Рекомендации по выбору кабелей. www.mvert.ru

Мы приглашаем вас к общению, обсуждению наиболее насущных вопросов, связанных с возможностями апгрейда вашей домашней системы.

О чём пойдёт речь:
– рекомендации по электроснабжению (электропитанию) выделенного помещения (потребителей);
– советы по подбору сетевой кабельной продукции, розеток, фильтров, дистрибьюторов и пр.;
– обмен опытом по использованию кабельной продукции, всевозможных аксессуаров для улучшения звучания и изображения;
– рекомендации по правильному сочетанию компонентов и кабельной продукции, их максимальной синергии.

Двумя словами: возможности апгрейда бесконечны, даже при весьма ограниченных возможностях инвестиций.

Думаем, в сегодняшних реалиях, это очень актуальные вопросы, которые мы с удовольствием с вами обсудим.

Пожалуй, начнём с достаточно простых понятий, но которые нужно четко определить, чтобы двигаться дальше.
Если построить обычную блок схему для упрощенного понимания правильного построения качественной системы для прослушивания и просмотра, то выглядеть будет она примерно так:
Электрощит – силовой выделенный кабель – сетевая розетка (ки) – кабель электропитания – сетевой дистрибьютор – кабель электропитания – устройство (аудио / видео) – межблочный или акустический кабель – экран (ТВ) и/ или акустическая система (мы).

Итак, начнем с кабелей.

Значительный интерес в последние годы сосредоточен, прежде всего, на весьма сложной и комплексной задаче производства высококачественных кабелей и аксессуаров, ранее не заслуженно забытой.
К сожалению, разноречивые заявления огромного количества производителей, привели к серьезным противоречиям. Как результат, исключительные трудности в отделении реальных фактов от фикции, которые действительно расстраивают потенциального покупателя, в особенности когда очевидно, что не малые материальные затраты с целью улучшения качества звука возникают даже при выборе подходящего силового, межблочного или акустического кабелей.
Для прецизионного взаимодействия Hi Fi компонентов, в соответствии с особенностями их использования, требования к кабелям возрастают, принимая во внимание необходимость безусловного учета субъективной оценки путем прослушивания, что в конечном счете и является решающим фактором, при окончательном выборе подходящего кабеля, не взирая порой, на самые высокие характеристики того или другого.
Мы абсолютно уверены, что наши рекомендации помогут читателю, получить базовую информацию, о взаимосвязи между конструкцией, дизайном кабеля и качеством звучания, что, таким образом, помогает в выборе подходящих акустических и межблочных кабелей, в соответствии с их предназначении.

Кое-что большее о качестве звука, чем просто о характеристиках самих проводов.
Следующие три типа проводов, обычно используются в Hi Fi системах:
а) Сетевые кабели;
б) Межблочные кабели для передачи точного аудио / цифрового (видео) сигнала;
в) Акустические кабели для передачи сигналов от усилителей к акустическим системам;

Тогда как сетевые кабели значительно влияют в целом на качество, основными для получения превосходного звучания, финального тюнинга, являются два последних, межблочные и акустические кабели.
В дизайне кабелей, необходимо отметить три принципиальных фактора, определяющих качество звука:
1. Характеристики материала, из которого сделан проводник.
2. Характеристики материала изолятора.
3. Характеристики конструкции кабеля.

Соответствующий выбор качественных материалов проводника вносят вклад в улучшение разрешающей способности, чистоты баса (низких частот), звуковой картинки, глубины и высоты панорам, в то время как выбор изолирующих материалов, вместе с конструкцией кабеля, ответственен за тембральную достоверность и точность звукопередачи.

Пожалуй, самым популярным и распространенным материалом для проводников является медь.
Говоря о меди, остановимся на нескольких самых известных аспектах и классификации меди, используемой в аудио целях.

