О поющих проводах

О поющих проводах

Повсеместное употребление применительно к усилителям таких эпитетов, как «звучит мягко» или «звучит чётко», причем часто даже без кавычек. Еще смешнее выглядят рассуждения о том, какие инструменты звучат чётче при включении колонок через тот или иной кабель.

Разумеется, это вовсе не означает, что надо пренебрегать такой известной специалистам истиной, что любая пара  проводов образует линию передачи, которая для снижения искажений должна быть согласована с нагрузкой. К сожалению, подключение низкоомных колонок к усилителю с очень низким выходным сопротивлени­ем произвольной парой проводов всегда означает грубое рассогласование линии с нагрузкой и источником сигнала. Хорошо известные специалистам научные расчеты позволяют оценить степень искажений при таком рассогласова­нии. В большинстве случаев даже применение обычных проводов с достаточным сечением на частотах до десятков килогерц дает практически незаметные искажения. Ко­нечно, их можно уменьшить тщательной оптимизацией конструкции кабеля (даже без применения серебрения или золочения), но смешно читать рецензии на кабели с такими эпитетами, как «кабель... дает мощные и энергично звучащие басы» или что-либо в этом роде.

Природа наделила нас уникальным прибором для восприятия звуков — ухом. Хотя мы не слышим, как, скажем, кошки, ультразвуки, тем неменее ухо легко различает малейшие искажения, в том числе возникающие по вине электронной аппаратуры. Стоит помнить постоянно об этом, когда вам вешают «лапшу» на уши, рассуждая об особо мягком звучании однотактных ламповых усилителей и чудодейственном улучшении звука при заме не межблочных кабелей с медными центральными проводниками на кабели с серебряной центральной жилой и с позолоченными разъемами!

Виды кабелей.

Подавляющее большинство соединительных проводов и кабелей, используемых в аудиосистемах и домашних кинотеатрах можно условно разделить на несколько групп.

  •  Акустические кабели, соединяющие выходы усилителей мощности (ресиверов) и акустических систем.
  • Межблочные кабели для передачи аналоговых сигналов низкого уровня, соединяющие аудиовыходы и аудиовходы блоков аппаратуры.
  • Коаксиальные кабели, соединяющие соответствующие цифровые входы и выходы блоков.
  • Оптоволоконные кабели, соединяющие соответствующие оптические входы и выходы блоков.
  • Силовые кабели, соединяющие аппаратуру с сетью электропитания.
  • Видеокабели, соединяющие видеовыходы и видеовходы соответствующего оборудования, например, DVD-плееры и телевизоры.

1. Акустические кабели.  Эти кабели предназначены для соединения выходов усилителей мощности (AV-ресиверов) и акустических систем (АС). Для верной оценки их качества и правильного подбора необходимо знать параметры передаваемых сигналов.

При типичной максимальной выходной мощности усилителя 50—60 Вт (на практике эти значения превышаются весьма редко. Мало кто выдержит неискаженную выходную мощность в 100 Вт при чувствительности АС 90 дБ, скорее всего, в квартире вылетят стекла, такое бывает в автомобилях крутых болванов) и стандартной наименьшей нагрузке в 4 Ома (на самом деле, некоторые АС могут иметь минимальное сопротивление около 2 Ом) в кабеле протекает ток до 3—4 А при напряжении около 20—25 В. В пиках сигнала значение тока бывает еще большим. Эти обстоятельства и определяют требования к кабелю — значительное сечение при невысоком качестве изоляции. Электротехнические прикидочные расчеты — 1 мм² на каждые 10 А тока здесь не годятся, так как они определяются по допустимому нагреву изоляции. Экранирование не требуется, потому что при низком значении выходного сопротивления усилителя и сопротивления нагрузки сигнал помехи замкнут на землю.

Некоторые замечания, касающиеся материала проводника Как известно, лучшим проводником является серебро. Его удельное сопротивление равно 0,016 Ом*м. У электротехнической меди — 0,0175 (всего на 9,4% больше), латуни — 0,025—0,06, алюминия — 0,028, олова — 0,115. Узнать удельное сопротивление популярной в настоящее время какой-нибудь бескислородной меди высокой чистоты (т. н. «9997») мне не удалось, так как оно явно не лучше значения для серебра.

