Технологии кабельных конструкций от TTAF

В аудиофильских кругах принято считать, что многожильный проводник является не самым лучшим решением для аудио кабеля топ-класса и имеется ряд тому подтверждений. Проблема может заключаться в том, что сигнал буквально «прыгает» от жилы к жиле самым нежелательным и практически непредсказуемым образом и меняя уровень, вызывая тип искажений, который обычно не измеряется. Одной из причин этого может быть взаимодействие магнитных полей всех жил. Процесс окисления также может служить помехой для прохождения сигнала. Прежде всего, это касается диапазона высоких частот и проявляется, в первую очередь, в шероховатости звука, которую многие специалисты находят раздражающей. С момента, когда проволока уже на финальной стадии выходит из пресса, она начинает окисляться. Как правило, при производстве не принимается никаких мер для предотвращения этого процесса и когда жилы собирают вместе и переплетают, окисление между ними уже идет. В результате даже было сформулировано правило «Диодного эффекта», смысл которого заключается в следующем: непроводящий материал, помещенный между проводящими жилами, является эффективным диодом, который срабатывает, когда достигается достаточный потенциал. Проявляется это как высокочастотные искажения или - диодный шум. Многожильные проводники используются в производстве аудио кабелей по причине невысокой стоимости и простоты изготовления. В итоге получаются тонкие и гибкие кабели, готовые к применению в различных сферах.

Разработчики аудио кабелей придерживаются мнения, что провода разного диаметра склонны звучать по-разному и каждый из них лучше проявляет себя в определенных частотных диапазонах. Именно поэтому в большинстве кабелей топ-класса используется изолированная моножила различных диаметров.

Опытным путем было отмечено, что больший диаметр склонен точнее отображать низкие частоты, средний – средние частоты и самый тонкий проводник – высокий диапазон частот. Мнения относительно причин такой взаимосвязи до сих пор расходятся, но теории существуют и большинство из них, так или иначе, сводятся к т.н. скин-эффекту, хотя, казалось бы, это не имеет никакого отношения к аудио частотному диапазону. Прослушивание же показывает обратное.

В этом контексте чаще всего ссылаются на т.н. плотность потока: мол, чем больше проводник, тем выше плотность магнитного потока, который концентрируется в середине проводника. Из-за этого более высокие частоты «вытесняются» к поверхности проводника. В зависимости от диаметра проводника это может происходить в различной степени и иметь различное влияние на высокие, средние частоты и бас. Большая часть различий в звуке между проводниками разного диаметра может быть отнесена, во-первых, к взаимодействиям между различными частотными диапазонами, возможно, из-за известного в кабельной индустрии принципа магнитного поля и, во-вторых, из-за стремления более высоких частот протекать по поверхности проводника. Использование толстого или тонкого проводника в кабеле напрямую влияет на глубину скин-эффекта. Площадь поверхности, по которой проходят высокие частоты, различается, и частотные соотношения глубины скин-эффекта к размеру проводника также будут иметь эффект. Все это в комплексе оказывает влияние на звук и восприятие тонального баланса. Площадь поверхности проводников различного диаметра также различается и, соответственно, площадь контакта проводника и изолятора будет влиять на емкость, которая в свою очередь также будет влиять на передачу высоких частот.


Установив влияние размера проводника на звук, нетрудно представить, что и форма и конструкция проводника также будет иметь значение. Было установлено, что плоские или прямоугольные проводники чрезвычайно полезны для звуковых характеристик. Это может быть связано как с площадью поверхности этих проводников, так и с теорией скин-эффекта, когда сигнал низкой частоты уходит к центру проводника. Плоский или прямоугольный проводник, априори не имеющий такого магнитного центра, как у круглого проводника, минимизирует концентрацию низких частот и в результате дает иное звучание. Значит, плоский проводник, так же как и круглый, имеет частотную зависимость от размера. При прослушивании выяснилось, что плоские проводники особенно хорошо передают средний диапазон.