ТИПЫ ПРОВОДНИКОВ

Систематизируя, можно остановиться на следующих градации меди (по мере улучшения):

1. TPC (медь грубой очистки)
TPC это обычный проводник из меди, широко используемый в качестве электрических, таких как сетевых и недорогих аудио проводов.
Электролитическая медь, доводится до температуры плавления, а затем охлаждается превращаясь посредством вытяжки в электрический кабель, путем повторной прокатки, необходимых размеров. Медь грубой очистки, которая проходит данную термическую обработку ( плавление и охлаждение) на воздухе, содержит около 300~500 примесей кислорода на одну моль.

2. OFC (бескислородная медь)
OFC получается путем обработки в инертном газе, этот процесс в отсутствии кислорода, позволяет получить очень низкое содержание в качестве примесей кислорода, около 10 частиц на моль (10ppm). Проводимость OFC от 0.5% до 2% выше, чем у TPC. OFC может быть также отожжено, для получения менее зернистой структуры.

3. PCOCC (чистая медь, полученная методом непрерывного литья Оно)
PCOCC представляет собой ‘state of the art’ совершенный процесс в технологии изготовления проводников. PCOCC получается эксклюзивным и патентованным методом непрерывного литья, разработанным профессором Оно, из технологического института г. Чиба. PCOCC процесс, представляет собой горячее литье, позволяющее получить однородный или монокристаллический проводник из сверхчистой меди, с незначительным содержанием в качестве примесей кислорода и водорода. Такое превращение материала имеет дополнительное значительное преимущество, оно уменьшает уровень напряжений и деформаций в меди, таким образом, PCOCC имеет большую гибкость, у PCOCC выше так называемая гравитация и выше “Q”, следовательно, у PCOCC механическая изоляция или сопротивление к индуцированным электромагнитным вибрациям внутри проводника превосходны.
Проводник из моно кристалла меди PCOCC, не имеет границ зерен в направлении движения сигнала, следовательно, PCOCC не препятствует даже самому деликатному аудио сигналу, и обладает наименьшими искажениями среди любых возможных материалов в качестве проводника. С момента внедрения в 1986 году, непрерывная исследовательская работа и разработки в методе PCOCC привели к еще большей чистоте получаемой меди. PCOCC медь с чистотой 99.99999%, известная как “7N” из-за семи девяток, отличительная особенность самых высококачественных кабелей.
Здесь нужно отметить, что современный актуальный вариант монокристаллической меди производится на заводах в Тайване, имеет аббревиатуру OCC , при этом наиболее продвинутый и качественный проводник из данной меди имеет градацию 7N OCC (99,99999% Cu), более низкой чистоты монокристаллическая медь отмечается как просто OCC медь.
4. PC Triple C
В 2014 году после прекращения выпуска меди PCOCC на заводах в Японии, японские компании создали некий пул, который достаточно оперативно разработал и начал производства инновационной меди, получившей название PC Triple C. Данная медь отличается особой технологией производства, отсылая к древним японским традициям, восходящим к методам производства знаменитых японских мечей. Действительно, достаточно затратный, но очень эффективный, с точки зрения результата процесс непрерывной холодной ковки металла дал потрясающие результаты…

TPC (медь грубой очистки)

TPC это обычный проводник из меди, широко используемый в качестве электрических, таких как сетевых и недорогих аудио проводов.

Электролитическая медь, доводится до температуры плавления, а затем охлаждается превращаясь посредством вытяжки в электрический кабель, путем повторной прокатки, необходимых размеров. Медь грубой очистки, которая проходит данную термическую обработку ( плавление и охлаждение) на воздухе, содержит около 300~500 примесей кислорода на одну моль.

OFC (бескислородная медь)

OFC получается путем обработки в инертном газе, этот процесс в отсутствии кислорода, позволяет получить очень низкое содержание в качестве примесей кислорода, около 10 частиц на моль (10ppm). Проводимость OFC от 0.5% до 2% выше, чем у TPC. OFC может быть также отожжено, для получения менее зернистой структуры.

