даст никакого улучшения. Роджер Расселл – бывший инженер и разработчик акустических систем компании McIntosh Labs – подробно описывает, как дорогостоящий брендинг акустических кабелей вводит потребителей в заблуждение в своем онлайн-эссе «Акустические кабели – история». Он пишет: «Индустрия достигла точки, когда сопротивление [кабеля] и качество звучания больше не являются ключевыми факторами, хотя заявления об улучшении звучания все еще могут делаться. Стратегия продажи этих продуктов частично заключается в привлечении тех, кто стремится произвести впечатление на других чем-то уникальным и дорогим».