Подсчитав по известной формуле сопротивление двухпроводного кабеля длиной 6 м получим, что при сечении 2,5 мм² оно будет равно 0,084 Ома, а при сечении 4,0 мм² — 0,053 Ома. Очевидно, что эти цифры на два порядка меньше сопротивления нагрузки АС, и поэтому могут не приниматься во внимание. Разумеется, они приблизительно сопоставимы с величиной выходного сопротивления усилителя, но о влиянии этого параметра на качество звука можно долго и нудно спорить.

Значения емкости (около 500 пкФ) и индуктивности (4 мкГн) такого кабеля также несоизмеримо меньше емкостей конденсаторов кроссовера (до 100—300 мкФ) и суммарной индуктивности громкоговорителей и катушек фильтров (до 0,2 Гн). Следовательно, частотно-зависимые свойства акустического кабеля не могут влиять ни на амплитудно-частотную характеристику аудиотракта, ни на характер звучания вообще. Поскольку кабель не нагревается, то его сопротивление  меняться не будет.

Любопытно, что в американском сегменте интернета ответы на поисковый запрос «бескислородная медь» были получены только в отношении фирм — производителей металлов и аудиокабелей. Не наводит ли это кое-кого на кое-какие крамольные мысли? Из изложенного можно сделать следующий вывод: для акустических кабелей пригоден любой медный многожильный провод сечением от 2,5 до 4,0 мм². Большее сечение использовать даже опасно, так как вес этого монстра выдержит не любая клемма. Как-то раз я лицезрел серебряный кабель сечением 300 мм², весьма напоминавший пожарный шланг. Воистину, это был памятник купеческого размаха, такой же нелепый, как золотой унитаз.

Акустический кабель должен быть достаточно удобным для монтажа (в частности, мягким) и сравнительно легким для того, чтобы не сломать выходные клеммы усилителя и не опрокинуть акустику на пол. Для подключения к АС лучше применить лопатки соответствующего размера, но подойдут и «бананы». Не рекомендуется использовать неизолированные бананы, так как возрастает риск короткого замыкания в цепи нагрузки усилителя. Самые хорошие изолированные «бананы» стоят около $10 за пару.

Метод соединения с кабелем — пайка в сочетании с обжимом, потому что этот способ сводит к минимуму вероятность коротких замыканий из-за проволок, отделившихся от жгута, а также исключает окисление контактов.

Если в конструкции «бананов» или клемм применены зажимные винты, то кабель необходимо облудить, а затем очистить от остатков канифоли или иного флюса. Повышенное удельное сопротивление припоя повредить не сможет, так как длина пайки пренебрежимо мала по сравнению с длиной кабеля. Если его облуженные концы зафиксированы непосредственно в клеммах, то через неделю — другую после первого монтажа клеммы и винты рекомендуется подтянуть плотнее из-за небольшого сплющивания мягкого металла. Вообще, окисления правильно подготовленных контактов в акустических кабелях бояться не следует. Лучше обратить внимание на место их покупки. Часто на рынках барабаны хранятся всю зиму в неотапливаемых контейнерах при отрицательных температурах, после чего кабель быстро окисляется под изоляцией. 

Ленточные кабели представляются весьма неудобными для разделки. Какие-нибудь различия можно услышать, если заменить никудышные кабели, обычно применяемые в музыкальных центрах, на новые, более толстые. Правда, в таких случаях возникает проблема замены несъемных проводов со стороны АС, а также задача по закреплению довольно толстых концов кабеля в дешевых пружинных защелках, рассчитанных на сечение не более 1,0—1,5 мм². Иногда это заканчивается поломкой защелки и её заменой.

Если акустические кабели требуют большого расхода сравнительно дорогой меди, то нажива на межблочных кабелях представляется высшим пилотажем в области недобросовестной коммерции. Да, у человечества есть технология производства особо чистых металлов, в том числе меди. Но что с этой технологией делать? Потребность в таких металлах незначительна. Т. н. «бескислородная» медь получила распространение в 70-х годах прошлого века при производстве головок для магнитофонов. Уменьшение омического сопротивления их обмоток означало рост добротности катушек, а, следовательно, отдачи и прочих полезных свойств. Теперь магнитофонов почти нет, но производство меди осталось. Сейчас бескислородная медь высокой чистоты используется в микроэлектронике для изготовления внутренних проводников микросхем. Раньше для подобных целей употреблялись серебро и золото.

