|
|
|
|
|
Skrivet av Kenneth Johansson.
www.kennethshem.se
Senast uppdaterad 2005-04-14
Här ska jag göra ett tappert försök att avfärda några seglivade skrönor om högtalare och deras kringutrustning. Många som har fått för sig att de här sakerna verkligen fungerar kommer naturligtvis att bli upprörda men det bryr jag mig inte om! Det finns ett ordspråk som jag lever efter till nästan 100% :
Om ni envisas med att något som jag avfärdar här
nedan verkligen fungerar så måste ni vara beredda på
att bevisa det i ett riktigt kontrollerat blindtest. Här har alla
guldöron backat ur, hittills.
Vi börjar väl med det mest omtvistade ämnet direkt.
Dessa magiska ting säljs i fantastiskt många olika varianter och varje tillverkare påstår att just deras kablar är de absolut bästa. De "värsta" kan dessutom kosta upp till 1000kr/m!
Här kommer några få försäljningsargument:
På det här viset fortsätter det sedan med vattenskärmade kablar som består av 40 000 kardeler osv. Låt oss titta lite på argumenten här ovan.
Men vad ska man då tro på? Jo det är faktiskt ganska enkelt. FYSIKEN naturligtvis. Vad ska en högtalarkabel egentligen göra? Ja, mig veterligen så är dess enda uppgift att transportera en elektrisk signal från en punkt till en annan utan att signalen förvanskas. Frekvensområdet är dessutom mycket lågt. Det enda som gör uppgiften lite besvärlig är att belastningsimpedansen varierar kraftigt med frekvensen. Vi spaltar upp problemet och ser var vi hamnar.
Kabeln skall föra över signaler till en relativt låg impedans
(högtalaren). För att den inte skall verka som ett filter för
de högre frekvenserna skall den ha en låg induktans. Det får
den genom att ledarna har en stor area mot varandra och ligger tätt
tillsammans. Ju tätare desto bättre. Idealet är två
(eller flera) metallfolier med ett tunt isolerskikt mellan. Men eftersom
vi arbetar i lågfrekvensområdet så behöver vi inte
gå till överdrift. En fem meter lång kabel där de två
ledarna ligger nära varandra kommer att minska de högsta frekvenserna
med några tiondels dB vid fyra ohms belastning. Jämför med
högtalardiskantens frekvensgång så ser ni att det är
helt obetydligt. Som exempel så har den bästa vanliga
högtalarkabeln en sänkning på ca 0,2 dB vid 20kHz och den
sämsta med riktigt brett mellan ledarna ca 1,2dB sänkning (räknat
på fem meter kabel och fyra ohms belastning).
Eftersom högtalarens impedans varierar kraftigt med frekvensen så
får kabelns ledare inte ha för hög resistans då det
skulle orsaka varierande spänningsfall och ojämn frekvensgång.
Det här är faktiskt det enda stora problemet med vanliga
högtalarkablar! De som följer med ett stereopaket har nästan
alltid alldeles för klen area vilket ger dem en betydande resistans.
Om ni vill att en fem meter lång ledning skall ge en maximal variation
på 0,1dB till en fyra ohms högtalare måste den ha en area
på 4 kvadratmillimeter. Skinneffekten har en viss inverkan vid 20kHz
och höjer en grov ledares resistans en aning men den effekten är
mycket liten och inte större än någon av de andra som diskuterats
här ovan. För en 5 meters kabel med arean 7
mm2 ger skineffekten en sänkning på knappt 0,05
dB vid 20 kHz och 4 ohm belastning. Den arean är det värsta fallet
vid 20 kHz. Både en tunnare eller en grövre ledare får en
absolut resistansvariation som är lägre.
