Hvilke egenskaper må apparatene ha for å "avsløre" forskjeller mellom kabler?

[Asbjørn]

Hvilke egenskaper må apparatene ha for å "avsløre" forskjeller mellom kabler?

Vi er vel stort sett enige om at det kan være mulig å høre forskjell mellom kabler, forutsatt at apparatene i hver ende har visse egenskaper. Jeg kan tenke meg å diskutere litt om hvilke egenskaper apparatene må ha for å "avsløre" slike forskjeller. Jeg legger tråden på Tech-hjørnet for å signalisere at det ikke er meningen å gjøre dette til nok en krangletråd om kabler, men heller et forsøk på å finne ut litt mer om hva som må være tilstede i hver ende for at det skal være rimelig å forvente hørbare forskjeller ved et kabelbytte.

Ettersom vi altså er på Tech-hjørnet begrenser vi oss til forklaringsmodeller som passer inn i konvensjonell elektroteknikk med kretsdiagrammer, spoler, kondensatorer, motstander og sånt. Siden vi er interessert i hva som skaper potensielt hørbare forskjeller, heller enn hvilke forskjeller som kan tenkes å være hørbare, foreslår jeg et litt løselig kriterie for "hørbare avvik" som avvik på mer enn +/- 0,1 dB over et frekvensbånd på en oktav eller mer (edit: vel å merke innenfor det som vanligvis forstås som audiobåndet, 20 Hz - 20 kHz.) Det bør være et ganske forsiktig kriterie, og siden vi altså begrenser oss til sånt som spoler, kondensatorer og motstander, vil vi bare se på lineære tidsinvariante systemer, og da vil det kriteriet samtidig være en grense for hvor store tidsavvik/fasefeilene kan være.

Hvis det er noen som mener at de forskjellene de opplever mellom kabler ikke kan fanges opp av de begrensningene jeg nettopp har satt, og at de forskjellene ihvertfall ikke kan måles i decibel, så kan det selvsagt hende at dere har rett, men det kan vi i så fall diskutere i en annen tråd. Og hvis det er noen som føler seg så provosert av denne innledningen at man bare må ty til personkarakteristikker og andre usakligheter for å "ta igjen", så er nok det et tegn på at vedkommende ikke har så mye å bidra med i denne tråden og kanskje bør avstå både fra å lese den og å skrive innlegg i den.

 

[ymir]

Hei
Tidlig i min audiophile kariere var den hørbare forskjellen mellom kabler på et nivå der forskjellen bestod av små nyanser.
Etter at jeg fikk mere styr på akustikken og rommets innvirkning på lyden ble plutselig forskjellen STOR mellom
div. kabler.
Utifra den erfaring jeg nå har,og hva jeg nå opplever av lyd andre steder i dag, har jeg full forståelse for de som
sier at det ikke er forskjell på kabler.

Det var det.

 

[Asbjørn]

Enkleste tilfelle jeg kan komme på er en RCA signalkabel mellom en kilde og en preamp, eller mellom preamp og effektforsterker. I beste fall kan avsenderenden forstås som en resistor i serie med en signalgenerator for å gi en utgangsimpedans som er rent resistiv og konstant med frekvens. Tilsvarende vil en ideell mottaker oppføre seg som en resistor mellom signal og jord. Forbindelsen mellom utgang og inngang vil føre til et visst, frekvensavhengig spenningstap. Størrelsen på det spenningstapet kommer an på utgangs- og inngangsimpedans, og på de elektriske egenskapene i kabelen.

En enkel modell kan se slik ut, hvor jeg helt enkelt har kopiert inn tre én-fots lengder av en enkel 50-ohms coax (Belden 8267) mellom en utgangsimpedans på 4,7 kiloohm og en inngangsimpedans på 47 kiloohm. De verdiene stemmer forøvrig med tommelfingerregelen om at det skal være minst 10x forskjell mellom utgangs- og inngangsimpedans i et sånt grensesnitt.

Med 1 volt spenning på signalgeneratoren blir signalet på mottakerenden slik:

Nivåtap gjennom hele audiobåndet. Ruller av ganske klart og tydelig fra rett over audiobåndet. Vi kan prøve med litt forskjellige coax-kabler, alle fra Belden, med kvalitet fra billig kabel med polyetylenisolasjon (Belden 8267) og oppover til beste kvalitet med skummet HDPE og solid senterleder (Belden 1694A, anbefalt av Blue Jeans Cable for analog RCA audio)

Joda, det er en forskjell, og den beste kabelen gir en rettere frekvensgang, men forskjellene mellom beste og dårligste når ikke 0,1 dB før ved 50 kHz. Og så høyt opp greier ikke mine middelaldrende ører å henge med, dessverre.

Hvis vi reduserer utgangsimpedansen til 150 ohm, som i en kvalitets-preamp med klasse A utgangstrinn bygget med diskrete komponenter (tenk Krell), så blir det slik i stedet:

Den beste kabelen er fortsatt best, men nå ble forskjellene veldig små. Mye mindre nivåtap totalt sett, og fortsatt mye mindre forskjeller enn 0,1 dB mellom de fire kandidatene selv om grafen nå strekker seg helt til 1 megahertz.

Så utgangsimpedansen har ihvertfall noe med saken å gjøre.

 

[Bjørn ("Orso")]

Høy utgangsimpedanse i forsterker kombinert med kabel med høy kapasitans ville jeg i alle fall styrt unna. Hvor verdiene og grensene går for hva som hørbart eller gir stabilitetsproblemer vet jeg ikke. Goertz er et merke sammen med enkelte rørforsterkere som kan gi dette problemet. Men mulig Zobel nettverket løser det. Uansett en kabel konstruksjon som virker merkelig.

 

[Asbjørn]

Jepp, det er kapasitansen i kabelen som skaper avrullingen sammen med utgangsimpedansen. Det blir et RC lavpassfilter med knekkfrekvens gitt som dette:

Filter Circuits with Capacitors

Den verst tenkelige signalkabelen må vel være disse: Goertz Micro-Purl.

Oppbygning omtrent som en utrullet kondensator, skryter av "ultra low inductance" (huh?), og påstår at de matcher impedansen i minst en av endene. Det tror jeg ikke så mye på, men jeg har ikke funnet noen tall for andre elektriske egenskaper enn seriemotstand på disse. På høyttalerkabler gir den oppbygningen i det minste en viss mening, så lenge ikke det hele blir ustabilt og brenner opp, men på signalkabler (som vi snakker om her) er det fullstendig meningsløst ettersom det går et spenningssignal, ikke nevneverdig strøm, og da er det kapasitansen som er interessant, ikke induktansen. Det kunne vært morsomt å plugget de tallene inn i modellen, hvis de er tilgjengelige.

Har noen sett verdier for L og C på disse?

 

[permorten]

Hvilke egenskaper må apparatene ha for å "avsløre" forskjeller mellom kabler?

Ville tro minst mulig egenlyd ? f.eks en høyttaler som spiller èn tone bass( resonanser) vil ikke kunne avsløre forskjeller foran i kjeden .

mvh

 

[Asbjørn]

Kanskje. Det er nok vrient å høre avvik på +/- noen tiendedeler av en decibel hvis høyttaler og rom herjer rundt med henholdsvis +/- 3-4 dB og +6/-20 dB (som rommet ofte gjør). Men nå prøver vi å se bare på overføringen og forstå litt mer av hva som kan gjøre at det blir noen avvik å lytte etter.

Foreløpig har vi notert at utgangsimpedans i signalkilden og kapasitans i signalkabelen kan konspirere for å gjøre "noe" helt øverst i diskanten, selv om utgangsimpedansen er rent resistiv. Min Logitech Transporter har utgangsimpedans 100 ohm, forresten, DEQX'en har inngangsimpedans 50 kiloohm og utgangsimpedans 75 ohm ubalansert/150 ohm balansert, og Hypex UcD'ene har inngangsimpedans 100 kiloohm. Der er det ikke mye kabelforskjell å høre. Men hva skjer hvis vi kobler de Micro-Purl-greiene til en rørpre med høy utgangsimpedans? Vi trenger å finne realistiske verdier for utgangsimpedans og kapasitans som demonstrerer at med de verdiene blir det så store forskjeller i frekvensgang at det bør være hørbart, hvilket det sannsynligvis er.

Deretter kan vi leke litt med reaktiv utgangsimpedans, f eks en trafo-balansert utgang med litt induktans og kapasitans, og se hva som skjer da.

 

[ansepe74]

Muligens hvordan den forvrenger på?
Ser at rør har gitt meg ett litt annet syn på kabler.
Muligens pga klangkarakteren som gjør at "lyse" kabler finner seg mere til rette enn mørke?

 

[permorten]

kan det tenkes vi ikke bare tenker amplitude , men også ting som skjer i tidsapektet ?

vil nok tro at det vil oppstår større forskjeller på høyttalerkabler enn signal, - større impedanse variasjoner .

 

[Asbjørn]

Muligens. Vi får se. Tidsaspektet følger automatisk av den frekvensgangen vi beregner her, det er bare en annen måte å se de samme tallene på. Vi kan godt regne ut impulsgjengivelse, firkantpulser osv fra den informasjonen som er vist her, men øret fungerer for det meste i frekvensdomenet. Derfor er kanskje disse kurvene den enkleste måten å forstå hva som skjer på.