Тогда изобретательные промышленники и создали легенду о кабелях, на которую и клюнуло большинство пользователей, не обремененных познаниями в электротехнике и электронике. В ход пошли и набор магических девяток, и разглагольствования о «наполненных азотом пузырьках в изоляции», а также прочая чепуха. Один из малоуважаемых авторов заявил, что «плохой китайский кабель обрезает частотную характеристику тракта снизу — на 2-3 октавы, а сверху — на одну». Что только не напишешь за лишние сто баксов! Создатель такого кабеля, наверное, получил бы Нобелевскую премию, так как на языке родных осин упомянутый перл словесности означает, что кабель пропускает полосу частот от 80 Гц до 10 кГц без каких-либо активных или пассивных радиокомпонентов! Не удивительно, что в обзоре такими оказались кабели по цене менее $80. Единственным никчемным кабелем, с которым мне пришлось столкнуться, был межблочник российского производства, затрещавший через 6 месяцев работы. Оказалось, что провод был обжат на разъеме без пайки, и поэтому контакт неизбежно окислился. Остальные дешевые кабели были лишь плохо экранированы, так как изготовители пожалели меди.

Аудиосигнал в межблочном соединении имеет следующие параметры:

  • для несимметричных цепей. Частотный диапазон сигнала — от 20 Гц до 20 КГц, величина напряжения сигнала — до 1 В, ток в цепи пренебрежимо мал;
  • для симметричных цепей с импедансом нагрузки 600 Ом — частотный диапазон тот же, уровень сигнала около 1 В. 

В настоящее время применяется не так уж много стандартов разъемных соединителей для низкоуровневых аудиосигналов. Во-первых, — это несимметричный разъем RCA (т. н. «тюльпан»), а также разъем DIN, как правило, пятиштырьковый. Последний применяется только в аппаратуре фирмы Meridian (если мне не изменяет память) и в старой советской технике. К тому же он довольно неудобный.

Во-вторых, — симметричный разъем XLR, используемый в некоторой аппаратуре класса High-End и соответствующий профессиональному стандарту. Рассматривать особенности соединителя стандарта DIN полагаю излишним, так как сейчас он применяется очень редко.

Разъем RCA получил самое широкое распространение по следующим причинам:

  • весьма удобен в эксплуатации, позволяет сочленять и расчленять соединение практически «не глядя», имеет четкую цветовую маркировку, обеспечивает плотный контакт на большой площади;
  • механически прочен, удобен для монтажа кабеля;
  • хорошие модели разъема (в металлическом корпусе) обеспечивают высокую степень экранирования и коррозионную стойкость.

     

Профессиональные разъемы типа XLR обладают всеми перечисленными выше качествами, но помехозащищенность такой линии намного выше, так как она является симметричной (сигналы помехи взаимно подавляются). Аппаратная реализация стыка существенно дороже из-за необходимости использования специальных преобразователей несимметричных (внутриблочных) сигналов в симметричные и обратно. Впрочем, для коротких линий эти обстоятельства решающего значения не имеют.  Очевидно, что межблочный кабель всё же должен обладать некоторыми полезными свойствами. К их числу можно отнести следующие:

Остановимся на стандартной длине межблочного кабеля от 0,5 до 1 м. Более длинные кабели могут использоваться в мультирумных системах, но это тема для отдельного разговора. Индуктивность такого отрезка ничтожно мала и в расчет не принимается. Типичная величина погонной емкости очень хорошего кабеля будет равна примерно 30 — 60 пФ*м. Эта емкость никак не может повлиять на передачу низкочастотной части спектра музыкального сигнала, а на частоте 20 кГц будет шунтировать этот сигнал огромным емкостным сопротивлением 180 КОм. Большего значения добиться не удастся вообще никогда, так как кабельных изоляторов лучших, чем фторопласт нет в природе. Фторопласт-4 или тефлон (торговая марка, зарегистрированная фирмой DuPont), выпускается с 60-х годов прошлого века. Его диэлектрическая проницаемость равна 1,9—2,2. Очевидно, что попытки применения каких-либо других изоляторов, в том числе содержащих газонаполненные пузырьки, есть не что иное, как попытка удешевления производства. Тефлон достаточно дорог и сложен в производстве, но купить такой кабель отечественного производства на рынке можно довольно дешево — примерно, по 40—50 руб. за метр. Подойдет и коаксиальный кабель для спутниковой антенны с диэлектриком из вспененного полиэтилена. Ясно, что чем больше диаметр внутреннего изолятора, тем лучше качество кабеля. К сожалению, его максимальный наружный диаметр будет ограничен размером отверстия хвостовой части разъема (приблизительно 6—7 мм). Обратите внимание на то, что самые дорогие модели фирменных межблочных кабелей выполнены на основе именно тефлоновой изоляции.

Разумеется, лучшим проводником является серебро. Как уже отмечалось, удельное сопротивление электротехнической меди всего на 9,4% выше, поэтому применение особо чистых металлов лишено всякого смысла. Теорию об образовании неких зерен в «грязной» меди, покрытых слоем окислов, которые играют роль полупроводника, оставим на совести её (теории) автора. Такой же ошибкой будет использование кабелей с неметаллическим проводником, например, углеродистым, так как его удельное сопротивление будет всегда более высоким. Собственные шумы кабеля в звуковом диапазоне пренебрежимо малы по сравнению с внутренними шумами усилителя.

Таким образом, лучшим кабелем для межблочных соединений будет коаксиальный кабель достаточно большого диаметра с медной луженой или серебряной центральной жилой, к тому же защищенный двойным или тройным экраном.

Несколько кратких соображений по поводу экранирования. Как известно, электромагнитное поле состоит из двух компонент — электрической и магнитной. Электрическое поле легко экранируется диамагнетиками — медью, латунью, алюминием и т. п. Магнитное поле — только ферромагнетиками — сталью, а также прочими сплавами на основе железа, никеля, хрома, кобальта и иже с ними.  Сделать кабель в стальном экране, как вы уже догадались, довольно трудно, а вот корпуса блоков — легко. К счастью, аудиокабели из-за малой собственной индуктивности почти не подвержены влиянию магнитных полей. Кстати, ухищрения изготовителей, связанные с односторонним подключением экрана, использованием витых пар и прочего, скорее всего никакого эффекта не дадут, так как это лишь различные методы заземления экрана, специфичные для какой-либо конкретной, практически непредсказуемой ситуации. Конечно, если вы купите пять разных кабелей и начнете их подбирать по минимуму сетевого фона, то своей цели — поставить вас на деньги — промышленность достигнет.

Если вы хотя бы на секунду убедились в том, что тратить $50—1500 на покупку «хорошего» кабеля бессмысленно, приведем ряд подробных советов по самостоятельному изготовлению «шнурков ручной работы».

1. Купите четыре хороших металлических разъема типа RCA. Они должны быть сделаны из цветного металла, например, латуни или бронзы. Выяснить это очень просто с помощью постоянного магнита. Все детали (кроме съемного корпуса) должны быть позолочены. Определить это не очень легко, так как изготовители, в основном китайские, широко применяют различные покрытия желтого цвета, не имеющие ничего общего с золотом, например, нитрид титана. Такое покрытие имеет высокое сопротивление, хотя и хорошую коррозионную стойкость. Нитрид титана имеет тусклый цвет с коричневатым оттенком. Золото на разъемах всегда интенсивно желтого цвета, блестит, а самое главное — моментально облуживается паяльником. В крайнем случае, можно попросить за умеренное вознаграждение определить вид покрытия (золото или нет) в ювелирном магазине или скупке, честно объяснив цель вашего визита. Кто-то откажет, а кто-то и согласится.

Не переживайте по поводу материала покрытия гнезда, если оно не покупное. Золото прекрасно «живет» с любыми металлами, в том числе хромом.

Центральный штырь штекера желательно иметь разрезной для более плотного контакта.

