Eksotisk høyttalerkabel med stor avstand mellom lederne (Schnerzinger)
Del 1 av denne artikkelen handlet om hvor viktig det var å ha tjukk nok kabel for å få ned motstanden. Den viste også to eksempler på litt mer eksotiske kabler.
Den første hadde ekstra stor avstand mellom lederne og var plassert på egne føtter for å få avstand fra gulvet. Den var laget for å minimalisere kapasitans mellom lederne. Den var også laget for at det skal være minst mulig påvirkning fra vibrasjoner som høyttalerne selv har laget.
Tvunnet multilederkabel
Den neste var en kabel som var laget ved å tvinne sammen mange tynnere ledere, i dette tilfellet en gjør-det-selv kabel. Den var designet for å få minst mulig induktans og også for å få minst mulig skinn- eller strømfortrengningseffekt.
Det mangler ikke på vitenskapsbaserte begrunnelser for hvordan kabler påvirker lyden. Det er faktisk så mange av dem at denne bloggposten, som har ambisjon om å si noe om dem alle, faktisk blir litt lenger enn det jeg synes den bør være. Om du er utålmodig får du heller gå til slutten og se konklusjonen, Men for de nysgjerrige, så tar jeg for meg én etter én av egenskapene her.
Liten induktans eller liten kapasitans, hva er det egentlig som er viktigst? For nest etter motstand er det induktans og kapasitans som betyr noe. Aller helst så skulle begge være null. En kabel kan lages slik at man får lite av det ene mot å få mye av det andre. Men det er ikke mulig å lage en kabel med både liten induktans og liten kapasitans. Og enten man har det ene eller det andre så bidrar de begge til å dempe diskanten. Litt sleivete sagt så sperrer induktansen for høye frekvenser og kapasitansen kortslutter bort de høye frekvensene. Og selv i en vanlig kort høyttalerkabel gjør dette at bassen ankommer litt senere enn diskanten (dispersjon).
Men i en kort høyttalerkabel svarer ikke forskjellen i tidsforsinkelse til noe mer enn om diskantelementet i høyttaleren ble flyttet maksimum én mm tilbake, så det har minimalt med betydning. Dessuten er dempingen av diskanten så liten at det nærmest kan glemmes. Skal man likevel minimalisere tapet for høye frekvenser så lønner det seg likevel å designe med lav induktans heller enn lav kapasitans når man snakker om høyttalere. Altså er det en fordel at lederne ligger tett sammen slik som de gjør i de aller fleste kabler og ikke slik som i kabelen i det øverste bildet.
Noen kabeldesignere legger vekt på å minimalisere refleksjon av signalet fra endene av kabelen. Da må man tilpasse seg kabelens karakteristiske impedans. Dette er velkjent fra kabel-TV der impedansen er 50 eller 75 ohm. For det første er det ikke mulig å lage kabler med impedans så lav som som en høyttaler på 4 eller 8 ohm. Men enda viktigere er det at TV-kabelen er lang i forhold til signalets bølgelengde. Det motsatte er tilfelle for lydkabler der den høyeste diskanten har bølgelengde på minst 10 km og bassen enda mye lengre. Derfor kan ikke høyttalerkabler forstås som transmisjonslinjer og alt snakk om impedanstilpasning er meningsløst.
Pupin-spole på isolator øverst i en telefonststolpe(American Electrician 1903)
Men med gammeldagse telefonkabler som kan være så lange som 100 km er det annerledes, for de må betraktes som transmisjonslinjer, ofte med karakteristisk impedans på 600 ohm. Da oppdaget man allerede i 1900 at det å legge til spoler (induktans) med jevne mellomrom, såkalt pupinisering, var en fordel. Det finnes høyttalerkabler med dette også. Men igjen er det en modell for en lang kabel som er brukt, ikke den som gjelder for 4-5 m lange høyttalerkabler. For dem er det, som jeg skrev over, en fordel med det motsatte, nemlig lav induktans.
Andre vektlegger at deres kabler unngår resonans. Det kan høres besnærende ut, da et system som har induktans og kapasitans jo alltid har en resonansfrekvens. Men her er det en sammenblanding av to modeller. Lavfrekvensmodellen for en kabel, den som gjelder for audio, har en diskret induktans og en diskret kapasitans i seg. Regner man på det så finner man en resonans på én MHz eller to, altså langt høyere enn det som er hørbart. Bare det skulle tilsi at det ikke har noe å si. Men ved disse frekvensene spørs det nok om man heller må bruke en annen model, nemlig transmisjonslinjemodellen som er nevnt over. Den har distribuerte induktanser og kapasitanser og det gir ingen resonans. Så hele resonansproblemet er nok et konstruert problem.
Nært beslektet med motstand er skinneffekten eller strømfortrengningseffekten. Det betyr at jo høyere frekvens, jo mer er strømmen i ytre del av lederen. Selv ved 50 Hz, som i elektrisitetsforsyingen, går ikke strømmen noe særlig mer enn én cm inn i en kobberkabel. Ved 20 kHz er skinndybden ca 0,5 mm. Dette betyr at for de litt tykkere kablene (2.5 mm2 og mer) så øker motstanden noe med frekvensen. Proksimitets- eller nærhetseffekten som handler om at strømmene i de to lederne påvirker hverandre, bidrar også i samme retning.