PCOCC (чистая медь, полученная методом непрерывного литья Оно)

PCOCC представляет собой ‘state of the art’ совершенный процесс в технологии изготовления проводников. PCOCC получается эксклюзивным и патентованным методом непрерывного литья, разработанным профессором Оно, из технологического института г. Чиба. PCOCC процесс, представляет собой горячее литье, позволяющее получить однородный или монокристаллический проводник из сверхчистой меди, с незначительным содержанием в качестве примесей кислорода и водорода. Такое превращение материала имеет дополнительное значительное преимущество, оно уменьшает уровень напряжений и деформаций в меди, таким образом, PCOCC имеет большую гибкость, у PCOCC выше так называемая гравитация и выше “Q”, следовательно, у PCOCC механическая изоляция или сопротивление к индуцированным электромагнитным вибрациям внутри проводника превосходны.

Проводник из моно кристалла меди PCOCC, не имеет границ зерен в направлении движения сигнала, следовательно, PCOCC не препятствует даже самому деликатному аудио сигналу, и обладает наименьшими искажениями среди любых возможных материалов в качестве проводника. С момента внедрения в 1986 году, непрерывная исследовательская работа и разработки в методе PCOCC привели к еще большей чистоте получаемой меди. PCOCC медь с чистотой 99.99999%, известная как “7N” из-за семи девяток, в будущем, отличительная особенность самых высококачественных кабелей.

PC Triple C – монокристаллическая медь, полученная методом холодного сжатия

PC Triple C означает Pure Copper Continuous Crystal Construction – чистая медь, с непрерывным строительством кристалла. Разработка данной технологии вошла в активную фазу около восьми лет назад, когда единственный в мире производитель, японская компания Furukawa Electric объявила о прекращении выпуска уникальной меди PC-OCC, признанной ведущими производителями кабельной продукции High End класса.

Процесс изготовления PC Triple C подразумевает колоссальное сжатие материала, меди до 70%, путем перманентной, постепенной ковки – сжатия в десятки тысяч раз. Медь сжимается со строго фиксированным углом приложения давления и направлением, это так называемый процесс сжатия ковки с постоянным углом приложения силы. Благодаря этому процессу происходят поперечные изменения границ зерен, которые вытягиваются в определенном направлении. Кристаллы имеют последовательное соединение друг с другом, что благоприятно сказывается на протекании тока, делая этот процесс гладким и стабильным.

Кроме того, путем данного метода сжатия, резко возрастает плотность проводников, выдавливается внешние, посторонние включения, воздух, по границам зерен, что, в свою очередь, улучшает проводимость и акустические характеристики меди.

На приведенном фото можно отследить путь эволюции проводника из меди, при перманентном процессе последовательного направленного сжатия.

Данный процесс повторяется уже и для более тонкой проволоки из полученной ранее меди.

После этого, проводят специальный процесс отжига, при определенной, контролируемой температуре и строго фиксированном времени, в зависимости от толщины материала – проволоки.

В результате, получается однородная поликристаллическая структура, из объединенных кристаллов, выращенных в определенном направлении, которое потом используется, как направление передачи сигнала – электрического тока.

Химические и физические свойства меди с учетом включений

		PC OCC , 7N OCC, PC Triple C	OFC	TPC
Чистота		> 99.997; 99,99999; 99,9999	> 99.99	> 99.9
Плотность	×	8.938	8.926	8.75
Плотность	max	8.940	8.932	8.88
Присутствие газа	O₂(ppm)	< 5	< 10	200~500
Присутствие газа	H₂ (ppm)	< 0.25	< 0.5	> 0.3
Водородное охрупчивание		Полное отсутствие	нет	да

Свойства исходных материалов

	PCOCC / PC Triple C		LC-OFC	TPC/OFC
Диаметр проводника	5 мм	15mmψ	1.6mmψ	0.9mmψ
Длина зерен	> 500 мм	> 50 мм	< 0.5 мм	< 0.05 мм
Длина зерен после прокатки до 0.1mm¢	> 1,125.00 м		< 13 см	< 4 мм
Количество зерен в кабеле 2м длины	1		> 15	> 400

Различия в конструкции кабелей

Кабель, используемый в конструкции, имеет либо монолитную, либо многожильную конфигурацию проводников, в соответствии с их предназначением, под которые он разрабатывался. Многожильная конструкция обычно имеет три конфигурации, каждая из которых имеет свои характеристики и, соответственно, достоинства.