Разъем должен быть предназначен для соединения с кабелем пайкой, а не для обжима с помощью цанг, винтов и прочей дряни. Цанга годится только для плотного захвата наружной изоляции кабеля. Пайка для электромонтажных работ известна человечеству более ста лет, но ничего лучшего придумать пока не удалось, в противном случае медный или луженый проводник будет неизбежно окисляться, причем очень быстро.

Цена разъемов RCA приличной фирмы около $4—10 за пару. Впрочем, поддельные китайские Nakamichi часто бывают совсем неплохими. Обратите особое внимание на качество изолятора между корпусом разъема и центральным штырем. Этот изолятор должен быть интенсивно белого цвета, плотным и не плавиться при пайке. Если такая беда всё же случилась, то разъем придется выбросить, так как это значит, что вы напоролись на полиэтилен низкого давления, а он ни на что не годен.

Лучшие разъемы можно купить в магазинах, торгующих профессиональным звуковым оборудованием. Они немного дороже (до $15—18 за пару, но безупречны по качеству). 2. Купите отрезок коаксиального кабеля с любым волновым сопротивлением (50, 75 или 300 Ом — безразлично). Этот параметр не имеет ничего общего с сопротивлением омическим. Наружный диаметр кабеля должен позволять ввести его в отверстие хвостовой части разъема (около 6 — 7 мм) вместе с наружной изоляцией. Внутренний изолятор должен быть фторопластовым (очень гладкий на ощупь плотный материал снежно-белого цвета, никогда не плавится и не темнеет в огне зажигалки), материал наружной изоляции никакой роли не играет. Внутренняя жила может быть многожильной или одножильной; если она светло-серого цвета и блестит — то это серебрение, так как лужение оловом быстро становится тусклым. Лучший случай — чистое серебро, но купить такой кабель довольно трудно. Подойдет и медная луженая жила, но не омедненная сталь, как это часто бывает в дешевых кабелях для передачи сигнала с телевизионной антенны. Отличить медь от стали можно опять же с помощью магнита либо попытайтесь счистить тонкое медное покрытие ножом.

Экран должен быть двойным или тройным — тонкая пластиковая рубашка, покрытая слоем алюминия, поверх нее располагается проволочная луженая плетеная сетка. Внешний экран, обвитый спиралью вокруг кабеля, менее эффективен. Убедитесь в том, что экран не стальной и не алюминиевый, иначе опаять его будет невозможно. Подойдет и измерительный кабель фирмы VASP для приборов. Он часто продается на рынках довольно дешево, так как спросом почему-то не пользуется. 3. Тщательно отмерьте необходимую длину кабеля с минимальным запасом. Не допускайте свисания кабеля длинными петлями поперек нижних блоков в стойке или его сворачивания в бухту. При рациональном размещении аппаратуры часто бывает достаточной длина кабеля в 0,4 — 1,0 м. Сабвуферный кабель будет, конечно, длиннее, но постарайтесь отнести его подальше от кабелей питания и прочего силового оборудования. 4. Разделайте и опаяйте концы кабелей на разъемы. Это довольно сложный этап для «чайников». В крайнем случае, попросите своего друга или инсталлятора кинотеатра. Если последний откажется, то выгоните его вон, так как инсталлятор, не умеющий паять разъемы, ни на что не годен, кроме пустых рассуждений о «саундстейдже» и «воздухе звуковой сцены», дурно заученных из популярных журналов.

Не увлекайтесь дорогими серебросодержащими припоями, ибо количество сего благородного металла в нем не превышает 5%. Лучше купите хороший легкоплавкий припой с содержанием олова не менее 60%. Высокое удельное сопротивление припоя смущать не должно, так как длина и площадь сечения паяной точки ничтожно мала по сравнению с длиной кабеля.Однажды довелось присутствовать при сцене, когда дубоватый продавец шикарного салона аудиотехники умудрился впарить самодельный кабель собственной скверной работы богатому дилетанту за $50. За минуту перед этим продавец с пеной у рта доказывал мне жизненную необходимость покупки фирменных шнурков за $250. Сей неподкупный апологет аудиофилии предпочел положить в свой карман $50, чем обогатить хозяина продажей дорогой игрушки.  5. Теперь у Вас есть прекрасный межблочный кабель «ручной работы», чем Вы сможете с полным основанием хвастаться перед своими друзьями. Пара таких кабелей обойдется всего в $20 или дешевле. Уверяю Вас, что при правильном выборе кабеля продукция от Nordost останется позади, а по цене — неизмеримо дальше и глубже. Автор неоднократно пытался прослушивать музыку, пользуясь различными кабелями. Для чистоты эксперимента пришлось приобрести в фешенебельном магазине города-героя Токио крутейший бескислородный кабель конкретно без базара японского производства, чего безуспешно добиваются многие пуристы-аудиофилы. Но, увы! Никакой разницы обнаружить не удалось, может быть, по причинам, изложенным в начале этого опуса.

