Черного кобеля не отмоешь до бела. Или не все кабели одинаково черные.

[NovikovK]

Черного кобеля не отмоешь до бела. Или не все кабели одинаково черные.

Эротическое эссе о кабельной продукции для аудио. 18+

Если Вы спросите меня, как я отношусь к теме кабелей, и почему я никогда не участвую в обсуждении этой темы, я отвечу, что отношусь к этой теме с большой долей скепсиса, переходящего порою в особый цинизм при разговоре об их стоимости относительно аппаратуры. И, несмотря на всё то, что я напишу ниже (ещё не знаю, чем всё кончится), надеюсь, что отношение моё не изменится. Поехали.

Итак. Межблочные кабели. Что от них требуется.
1. Передать сигнал из точки А в точку В
2. Не исказить сигнал.
То есть задача перед кабелем – проще некуда. Потому что длина кабеля очень маленькая, длина волны, которую мы передаем – очень большая. Никому и в голову не придет рассматривать кабель, как длинную линию… Моя паранойя не может позволить принять эти общепризнанные истины на веру. Так же, как не могу принять на веру утверждения, что только кабель из телефункена 1939г выпуска в качестве межблочника «дает настоящий звук». С другой стороны, я не хочу поднимать тему особой чистоты меди и влиянии возможных электрон-дырчатых переходов в кабеле, влияние термоэлектрических пар в пайках и других соединениях металлов. Моей паранойи на такое не хватит.

Попробуем рассмотреть нашу очень короткую длинную линию. Начнем с маленького лирическо-эротического отступления.

Пока люди занимались только передачей азбуки Морзе и голоса на расстояние, они клали на длинные линии. Длины предмета, который они клали, хватало на любую линию. Чего на линию грешить, если микрофоны кривые, да и громкоговорители не лучше. Усиление тоже идеальным не назовешь. Но с приходом эры телевидения получилось «ОПА!» (Это мой чисто субъективный взгляд. В действительности всё могло быть по-другому). А заключается эта …ОПА вот в чем. Телевизионный сигнал пробегает строчку за «безумно короткое время» – 64мкс. И ежели не заботиться о длинных линиях (которые оказались совсем короткие), то вместо одного диктора можно увидеть 2,3 или даже 4 вещающих головы, причем за одни и те же деньги. С одной стороны – выгода на лицо. Но не всем это понравилось с другой стороны кабеля. И стали искать причину змеегорыночности ТВ. Тут-то и выяснилось, что кабель, по которому течет ТВ сигнал, ведет себя как отмороженный кобЕль, успевая на небольшой длине и за короткое время наплодить клонов. Усмирить его можно было только одним способом – подсунуть вместо диктора этому кОбелю на каждом конце су.. ой!, сопротивление, равное собственному волновому... Пока кабЕль вместо диктора пользует двух, тьфу! два сопротивления на концах, диктор успевает пробежать мимо незамеченным. Все довольны….
Но какое отношение эта эротика имеет к звуку? Сейчас я буду отчаянно (прям как Гитлер из анекдота) «оттягивать конец» кабелю. Глядишь, он станет длиннее. Сначала определим длину кабеля, который дает удвоение «звукового изображения». (далеко не каждый) Человек определяет расползание ВЧ относительно НЧ при разнице 4мкс (это придется Вам принять на веру. В литературе нет такой информации), такое же время характеризует минимальный различимый угол между двумя источниками звука (это можете найти в справочниках). Учитывая дорогу в два конца получаем 600м. Это длина межблочного кабеля, на котором «можно услышать» удвоение музыкального сигнала (на самом деле не музыкального сигнала, а очень короткого фронта). Мда. Не слишком короткий кабель получился...

Заглянем к телевизионщикам. А они не парятся и нормируют величину возвратных потерь. И если кабель покласть с 359 перегибами, то вряд ли можно уложиться в положенные 20дБ возвратных потерь. То есть «при идеальном согласовании» на концах кабель имеет право возвернуть 10% сигнала. К потребителю вернется отраженка 1% (дорога в два конца будет 40дБ). Пустяк для телевизионной картинки. Но не пустяк для звука…