Пучкообразное строение проводника

Пучкообразное строение, это метод производства, при котором жилы, из которых состоит сам проводник, лежат словно в пучке в одном направлении. Обычно, такая пучкообразная конструкция используется в сетевых кабелях и, иногда, в некоторых Hi Fi и аудио системах. Поперечное сечение такого многожильного проводника, не идеально круглое, следовательно, кабель, использующийся для передачи сигнала этой конструкции, подвержен действию отраженного сигнала, вследствие флуктуаций характеристик сопротивления в продольном направлении кабеля, в конечном счете, отражающемся на качестве звучания.

Концентрическое расположение проводников

Концентрически расположенные проводники состоят обычно, из большого числа, концентрически закрученных жил, образующих сами проводники. Центр, расположенного в середине проводника, лежит на одной прямой с центром диаметра всех остальных проводников. Соседние жилы внутри проводника, обычно закручены в противоположных направлениях. Одинаковое расположение проводников в продольном направлении, дает идеальный круг в сечении по всей длине, что обеспечивает хорошие характеристики в передаче сигнала и, стабильные характеристики сопротивления всего проводника.

Веревочное расположение проводников

Веревочное расположение, это одна из разновидностей концентрически закрученных проводников, имеющих одинаковое количество внутренних проводников, которые, в свою очередь состоят их пучкообразных или концентрически закрученных жил. Веревочное расположение это очень удачная конструкция, для использования в акустических кабелях хорошего качества, в которых необходимы большое поперечное сечение, с сохранением их гибкости.

Монолитный проводник

Беспрецедентное качество, при использовании PCOCC проводника. Следует отметить, что все компромиссы в конструкциях трех, выше упомянутых методов производства, полностью снимаются в случае идеально круглого проводника имеющего монолитную конструкцию, который может иметь самые разнообразные размеры, в соответствии с вашими запросами. Такие материалы являются Супер PCOCC, так называемые исходные “ AS CAST” и не обрабатываются или вытягиваются многократно, для получения нужных размеров. FS-2T15S акустический и FA-11S межблочный кабели, пример так называемых “ AS CAST” проводников, это самые совершенные проводники которые изготавливает Furutech, и они используются в самых лучших кабелях.

Различные характеристики проводников

Сопротивление проводников

Падение уровня сигнала находится в прямой зависимости от сопротивления проводника. Это падение, характеризует количество энергии, потребляемой при прохождении сигнала вдоль кабеля, и чем меньше снижение уровня, а, следовательно, ниже сопротивление проводника, тем лучше.

Еще одна, немаловажная деталь, в случае акустических кабелей, когда высокое сопротивление проводника вызывает снижение дэмпинг-фактора. Катушка в колонках вырабатывает собственную электромагнитную силу, которая, в свою очередь, вызывает обратное движение в акустическом кабеле и, в экстремальных случаях, может привести к повреждению усилителя мощности.

Сопротивление постоянному току, находится в прямой зависимости к поперечному сечению и проводника и зависит от материала, из которого он изготовлен, чем больше диаметр и чище материал, тем ниже сопротивление постоянному току.