Flat kabel som er 12,5 cm bred (Magnan Audio Cables)
En del dyrere kabler er designet med mange ledere som hver for seg er tynnere enn inntrengningsdybden, slik som vist i bildet over, for å unngå dette. Alternativt kan kabelen lages flat og med en tykkelse som er mindre enn skinndybden, slik som vist ved siden av. Det er for øvrig ganske fint hvis kabelen skal legges under teppet!
En tredje måte å gjøre det på er å lage en hul koaksialkabel, slik som brukes for kabel-TV. Den dyre Pear Anjou kabelen som irriterte James Randi, er bl.a. bygget slik (se del 1). Men i forhold til den økningen i impedans som skyldes kabelens induktans, er bidraget fra disse skinn- og prokisimitetseffektene ikke særlig store. Likevel skader det jo ikke noe om en kabel minimaliserer disse effektene, men det spørs om det er verdt pengene. Skinn- og proksimitetseffektene, som jo er virkelig målbare effekter, illustrerer poenget om at selv om noe kan måles og analyseres så betyr det ikke nødvendigvis at det er viktig.
Hvordan kan det ha seg at noen eksotiske kabler er laget med stor avstand mellom lederne for å få lav kapasitans, når jeg har sagt over at det lønner seg heller å få liten induktans? Ofte kommer det av at de har fokusert på en hukommelseseffekt som finnes i kondensatorer og som skyldes dielektrisk absorbsjon. Selv når en kondensator tilsynelatende lades helt ut, så kan den huske noe av ladningen likevel. Jeg har illustrert det i en YouTube video. Det er en reell effekt og da særlig i kondensatorer med stor kapasitans, mye større enn i en kabel. Det har med kvaliteten på materialet mellom lederne å gjøre. Materialer som teflon minimaliserer det, men enda bedre er luft slik som i kabelen som svever på holdere over gulvet i bildet over. En kabelleverandør kan gjøre et stort nummer av sin teflonisolasjon og legge ut om hvordan kabler kan være ’ulineære’ og smøre ut lyden og gi dårlig stereobilde. Er det reellt? Egentlig ikke, da effekten er lineær siden den kan modelleres med et nettverk av kondensatorer og motstander. Det har analogguruen Bob Pease illustrert. Ingen av disse kan forvrenge et signal.
Så er det de som legger vekt på materialet i lederne. Som nevnt tidligere er det viktig med god ledningsevne. Med sin gode ledningsevne, akseptable pris og gode mekaniske egenskaper er det ikke rart at kobber er så populært. Men det blir så vidt slått av sølv som har 5% lavere motstand enn kobber. Gull kommer ikke så bra ut da det har nesten 50% mer motstand, men det er velegnet i kontakter da det ikke oksiderer. Man kan få dyre høyttalerkabler med sølv. Men det spørs om det ikke heller lønner seg å øke kobbertversnittet med 5% heller enn å bruke det ganske mye dyrere og mekanisk mye skjørere sølvet.
Det er også mange som legger vekt på renheten i materialet. Her er det på sin plass å si noe om hvordan signalet egentlig føres langs en kabel. En vanlig analogi er et vannrør. I en kabel er det da elektroner som skal flyte som vann i kobberet. Men det begynner å halte når man ser på at transporthastigheten for elektroner i et materiale som kobber ikke er rare greiene. Den øker med frekvensen men blir aldri mer enn noen titalls m/s. La oss si at et kraftverk som ligger 500 km unna starter opp og strømmen fraktes med elektroner som går med 10 m/s. Da vil det ta nesten 14 timer før jeg merker at strømmen er skrudd på! Her har tydeligvis bildet med vannrøret brutt sammen.
Ingen liker korroderte kabler
For det er ikke elektroner som frakter energien, men et elektrisk og magnetisk felt som brer seg nesten like fort som lyset og som går mellom lederne. Feltet induserer strøm og flytting av elektroner i kabelen. Men all forflytning av elektroner betyr tapt energi. Det er derfor høy ledningsevne i kabelen betyr mindre tap. Derimot vil ikke urenheter bety noe, med mindre det påvirker ledningsevnen, da den energien som kommer inn i materialet uansett går tapt som varme. En annen ting er at kobberkvaliteten både påvirker hvor fleksibel kablen er, og hvor god den er til å motstå korrosjon. Oksygenfritt kobber (OFC) er ofte å foretrekke.
Det samme gjelder de som argumenter for at det blir forvrengning hvis kabelen består av flere sammentvunnede tråder. Derfor finnes det stive og uhåndterlige kabler som er laget av massivt kobber. Tankegangen er at det skal skje en likerettingseffekt i overgangen mellom kobber og oksidert kobber, omtrent som i et krystall i et gammeldags krystallapparat. Men denne energien går tapt som varme den óg. Dessuten burde slik forvrengning være mulig å måle, men slike målinger har jeg aldri sett noe til. Argumentet om at kabelen må innkjøres i flere timer eller at det er viktig hvilken retning den er koblet faller også på sin egen urimelighet. Husk likevel at det er fortsatt viktig at begge høyttalere polariseres likt, så det er ikke likegyldig hvilken av de to kabelendene som kobles til hvilken av høyttalerterminalene. Men dette er en ren akustisk effekt som har med at begge høyttalermembraner skal bevege seg inn og ut i takt og det har ingenting med kabelens egenskaper å gjøre.