Jeg finner fortsatt ikke noen tall for kapasitans på Micro-Purl, men det går det faktisk an å estimere fra oppgitte tall på web-siden deres. Vi kan gå ut fra at lederne er 2-3 mm brede, sånn at kontaktflaten mellom de to lederne er bredden ganger lengden, dvs et sted rundt 60-90 mm² per fot lengde. Isolasjonsmaterialet mellom de to lederne er visstnok "microscopically thin", og jeg har sett tallet 0,0012", dvs 0,03 mm. Isolasjonsmaterialet er polyester terefthalate (PET), som har en dielektrisk konstant på 2,6 eller deromkring. Da plugger vi det inn i kalkulatoren og får et sted mellom 460 og 690 pF per fot. La oss kalle det 500 pF/ft for versjonene med en signalleder + jord, og det dobbelte for de med to ledere + jord. (Parallel Plate Capacitor Capacitance Calculator)

Goertz sier også at lederne på Tourmaline tilsvarer AWG 18 = 0,82 mm², og med oksygenfritt kobber blir det en seriemotstand på 0,00633 ohm/ft, enkelt og greit. De andre variantene er AWG 22 og får en seriemotstand på 0,016 ohm/fot (kobber) eller 0,0151 ohm/fot (sølv).

Det er litt verre å anslå induktansen, men hvis vi gjetter på en signalhastighet rundt 70 % av lyshastigheten, så er den hastigheten gitt ved 1/kvadratroten av LC. Hvis vi vrenger rundt på den formelen, får vi L = 4,2 nH/ft og karakteristisk impedans Z0 = 2,9 ohm for varianten med C = 500 pF/ft og det halve for varianten med dobbelt så høy kapasitans. (De skulle visst matche utgangsimpedansen, liksom. Bah! Humbug.)

Da vet vi nok til å kunne sette opp en omtrentlig modell av noe som ihvertfall ligner på en Goertz Micro-Purl, sette den inn i modellen, og så se hva som skjer. Vi prøver med en moderat utgangsimpedans på 600 ohm, fortsatt med 47 kiloohm inngangsimpedans i den andre enden. Da blir forskjellen mellom Belden 1694A og Goertz MicroPurl større enn 0,1 dB omtrent fra 15 kHz, men det er fortsatt ikke en hel oktav med så store forskjeller innenfor det vi vanligvis forstår som audiobåndet.

Vi prøver også med en utgangsimpedans på 2800 ohm, tilsvarende en PrimaLuna Prologue 3 preamp. Da blir forskjellen mellom "MicroPurl" (slik som den nå engang ble estimert) og Belden 1694A så stor som 1 dB ved 10 kHz og 3 dB ved 20 kHz. Den forskjellen kan vi rolig erklære som hørbar. Så høye utgangsimpedanser finnes vanligvis bare på rørutstyr, så det er kanskje ingen bombe at sånne kan være litt mer kilne på kabling enn transistorgreier?

Med det samme vi er i gang, plugger vi inn utgangsimpedansen på min Transporter (100 ohm) og inngangsimpedansen på DEQX (50 kiloohm) og prøver enda en gang. Da ble det ikke så stor forskjell, gitt.

Da har vi minst ett eksempel på klar forskjell mellom knapt meterlange RCA signalkabler med tallverdier som representerer virkelige apparater og kabler, og det skjer hvis kilden har (veldig) høy utgangsimpedans og kabelen har (veldig) høy kapasitans. Derimot, i et anlegg som mitt (75 - 100 ohm utgangsimpedans, 50-100 kiloohm inngangsimpedans) ville det fortsatt ikke vært noen hørbar forskjell mellom disse kablene. Forskjellen ville vært mindre enn 0,1 dB til langt over audiobåndet. Først ved 80-100 kHz blir det noen nevneverdig forskjell.

Er det noe rart i at kabelhjørnet til tider kan fortone seg som Balkan, eller?

 

[TrompetN]

Bra tråd Asbjørn!

Det er begrenset hva jeg kan bidra med i en slik teknisk tråd som dette så jeg kommer til å sitte på gjerdet å følge med med interesse.

Jeg hører ikke allverdens forskjell på kabler, men den kvalitative forskjellene jeg hører oppleves som mindre støy. Alt kommer litt tydeligere frem, renere basstoner, litt mer fortellende anslag og mer rominformasjon.
Jeg vet veldig lite om støy, men mener at min gamle Bryston kombo som måler eksemplarisk spilte med betydelig mer støy enn min nåværende Gryphon.
Jeg tror kanskje det ikke er tilfeldig at jeg har begynt å høre mer "hififorskjeller" etter forsterkerbyttet.

Konklusjon er at lite støy er en egenskap som muligens avslører forskjeller på kabler.

 

[Asbjørn]

Takk! Støyen får vi komme tilbake til etterhvert. Den har nok noe med saken å gjøre, men foreløpig holder vi oss til frekvensgang.

Det er mye rart som kan kobles sammen. Vi ser fortsatt bare på rent resistiv utgangs- og inngangsimpedans, men vi forestiller oss at noen har koblet en rørpre (som f eks PrimaLuna Prologue 3) med 2,8 kiloohm utgangsimpedans sammen med en minimalistisk effektforsterker (som f eks Pass/First Watt F1J, F2J eller F3) med 10 kiloohm inngangsimpedans, og prøver med diverse kabler. I tillegg til de Belden og Goertz-kablene fra i går, fant jeg elektriske data på Kimber Timbre og KCAG, så her har vi også et par "gode" kabler spesielt designet for audiobruk.

De to Goertz-misfostrene skiller seg ut, men resten havner i en ganske tett klynge ordnet etter kapasitans. Kimber KCAG kommer best ut, etterfulgt av Belden 1694A, Kimber Timbre, Belden 8281A, 9907 og 8267. Forskjellene mellom de "fornuftig konstruerte" kablene vi ser i denne grafen er mindre enn hørbarhetskriteriet jeg stilte opp i åpningsinnlegget. Forskjellene i audiobåndet er mikroskopiske mellom Belden- og Kimber-kablene, og selv ved 100 kHz skiller det mindre enn 0,05 dB mellom den billigste kabel-TV-coaxen til ti kroner meteren og sølvkabelen fra Kimber. Og dette var et forsøk på å lage et "worst case" med høy utgangsimpedans og lav inngangsimpedans.

Hvis vi plugger inn tallene for mitt anlegg i stedet, utgangsimpedans 75 ohm fra de ubalanserte utgangene på DEQX HDP3 og inngangsimpedans 100 kiloohm på Hypex UcD effektforsterkere, ser det slik ut. Denne grafen har samme skala som forrige. Avstanden fra topp til bunn på bildet er 0,2 dB, og vi satte opp avvik på +/- 0,1 dB som et slags kriterie for hørbarhet:

Forskjellen mellom beste og dårligste er 0,02 dB ved 50 kHz. Med denne skalaen på grafen er det ikke mulig å skille kurvene for Belden- og Kimber-kablene, selv ikke ved 100 kHz. Det er nok en forskjell, men den er mindre enn tykkelsen på streken. Det er ingen ting her som tilsier at jeg bør begynne å bekymre meg mye mer for hvilke signalkabler jeg bruker i mitt anlegg.

Nivåforskjellen mellom de to eksemplene, litt over 2,1 dB lavere i første eksempel enn i andre, skyldes forholdet mellom inngangs- og utgangsimpedans. De to motstandene danner en spenningsdeler, hvor nivået i målepunktet er gitt som inngangsimpedansen delt på summen av utgangsimpedans, kabelimpedans og inngangsimpedans. Ved lave frekvenser er kabelimpedansen ganske liten og består omtrent bare av seriemotstanden i kabelen, men ved høyere frekvenser gjør kapasitansen i kabelen at impedansen øker, og resultatet ser man i grafene.

Hvis utgang og inngang var koblet direkte til hverandre uten noen kabel, ville nivået på inngangen vært signalspenningen (her 1 volt) ganget med en faktor R_i/(R_o+R_i), hvor R_i er inngangsimpedansen på effektforsterkeren og R_o er utgangsimpedansen på forforsterkeren. Eksempelvis 10000/(2800+10000) = 0,78125 = -2,14 dB, som stemmer ganske bra med den horisontale delen av den første grafen ovenfor. Avvikene fra den verdien skyldes impedansen i kablene, først bare seriemotstanden ved lave frekvenser, og så kapasitans og induktans ved økende frekvens. De tallene er ganske viktige, men da får vi også en pekepinn på betydningen av seriemotstand (dvs tverrsnitt og ledermateriale) i en signalkabel: Ikke så veldig stor, sammenlignet med betydningen av utgangs- og inngangsimpedansen den er koblet til i hver ende.

 

[samlanes]

Hei.

Har ikkje hatt tid til å lese alle innlegg,men mitt beste tips er at ein med ett anlegg som tydelig skiller mellom kabler er vågal nok til å be ein skeptiker(feks Asbjørn på besøk)

Så kan eiger bruke 2 forskjellige kabler som han meiner gir den største differansen i lyd,og så må da den besøkende "sensor"(helst fleire kanskje)gi sitt utrykk for evnt opplevd forskjell i lyd eller ikkje.

Men det er vel verre med om folk vil begi seg ut på noko slikt muligens?