Точно так же изготавливается кабель для коаксиального цифрового стыка, только требования к нему еще ниже. Купите коаксиальный кабель с волновым сопротивлением 75 Ом для полного согласования источника и нагрузки, хотя при длине 0,5—1,0 м. никакого влияния заметно не будет. Кабель передает импульсный сигнал амплитудой от 3 до 5 В и частотой до 200—250 КГц.

Оптоволоконные кабели  Это практически единственный вид кабеля, который невозможно сделать самому. В природе, то есть в продаже, бывают всего два вида кабелей — на основе стекловолокна и пластика, чаще всего нейлона. Опять же, при длине от 0,7 до 1,5 м. материал не играет никакой роли, правда, стеклянный существенно дороже. Следует выбирать кабель потолще, чтобы он был прочнее и не сломался при случайном перегибе. Желательно наличие пластмассовых заглушек для торцевых разъемов во избежание попадания пыли в тех редких случаях, когда кабель снят с блока.

Некоторые крупные доморощенные специалисты, а они обычно работают продавцами-консультантами в крупных салонах, уверяют, что коаксиальный стык аудиофилистее и круче. Оставим это на их совести, тем более, что один из таких спецов оказался бывшим мастером деревообрабатывающего цеха. Позже выяснилось, что менеджеров в крупные торговые сети подбирают по принципу смазливой внешности (это не шутка) на мизерную зарплату при 12-часовом рабочем дне.

Силовые кабели  В этом случае аудиофильский подход достаточно тривиален — подать сюда бескислородную медь или серебро! Стоит такой шнурок до $450, причем заменять его должен специалист. Известны попытки самопальщиков установить силовой кабель, сделанный из отрезка акустического. Это прямая дорога к пожару, т. к. изоляция не рассчитана на сеть питания 220 В. Не стоило бы повторяться, но кабель питания менее всего может влиять на звук, если, конечно, не пытаться услышать «воздух» (или иные глюки). Не надо забывать, что сразу же за окончанием полутораметрового кусочка серебряной проволоки идут километры древнего алюминиевого провода с почерневшими скрутками. Эти версты оканчиваются в известном царстве Чубайса, но успели устареть задолго до его рождения.

Заключительный аккорд будет таким. Внимательно прочитайте условия гарантии и убедитесь, что лишитесь оной в случае самочинной замены кабеля питания или вилки. Как круто будет выглядеть аудиофил со сломанным Марком Левинсоном за $70000 без гарантии! Впрочем, жена Цезаря, то есть Левинсон, вне подозрений. У него и так всё в порядке.  Очистка сети будет стоить дешевле серебряного кабеля. Автор не предлагает аудиофильские коробки с фильтрами за 4-6 тыс. у.е., но сетевой фильтр российского производства (может быть, «Pilot») придется поставить, просчитав при этом максимальную нагрузку по току с 1,5—2-х кратным запасом. Проследите только за хорошим качеством контактов и заземления фильтра, ибо они есть основной источник помех и прочей дряни.

  • достаточно высокий уровень защиты от электромагнитных помех;
  • хорошее качество разъемного соединителя, то есть плотный механический контакт на сравнительно большой площади в сочетании с высокой коррозионной стойкостью покрытия;
  • достаточная механическая прочность кабеля и его заделки в разъем;
  • минимальная погонная емкость кабеля, то есть хорошее качество диэлектрика (низкая величина диэлектрической проницаемости «ε» материала, из которого всё же можно изготовить гибкий изолятор, т.е. не воздух и не фарфор).