De som har vært borti rørforsterkere kan ha lagt merke til at om man banker på et rør så kan det høres i høyttaleren. Det er en mekanisk eller triboelektrisk effekt som også kan merkes i dårlige mikrofonkabler. Faren er at lydtrykket fra høyttalerne selv kan få kablene til å vibrere og skape forvrengning. Noen henger seg oppi dette ved design av høyttalerkabler og argumenter for valg av geometri og isolasjonsmateriale ut fra det. I og med at det er mulig å fjerne fra mikrofonkabler med sine veldig lave signalnivåer så sier det seg selv at dette ikke kan være noen viktig effekt i en kabel med så sterke signaler som for høyttalere.
Det finnes og en motsatt effekt. I og med de store strømmene som går i en høyttalerkabel så blir det krefter mellom lederne som kan gjøre at de tiltrekker og frastøter hverandre. Hvis det skaper bevegelse så kan det gi opphav til et nytt signal som kan forstyrre og forvrenge det egentlige signalet. Dette brukes som et argument for å legge lederne langt fra hverandre. Men kuren må jo heller være å lage en mekanisk stabil konstruksjon. Dessuten er dette heller ikke noe som jeg noen gang har sett kvantifisert i form av en måling så jeg tviler på om det er noe å bry seg med.
Til slutt så kommer et viktig poeng som er lett å glemme. Det er muligheten for at kabelen skal virke som en antenne og plukke opp uønskede signaler. Det gjelder særlig signaler som er utenfor det hørbare området. De blir sendt ’bakveien’ inn i forsterkeren. Hva som så skjer videre er avhengig av hvor godt forsterkeren er designet. Slike signaler kan være fra nærliggende radiosendere og mellom- og langbølge er gjerne verst. Men det kan og være fra en støykilde som ikke så mange tenker på at de kan ha i sin egen stue, nemlig en plasma-TV. Det var nettopp en sak der jeg kommenterte dette i forbindelse med radiomottak, men det kan ikke utelukkes at en audiokabel og -forsterker også kan påvirkes. De åpne kabelløsningene med stor avstand mellom lederne er klart de verste. Dette har vært bekreftet både ved målinger og lyttetester. De beste er skjermede (koaksiale) og tvunnede, men kabler med lederne tett ved siden av hverandre er også gode.
I det hele tatt så finnes det en del minimalistisk designede forsterkere i hifi-kretser som lettere lar seg påvirke av ytre faktorer enn andre mer robuste konstruksjoner. Dette kan være forsterkere som profesjonelle styrer unna, men som likevel er store i high-end hifi-markedet. Det kan gjelde følsomhet for innstråling utenfra, eller at forsterkeren bare er marginalt stabil og dermed ekstra følsom for kapasitive laster. Da vil en standard lav-induktans kabel, underforstått en som har høy kapasitans, kunne skape problemer. Endelig skal det nevnes at rørforsterkere som ofte har stor utgangsimpedans, lettere blir påvirket av det komplekse samspillet mellom en kabel, delefilteret i høyttaleren og høyttalerelementene enn andre forsterkere også.
Hva skal vi konkludere med, er det magi i høyttalerkabler? Vi har sett på effekten av stor og liten avstand mellom lederne, på refleksjon og resonans, på skinn-og hukommelseseffekter, på renhet i lederen, om innkjøring og orientering av kabelen har noe å si, på vibrasjonseffekter og til slutt på innstråling av fremmede signeler. En faktor som med vilje ikke er diskutert er det estestiske. Det skal ikke undervurderes at hi-fi selger både på ytelse og på ytre design.
Men fra en ren ytelsesmessig betraktning så ender jeg opp med at det bare er lav-motstands, lav-induktans kabler med lederne tett sammen som er godt underbygget. Det vanligste og billigste er at lederne ligger ved siden av hverandre, men de må gjerne være tvunnet sammen også. Det betyr at kablene kan være ganske rimelige så lenge de har tverrsnitt på minst 2.5 mm2 . I profesjonell audio brukes ofte 2 x 4 eller 2 x 6 mm2 hvis de ikke bruker aktive høyttalere der det jo ikke er noe særlig med kabel. Men for alle andre gjelder at jo lenger kabel, jo tykkere bør den være. Pga muligheten for innstråling så er eksotiske kabler med stor avstand mellom lederne noe jeg vil advare mot, alle andre eksotisk designede kabler har ingen negative effekter, annet enn eventuelt på lommeboka. Og siden ingen kabel er ideell, så gjelder anbefalingen om å gjøre den kortest mulig, men likevel like lange for hver høyttaler.
Kilder:
- Greiner, Richard A. «Amplifier-Loudspeaker Interfacing.» Journal of the Audio Engineering Society 28.5 (1980): 310-315.
- Davis, Fred E. «Effects of cable, loudspeaker, and amplifier interactions.» Journal of the Audio Engineering Society 39.6 (1991): 461-468.
- Edwards, John, and Tapan K. Saha. «Diffusion of current into conductors.» Australasian Universities Power Engineering Conference. Vol. 1. CRESTA, 2001.
- Black, Richard. «Audio Cable Distortion is Not a Myth!.» Audio Engineering Society Convention 120. Audio Engineering Society, 2006.