Давайте с другого конца зайдем. Попробуем «ловкость рук и никакого мошенничества». Какая нынче в моде длина кобелЕй? Для простоты счета возьмем 90см. Начинаем плясать. По кабелю в 90 см волна при скорости распространения 200 000 км/ч в оба конца пробегает за 9нс (вспомним, кто там про джиттер в пикосекунды говорил?). Самый быстрый (20кГц) сигнал успеет за это время измениться максимум на 0.11%=9нс*(2*Pi*20000) (время на скорость синуса 20кГц) . (Я же говорил, ловкость рук). (Теперь еще внимательнее следим за моими руками). Смотрим на кабель. На приемной стороне стоит офигенный резистор, по стандартам этак 47кОм, и для волнового сопротивления кабеля (от ХЗ до 200 Ом) его просто не существует (отражение для 100Ом кабеля 99.57%), а еще там маленькая антеннка, в виде проводников, соединяющих кабель и резистор. Отсюда делаем вывод, что сигнал с этого конца отразится почти на 100%. Итак, сигнал от источника добежит до приемника и почти весь вернется к источнику через 9нс…

"Не ждали?" (картина маслом).


И вроде, чего бы это нам, бояться отражёнки, выходному каскаду покласть на новый источник ЭДС в цепи, однако совсем иначе с общей отрицательной обратной связью. ОООС как раз отсюда берет сигнал и посылает его взад, тьфу, вперед, для сравнения с исходным сигналом, а значит ошибается за счет дополнительной ЭДС отраженной волны на …
Давайте считать:
для 20кГц – 0.113% или -59дБ
для 2кГц – 0.0113% или -79дБ
для 200Гц – 0.00113% или -99дБ
Такой порядок величин уже имеет некоторое значение для слухового восприятия.

Но это еще не конец. Как выходной каскад кладет на отраженку из кабеля, так и кабель кладет на ОООС. Сопротивление источника напряжения для кабеля вовсе не ноль, а равно сопротивлению выходного каскада в данный момент времени. Следовательно, наша отраженка погасится на этом конце ровно настолько, насколько сопротивление выходного каскада в данный момент равно собственному волновому сопротивлению кабеля. А значит через 9нс снова картина маслом – 99% (почему бы и нет) от первого сигнала. Да плюс еще одна отраженка. За полпериода 20кГц отраженных сигналов наберется 2777 штук. Они частично погасятся, сложатся и взаимно вычтутся, но они там будут. В самом плохом варианте (отраженки не гасятся вообще и только суммируются) и -59дБ и -99дБ превращаются… в -6дБ (энергия резонансно накачивается в кабель). Кстати, о резонансах. Эти волкИ позорные тоже имеют наглость сожительствовать с нашим кабельком. Погонная индуктивность есть, погонная емкость есть, конечная длина есть, согласования нет - получите резонанец. И если для одного метра кабеля влияния условно нет, то 2777 раз в обе стороны даст пять километров пробега (выше я про 600м говорил), а вместе с ним и существенный набег фазы. Фазовый разбег естественно будет разным для разных частот.

Итого получаем. Для всего частотного диапазона в самом плохом варианте уровень паразитного отраженного сигнала может быть до -6дБ. Нижние границы для самого плохого варианта частотнозависимы и написаны выше. Кроме того, уровень отраженки в кабеле зависит от текущего сопротивления выходного каскада, а следовательно, модулируется по сигналу.

Я же говорил, следите за руками.

Якобы 6дБ паразитного сигнала в межблочном кабеле оставим в качестве ночного кошмара для аудиофила. Реальные уровни конечно же на порядки ниже. Даже если по дороге в оба конца теряется всего 0.1%, то пробежав 2777 раз остается 6 процентов от исходного уровня сигнала. Да и необязательно они (отраженки) складываются. За счет набега фазы могут и вычитаться. А еще и синус имеет максимальную скорость только в момент пересечения нуля.

Один извечный русский вопрос я осветил. Теперь от Герцена переходим к Чернышевскому. Отвечаю на вопрос «что делать»?

Вариант первый. Качать кабель током. Если источником будет честный источник тока, то ему, равно как и обратной связи будет покласть на ЭДС. На приемной стороне надо принять этот ток. Желательно на сопротивление, равное волновому сопротивлению кабеля. Вопрос. Кто качает кабели током? Только мы. Да и то, только в оконечниках с собственными же акустическими системами. При этом кладем на качество акустического кабеля (без фанатизма, телефонную лапшу не пользуем, горит и плавится, зараза). В других устройствах не используем, ибо будет несовместимо с чужими устройствами (не будет работать, в худшем случае сожжем, к чертям собачьим).