Учитывая, что проводникам различных типов и размеров свойственно звучать по-разному, их правильные сочетания должны отразиться на звуке самым лучшим образом - разные типы проводников, каждый из которых дает наилучшие результаты в своем диапазоне, будучи собранные вместе, способны создать отменный во всех частотных диапазонах кабель. В этом и заключается суть концепции комбинации. Конкретный проводник отвечает за конкретный диапазон. Если проводники имеют отличные характеристики в своих диапазонах и при этом не имеют влияния на другие диапазоны, они могут быть объединены вместе, что приведет к лучшей производительности на всех частотах.

Бас

Установлено, что цельные проводники большого диаметра лучше всего отрабатывают нижние частоты, и чтобы не ослаблять более высокие частоты, можно использовать отдельные проводники для высокого и среднего диапазона. Совершенно очевидно, что нужно использовать проводники большого диаметра, чтобы достичь наилучшей отдачи по басу. Влияние скин-эффекта изменяется по мере изменения частоты, а низкие частоты проходят глубже всего. Большие проводники обладают достаточной глубиной, чтобы полноценно отрабатывать передачу баса. Это происходит по причине плотности потока в середине большого проводника, высокие частоты устремляются к поверхности, взаимодействуют с низкими и средними, при этом бас оказывает решающее влияние на все. Наконец, тот факт, что проводники большого диаметра имеют большую площадь поверхности, которая взаимодействует с диэлектриком, увеличивая тем самым емкость, влечет за собой ослабление высоких частот. Таким образом, проводники большого диаметра, прежде всего, склонны к акцентированной передаче баса, нежели высокого и среднего спектра.

Средние частоты

Для передачи средних частот лучше всего подходит проводник плоской формы. Однако плоские проводники вынуждают производителя делать кабель большего диаметра. Можно использовать и цельный круглый проводник меньшего диаметра, но это отразится на излишнем подчеркивании средних частот. При аналоговых соединениях сигнал линейного уровня существенно ниже и ввиду незначительных взаимодействий это становится не так критично. Допустимы комбинированные средне-низкочастотные проводники, но это скорее компромисс. В акустических кабелях присутствует более высокое напряжение и использование прямоугольных и плоских проводников приводит к самым лучшим характеристикам в среднем диапазоне. Из-за пониженной плотности потока средние частоты гораздо чище и более естественны. Также вероятно, что при большей площади поверхности проводника, контактирующей с диэлектрическим материалом, увеличивается емкость, вызывая тем самым ослабление высоких частот. После этого влияние на средний диапазон меньше, что в итоге ведет к более чистой и прозрачной «середине».

Высокие частоты

Куда сложнее обстоит дело с высокими частотами. Чтобы ограничить влияние плотности потока и уменьшить взаимодействие низких и средних частот необходимо использовать очень тонкие проводники. Очень сложно изолировать каждый из них, но это необходимо делать, чтобы избежать тех негативных нюансов использования многожильного провода, о которых мы говорили выше. Идеальным решением было бы использование полого высокочастотного проводника, исключая тем самым проблему плотности потока. Для реализации этого тонкие, плоские проводники скручиваются по спирали, образуя трубчатую конструкцию, которая лишена влияния плотности потока. Эта конструкция проявила себя как идеальный проводник для широкого диапазона чистых высоких частот без каких-либо резких или излишне ярких окрасок, свойственных другим схемам.

Оптимизация

Чтобы достичь идеального баланса между различными частотными диапазонами, крайне важно для разных типов проводников подобрать правильный диаметр и их количество. Впечатляющий объем исследований и разработок, в сочетании с бесчисленными часами, проведенными за прослушиванием, дал результаты, которые должны поднять возможности самых серьезных аудиосистем на совершенно новый уровень.

Медь

Помимо отказа от многожильного провода и использования проводника с правильной геометрией, при создании аудио кабеля высокого класса необходимо учитывать такую важную деталь, как сорт меди, которая будет использоваться. Если вы посмотрите на характеристики обычного кабеля, вы обнаружите, что очищенная медь, из которой сделан проводник, имеет порядка 1500 зерен (кристаллов) на фут. Сигнал, передаваемый через этот провод, сталкивается с препятствиями в виде всех этих кристаллов. Нетрудно представить, что преодоление этих препятствий влечет за собой определенные потери или вызывает помехи в сигнале. Это похоже на эффект в многожильном проводе и приводит к таким же звуковым искажениям. В видео кабеле это, помимо прочего, вызвало бы потерю информации.