- Newell, Philip, and Keith Holland. Loudspeakers: for music recording and reproduction. CRC Press, 2006.
Kollokvium 
Så konklusjonen er altså at også på dette feltet er det mye meningsløs «Wooooo».
Godt sagt, det er nok mye av det ja.
Men det var faktisk en ganske stor jobb å sette seg inn i alle begrunnelser og hypoteser for det ene og andre med kabler. Jeg startet i fjor sommer, så det har tatt sin tid.
Sverre Holm; Tusen takk for en god Artikkel!
Den vil bli grundig debbatert på :http://www.hifisentralen.no/forumet/kabelhja-rnet/70002-magiske-ha-yttalerkabler-av-sverre-holm.html#post1644647
Hei
Takk for det, artig at den debatteres!
Biwiring hører jeg forskjell på. Altså at det går et ekstra sett kabler fra forsterkeren til basselementene. Det er vel en eller annen form for intermodulasjon mellom frekvensene. Jeg kan kun høre det i kompliserte akkorder, som blir litt tydeligere.
Det tror jeg gjerne, det er jo på en måte første skritt på veien mot aktive høyttalere, I og med at kabler har noe resistans, induktans osv så er det forskjell på å ha bare én kabel og en kabel pr element.
Men jeg lurer litt på det med intermodulasjon, fordi det betyr at det skal være noe ulineært i signalveien. Kablene er det ikke, men høyttalerelementer er jo ikke helt lineære, så da kunne det tenkes å komme av hvordan harmoniske komponenter fra basselementet påvirker diskantelementet. Det blir klart annerledes med bi-wiring.
Det var snodige høyttalerledninger. De var veldig løst fletta for å unngå overflatestrøm. En mulig intermodulasjon var at bassignalet ga magnetfelt som fikk fletta til å vibrere, som så forandret kapasitans, som så påvirket diskanten. Jeg har gjort noen eksperimenter med dette, så jeg vet det er mulig. Men du har jo massevis av andre mulige forklaringer i artikkelen din også.
Tenker du da på at basselementet induserer strøm på harmoniske frekvenser som går til diskantelementet og driver det?
Ikke blandt bi-amping og bi-wiring. Bi-amping er det som er sammenlignbart med aktive høyttalere. Bi-wiring er rett og slett bare at hvert element har hver sin kabel. Det er ingen holdepunkt for at dette er hørbart, og er bare enda en av denne bransjens tullekonsept.
http://www.chuckhawks.com/bi-wire_bi-amp.htm
Har du testet dette i _blindtester_? For som kjent, er det ikke blindt er det tilnærmet ubrukelig.
Mener du med bi-wiring? Nei, det har jeg ikke. Jeg har aktive høyttalere selv så slipper jeg å tenke på kabler i det hele tatt …
OK, med slike snodige ledninger som faktisk vibrerer av den strømmen som går i kabelen da kan det bli ulinearitet i kabelen. Da passer det inn under det jeg diskuterer under «krefter mellom lederne».
Det vil jeg si er en dårlig designet kabel. Ærlig talt så visste jeg ikke at noen kunne få seg til å lage slikt. Jeg burde kanskje ha tatt med flere typer kabler enn bare de med lang avstand mellom lederne blant de man bør unngå.
Svar til «Mener du med bi-wiring? Nei, det har jeg ikke. Jeg har aktive høyttalere selv så slipper jeg å tenke på kabler i det hele tatt …»:
Jeg mente ikke du, men Kim Øyhus, som sier han hører visse forskjeller på biwiring og ikke…
«Her har tydeligvis bildet med vannrøret brutt sammen»
Vannrøret holder fint mtp. transporthastighet.. Et vannrør som allerede er fullt av vann vil overføre trykkendringer raskere (lydhastigheten i vann) enn vannets hastighet igjennom røret…. samme som elektroner i elektriske ledninger.
«Men i en kort høyttalerkabel svarer ikke forskjellen i tidsforsinkelse til noe mer enn om diskantelementet i høyttaleren ble flyttet omtrent én mm tilbake, så det har minimalt med betydning»
Det hørtes ut som en massiv forskjell, langt mer enn hva jeg hadde trodd. Har du noen utregninger på dette? Og det skulle avhenge ganske kraftig av størrelsen på høyttalerelementet… hvilken størrelse har du tatt utgangspunkt i?
«For det er ikke elektroner som frakter energien, men et elektrisk og magnetisk felt som brer seg nesten like fort som lyset og som går mellom lederne.»
What? 1. Det trodde jeg da virkelig ikke var tilfellet, men jeg er dog en lekmann innen feltet. 2. «mellom» lederne? Det stemmer vel ikke…
I artikkelen av Greiner fra 1980 er det eksempler på forskjell i ankomstid for 100 Hz og 10 kHz. Det er i området 7 – 160 ns pr meter med kabel med verdien 19.2 ns/m for 12 AWG høyttalerkabel (3.3 mm^2). 19.2 ns/m blir omtrent 100 ns for 5 m med kabel. Det svarer til en reisevei for lyd i luft på 100ns*340 m/s = 0.03 mm. Tar man den aller verste kabelen med 160 ns/m blir det for 5 m: 5*160*e-9*340 = 1.36 mm. Det er en slags flettet kabel med veldig liten avstand mellom lederne. Selv med den verste kabelen er ikke forskyvningen særlig mer enn hva jeg ville tro var usikkerheten i hvor lydsenteret i en stor basshøyttaler egentlig befinner seg, i den retningen som høyttaleren pumper, dvs vanligvis mot lytteren.