Å lese ein graf ang temaet trur eg dessuten ikkje er godt nok.
Sjøl har eg opplevd tydelig forskjell i lyd mellom bla røyrbasert dac(relativt høg utgimpedanse,ca 1kohm.Audio note 2.1 med rørbuffer på utgangen) og preamp,så tydelig at den som ikkje hadde merket det,like godt kunne spillt på Tandberg huldra

Mvh.

 

[Asbjørn]

Vel, så langt er vel det eneste vi kan si fra disse grafene at det finnes kombinasjoner av utstyr og kabler som gir så store avvik at det bør være lett hørbart når man bytter til mer "normale" kabler, og at det finnes kombinasjoner av utstyr som gladelig spiser de samme kablene til frokost uten fordøyelsesbesvær, ihvertfall i denne enkle modellen. Så får vi se etterhvert om det går an å gjøre modellen mer realistisk, men selv i mitt anlegg går det faktisk an å høre visse forskjeller mellom RCA signalkabler (Transporter - DEQX, 100 ohm ut, 50 kiloohm inn) hvis jeg virkelig går inn for å finne/lage kabler som er tilstrekkelig langt unna "mainstream".

Det er vel også opplagt at det ser litt vrient ut å erklære en kabel for "best" eller å si at den "låter slik og sånn" uten å ta hensyn til hva som er koblet til i hver ende. Det kommer an på.

Jeg har forresten et par stående invitasjoner til sånne besøk som du nevner, men det har vært vanskelig å få til kalendermessig. Det blir nok, en dag, og da får du sikkert vite om det i etterkant.

 

[Valentino]

Kjempetråd, Asbjørn! Takk & takk & takk!

 

[Bjørn ("Orso")]

Fine beskrivende sammenlingsgrafer dette. Fra et teknisk ståsted og kombinert med hørbare kontrollerte tester, så er dette med kabler og ulike sammensetninger veldig tydelig og gir klare svar.

 

[Asbjørn]

Jeg var litt overrasket over at forskjellene var så små, selv i det jeg trodde var et "worst case" for kabelfølsomhet. Vel, da trenger vi et case som er verre enn worst. Hva med en Tent CD-spiller med rør i analogdelen og 2,5 kiloohm utgangsimpedans på de "direkte" (ubufrede) RCA-utgangene, koblet til en "passiv forforsterker" (dvs en attenuator) med 10 kiloohms potensiometer skrudd halvveis opp, og videre til en First Watt F3 med lave 10 kiloohm inngangsimpedans? Ja, og så lar vi det være en meter RCA-kabel fra kilde til attenuator, og tre meter kabel derfra til effektforsterkeren. Jeg vet ikke om noen faktisk har et slikt anlegg, men det er mye her som burde gjøre det rimelig kabelfølsomt.

Modellen ser sånn ut:

Signalgeneratoren er nå skrudd opp til to volt, ettersom attenuatoren tar det ned igjen til halvparten. Forskjellene blir større enn i tidligere eksempler, så skalaen er nå strukket ut til 1 dB fra topp til bunn:

I denne kretsen kan de to (estimerte) Goertz-kablene best beskrives som førsteordens lavpass delefiltre med delefrekvens ved ca 7 kHz og ca 14 kHz, heller enn som signalkabler som har til oppgave å overføre et intakt signal. De andre kablene kommer bedre fra det og begynner å rulle av rett over audiobåndet. Forskjellen i denne gruppen mellom beste (fortsatt Kimber KCAG) og dårligste (Belden 8267) når ikke 0,1 dB før rett over 40 kHz et sted. Selv i dette "verre enn worst"-scenariet blir ikke det oppsatte kriteriet for "hørbar forskjell" oppfylt i denne modellen så lenge vi holder oss til de "fornuftig konstruerte" kablene (dvs utelukker Goertz). Det kan se ut som om vi må opp i 6-7 meter kabelstrekk før det blir noen forskjeller å snakke om innenfor den gruppen, til tross for både "passiv pre" og vriene utgangs- og inngangsimpedanser.

 

[permorten]

personlig gjetter jeg vel kansje på at denne kombinasjonen får mer problemer med basskontroll, sier ditt regnestykkke noe om det ?

mvh

 

[Asbjørn]

Nei, det er ingen ting i denne modellen som sier noe om det. Jeg ser ikke helt hvorfor den skulle få problemer i bassen. Det er noe jeg forbinder mer med grensesnittet mellom effektforsterker og høyttaler, spesielt når effektforsterkerens utgangsimpedans begynner å bli høy.

 

[TrompetN]

Hei

Flere har hatt som forklaring at det er "boksen" på Transparent audio kabler som forklarer den hørbare forskjellen. På TA sine sider så viser de en graf som viser at lavpassfilteret ikke begynner å virke før 10mhz.
Hva er den tekniske forklaringen på at dette kan være hørbart?
(hvis det er off topic, så bare gi et signal så sletter jeg innlegget)

 

[OAlex]

Superflott tråd Asbjørn!

Hva med signalkilder som genererer frekvenskomponenter over 20kHz inn i en forsterker som er ulineær? Da vil vel forvrengningskomponenter foldes ned i det hørbare området, og karakteristikken som kablene bidrar med over 20kHz blir plutselig viktig. Okei, i åpningsinnlegget begrenser du systemet til tidsinvariante og lineære, men det er kanskje en uheldig begrensning?

 

[sinep]

Ifølge Bill Low i Audioquest, er det nesten helt uinteressant hvordan de elektriske parameterne i en kabel måler totalt sett. Dette utgjør som sketikerne sier, ingenting, en dråpe i havet. Det er hva som skjer med signalene punkt for punkt i kabelen som er interessant. Det er det som påvirker hvordan høyttalermembranet svinger og som igjen påvirker hørselen vår. Personlig tror jeg det er en form for kompresjon/dekompresjon/forskyvning av signaler som følge av tradisjonelle elektriske parametere.

 

[Gubra]

Dette er den første "kabeltråd" jeg har hatt utbytte av. Takk og takk!

 

[Barbaresco]

Ifølge Bill Low i Audioquest, er det nesten helt uinteressant hvordan de elektriske parameterne i en kabel måler totalt sett. Dette utgjør som sketikerne sier, ingenting, en dråpe i havet. Det er hva som skjer med signalene punkt for punkt i kabelen som er interessant. Det er det som påvirker hvordan høyttalermembranet svinger og som igjen påvirker hørselen vår. Personlig tror jeg det er en form for kompresjon/dekompresjon/forskyvning av signaler som følge av tradisjonelle elektriske parametere.

Da er det vel like legitimt å mene at det er helt uinteressant hva denne Bill Low sier.

 

[Kule-Trygve]

Dette utgjør som sketikerne sier, ingenting, en dråpe i havet.

Har ikke finlest alt her, men siden forskjellene det snakkes om er små brøkdeler av dB tildels langt oppi og tildels forbi "hørbart område", så har jo Asbjørn i denne tråden gjort en veldig god jobb med å diskreditere sine egne forklaringsmodeller når det gjelder kabler? Kan ikke si annet enn "bra jobba" jeg da.

Til sammenligning så gir jo tonekontroller gjerne utslag pluss/ minus 10 dB, dvs at dersom man vrir feks diskanten fra klokken tolv til klokken ett (som jeg vil si er en ganske liten forandring) så har man et utslag på "en eller flere" dB, som er i en helt annen størrelsesorden enn det som fremkommer i denne tråden.

Nei, her får man se etter mer sannsynlige forklaringer, som også kan forklare hvorfor en "god" kabel ikke vil være systemavhengig men gi forbedringer over potensielt hele frekvensområdet uavhengig av tilknyttet utstyr. Dvs det er antagelig helt andre egenskaper ved utstyret enn det som diskuteres her, som gjør kabelen hørbart bedre enn andre kabler.

 

[Asbjørn]

For å kunne si noe fornuftig om ultrasoniske egenskaper og betydningen av Zobel-filtre (type Transparent Audio), må vi gjøre modellen litt mer realistisk. Så langt har jeg antatt at utgangs- og inngangsimpedansen i hver ende er rent resistiv. Slik er det selvsagt ikke i virkeligheten. Mange forsterkere har kondensatorer for å blokkere DC på inngangene (AC-kobling), og det finnes et utall parasittiske induktanser og kapasitanser bortimot overalt. Problemet er at det ikke er så lett å finne typiske tall for dette uten å måle selv, men det går jo an å illustrere virkningen, i det minste.

Dessuten, hvis vi skal se på radiofrekvent oppførsel, så blir det ikke godt nok å bruke en modell med noen få diskrete elementer som representerer kablingen. I virkeligheten er egenskaper som resistans, kapasitans og induktans fordelt utover hele lederen, ikke samlet i noen få punkter. Den tilnærmingen kan være god nok for audiofrekvenser, men resonansene oppi megahertzene blir helt annerledes. Da trenger vi å bruke en transmisjonslinjemodell med parameterverdiene jevnt fordelt langs hele lengden. Heldigvis finnes en sånn modell allerede i simuleringsprogrammet jeg bruker, så det er overkommelige greier å ta hensyn til sinep's kommentar om dette.