При передаче высоких частот переменным током, много посторонних факторов играют роль, а сопротивление проводника увеличивается, вследствие скин-эффекта, эффекта притяжения и собственно потерей тока. На рисунке показаны частотные характеристики трех акустических кабелей Furutech. FS-2T20P, FS-2T35P и FS-2T15S, первые два, многожильной конструкции, диаметром 2 кв. мм и 3.5 кв. мм соответственно, а третий, проводник из моножилы диаметром 1.5мм. Следует отметить, что мы рассматриваем аудио спектр частот от 20Гz до 20 КГц, где частотные характеристики всех трех кабелей, остаются практически неизменными, однако с увеличением частот от постоянного к переменному току, соответственно возрастает и сопротивление проводника. Можно возразить, что данные частоты находятся вне аудио слышимого спектра, но это не так, эти высокие частоты влияют на тембр, звуковое представление и вносят вклад в чистоту и не окрашенность при воспроизведении высоких аудио частот, таким образом, конструкция из самого качественного материала, с учетом самых совершенных технологий, наряду с эффективной обработкой, вот ключ к Hi Fi совершенству.

Скин эффект

Протекающий ток имеет тенденцию к концентрации на поверхности проводника, по мере увеличения частоты. Ситуация требует изучения, вследствие потерь, в металле проводника, при высокочастотных электромагнитных волнах или реакции внутри проводника при прохождении тока.

На практике, когда высокие частоты передаются на периферийную поверхность, они не проходят через центральную часть проводника, и снижение эффективной площади поперечного сечения, приводят к увеличению сопротивления проводника, что приводит к падению уровня сигнала, и, как следствие к ухудшению качества звука.

Эффект притяжения

Когда проводники находятся близко друг к другу, и в каждом из проводников протекает высокочастотный ток, токи текут, пока расстояние между проводниками остается постоянным, если направления движения токов одинаковы. С другой стороны, токи текут пока, поддерживается притяжение если направления их движения противоположны. В этом случае, сопротивление проводника увеличивается, если движение тока не однородно.

Типы Поглотителей

Материалы

Материалы, наиболее часто используемые для электронных кабелей, это PVC (Поливинилхлорид) и LDPE (полиэтилен низкой плотности). В коммерческих целях, PVC обычно используется в кабелях, для низких напряжений, обычно меньше 600 Вольт. LDPE, с его хорошими диэлектрическими характеристиками, обычно используется как изоляционный материал коммуникационных кабелях для телефонов и т.п. для высоковольтных сетевых кабелей и для видео, и цифровых межблочных кабелей.

Наилучшими материалами являются FEP (Тефлон) и PP (Полипропилен). Тефлон обладает превосходными характеристиками диэлектрика. Тефлон термоустойчив, и как известно используется как поверхность для сковородок и утюгов, что означает, что температура, для изоляции материала проводника, должна быть большего порядка, обычно от 400 до 500 градусов по Цельсию, а при такой температуре, поверхность проводника может окислиться.

Полипропилен это чистый, стабильный материал, с превосходными изоляционными характеристиками, включая константу диэлектрика. PP также проявляет лучшие механические свойства, такие как устойчивость к вибрациям, и это наиболее предпочтительный материал для производства акустических и аналоговых межблочных кабелей для Furutech.

В настоящее время резина в качестве изоляции, редко используемый материал в электронике, т.к. PVC (поливинилхлорид) более гибкий и проявляет лучший качества сточки зрения износостойкости и сопротивлению различным реагентам и т.д. в частности, при использовании его в качестве внешней оболочки проводов.

Основные изоляционные материалы и их электрические характеристики

Материал Свойства	Полиэтилен низкой плотности (LDPE)	PVC	Полипропилен	Тефлон FEP
Объемное сопротивление (Ом*кв.см)	>1017	1012 ~1015	6.5 X 1014	>1018
Константа диэлектрика (50~106 Гц)	2.3	4~8	2.25	2.1
Тангенциальная потеря диэлектрика (50~106 Гц%)	0.02~0.05	8~15	0.02~0.06	0.02~0.07

* Teflon is a trademark of Du Pont.