Ang. vannrør: I et vannrør så er det et statisk trykk, på 1 atm eller mange atm. Så kan man modulere et trykk som en sinus f.eks oppå det. Mud-pulse systemer for kommunikasjon i boreslam virker slik.
Men i en vekselspenning er det ikke noe statisk trykk, altså likespenning som det kan variere rundt. Så da må jo elektronene snu seg rundt, f.eks 1000 ganger i sekundet, så de vil jo ikke komme noen særlig vei.
En annen måte å se det på er å gjøre et forsøk med en skjøteledning på si 20 m. Tar det noen (2) sekunder før en lampe begynner å lyse i andre enden når en skrur på .- etter at elektronstrømmen har bygd seg opp, eller skjer det instantant?
Det er en god forklaring på hvordan feltet brer seg mellom og rundt lederne i introduksjonen på artikkelen av Edwards og Saha, Jeg tror den kan lastes ned her.
Vi er nok enige mtp. vannrør – poenget mitt var bare at en kan overføre informasjon raskere enn hastigheten vannet selv har i vannrøret.. Noe jeg mente ikke gikk fram av din opprinnelige formulering, selv om jeg selvsagt vet at du er klar over det.
Edwards/Saha artikkelen var interessant.
Hr. Holm er åpenbart ingen audiofil eller innehaver av noe påkostet stereoutstyr, det framgår tydelig av artikkelen. Hva gjelde problematikken rundt gjengivelse av lyd ser det ikke ut til å være ditt sterkeste felt. Ta f.ex denne:
«Det er også lett å forklare ut fra målinger. Da er det først og fremst motstand i ohm pr meter det går på. For den tynneste er den på 0,045 ohm/m eller 0,45 ohm for en 5 m kabel (fram og tilbake). Forsterkerens spenning vil deles mellom kabelens motstand og høyttalerens motstand eller impedans på 4 ohm. Dette gir et tap på 1 dB som er hørbart.»
Nok en gang er denne evinnelige frekvensmålingen det eneste som trekkes fram, som om dett var dett. (ha det Marve) Dette røper kun skribentens mangelfulle forståelse av emnet, noe som går igjen i all verdens kabeldebatter. Å henvise til frekvensgangen her er på linje med å vurdere dyr drikkevare ut fra alkoholprosent. En frekvensmåling sier intet om hverken signalets renhet eller dets dynamikk.
Merk det siste ordet; her ligger nøkkelen til å forstå hvordan ikke bare høyttalerkabler men hele stereosystemet bør konstrueres. Gå tilbake til måleapparatene og forsøk å gjøre puls-målinger får og etter ymse ledninger, mål høyttalerens impulsrespons med ymse ledninger. Sørg bare for å bruke en høyttaler uten passivt delefilter slik at ikke dette forkludrer ytterligere.
Jeg klarer nok ikke helt se motsetningen da puls-respons og en frekvensrespons er helt ekvivalente. De viser samme informasjon om systemet, men på to forskjellige måter. Det er noe av det første vi går gjennom i et kurs i signalbehandling og Fourieranalyse.
Ellers var det vel ikke så uventet at det ville komme ad hominem-argument på et tema som dette.
Fortell mer om hva en «signalets dynamikk» eller «renhet» er, Reidar.
Holm:
Dette skulle jeg ikke behøve å fortelle deg men ok. Først; forsterkeres evne til å starte/stoppe høyttalermembraner kan variere svært mye. Vet du hvorfor? Videre; høyttalerkabling kan (bl.a) i denne forbindelse påvirke forsterkernes prestasjon i betydelig grad, vet du hvorfor?
Ang. renhet; dette kjenner man til om man har tilstrekkelig erfaring med problematikken, har man ikke denne erfaringen hjelper det lite om jeg «forklarer».
Hvordan kan vi skaffe oss den kunnskapen, når du hevder å besitte den, men nekter å hjelpe oss å lære dette? Hvordan skal vi gå fram for å skaffe oss slik erfaring?
Fortsette med å lytte og sammenligne forskjellige kabler, uten å høre noen forskjell som vi kan tolke som forskjell i «renhet» eller signalenes «dynamikk»? Eller er det noe spesielt vi skal lytte etter/måle for, som vil hjelpe oss?
Håper du greier å forklare det, eventuelt er i stand til å demonstrere en forskjell, og slik hjelpe oss til å forstå dette!
Kjell Ingvaldsen
Det er uten tvil forskjell på kabler. Alt avhengig av resten av anlegget og man hører lettest forskjell på godt sammensatte anlegg i en viss prisklasse. Men så kommer spørsmålet, er det man hører en lydmessig forbedring eller bare en forskjell? Der tror jeg en del går på en liten smell…
Og høy pris er ikke alltid det samme som Higher Fidelity!
Noen ting kan man rett og slett ikke teoretisere seg til et godt svar om! De som tror det, er like motaglige for argumenter som de som mener at alt dyrt låter bedre og at alle forbedringer er et pluss!
