Выбор правильного калибра

Последнее действие после покупки и установки аудиокомплекса — это соединение блоков и подключение акустики. Какой же выбрать кабель и как подключиться? Европейские изготовители акустики редко что-либо говорят о требованиях к параметрам и размерам акустического кабеля. Американские же, из США и Канады, акустика которых широко представлена на российском рынке, обычно указывают размер. Однако это выглядит приблизительно так: «используйте для подключения акустики кабель калибра (gauge) 16 — 18, если длина более 3 метров». Иногда указания более конкретные: «мы рекомендуем использовать кабель калибра 18 или толще при длине менее 8 метров и кабель калибра 16 или толще — при длине более 8 метров». В данном случае под калибром подразумевается размер провода в соответствии с AWG (American Wire Gauge, американский сортамент проводов). При этом чем меньше число по AWG, тем толще провод. Так сколько же это будет в привычных миллиметрах? Мы приводим в таблице для сравнения данные для некоторых наиболее часто применяемых кабелей.

Таблица

Рис. а

Рис. б

Рис. с

Все вы в каждом тесте акустики имеете возможность наблюдать частотную зависимость сопротивления АС. На самом деле — модуля сопротивления, т. к. от частоты меняется и фазовая характеристика входного импеданса традиционной АС с разделительными фильтрами и динамическими головками. Меняется так, что на одних частотах усилитель ощущает его как простое сопротивление, на других — как емкость и сопротивление, на третьих — как индуктивность и сопротивление. Самый сложный участок — низкие частоты. Для подавляющего большинства современных АС НЧ-головки работают, захватывая область механических резонансов (на частотной зависимости сопротивление на этих частотах возрастает), но наиболее опасный следующий резонанс — электромеханический, на котором импеданс минимален и практически равен сопротивлению по постоянному току. Для некоторых головок его величина может быть менее 4 Ом. Чем меньше внутреннее выходное сопротивление усилителя мощности, тем более эффективно подавляются (демпфируются) собственные колебания головки на частоте резонанса. Возможно, вы помните о таком параметре усилителя, как коэффициент демпфирования. Это отношение номинального сопротивления акустики к выходному сопротивлению усилителя и поэтому может меняться для систем с разным номинальным сопротивлением. По некоторым данным величина коэффициента демпфирования должна составлять несколько десятков. В таком популярном издании, как Audio Cyclopedia Ховарда Треймена, указывается, что он должен быть не менее 20. Теперь, если посмотреть в таблицу и произвести простейший расчет для акустики с номинальным сопротивлением 4 Ом и усилителя с коэффициентом демпфирования 20, то станет ясно, что даже полуметровый акустический кабель 17 калибра (сечение 1 мм²) будет на 10% ухудшать коэффициент демпфирования. А сопротивление часто используемого трехметрового отрезка такого кабеля уже на треть увеличит сопротивление усилителя и при указанных в примере значениях уменьшит коэффициент демпфирования почти вдвое. Для усилителй с большим коэффициентом демпфирования, т.е. меньшим выходным сопротивлением влияние акустического кабеля такого калибра будет еще больше.
   Также часто «обсуждается» влияние на качество звуковоспроизведения поверхностного эффекта, чаще называемого в аудиофильских кругах скин-эффектом. Представляется, что для большинства многожильных акустических кабелей влияние этого эффекта ничтожно (см. вставку).
   В общем случае потери в кабеле определяют его сопротивление, индуктивность и емкость и проводимость утечки изоляции (все на единицу длины). Поэтому наилучшим из всех вариантов будет короткий, толстый, многожильный (можно и с изолированными отдельными проводниками) акустический кабель. В любой системе используются как межблочные, так и акустические кабели. Какой должен быть между ними расклад? По мнению специалистов, занимающихся разработкой и производством специальных звуковых кабелей, лучше иметь длинный межблочный кабель и короткий акустический. Это, например, предполагает использование в высококачественной звуковой стереосистеме предусилителя и двух моноблоков усилителей мощности, расположенных в непосредственной близости от акустических систем. Тут кардинальным решением проблемы с акустическими кабелями может стать использование активных акустических систем.
   Но вернемся к обсуждению подключения в более простых системах. Общепринятые (в Европе и у нас в стране) лет двадцать назад двухконтактные разъемы для подключения акустики не были рассчитаны на большие мощности. Во времена их разработки «нормальной» мощностью для стереоусилителя считались 10 Вт на канал. Такие разъемы допускали использование только обычных электротехнических проводов типа «лапша» с небольшим сечением, а потому и канули в Лету. Такая же судьба постигла и пружинные зажимы на японской блочной аппаратуре. Хотя справедливости ради нужно уточнить, что подобные зажимы вовсю используются в музцентрах и для подключения дополнительных каналов (центрального и тыловых) в некоторых AV-ресиверах.
   Большинство же современных аппаратов оборудованы винтовыми клеммами, допускающими подключение кабелей с жилой различных диаметров. Напрямую, без переходника или наконечника, можно подключить кабель диаметром до 3 мм (см. фото а). Если же вынуть заглушки и использовать переходные однополюсные вилки, то без проблем удастся выполнить подключение и 6-миллиметромым проводом (см. фото б).

Скин-эффект

Суть скин-эффекта заключается в том, что с повышением частоты ток вытесняется из толщи проводника на его поверхность. Отсюда, кстати, происходит и название «скин»: в техническом контексте значение английского слова skin — наружный слой, оболочка. Простейшим параметром, характеризующим скин-эффект, является отношение сопротивлений единицы длины кабеля по постоянному и переменному току (R_AC/R_DC).
Глубина, на которой плотность тока в 1/е раз меньше, чем на поверхности (см. рис.), называется скин-глубиной. Здесь е — это основание натурального логарифма и равно приблизительно 2,72. На низких частотах скин-глубина значительно больше радиуса, что означает равенство тока по всему сечению проводника. Влияние скин-эффекта может стать заметным, когда отношение становится значительно выше единицы. Мы говорим «может», потому что это произойдет только тогда, когда увеличение сопротивления проявится в заметном на слух изменении звучания. Для частот более 15 кГц отношение R_AC/R_DC становится равным 1,1 при использовании одножильного провода калибра 15.
Для многожильного провода, а только такие и используются для подключения акустики, говорить о конкретной величине скин-глубины очень сложно. Множественные переплетения и контакты между отдельными проводниками, образующими электропроводящую жилу не дают возможности точно рассчитать и оценить ее величину. В меньшей степени скин-эффект сказывается для многопроводного кабеля, каждый отдельный проводник жилы в котором имеет изоляционный слой, т. е. для литцендрата. У него по крайней мере можно теоретически точно просчитать величину площади поверхности, которая будет большей по отношению к одножильному при равной площади сечения. Кстати, широкое использование такого провода в катушках индуктивности радиоприемников (т. е. на высоких частотах) определялось именно малым скин-эффектом.