Da kan modellen se ut som nedenfor. Bortsett fra kondensatoren på inngangen (C2) som har en ganske typisk verdi, er resten av verdiene i "komponentene" valgt litt omtrentlig, men sånn at systemet oppfører seg forholdsvis ryddig og gir flat frekvensgang fra 10 Hz til 1 MHz, omtrent. For eksemplets skyld satte jeg 150 ohm utgangsimpedans og 50 kiloohm inngangsimpedans.

Vi prøver oss frem litt forsiktig til å begynne med. Den røde kurven i grafene nedenfor er direkte kobling uten noen kabelmodell mellom utgang og inngang. Sånn oppfører disse "komponentene" seg på egen hånd. Avrullingen i bassen skyldes DC-blokkeringen, mens den ultrasoniske avrullingen skyldes de andre induktansene og kapasitansene. Den grønne kurven viser hva som skjer når vi kobler dem sammen med en transmisjonslinje, altså slik at de elektriske egenskapene er fordelt kontinuerlig utover kabelen. Jeg satte verdiene av R, C og L i transmisjonslinjemodellen slik at den tilsvarer tre fots lengde av Belden 1694A 75 ohm coax, nøyaktig som i de tidligere eksemplene. Oppførselen i audiobåndet endrer seg ikke, men vi ser at det er en ørliten ekstra avrulling opp mot 100k, og det dukker opp en serie radiofrekvente resonanser fra 80 MHz og oppover. Disse er refleksjoner i kabelen.

Trompetnerd nevnte filterboksene til Transparent Audio. Jeg vet ikke eksakt hva som er inni boksen på signalkablene deres, men ut fra filterkarakteristikken de viser, kan vi tippe på at de er bygget opp omtrent som filtrene på høyttalerkablene. Det er en induktor i serie med signalet og et Zobel-filter (R + C) fra signal til jord. Et par minutter prøv & feil, og jeg fant ut at 820 nH i serie og 10 kiloohm + 4,7 picofarad i parallell begynner å rulle av ganske pent fra 10 MHz, ca. Ingen garanti for at det er sånn, men det er formodentlig ganske nær. (Og det vil ikke ta mange minuttene å regne ut ideelle verdier, heller - men da bør man kanskje vite eksakt hvilken utgangs- og inngangsimpedans dette skal kobles til.) Altså sånn:

I grafen nedenfor er den blå kurven transmisjonslinje (fortsatt tilsvarende Belden 1694A) pluss en sånn filterboks. Den olivengrønne kurven er "filterboksen" alene sammen med komponentene, altså uten noen kabel mellom. Den reduserer nivået med ca 10 dB ved 100 MHz, samtidig som den flytter resonansfrekvensene litt oppover i frekvens. Tilsammen fører det til at nivået på den første resonanstoppen reduseres fra ca -15 dB til ca -42 dB. Samtidig faller nivået på resonanstoppene i frekvensområdet rett over 500 MHz fra rundt -40 dB til -97 dB. (Jeg bryr meg ikke om å blåse opp kurvene for å vise audiobåndet mer detaljert. Det er nøyaktig som før.)

Her kan det jo være nyttig å minne om at TV-stasjoner gjerne ligger fra 40 - 225 MHz (VHF) og fra 470 - 980 MHz (UHF). Mobiltelefoner holder til ved 450, 900 og 1800 MHz. DAB-radio sender ved 215 - 240 MHz, mens gammeldags FM radio som kjent ligger fra 87,5 MHz til 104 MHz. Det er ikke nødvendigvis en fordel at signalkabelen oppfører seg som en tunet antenne ved noen av de frekvensene...

 

[Barbaresco]

Dette utgjør som sketikerne sier, ingenting, en dråpe i havet.

..........................
Nei, her får man se etter mer sannsynlige forklaringer, som også kan forklare hvorfor en "god" kabel ikke vil være systemavhengig men gi forbedringer over potensielt hele frekvensområdet uavhengig av tilknyttet utstyr................

En kabel, en stakkarslig passiv komponent, helt uavhengig av materialkost, markedspris og forhandleravanse, kan aldri forbedre et signal. I høyden kan den unngå å forverre transmisjonen over hele eller deler av frekvensområdet.

 

[Kule-Trygve]

Dette utgjør som sketikerne sier, ingenting, en dråpe i havet.

..........................
Nei, her får man se etter mer sannsynlige forklaringer, som også kan forklare hvorfor en "god" kabel ikke vil være systemavhengig men gi forbedringer over potensielt hele frekvensområdet uavhengig av tilknyttet utstyr................

En kabel, en stakkarslig passiv komponent, helt uavhengig av materialkost, markedspris og forhandleravanse, kan aldri forbedre et signal. I høyden kan den unngå å forverre transmisjonen over hele eller deler av frekvensområdet.

Ja helt riktig. Jeg mente selvfølgelig forbedring i forhold til en dårligere kabel.

 

[TrompetN]

For å kunne si noe fornuftig om ultrasoniske egenskaper og betydningen av Zobel-filtre (type Transparent Audio), må vi gjøre modellen litt mer realistisk. Så langt har jeg antatt at utgangs- og inngangsimpedansen i hver ende er rent resistiv. Slik er det selvsagt ikke i virkeligheten. Mange forsterkere har kondensatorer for å blokkere DC på inngangene (AC-kobling), og det finnes et utall parasittiske induktanser og kapasitanser bortimot overalt. Problemet er at det ikke er så lett å finne typiske tall for dette uten å måle selv, men det går jo an å illustrere virkningen, i det minste.

Dessuten, hvis vi skal se på radiofrekvent oppførsel, så blir det ikke godt nok å bruke en modell med noen få diskrete elementer som representerer kablingen. I virkeligheten er egenskaper som resistans, kapasitans og induktans fordelt utover hele lederen, ikke samlet i noen få punkter. Den tilnærmingen kan være god nok for audiofrekvenser, men resonansene oppi megahertzene blir helt annerledes. Da trenger vi å bruke en transmisjonslinjemodell med parameterverdiene jevnt fordelt langs hele lengden. Heldigvis finnes en sånn modell allerede i simuleringsprogrammet jeg bruker, så det er overkommelige greier å ta hensyn til sinep's kommentar om dette.

Da kan modellen se ut som nedenfor. Bortsett fra kondensatoren på inngangen (C2) som har en ganske typisk verdi, er resten av verdiene i "komponentene" valgt litt omtrentlig, men sånn at systemet oppfører seg forholdsvis ryddig og gir flat frekvensgang fra 10 Hz til 1 MHz, omtrent. For eksemplets skyld satte jeg 150 ohm utgangsimpedans og 50 kiloohm inngangsimpedans.

Vis vedlegget 142030

Vi prøver oss frem litt forsiktig til å begynne med. Den røde kurven i grafene nedenfor er direkte kobling uten noen kabelmodell mellom utgang og inngang. Sånn oppfører disse "komponentene" seg på egen hånd. Avrullingen i bassen skyldes DC-blokkeringen, mens den ultrasoniske avrullingen skyldes de andre induktansene og kapasitansene. Den grønne kurven viser hva som skjer når vi kobler dem sammen med en transmisjonslinje, altså slik at de elektriske egenskapene er fordelt kontinuerlig utover kabelen. Jeg satte verdiene av R, C og L i transmisjonslinjemodellen slik at den tilsvarer tre fots lengde av Belden 1694A 75 ohm coax, nøyaktig som i de tidligere eksemplene. Oppførselen i audiobåndet endrer seg ikke, men vi ser at det er en ørliten ekstra avrulling opp mot 100k, og det dukker opp en serie radiofrekvente resonanser fra 80 MHz og oppover. Disse er refleksjoner i kabelen.

Vis vedlegget 142033

Vis vedlegget 142034

Trompetnerd nevnte filterboksene til Transparent Audio. Jeg vet ikke eksakt hva som er inni boksen på signalkablene deres, men ut fra filterkarakteristikken de viser, kan vi tippe på at de er bygget opp omtrent som filtrene på høyttalerkablene. Det er en induktor i serie med signalet og et Zobel-filter (R + C) fra signal til jord. Et par minutter prøv & feil, og jeg fant ut at 820 nH i serie og 10 kiloohm + 4,7 picofarad i parallell begynner å rulle av ganske pent fra 10 MHz, ca. Ingen garanti for at det er sånn, men det er formodentlig ganske nær. (Og det vil ikke ta mange minuttene å regne ut ideelle verdier, heller - men da bør man kanskje vite eksakt hvilken utgangs- og inngangsimpedans dette skal kobles til.) Altså sånn:

Vis vedlegget 142040

I grafen nedenfor er den blå kurven transmisjonslinje (fortsatt tilsvarende Belden 1694A) pluss en sånn filterboks. Den olivengrønne kurven er "filterboksen" alene sammen med komponentene, altså uten noen kabel mellom. Den reduserer nivået med ca 10 dB ved 100 MHz, samtidig som den flytter resonansfrekvensene litt oppover i frekvens. Tilsammen fører det til at nivået på den første resonanstoppen reduseres fra ca -15 dB til ca -42 dB. Samtidig faller nivået på resonanstoppene i frekvensområdet rett over 500 MHz fra rundt -40 dB til -97 dB. (Jeg bryr meg ikke om å blåse opp kurvene for å vise audiobåndet mer detaljert. Det er nøyaktig som før.)