Tusen takk, dette var forfriskende rett-på-sak og begrunnet/belyst på en slik måte at alle som ønsker kan grave dypere for å finne dokumentasjon og teoretiske utredninger.
Jeg drev fra ca ’82 og drøye 10 år fremover en oslobasert hifi forretning som gjorde mye ut av «kabelrevolusjonen». Jeg ser nå at jeg er sterkt medskyldig i å formidle dårlig grunngitte teorier om bakgrunnen for forskjellige selskapers produkter. Vel, lydforskjellene var der så forbrytelsen kan vel neppe anses som stor. Men for meg er det morsomste med dette at fornuftige forskere som deg selv kan beskrive, argumentere og motargumentere. Og i hovedsak hvar det meste vi dengangen forkynte korrekt – noe man da som nå kunne høre. For egen del syns jeg det er ekstra festlig at jeg i dag – nå som jeg forlengst er ute av bransjen – har valgt å strekke kabler, både signalkabler og høyttalerkabler, som er ganske moderat priset og som samsvarer godt med dine fornuftige konklusjoner og forklaringer.
Takk for en artikkel som ganske sikkert vil sette standarden for alminnelig kunnskap om høyttalerkabler blant seriøse forhandlere og glade musikkelskere.
Takk for det.
Det som startet meg på dette, ved siden av en stor interesse for lyd helt siden jeg var ungdom, var en irritasjon over mange med teknisk/ingeniør-bakgrunn. De avviste enhver diskusjon om kabler med at en kabel er jo bare … så det som folk hørte kunne jo ikke stemme.
Jeg ville ta seriøst all argumentasjon for hvorfor den ene eller andre kunnskapsbaserte momentet evt. skulle spille noen rolle. Derfor ble det etterhvert en ganske lang liste over momenter.
Flott artikkel! Det som kunne vært nevnt, er Htt-(passive)-delefilters innvirkning, som er absolutt umulig å forutse…og litt mer om forsterkeres forskjellige utgangs-impedans.
I tillegg; om innstrålt støy: som gjerne går rett tilbake i nfb-kretsløpet…
Det er mange ting man kunne gått mer i dybden på her, jeg er helt enig. Jeg kom litt innpå det med delefilter der jeg nevner så vidt rørforsterkere (se bildet av røret).
Og det du sier med negativ tilbakekobling er jo akkurat det som er årsaken til at det med innstrålt støy kan være så uforutsigbart. Tilbakekoblingen er først og fremst laget for audiobåndet. Hvordan den virker på f.eks 1 MHz er ikke alltid så godt å vite. Det kan skje likerettinger og ulineariter eller det kan gå helt fint, helt avhengig av designen på forsterkeren.
En fin gjennomgang av høyttalerkabelens mange mysterier. En ting som betyr veldig mye, er kabelens lengde. Er den for kort, når den ikke bort til høyttaleren, og da blir det dårlig med lyd:).
Spøk til side. Du snakket litt om kobberkvalitet mhp. renhet. Men kvaliteten vil vel også påvirkes i stor grad av størkningsforløpet på kobberet. Jeg har ikke størkningskurver for kobber her, men for andre metaller påvirker størkningsforløpet i stor grad metallets endelige bruksegenskaper.
Dette med størkning kan jeg ikke så veldig mye om, men jeg innbiller meg at det først og fremst har med mekaniske egenskaper å gjøre – om kabelen blir stiv eller lett å håndtere osv. Men det kan vel godt påvirke elektriske egenskaper også, primært ledningsevne vil jeg da tro.
Det er noen flere momenter som er kommet opp i kommentarfeltet her, bl.a. fra Reidar Solhaug, som jeg kan tenke meg å kommentere på.
Det første er det som angår forsterkerens kontroll av høyttalers utsving. Det er gjerne det som karakteriseres ved dempingsfaktor = høyttalers impedans/(forsterkers utgangsimpedans +kabelens impedans). Den bør være stor og da er det en fordel med liten kabelmotstand. Man kan gjøre en enkel test på en basshøyttaler og helst en som er direktedrevet uten delefilter. Banker man på membranen med forsterkeren avskrudd blir den én type lyd og skrur man på strømmen blir den strammere i lyden og mer dempet når man banker. Det er et uttrykk for at forsterkeren demper utsvinget. Men dempingsfaktoren er endel misvisende da høyttalerens motstand, som gjerne er 4-8 ohm, også kommer inn i bildet. Den burde egentlig ha vært lagt til i nevneren på uttrykket for dempingsfaktor. Dermed blir kabelens motstand et ganske lite bidrag enten den er tjukk eller tynn. Derfor tok jeg ikke dette med i diskusjonen i hovedartikkelen, men fokuserte heller på tapet i en tynn kabel. Men uansett om man bruker det ene eller andre argumentet blir konklusjonen om lav motstand i kabelen det samme.