Существует еще один метод – использование конструкции Оболочка-Пена-Оболочка, где в качестве пены выступает вспененный азотом полиэтилен. В этой технологии первая оболочка из высокоплотного полиэтилена изолирует внутреннюю проводимость; взбитая азотом пена дает электромагнитному сигналу быстро распространиться, а следующий слой оболочки «запечатывает» конструкцию. Все это обеспечивает лучшее центрирование проводника, лучшие электрические характеристики и более устойчивое сопротивление.

Вспененный газом диэлектрик также гарантирует лучшую износостойкость и стабильные значения затухания. Испытания, проведенные в соответствии с требованиями IEC 6B-2-3 (тест на старение продолжительностью 21 день при температуре 40° Цельсия и влажности 93%) показали, что затухание не превышает 5% от начальных показателей.

Сорт более качественной меди, называется OFC (Бескислородная медь) или OFHC (Высокопроводящая бескислородная медь). Но этот термин может ввести в заблуждение, т.к. бескислородная медь на самом деле не на 100% свободна от кислорода. Она отливается и вытягивается в процессе, в течение которого содержание кислорода минимизировано.

Таким образом, уменьшая образование оксидов меди, которые ведут к увеличению количества кристаллов, мы выходим на уровень содержания кислорода в OFC 400 зерен (кристаллов) на фут в отличие от 1500 зерен в обычной меди.

Сигнал при прохождении получает кардинально меньше препятствий, а значит - искажений. Это существенное преимущество перед обычным проводом из очищенной меди. OFC и OFHC по сути не одно и то же, однако этим часто злоупотребляют. Содержание кислорода действительно варьируется в определенном диапазоне, и конечный результат напрямую зависит от качества материала. Другими словами, не вся бескислородная медь звучит одинаково.

Более высокий класс меди – медь с удлиненным зерном, иначе ее называют «линейно-кристальная» (LC-OFC), «монокристальная» или «длиннозернистая» медь. Эти сорта меди производятся очень тщательно и досконально, что в итоге дает всего порядка 70 зерен (кристаллов) на фут.

В идеале, лучший образец меди для применения в аудио и видео сферах вообще не содержал бы кристаллов. Профессор Ацуми Ойно начал изучение теории уплотнения (затвердевания) металлов в середине 60х годов и в 1984 году опубликовал свой знаменательный труд «Затвердевание. Теория разделения и ее практическое применение» («Solidification. The separation Theory and its Practical Applications»). В этой книге профессор Ойно рассказывает о структурах кристаллов. Он описывает уникальный процесс литья металлов, где предположительно отсутствует кристальная структура. Этот процесс называется O.C.C. Идея родилась в 1978 году и предполагала использование подогретых форм в непрерывном процессе литья. В дальнейшем на технологию O.C.C. (Ohno continuous Casting) были получены международные патенты. Медь, произведенная по этой технологии, является, по сути, маленькими стержнями из O.C.C. меди, и которая может вытягиваться до 700 футов в длину. Более подробно о данной меди можно прочесть в статье"Что такое OCC медь?"

Диэлектрик «Оболочка - Пена с использованием азота - Оболочка»

Диэлектрик – это слой, который покрывает внутренний проводник и который выполняет ряд задач. Как изолятор он защищает проводник от замыкания с любыми металлическими предметами. Также он защищает проводник от загрязнений и коррозии. Раньше как диэлектрик широко использовался цельный полиэтилен (PE), но это делало кабель тяжелым и громоздким. В области домашнего видео и цифрового аудио этот полиэтилен был практически полностью вытеснен вспененным полиэтиленом. От материала, из которого сделан диэлектрик, зависят потери в кабеле и сопротивление.

Сопротивление определяется отношением между наружными диаметрами проводника и диэлектрика. Центровка этих элементов также влияет на сопротивление.

Вспенивание материала диэлектрика выполняется с помощью химических добавок. Самый лучший способ – это вспенивание полиэтилена посредством введения в него газа азота. В результате в полиэтилене образуются очень мелкие, равномерно распределенные пузырьки, которые придают кабелю лучшие характеристики по эластичности и лучшую диэлектрическую постоянную.