Vis vedlegget 142036

Her kan det jo være nyttig å minne om at TV-stasjoner gjerne ligger fra 40 - 225 MHz (VHF) og fra 470 - 980 MHz (UHF). Mobiltelefoner holder til ved 450, 900 og 1800 MHz. DAB-radio sender ved 215 - 240 MHz, mens gammeldags FM radio som kjent ligger fra 87,5 MHz til 104 MHz. Det er ikke nødvendigvis en fordel at signalkabelen oppfører seg som en tunet antenne ved noen av de frekvensene...

Takk for svar Asbjørn!!

I tidligere tråder har det blitt kommentert at det ikke er rart at man hører forskjell på TA kabler pga filterboksen samtidig som det argumenteres for at det som skjer over det hørbare området ikke er hørbart. Da synes jeg det er rart at man skal høre forskjell om filterboksen virker på 10Mhz.

TA bruker "paralell filtration" kaller de det. Hvor de mener at signalet går rett gjennom, mens høyfrekvent støy blir filtrert bort. De fleste andre slike filterbokser bruker "series filtration" som filtrerer hele signalet sammen med støyen. Litt usikker på om dette kun gjelder strømkablene eller om det gjelder signal og høyttalerkabler også.

De argumenter også for at mye induktanse og capistanse skaper "fase shift" i filteret noe de fokuserer på å forhindre i filteret.

Til slutt har de noe de kaller "Transparent avalanche diode surge protection circuitry" som skal være opptil 1000 ganger raskere enn vanlige "surge protectors".

Grunnen til at jeg stadig kommer tilbake til disse kablene er at jeg er overbevist om at disse gjør noe med signalet som på mitt anlegg gjør lyden objektivt bedre og siden dette er en tråd som ikke handler om pris, men om teknologi håper jeg at noen kan gi innsikt i hvorfor disse lyder bedre.

 

[Asbjørn]

I eksemplet mitt ovenfor er det Zobel-filteret (R+C) "parallel filtration", mens induktansen nok må kalles "series filtration". Jeg er ikke uten videre med på at det gjør noen særlig forskjell i dette tilfellet, men høyttalerkablene deres bruker ihvertfall begge deler på samme måte som i eksemplet rett over. Det kan forresten være et poeng med "parallel filtration" i strømkablene, ettersom en induktans også vil tilføre en viss seriemotstand, og det vil man helst ikke ha i en strømkabel. I dette eksemplet med signalkabler har det ingen betydning.

Forutsetningen for at den typen filtrering ved 10 MHz og over skal kunne gjøre noen hørbar forskjell, er at 1) forsterkerne har ekstremt stor båndbredde, 2) det er en eller annen høyfrekvent elektromagnetisk støy som finner veien inn i signalkjeden, og 3) det finnes en eller annen form for ulinearitet i forsterkeren - og punkt 2 og 3 finnes alltid. Det er også vanskelig å unngå at ubalanserte kabler fungerer som antenner ved de aktuelle frekvensene, ettersom perfekt skjerming knapt finnes, og det er et litt ugunstig sammentreff at en typisk signalkabel er omtrent like lang som en passe langt utdratt antennepisk på en Kurér reiseradio.

Da kan effektforsterkeren få grums inn på inngangen og lage forskjellige former for intermodulasjonsstøy og differanseprodukter av det. Støykildene kan være alt fra lysrør og sparepærer i lytterommet til TV-stasjoner og mobilmaster i nabolaget. Løsningen er så enkel som å sette en kondensator (eller et Zobel-filter) mellom signalinngangen og jord på innsiden av forsterkeren. På innsiden, fordi det er forsterkerkonstruktøren som er best i stand til å teste ut hva som er riktig knekkfrekvens for å filtrere bort støy som kan påvirke den aktuelle forsterkeren, uten at det gir noen andre hørbare effekter. Dette er ganske langt fra å være rakettforskning, ettersom dette er en anbefalt løsning i databladet bl a for chipamps som National LM4780. Kondensatoren C_C i Figure 5 i databladet gjør nøyaktig samme jobb som en slik filterboks. Forskjellen er bare at den er inni forsterkeren og begrenser båndbredden på apparatet. Hvor mye faseskift og annen ugreie den eventuelt skaper kommer an på komponentverdien som blir brukt, og det mener jeg altså at den som konstruerer forsterkeren er best i stand til å bedømme. Forutsatt at ikke markedsavdelingen overstyrer vurderingen, da.

Likevel, det er noen kabelprodusenter som mener at impedansematch i den ene enden er viktig for å unngå refleksjoner. I eksemplet over brukte vi en 75 ohm kabel, avsenderen hadde 150 ohm utgangsimpedans, og mottakeren 50000 ohm inngangsimpedans. I det eksemplet er utgangsimpedansen 150 ohm ved DC, mens den karakteristiske impedansen av kabelen bare går asymptotisk mot 75 ohm når både frekvensen og lengden av kabelen går mot uendelig. Ved DC vil avsenderenden "se" de 50 kOhm som er koblet til i den andre enden pluss seriemotstanden i kabelen, ikke den karakteristiske impedansen. At impedansematch i den ene enden ikke er tilstrekkelig for å hindre refleksjoner og stående bølger kan man også se ved å kikke på pinnene i en gammeldags TV-antenne eller teleskopantennen på en reiseradio. Hint: De sitter fast i den ene enden. Eller en blokkfløyte eller orgelpipe for den del, som er åpen i den ene enden og matcher impedansen til luften rundt. De setter helt fint opp stående bølger for det i form av de tonene vi kan høre fra instrumentet.

Men, vi prøver: Rød strek er komponentene alene og mørkegrønn strek er resonansene i transmisjonslinjen (som sist), men blå strek er nå hva som skjer hvis vi reduserer utgangsimpedansen til 75 ohm sånn at nominell utgangsimpedans på forforsterkeren "matcher" karakteristisk impedans i kabelen. Joda, avrullingsfrekvensen går litt oppover, men resonansene er akkurat som før, kanskje enda litt verre. Hvis vi bytter til andre kabler (ikke vist i grafen), så flytter resonansfrekvensene seg litt opp eller ned i frekvens og nivå, sånn at de kanskje passer litt bedre eller litt dårligere med din lokale TV-sender.

Hvis vi i steder setter et enkelt førsteordens lavpassfilter på inngangen til effektforsterkeren, omtrent som i databladet for chipamp'en, men med 1 kiloohm resistor i serie og 1.8 nF kondensator i parallell med lasten, så får ikke forsterkeren så mye båndbredde å reklamere med, men nivået på resonansene dropper med nesten 60 dB før de kommer frem til noen som helst komponent som kan lage forvrengningsprodukter (olivengrønn strek). Altså slik:

Nå er systemet som helhet ned 0,2 dB gjennom hele audiobåndet på grunn av den 1 kiloohm motstanden i serie med signalet, ned ytterligere 0,2 dB ved 20 kHz og får et -3 dB-punkt ved 75 kHz i stedet for 1 MHz. Det filteret gir ca 8 grader fasedreining ved 20 kHz sammenlignet med ved 100 Hz. Det er tilnærmet ingen ting sammenlignet med hva som skjer i høyttaler og rom. De 8 gradene fasedreining tilsvarer at det akustiske senteret på diskantelementet ligger 0,37 mm lenger unna lytteren enn det akustiske senteret i mellomtoneelementet. Hvis det filteret likevel er for hardhendt, er det enkelt å bytte til en litt mindre kondensator og få litt større båndbredde, samtidig som man lyttetester både med og uten elektromagnetisk bakgrunnsstøy for å finne ut hva som er best avveining for den aktuelle effektforsterkeren. Eller å lage et høyereordens filter med litt flere komponenter og brattere filterkarakteristikk. Eller å gå over til balansert signaloverføring, hvor problemet med innstrålt støy nærmest forsvinner, men i stedet skaper man kanskje et annet problem med termisk støy fra motstander med forholdsvis høye verdier på den balanserte inngangen.

Jeg forstår ikke helt hvorfor denne filtreringen er en Dårlig Ting hvis den skjer i forsterkeren, men en God Ting hvis den skjer i kabelen. Det som teller er vel responsen av systemet som helhet. Jeg mener altså at denne avveiningen er en jobb for den som konstruerer forsterkeren.

Så, vi noterer enda en egenskap ved anlegget som kan skape hørbare forskjeller mellom kabler: Altfor stor båndbredde, med tilhørende sårbarhet for ting som skjer oppe i megahertzene.

 

[Asbjørn]

Siden det ikke er så veldig mye mer å si om radiofrekvente refleksjoner og resonanser i RCA-kabler, kan vi jo ta en liten ønskereprise om utgangsimpedans og kabelkapasitans til glede for dem som ikke helt fikk med seg det som sto på forrige side.

Har ikke finlest alt her, men siden forskjellene det snakkes om er små brøkdeler av dB tildels langt oppi og tildels forbi "hørbart område", så har jo Asbjørn i denne tråden gjort en veldig god jobb med å diskreditere sine egne forklaringsmodeller når det gjelder kabler? Kan ikke si annet enn "bra jobba" jeg da.

Til sammenligning så gir jo tonekontroller gjerne utslag pluss/ minus 10 dB, dvs at dersom man vrir feks diskanten fra klokken tolv til klokken ett (som jeg vil si er en ganske liten forandring) så har man et utslag på "en eller flere" dB, som er i en helt annen størrelsesorden enn det som fremkommer i denne tråden.