Det andre angår om en firkantpuls-test avslører mer enn en test med sinuser som varierer i frekvens. Det er jo helt klart at en firkantpuls sine skarpe flanker ofte ikke gjengis særlig godt. Det gjelder både i forsterker og kabel, men særlig i selve høyttaleren. Slikt sett er det nærliggende å forsøke å forbedre dette. Det er en ekvivalens mellom denne pulsresponsen og frekvensresponsen og de avrundede flankene er et uttrykk for at systemet ikke gjengir høye frekvenser like godt som lave. Det gjelder særlig frekvenser over det som regnes som hørbart, dvs over 20 kHz. Så er spørsmålet om dette er viktig. Da kan man debattere om disse ultralydfrekvensene er hørbare direkte eller indirekte. Men i hvertfall kan man lett vise at hvis bare systemet går langt nok opp i frekvens med omtrent flat frekvensrespons og lineær fase, så blir flankene gjengitt godt. Jeg tenderer nok mot at puls-testen har en tendens til å vektlegge egenskaper som ikke er så viktige og at det igjen er et eksempel på at selv om noe er målbart og analyserbart så behøver det ikke nødvendigvis å være viktig.
Det er klart det er kjempeforskjell på kabler!
…Men bare stort sett fordi man sammenligner en «dårlig» kabel med en «bra» kabel.
La meg illustrere:
Man kjøper en ny kabel og plugger inn i anlegget man har hatt en god stund.
Denne nye kabelen har nye termineringer som er rene og fine, både i koblingene og på kontaktflatene. Der har en ny kabel minst 8 forbedringer allerede(4 koblinger og fire kontaktflater), mot en godt brukt kabel.
Så er selvfølgelig den gamle kabelen generelt oksidert over det hele gjennom tidens tann.
Spar penger, kapp gammel kabel og evt terminer på nytt.
Rens samtidig koblingsflatene på både forsterker og høytaler, så får du ny lyd!
Er nok mye i det du sier der, Frank. Og det er nesten alltid bedre, fordi vi mennesker blir lei etter en stund (jmf. tyggegummitesten).
Nok en gang Holm, dette er definitivt ikke riktig. Begrepet dempingsfaktor tilhører 80-tallets kulørte reklamedata.
Ut- og inngangsimpedans er tall man bør ha rede på ved signaloverføring på linjenivå, hva effektforsterkere angår derimot er dette uten videre betydning.
Det som derimot betyr noe er i hvilken grad en forsterker er i stand til å overføre momentan strøm. M.a.o. er fokuset det samme her som med høyttalerkabler, passive filtre og høyttaleres internkabling. Glemte jeg å ta med nettkabler?
Takk for strålende artikkel. Veldig spennende.
Jeg er i prosessen med å lage en transkonduktans forsterker, dvs en spenningsmodulert konstantstrømskilde. Siden forsterkeren styrer strømmen som går ut, og ikke spenningen, tror du det kan kompensere for noen av problemene med induktans og kapasistans i kablene?
Hilsen
Jan
Hei – takk for innspill. Det er jo egentlig den mest naturlige måten å drive høyttalere på det med konstant strøm i stedet for konstant spenning. Se f.eks http://www.current-drive.info/. Det er noen år siden jeg leste boka til Meriläinen men såvidt jeg husker er det sånn at Bl -produktet (magnetisk feltstyrke x lengden på spolens tråd) x strømmen blir kraften. Høyttalere er egentlig naturlig strømdrevne og skulle egentlig ha flat respons ved konstant strøm. Men siden så og si alle forsterkere er spenningsdrevne så lages høyttalerelementer slik at de kompenserer for forskjellen og får tilnærmet flat respons med konstant spenning. Derfor virker såvidt jeg husker konstant-strøm best enten med spesielle elementer eller ved en frekvenskompensasjon. Jeg har hatt lyst til å utforske dette mer selv også, men har ikke fått gjort det. Det er her jeg mener at evt. fordel med konstant strøm ligger, ikke ved kompensasjon for induktans og kapasitans da det skaper såpass små problemer uansett.
Mange takk for svar, og takk for link. Det ser ut som spennende lesing! Svaret ditt er interessant også.
Det kan nok stemme at det er bare noen høyttalere som egner seg for strømdrift. Jeg har bygd høyttalerene mine selv, sammen med en kompis. De benytter et enkelt fulltoneelement uten noen form for delefilter, og er montert i en kvartbølge transmissionslinje. Det er nettopp det at de har mange av egenskapene som passer for strømdrift som motiverer meg til å bygge en transkonduktansforsterker.
Kjenner du arbeidet til Nelson Pass? https://www.passdiy.com/ Det er en gullgruve av interessante betraktninger rundt spenning versus strøm og annet forsterkersnacks 😉
Forsterkerne med navn F1 og F2 er strømdrevne.
Jeg er innom Blindern av og til, vi har så vidt hilst der oppe en gang. Mulig jeg innviterer på en kopp kaffe neste gang jeg innom. Kan da forhåpentligvis rapportere om hvordan F2 virker.
De beste hilsener
Jan.
Sverre,
det er veldig fint å få inn folk med reelle faglige kunnskaper på dette temaet, siden det er et område som mange bruker mye penger på uten at det eksisterer noen felles forent forståelse for hva man faktisk får igjen for pengene.
Jeg er nok litt skuffet over at du begrenser deg til å liste opp fysiske effekter og mulige påvirkning, uten å gjøre noen vurderinger på hvilken størrelsesorden de ulike effektene kan ha på signaloverføringen i hørbart frekvensområde. Uten å ha noen harde tall å vise til antar jeg f.eks at påvirkning av skin-effekt, oksygenfritt kobber, og interferens fra kosmisk stråling forsvinner ganske langt ned i desimalene…muligens nedenfor den påvirkning et ekstra støvfnugg på høyttalerelementene har.