Электрические характеристики изоляционных материалов

Изоляционные материалы, имеют четыре электрические характеристики, которым очень критична конструкция кабелей.

Объемное сопротивление это сопротивление на единицу площади, для постоянного тока, и является индексом качества изоляции.

Сила диэлектрика это напряжение, при котором происходит разрушение диэлектрика, приложенное к материалу, диаметром 1 мм.

Постоянная диэлектрика (описываемая ниже) и снижение параметров диэлектрика, фундаментальные характеристики при конструировании кабелей.

Тангенциальная потеря диэлектрика это основная характеристика потери качества диэлектрика, при прохождении переменного тока, через проводник, покрытый изоляционным материалом.

Относительная диэлектрическая постоянная

Относительная постоянная диэлектрика наиболее важный параметр в конструировании кабелей. Относительная постоянная диэлектрика (Es), определяется

как отношение электростатической емкости для конденсаторов с параллельным расположением пластин в вакууме (Co) и электростатическая емкость, при наличии изоляционного материала (C) и определяется как: Es=(C/Co). Таким образом, она может быть интерпретирована как степень поляризации вакуума (Es=1).

Изоляционный материал, содержит большое число ионов, для примера PVC, поляризуется, при воздействии электрического напряжения.

Изменяющаяся структура такого изолятора, вокруг проводника проводящего ток, вызывает потерю диэлектрических свойств, приводящую к потере сигнала и уменьшению в скорости передачи, изменяющей и относительную константу диэлектрика изолятора.

Рисунок 9 показывает частотную характеристику относительной константы диэлектрика (Es), между двумя типами кабелей, Furutech VVF, сетевой кабель с изолятором из PVC и Furutech FS-2T20P акустическим кабелем с PP изоляцией и PVC внешним экраном

Емкость

Электростатическая емкость кабеля, определяется расположением двух проводников и диэлектрической константой изолятора.

Пропитанный полиэтилен и пропилен используются в кабелях малой емкости, таких как Furutech FD-11, FV-11 и FA-21, т.к. пропитка уменьшает константу диэлектрика и, следовательно, стабилизирует частотные характеристики.

В аудио диапазоне величина емкости вместе с сопротивлением проводника, управляет уровнем ослабления сигнала, и, чем меньше уровень ослабления, тем лучше кабель.

Характеристики сопротивления

Существует фундаментальная закономерность, что для передачи высокочастотных сигналов, таких как от видео, цифровых источников, передаваемый сигнал соответствует сопротивлению кабеля. Правильный тип кабеля, это 75 Ом, коаксиальный дизайн и если используется другой проводник, сигнал будет частично отражаться в месте соединения, таком как, например RCA разъемы и не может быть передан в чистом виде, в связи с тем, что либо возрастающая, либо спадающая волна прямоугольной формы деформирована, либо форма волны искажена, приводя к ошибкам, которые, в свою очередь, ухудшают качество звука.

Оболочка

Кабели, для межблочного соединения, помещаются в оболочку, с целью защиты сигнала от внешнего шума. Существует два типа защиты, один включает в себя защиту от электростатического шума, другой от магнитного. Для предотвращения электростатических помех, обычно используется металл с высокой проводимостью, такой как медная проволока, или алюминиевая фольга. Так как защитный эффект находится в обратной пропорции к сопротивлению оболочки, из которой эта защита изготовлена, необходимо уменьшить сопротивление этого защитного материала, в целях увеличения тока, протекающего через защитную оболочку, который и создает защитный барьер от внешних шумов.

Ферриты (железо, и т.д.) необходимо использовать в кабелях в целях борьбы с магнитными полями. Но, этот тип защиты не используется в аудио кабелях, из-за того, что кабель становится толстым и твердым. Говоря обычным языком, скручивание изолирующих проводников может иметь эффект подавления магнитных полей.

Однако, разработчики кабелей не называют это магнитной защитой. Понятие магнитной защиты применительно исключительно в случае использования ферритных материалов.