Vi tar to eksempler. I det første tilfellet har noen en rør-basert forforsterker med en utgangsimpedans på 3 kiloohm. Den kobles til en minimalistisk effektforsterker med inngangsimpedans på 10 kiloohm. Det finnes utstyr i markedet med tilsvarende verdier av disse parametrene, så dette er ikke engang et "worst case". Sånne anlegg finnes. Det er mange som mener at lange signalkabler og korte høyttalerkabler er veien å gå, og jeg har til og med hørt at enkelte mener at signalkabler må ha en viss lengde, så her strekker vi 6 fot (1,8 meter) RCA kabel fra pre til power amp. Vi prøver med to forskjellige kabler; en Kimber KCAG og en Goertz Micro Purl, begge "audiofile" kabler som ikke er helt billige. Ikkeno' billig datakabel her, nei! Kimber er en teflonisolert flertrådig sølvkabel med flettet oppbygning, mens Goertz består av massive, flate kobberledere som ligger i en slags sandwich med PET-isolasjon mellom, og som så er tvinnet sammen til et slags rør. I grafen nedenfor er resultatet vist med rød strek for Goertz, grønn for Kimber. Skalaen er i decibel, og det er 18 dB fra topp til bunn av grafen.

Joda, en forskjell på 3 dB mellom de to kablene ved 10 kHz og 6 dB ved 20 kHz burde være hørbart, selv for hardbarkede kabelskeptikere med blikkører. Eneste forskjell mellom de to kurvene er de elektriske egenskapene til de to kabelsettene. Her er alt annet likt. Men så kan vi prøve eksakt de samme to kablene i et anlegg som ligner mer på mitt, med 75 ohm utgangsimpedans og 50 kiloohm inngangsimpedans. Da blir det slik i stedet, alt annet likt som i forrige eksempel, inkludert skalaen på grafen:

Mindre forskjell enn tykkelsen på streken gjennom hele audiobåndet. Hvis vi zoomer langt inn, finner vi en forskjell på 0,014 dB ved 20 kHz mellom disse to kablene i dette anlegget. Dette er altså eksakt samme kabler som i forrige eksempel. Det er bare impedansene i hver ende som er forskjellig.

Så kan vi forestille oss at eierne av de to anleggene prøver å utveksle erfaringer på et nettforum, men uten å helt ha forstått ordet "utgangsimpedans". Da kan det bli mye rart, inkludert sterke synspunkter på "sånn låter kobber og slik låter sølv", "flertrådig låter slik og massiv låter sånn", "lyden av teflon vs PET", "for dårlig oppløsning i anlegget til å høre noen forskjell", "ren innbilning for det er jo ingen forskjell å høre", og så videre og såvidereogsåvidere. Da blir det fort utviklet mer varme enn lys, men eneste vesentlige forskjell mellom disse eksemplene er utgangs- og inngangsimpedansen på apparatene og kapasitansen i de to kablene. Alt det andre er enten helt likt eller har minimal betydning.

Nå som vi har repetert det poenget, er det kanskje noen som har lyst til å diskutere hvordan alt dette kan påvirke støygulvet i anlegget?

 

[HCS]

Artig og lærerik tråd. Den åpner , slik jeg leser den, også for at det er forskjeller. Men at det like gjerne kan være komponentene foran og etter kablene som forårsaker dette. Med denne viten i bagasjen burde begge leire, både tilhengere av kabler og de som ser kabler kun som et nødvendig onde, ha økt ydmykhet inn imot diskusjoner som oppstår her inne.

 

[Asbjørn]

Jeg hører ikke allverdens forskjell på kabler, men den kvalitative forskjellene jeg hører oppleves som mindre støy. Alt kommer litt tydeligere frem, renere basstoner, litt mer fortellende anslag og mer rominformasjon.

Ja, kanskje du har et poeng der. Da kan vi drodle litt om støy, spesifikt jordstrømmer og "skitne" jordreferanser. Jordstrømmer er ikke helt enkle å holde styr på. Enhver ledning har en resistans og en induktans, og er det to ledninger, er det dundre meg en kapasitans mellom dem også. Jordstrømmene vil prøve å gå letteste vei til nettjord, men det er ikke alltid så lett å forstå hva den veien egentlig er, spesielt hvis det er høyfrekvent støy involvert.

For å lage en enkel modell som illustrerer litt av poenget, modifiserer vi den modellen som ble brukt i forrige eksempel. I eksemplene med utgangsimpedans og kabelkapasitans kan vi være ganske trygge på at modellen gir tålelig nøyaktige svar, forutsatt at tallverdiene for de forskjellige elektriske egenskapene er korrekte, men her kan vi i beste fall håpe på å illustrere noe av det som kan skje. På samme måte som med de radiofrekvente resonansene er det ikke mulig å finne noenlunde nøyaktige tall for parametrene i dette tilfellet. Uansett, vi setter signalkilden til "null" (dvs fjerner den), og innfører i stedet en strømkilde (støy) koblet til jordreferansen i mottakerapparatet. I tillegg lager vi litt motstand mellom jordingspunktene i de to apparatene og den "virkelige" jordreferansen, sånn at den jordstrømmen setter opp en spenning over disse motstandene. F eks sånn:

Med de komponentverdiene som er vist og 50 milliampere "jordstrøm", blir resultatet slik ved forskjellige frekvenser i "støykilden":

Et jevnt brus ved ca -82 dB med en viss økning langt oppe i det ultrasoniske området. Det som skjer er at en del av jordstrømmen går langs signalreturen til jordingspunktet i avsenderapparatet, og at kapasitansen i kabelen gjør at en del høyfrekvent støy smitter over på signallederen. Jo høyere frekvens, desto mer overføring. I tillegg vil den delen av jordstrømmen som kommer frem til jordingspunktet i avsenderen skape en spenning der, sånn at null-referansen der endrer seg.

Da prøver vi alle kabelmodellene våre i tur og orden for å se om noe kan tenkes å gi en hørbar forskjell:

Jaha, hele 10 dB forskjell i nivået på bakgrunnsstøyen gjennom hele audiobåndet, og det eneste vi endret var signalkablene, nærmere bestemt resistansen i signalreturen (skjermen) og kapasitansen mellom leder og skjerm. Kan det tenkes å være hørbart som "svartere bakgrunn" eller noe sånt? You bet. Tallene i dette eksemplet tilsvarer nesten to bits ekstra oppløsning i en digital signalkjede, fra 13,6 til 15,2 bits. Men problemet er ikke å finne riktig kabel, det er at jordreferansen i effektforsterkeren er bråkete. En bedre løsning er å bli kvitt bråket, eller i det minste å skille "ren" signaljord og "skitten" jord i apparatet, f eks slik:

Støygulvet gikk plutselig ned til -145 dB. Med samme kabel. Det tilsvarer litt mer enn 24 bits oppløsning. Det blir fortsatt litt forskjell i nivået på støygulvet hvis vi bytter til andre kabler, men det er ikke en snøballs sjanse til å høre endringer i et "støygulv" som ligger 50 dB under kvantiseringsstøyen på en CD og formodentlig enda lengre under støygulvet i lytterommet. Problemer som dette er grunnen til at mange ubalanserte apparater skiller mellom nettjord og signaljord, kanskje også med en resistor mellom de to. En annen løsning enn å bygge om jordingen i apparatet kunne vært å bytte til balansert signaloverføring, slik at disse jordstrømmene forsvant ut av signalveien og at den støyen som overføres kapasitivt til signallederne ble fjernet igjen når den kom frem til mottakeren.

Som sagt, dette er bare illustrative eksempler med litt vilkårlige tallverdier, men poenget er igjen at et teknisk problem i det ene apparatet (denne gangen jordstrømmer som skitner til jordreferansene ulikt i sender og mottaker, og som blandes inn i signalet via kapasitiv kobling i kabelen) kan føre til at det oppstår hørbare endringer ved bytte mellom ubalanserte signalkabler. Eller motsatt, at en hørbar forskjell mellom kabler indikerer at det finnes et problem et annet sted i anlegget.

Vi noterer at jordstrømmer og skitne jordreferanser også er blant de egenskapene ved anlegget som kan få det til å "avsløre" forskjeller mellom kabler, på samme måte som høy utgangsimpedans og (altfor) stor båndbredde.

 

[TrompetN]

Endelig en sakelig tråd om kabler. Lurer på hvor lenge det varer....

Hva tror du om disse sitatene?

• Twisted pair technology resultsin superior performance in theaudio range because of thenoise nulling effect of + and –conductor proximity.
• an ideal balance of surface area and
core density to transfer audio frequenciesand to result in optimum strand bundleconfigurations.
•Cables actslike an antenna.
•cables transfer ultra-high frequen-cies (noise) more efficiently than the relativelylow frequencies (20 Hz–20 kHz) required of anaudio signal.
•Noise interferes with a cable’s ability to transferan audio signal with the dynamics, richness,smoothness, and naturalness of music.

Noise cables tend to sound thin, bright, andelectronic.

 

[Asbjørn]

Nja, for meg er de sitatene litt blandet drops.