Hvis noen forsøkte å selge veldig dyre sykler og forklare dette med at den hadde eksepsjonelt gode egenskaper for relativistisk doppler-effekt så ville man antagelig ikke falt for det…men i audio-bransjen fungerer samme argumentasjon overraskende bra.
Hei. Enig i det med sykkel- og mange andre bransjer.
Men jeg gjør jo noen vurderinger av størrelsesorden slik som her «Men i forhold til den økningen i impedans som skyldes kabelens induktans, er bidraget fra disse skinn- og prokisimitetseffektene ikke særlig store.» og her «Men i en kort høyttalerkabel svarer ikke forskjellen i tidsforsinkelse til noe mer enn om diskantelementet i høyttaleren ble flyttet maksimum én mm tilbake, så det har minimalt med betydning».
Jeg kunne sikkert ha gjort mer også, men det er en avveining som en må gjøre i en slik artikkel og det er hvor mye detaljer som kan tas med. Disse påstandene kan jo belegges med tall. Jeg gjorde faktisk det tidligere i kommentarfeltet da det var en som spurte mer om den siste av disse to påstandene, dem med maks forflytning av høyttalerelementer, så der er det et lite regnestykke.
Hei
I forbindelse med gjensidig induktans mellom ledere som er nær hverandre i forhold til lederdiameteren. Jeg viser til «Cable crosstalk – effects og non-uniform current distribution in the wires» Bell System technical journal april 1993 (Hunter og Booth).
Her viser man at proximity effekten, ved slike usymmetriske strømfordelinger fører til at den induserte spenningen [-Zm*I] ikke lengre er i perfekt motfase (phase quadrature), men avviker litt fra dette siden den gjensidige induktansen er kompleks (M = Ma + j*Mb).
Slik jeg forstår ovennevnte, så medfører dette at det blir smitte (crosstalk) fra en leder til returlederen i f.eks en høyttalerkabel eller andre belastede ledere, når disse ligger nær hverandre. Og at denne smitten ikke har en enkel sammenheng slik at signalet bare blir redusert, men faktisk forandret (litt). Kan vi bruke ordet forvrengt?
Det hadde vært fint med synspunkter på disse betraktningene.
link: http://www3.alcatel-lucent.com/bstj/vol14-1935/articles/bstj14-2-179.pdf
Artikkelen ble laget i 1935, ikke 1993.
Denne artikkelen hadde jeg ikke sett før og jeg er imponert både over hva som er gjort før og over dere som kjenner til dette. Som du sier vil modellen for krysstale bli litt mer komplisert av proksimitetseffekten – den asymmetriske fordelingen av strømmen i kabeltverrsnittet. Siden fordelingen varierer med frekvens, vil gjensidig induktans variere med frekvens. Dette gjør at koplingen mellom kabeldelene varierer med frekvens.
Men det blir fortsatt ikke noe annet enn en endring av amplitude/fase-gang med frekvens. Noen ganger kalles dette lineær forvrengning – og det er noe som det i prinsippet kan kompenseres for, så det er reversibelt. Dette er i motsetning til ulineær forvrengning der nye frekvenskomponenter dannes.
For det første er krysstalen veldig liten, og for det andre er det ikke ulinearitet her, så da er ikke dette noe problem. Men artikkelen gir en veldig nøyaktig modell for dette som er interessant å se nærmere på.
Takk for svaret.
Kabler er avansert greier men jeg er enig i at det først kommer til syne ett stykke bak komma. Når det er sagt så ble jeg en tid tilbake forundret over at proximity effektene slår inn allerede godt ned i audiobåndet i «vanlige» høyttalerkabler.Vell, som elkraftmann kjente jeg jo godt til dette fenomenet selv på 50 hz, men da på langt større tverrsnitt. Vell, takk igjen.
Du skriver at høgtalerkablene bør være like lange til alle høgtalere. Forsovidt enig i det, men av praktiske årsaker er jo dette ofte vanskelig med et surround oppsett. Veit du om dei ulike romkorreksjonssystemene som er i bruk på surroundforsterkere kan kompensere for forsinkninger som oppstår som følge av lengda på kablene til f.eks. frontene kontra bakhøgtalerne?
Ein del av desse romkorreksjonssystema driver jo forøvrig og gjer diverse frekvensjusteringer per kanal/høgtalerpar. Hadde vert morsomt å sitt om dei var i stand til å oppdage forskjeller i frekvensrespons mellom ulike kabler. Vil tru testen i seg sjølv måtte bli gjort i et dedikert kammer for å teste slikt for å unngå at små endringer i miljøet eller bakgrunnsstøy blei ein faktor. Er og usikker på om mikrofonene man får med forsterkerane er sensitive nokk.
Når jeg skriver ‘like lange’ så mener jeg først og fremst til hvert par slik at et eventuelt lite tap av diskant blir likt på høyre og venstre side. Forsinkelse i kabel er minimal i forhold til akustisk forsinkelse (ca 200 000 km/s mot 0,34 km/s hastighet) så det er mye viktigere å ha kontroll på avstanden til høyttalerne enn kabellengde.
Men når det er sagt så har jeg forsøkt å måle frekvensresponsen og andre effekter i kabler, men uten å være i stand til å finne noe i det hele tatt.