Вариант второй. Взять прекрасно зарекомендовавший себя способ передачи сигнала у телевизионщиков. 75Ом, 2В на выходе = 26мА тока. Значит выходной каскад в классе А должен иметь минимум 260мА ток покоя. Весьма недурственная печка получится. Тянет на усилитель для наушников, хотя это всего лишь источник сигнала. Либо надо уменьшать уровень сигнала раз в 10, иметь 200мВ на выходе и, очень возможно, на 20дБ хуже сигнал/шум. При этом получим вполне терпимые уровни напряжений и токов выходных каскадов источников. Не надо будет городить серьезных радиаторов внутри корпуса.

Любой из двух подходов требует полной перестройки индустрии оборудования. Плюс еще есть индустрия кобелестроения и кобелевпаривания, которая наймет кучу киллеров и отстреляет всех, кто кричит и даже шепотом говорит про необходимость согласования с волновым сопротивлением. Потому что любая сволочь сможет пойти на блошиный рынок и купить себе китайского межблочника, который ничем не будет отличаться от межблочника за ххххххх или хххххххххх марсианских тугриков.

После Герцена и Чернышевского остался еще один вопрос. Имеет ли смысл? Имеет ли смысл менять и подбирать межблочные кабели? Если мы берем всякую разную аппаратуру, заранее не зная о содержимом и его внутренней структуре, то, по моим рассуждениям, получается,.. что имеет смысл подбирать кабели. (Вот никогда не думал, что скажу такое!!!) Сразу же добавлю, что Вы не получите идеал. Идеал – это к Чернышевскому (см. выше). Но меняя в некоторых пределах волновое сопротивление и длину межблочного кабеля, можно получить разную степень согласования с выходным сопротивлением и ОООС источника. Для одного источника лучшим вариантом может оказаться телефонная лапша, для другого – коаксиал на 50 Ом, для третьего – витая пара, а для четвертого только кабель за ххххххххххххх (но такой же, с большой долей вероятности, можно сделать и самому), ну а пятому источнику… поможет только топор ибо кОбелем там уже ничего не исправишь.

Еще один вопрос, требующий ответа: «Куды ж бедному крестьянину податься?». В уже существующем тракте можно попробовать нагрузить приемный конец – параллельно входу на приемной стороне повесить резистор, скажем 5кОм или 1кОм. Чем резистор меньше, тем лучше с точки зрения согласования с волновым сопротивлением. Но тем хуже для источника. Если 5кОм (с учетом параллельных ему 47кОм) источник должен протянуть, то 1кОм уже вряд ли. Появятся искажения из-за перегрузки выходного каскада источника. Мы этот факт проверяли. Правда, на других линиях. Сигнал был пожиже, линия длиннее, сопротивление поменьше (менее 1кОм). Эффект есть.

За сим завершаю эротически-теоретическую часть.


ЗЫ: Мое отношение не изменилось. Кабель за хххххххх не спасет отцов русской демократии, хотя может добавить «некоторой изюминки».

ЗЫЫ: Исключительно по просьбе LevZ. Добавлю дополнительных выводов для более продвинутых в области электроники пользователей.
1. Чем хороша лампа в качестве усилителя? Ни один вменяемый инженер не станет впендюривать 4-5 и более каскадов на лампе для усиления сигнала. Он обойдется всего двумя, в худшем случае тремя каскадами (это ламповики Вам лучше расскажут). Дополнительным бонусом является то, что ламповый усилитель можно построить без ОООС, а значит, межблочный кабель должен оказывать еще меньше влияния.
2. Чем хорош транзисторный усилитель без операционных усилителей (особенно на выходе): точно тем же, чем и лампа, - мало каскадов. Правда, чаще больше, чем на лампе. ОООС практически всегда есть.
3. Даже выходной каскад в классе А имеет очень «некрасивую» зависимость выходного сопротивления каскада от сигнала. Для одной полуволны сопротивление определяется активным элементом, а для другой полуволны – сопротивлением резистора (или бесконечность для источника тока вместо резистора). Это справедливо и для эмиттерного повторителя, и для схемы с общим эммитером.
4. Для класса АВ в момент закрывания транзистора одной из полуволн вообще происходит скачкообразное изменение эквивалентной схемы выхода. Сопротивление закрытого транзистора получается равным бесконечности, а рабочий транзистор оказывается нагружен только на резонансный контур в виде кабеля (вот где простор для «подбора кабеля», хотя, лучше все таки топор).


Далее в программе – измерения подопытных кабелей.
...

ЗЫ: поправил цифры. Нашел ошибку в расчетах, и уточнил скорость волны в кабеле. Все цифры уплыли из-за ошибки и неточности в самом начале.