"Twisted pair technology" er helt riktig for balansert signaloverføring, men her virker det som at det skulle ha noen fordeler ved ubalansert overføring. Det har jeg litt vanskelig for å se. Slik jeg leser kommentaren om "noise nulling effect" virker det som forfatteren mener at det skal oppstå noen form for differensiell kansellering av innstrålt støy. Det gjør det ikke, fordi impedansen på + og - er helt ulik. Pluss ligger ved kanskje 50 kiloohm, mens minus går nesten direkte til jord. Hvis det induseres en strøm i både pluss og minus, vil den gi mye større utslag som spenning på pluss enn på minus - altså minimal til ingen kansellering. Mottakeren responderer på spenningsdifferansen mellom signal og jord, så den støyen er alt annet enn nullet. Coax er den opplagte geometrien for en ubalansert signalforbindelse. Man kan sikkert lage en pseudo-balansert signalkabel med twisted pair-oppbygning og skjerm tilkoblet i den ene enden, dekorere den med piler for "korrekt" signalretning, og skryte av hvor fortreffelig dette er, men jeg ser ikke noe stort poeng ved det hvis apparatet på mottakerenden er ubalansert.

"Optimum strand bundle configurations" forutsetter at sånt som skin effect og bundle effect har noen betydning ved audiofrekvenser. Det har de ikke. Dette er reelle fenomener som har betydning for radiofrekvent overføring, men eneste effekt her er at de justerer seriemotstanden i kabelen ørlittegranne ved 20 kHz sammenlignet med lavere frekvenser. Seriemotstanden i en signalkabel har minimal betydning, mens den forsåvidt er en viktig egenskap i høyttalerkabler. Likevel drukner den effekten i alt annet (som vi skal se når vi snart begynner å snakke om høyttalerkabler i denne tråden). Ikke noe jeg ville betalt penger for, for å si det slik.

"Cables act like an antenna" - ja, med et visst forbehold om hvor godt skjermet de er, og du får kvartbølgeresonans et sted i FM/UHF-båndet.

"transfer ultra-high frequencies more efficiently than ... audio signal" - nei, du vil få en gradvis avrulling ved høyere frekvenser. Kabelen virker som et lavpassfilter på grunn av kildeimpedans og kapasitans i kabelen, og i verdenen utenfor audio må man betale noen kroner ekstra for en kabel med lavere kapasitans og litt større båndbredde.

"noise interferes" - ja, det gjør det jo, men jeg tror nok det subjektive inntrykket har mer med "svart bakgrunn" og dynamikk å gjøre enn alle de andre tingene som listes opp.

 

[Asbjørn]

Det er minst en egenskap til som kan "avsløre" kabelforskjeller med RCA signalkabler. Det er når utgangstrinnet i signalkilde eller preamp jobber på kanten av hvilken last det kan drive uten å bli ustabilt eller å forvrenge, og at små endringer i lasten (som å bytte til kabler med litt høyere eller litt lavere kapasitans) påvirker forvrengningskarakteren i hørbar grad. Ettersom "mikrodioder" og lignende forvrengningsmekanismer helt enkelt ikke eksisterer i kobber- eller sølvkabler, så kan dette være en plausibel forklaring på at noen mener å høre mer eller mindre forvrengning ved kabelbytte. Det er ikke kabelen som forvrenger, det er boksen foran kabelen.

Da må vi først se på hva som befinner seg rett innenfor RCA-kontaktene på hver side. Dette er skjematisk gjengivelse av et ubalansert utgangs- og inngangstrinn for linjesignaler. Dette er typiske løsninger helt etter læreboken: (I dette tilfellet er læreboken Doug Self's "Small Signal Audio Design", forresten.)

Det sitter en opamp på hver ende av overføringen (og da sprakk avgrensningen i åpningsinnlegget om lineære, tidsinvariante systemer siden vi nå har aktive komponenter med diverse ulineariteter i modellen). Opamp'en i avsenderenden er en buffer som leverer strømmen som er nødvendig for å drive overføringen. Da beskytter den også forutgående elektronikk mot sære laster og stort strømtrekk. Etter opamp'en står en kondensator for å blokkere DC. Det beskytter mottakersiden mot DC offset fra opamp'en. Eksempelvis kan litt DC få potensiometre i etterfølgende volumkontroll til å bli knirkete med tiden. Det beskytter også mot poppe- og dunkelyder i høyttalerne hvis kilde eller preamp slås av eller på mens effektforsterkerne er på. Selvsagt vil alle ekte entusiaster slå ting på og av i riktig rekkefølge, men det kan jo tenkes at noen andre finner på å trykke på knappene i motsatt rekkefølge. Motstanden R5 (22k) har til oppgave å lade ut den kondensatoren på kontrollert vis når apparatet slås av. Og til slutt står det en 68 ohms motstand (R6) i serie med signalet. Det ser jo ikke videre lurt ut, når vi allerede har vist at utgangsimpedansen før kabelen bør være minst mulig, og her blir den utgangsimpedansen tilsynelatende økt med 68 ohm på pur f...skap.

Poenget med motstanden R6 er å beskytte opamp'en mot ustabilitet hvis lasten blir for krevende. Den opampen er en knøttliten effektforsterker med sine egne særegenheter. I verste fall kan den bli ustabil med ultrasonisk oscillasjon, utvikle mer varme enn den har godt av og stryke med. Det kan skje hvis den blir satt til å drive en kapasitiv last med lav impedans. Da går det mye strøm samtidig som den elektriske fasevinkelen er negativ og spiser opp stabilitetsmarginen i opampen. Motstanden er der for å sikre at det ikke blir for ille.

Det inngangstrinnet som er vist i kretsdiagrammet har småpene 68 kiloohm inngangsimpedans opp til ca 3-4 kHz, og så begynner kapasitansen i C1 å gjøre seg gjeldende. C1 og motstanden R1 er der som et RC lavpassfilter for å unngå at innstrålt RF i kabelen kommer inn i mottakerapparatet og skaper hørbar intermodulasjonsforvrengning der. Derfor må C1 stå før inngangsbufferen X3, men da dropper jo inngangsimpedansen som en stein ved økende frekvens. I dette eksemplet er det valgt en ganske lav verdi på R1 for å holde egenstøyen nede. Resultatet er at inngangsimpedansen ender opp som R1's 100 ohm ved tilstrekkelig høye frekvenser. Slik:

Hvis vi går ett steg tilbake i signalkjeden, blir impedansen som opamp'en X1 "ser" ved riktig høye frekvenser gitt av motstandene R1, R5 og R6, og kabelen mellom utgang og inngang. Kapasitansen i kabelen fører til at høyfrekvent spenning "lekker" fra signal til jord, slik at den drar noe mer strøm enn bare det som er koblet til i den andre enden. Med det samme sortimentet av signalkabler som i de foregående eksemplene viser disse to grafene noe av hva den stakkars opampen X1 må forholde seg til. Det er impedansen målt etter kondensatoren C4 på knutepunktet mellom motstandene R6 og R6, og hvilken strøm X1 vil levere på utgangen hvis den får 1 volt på inngangen:

Det er ingen premie for å gjette hvilke kurver som tilhører de to Goertz-kablene. Med den mest kapasitive kabelen må opampen gi fra seg mer enn seks ganger så mye strøm ved 20 kHz som med den beste coaxen. Det gjør nok et eller annet med forvrengningskarakteristikken, selv om en NE5532 opamp kan gi fra seg opptil 38 mA hvis den drives "flat out". Likevel, når frekvensen bare blir høy nok og resonansene overstått, så oppfører alle kablene seg nesten som en kortslutning til jord, og det er bare den 68-ohms-motstanden som står mellom opampen og avgrunnen. (En opamp gjør rett i å forholde seg til verden utenfor egen boks med en viss mistenksomhet.) Båndbredden fra inngang til utgang i dette eksemplet - gjennom begge opampene, kabelen og det hele - blir omtrent 10 MHz med en alminnelig coax-kabel som Belden 1694A, med forbehold om at opamp-modellen er noenlunde gyldig ved så høye frekvenser.

Dette er et "skoleeksempel" med en skokk motstander og kondensatorer for å beskytte de to opampene mot seg selv og omverdenen. Dessuten er det den gamle traveren NE5532 som er brukt som opamp. Den er en gammel klassiker i audio, med lav forvrengning og god evne til å drive vanskelige laster. Men det kan godt hende at en eller annen konstruerer utgangs- og inngangstrinn som er mer utsatt enn disse. For eksempel ved å bruke "vellydende" opamper med mindre evne til å levere strøm og/eller forvrengning som øker raskere med frekvens og strømtrekk enn 5532. Eller ved å fjerne "unødvendige" motstander og kondensatorer, i et håp om at det vil få ting til å låte bedre. Da skulle det ikke forundre meg om noen også greier å lage et utgangstrinn (linjedriver) som er så marginalt på grensen av ustabilitet at ganske små endringer i lastkapasitans, f eks som å bytte signalkabler, fører til hørbare endringer i forvrengningsnivå og -spektrum. Det er sikkert noen som mener at det er et kvalitetstegn for anlegget - "avslører kabelforskjeller" - men det mener dessverre ikke jeg.

Jeg noterer i stedet "marginal linjedriver" på listen over egenskaper ved et anlegg som kan få det til å låte forskjellig avhengig av hvilke signalkabler som er i bruk, ved siden av "for høy utgangsimpedans", "unødvendig stor båndbredde" og "skitne jordreferanser/jordsløyfer".

Hva synes dere, skal vi si noe om balanserte signalkabler eller hoppe rett videre til høyttalerkabler?

 

[Asbjørn]

Er det ikke litt rart at saklighet og fakta i en kabeltråd ser ut til å virke som et vått ullteppe på et stearinlys, omtrent? Jeg synes nesten jeg hører folk snorke.

Jaja, da blir det en runde innom balanserte signalkabler, da. Fordelen med balansert signaloverføring er at problemene med jordstøy og innstrålt elektromagnetisk støy mer eller mindre forsvinner, mens ulempen er at man innfører et nytt problem med egenstøy fra motstandene i det balanserte inngangstrinnet i stedet. Jordstøyen forsvinner (nesten) fordi det er en separat jordleder og mottakeren reagerer nå bare på differansen mellom "hot" og "cold", ikke mellom "signal" og "jord" som i en ubalansert overføring. Det vil fortsatt være en viss kapasitans mellom jordleder/skjerm og de to signallederne i kabelen, så litt høyfrekvent jordstøy blir fortsatt overført til signallederne. Støy som blir strålt inn likt i de to lederne vil forhåpentligvis bli kansellert igjen i mottakerenden. Den kanselleringen kan bli veldig bra i audiobåndet, f eks for å fjerne 50 Hz brumming fra strømkabler, men vil neppe bli helt perfekt langt oppe i radiofrekvensene.

Jeg mener å ha lagt merke til at det er mindre kabellyrikk om XLR-kabler (dvs balansert signaloverføring) enn om RCA-kabler (dvs ubalansert). Hvis det er riktig, kan det tyde på at mye av forskjellene mellom RCA signalkabler egentlig skyldes innstrålt elektromagnetisk støy og jordstøy i apparatene, heller enn smått magiske forskjeller i selve kablene. Det er likevel en del ting som kan gå galt også i en balansert signaloverføring, spesielt hvis man tar snarveier og gjør ting enkelt og billig. En av konsekvensene kan være at støykanselleringen blir så elendig at anlegget begynner å "avsløre kabelforskjeller" nesten på samme måte som en ubalansert signaloverføring.

Nå trenger vi et kretsdiagram for å peke på, et enkelt balansert utgangs- og inngangstrinn, fortsatt basert på Doug Self's bok:

I avsenderenden er det meste som før på pluss-siden, men etter opamp'en går signalet til minus-inngangen på en annen opamp som inverterer (fasevender) signalet og leverer det til pin 3 (cold). De to motstandene R13 og R14 må ha samme verdi for å holde ting balansert. Ulikheter her vil gå utover evnen til å kansellere innstrålt støy.

Mottakerenden har noen ekstra komplikasjoner. Motstandene R1 og R3 må ha lik verdi, igjen for å opprettholde balansen og støykanselleringen. R2 og R4 må også være like. Forholdet R2/R1 = R4/R3 bestemmer gain. Det er ikke noe stort poeng å forsterke signalet her, så gain skal være 1, og da må alle de fire motstandene ha like verdier. Inngangsimpedansen bestemmes også av disse motstandene. I beste fall blir den R3 + R4, litt avhengig av hva som kobles til inngangen.

Hvis motstandene har eksakt de oppgitte verdiene, så undertrykker denne inngangen innstrålt (common mode) støy med 100 dB eller deromkring, men det skal bare 1 % avvik til i en av motstandsverdiene før den verdien faller til rundt det halve. Ooops. Hvis alle fire motstander har 1 % toleranse og ligger i ytterkant av toleransene i hver sin retning, vil støyundertrykkelsen bare bli 34 dB. Det er fortsatt 34 dB mer støyreduksjon enn i en ubalansert overføring, men samtidig vil den termiske egenstøyen i motstandene øke støynivået i dette balanserte inngangstrinnet med over 14 dB sammenlignet med det enkle ubalanserte inngangstrinnet litt lengre oppe i tråden. Den termiske egenstøyen øker som kvadratroten av motstandsverdien i ohm, så en 16 K motstand vil lage dobbelt så mye bråk som en 4 K. Her har vi altså 10100 ohm i serie med signalet både på pluss og minussiden, i stedet for bare 100 ohm på den ene siden som i det ubalanserte inngangstrinnet. Ooops, igjen. Det er ikke helt enkelt å redusere verdien av de fire motstandene ytterligere for å redusere støyen heller, for da vil inngangsimpedansen bli farlig lav og opampene i avsenderenden vil begynne å knurre. Ooops, nok en gang.

Netto nytteverdi av å bytte fra ubalansert til balansert signaloverføring vil da komme an på hvor mye jordstøy og innstrålt elektromagnetisk støy det var til å begynne med, hvor lange ledningsstrekkene ("antennene") er, hvilke motstandsverdier som er brukt i utgangs- og inngangstrinn, hvilke toleranser det er på motstandene, og på hvor mye kapasitans det er mellom skjerm og signalledere i de forskjellige kablene man kan finne på å bruke. Noe så enkelt som dårlig kontakt på en av signallederne kan også gjøre at XLR-forbindelsen blir mer bråkete enn den burde vært.

Folk forteller om litt ulike erfaringer om balansert vs ubalansert. Noen (f eks jeg) har erfart at balansert overføring gir litt mer ro og "svartere bakgrunn", mens andre har erfart at det ikke er verdt bryderiet og foretrekker ubalansert signaloverføring. Og begge kan ha rett.

 

[larkus]

Folk forteller om litt ulike erfaringer om balansert vs ubalansert. Noen (f eks jeg) har erfart at balansert overføring gir litt mer ro og "svartere bakgrunn", mens andre har erfart at det ikke er verdt bryderiet og foretrekker ubalansert signaloverføring. Og begge kan ha rett.

Verdien av balansert overføring kontra ubalansert med kabellengder på 60 - 100 cm. er vel heller tvilsom. Jeg hører i allefall ikke forskjell.
Eventuelle forskjeller kan vel like gjerne skyldes forskjellig oppbygninger av balanserte og ubalanserte ut- og inngangstrinn, eller?

 

[Asbjørn]

Jepp. Avhengig av "alt" vil jeg tro at man kan ende opp med at ubalansert låter best, at det ikke er noen forskjell, eller at balansert låter best. Med eksakt de samme kablene, kun forskjeller i apparatene på hver ende og i det elektromagnetiske miljøet rundt anlegget. Og da er det ikke forskjeller i lytteposisjon man skal være opptatt av, men nivået på bakgrunnsstøyen når man holder øret inntil høyttaleren. Hvor nær må man for å høre sus?

Jeg har testet balansert vs ubalansert mellom komponentene i racket, og der kan jeg ikke si jeg hørte noen stor forskjell, jeg heller. Bakgrunnsstøyen blir ca 3 dB lavere med XLR mellom Transporter og DEQX enn med RCA. Dessuten får XLR et støyspektrum som er mer "pink" enn "white", men ingen av delene høres i lytteposisjon. Jeg testet med begge kabelsettene tilkoblet samtidig for å kunne skifte raskt mellom dem med inngangsvelgeren. Da ble det en ekstra jordforbindelse via XLR-kablene og formodentlig mindre jordstrømmer/jordstøy i RCA-kablene enn hva det ville vært med RCA-kablene på egen hånd. Derfor tipper jeg at forskjellen ville blitt litt større til fordel for XLR hvis jeg hadde plugget ut det ene kabelparet før jeg plugget inn det andre. Med disse apparatene, hos meg.

Med 3-4 meter signalkabel videre fra preamp til klasse D effektforsterkere, signalkablene parallelt med strøm- og høyttalerkabler deler av veien, og et par SMPS'er på samme kurs som anlegget, så foretrekker jeg balansert. Der kan jeg ikke si at jeg har testet noe annet, for gitt de forutsetningene bygde jeg monoblokkene med bare balanserte innganger. Men jeg hører ikke et dugg forskjell mellom forskjellige balanserte signalkabler. De låter kliss likt hos meg, alle sammen. Utgangsimpedans 100 ohm fra Transporter, inngangsimpedans 50 kiloohm på preamp, utgangsimpedans 150 ohm fra preamp og inngangsimpedans 100 kiloohm på monoblokkene kan jo ha noe med det å gjøre, sammen med korrekt koblet jording i alle boksene (pin 1 rett til chassisjord).

Og nei, man får ikke 100 kiloohm inngangsimpedans og lav støy med den kretsløsningen jeg nettopp viste. Det finnes en annen måte...

 

[Gubra]

"Er det ikke litt rart at saklighet og fakta i en kabeltråd ser ut til å virke som et vått ullteppe på et stearinlys, omtrent? Jeg synes nesten jeg hører folk snorke. "

Kabler var liksom den siste "fronten" der man kunne slippe unna med kun synsing og mening og likevel komme ut av det med iallefall et skinn av tilsynelatende innsikt.
Å imøtegå fakta med kun luftige beskrivelser som, ja "luftighet", "løft i toppen (eller bånn)", "smalt", "bredt" osv., osv. blir, eh, "tynt" i denne tråden. Sansynligvis derfor det er så stille her, men jeg tror det leses mye.
Nok en gang, takk for den første nyttige kabeltråden.