Ett annat fenomen som diskuteras är att strömmen går mellan
kardelerna och att oxiden på deras ytor ger en olinjär resistiv
övergång som skall ge övertoner. Orsaken till att elektronerna
skulle välja en sådan väg istället för den mer
lågresistiva vägen genom "sin egen" kardel skulle kunna vara att
kardelerna är tvinnade så de får en viss induktans. Då
skulle elektronerna kunna hitta en alternativ väg mellan kardelerna
så de färdas efter en rakare linje. Det här problemet skulle
då bli värre vid högre frekvenser. Som fakta kan jag
nämna att övergången mellan två ledare ger en olinjär
resistans. Men om den är av den storleksordningen att den skulle ge
det här beskrivna problemet är jag osäker på. En
överslagsberäkning med flera osäkra konstanter visade att
den inte skulle ge någon betydande effekt och det kan förklara
varför jag inte har sett någon rapport där någon
lyckats mäta upp det här fenomenet. Jag har bara sett en artikel
där de försökte hitta övertonerna med en känslig
spektrumanalysator utan att lyckas. Men tills dess att jag har fått
fram mer fakta i fallet så ska jag inte avfärda effekten utan
bara konstatera att det är en möjlig distorsionskälla även
om den är mycket liten och säkert överröstas av
förstärkarens distorsion (som faktiskt är mätbar). Vill
man vara på den säkra sidan ska man välja kablar med solid
ledare eller litztråd.
Ett alternativ som ligger mellan en solid ledare och litztråd är
att använda en mångtrådig ledare med förtennade kardeler.
Tennet har en betydligt högre resistivitet än koppartråden
vilket gör att strömmen hellre går i kardelerna än
försöker hoppa mellan dem. Det blir lite av litzeffekten samtidigt
som tennet minskar oxidationen av koppartrådens yta.
Så sammanfattningsvis kan vi konstatera att om man vill ha en högtalarkabel som vida överträffar alla normala högtalares prestanda så räcker det med att köpa en ganska billig högtalarkabel där ledarna sitter tätt tillsammans och har en area på minst 2,5 mm2.
Men för de av er som ändå vill ha det allra bästa och som vill föra över signalen utan några som helst biverkningar så måste det väl finnas en teknisk lösning? Ja, naturligtvis så går det att tillverka en mycket bra överföring men då skulle jag vilja kalla den för en transmissionsledning istället, eftersom det egentligen är den rätta benämningen. För att det ska fungera bra så måste vi börja med att justera lasten så den är en rent resistiv last med samma impedans vid alla frekvenser. Det ordnar man med diverse RCL-länkar. Se mitt högtalarberäkningsprogram "EzeSpeak" för mer info om det. Den här justeringen gör att transmissionsledningens resistans visserligen dämpar signalen men gör det lika mycket vid alla frekvenser vilket motsvarar att ni vrider ner volymkontrollen ett par tiondels dB. Dessutom trivs förstärkaren mycket bättre med en rent resistiv last och det förbättrar dess frekvensgång ytterligare. Nu när vi har en resistiv last så behöver vi bara tillverka en transmissionsledning med samma karakteristiska impedans. När den kopplas in till högtalaren så kommer den inte längre att ha vare sig någon induktans eller kapacitans som påverkar signalen. Nå, det låter ju jättebra, men var köper man en transmissionsledning på t.e.x. 4,3 ohm? Svaret är helt enkelt att det gör man nog inte. I varje fall så har jag inte sett någon som säljer dem än, men kanske kan den här sidan locka någon att tillverka och sälja dem färdiga. Men hur tillverkar man dem då själv? Ganska enkelt, eftersom du kan välja mellan flera olika alternativ.
Det finns fler alternativ men de här är nog de mest praktiska.
Ibland påstår en del att det inte går att göra en transmissionsledning med samma impedans även vid låga audiofrekvenser. Oftast beror de här påståendena på misstolkningar av mätningar och att de inte förstått exakt hur en transmissionsledning fungerar vid olika frekvenser. Om man studerar den kompletta formeln för transmissionsledningar och räknar på det så finner man att det går alldeles utmärkt att göra en lågohmig transmissionsledning som fungerar från DC! Det är besvärligare men det går! Om det sedan är någon vits med att låta ledningens impedans vara konstant ända ner till basfrekvenserna är en öppen fråga men rent tekniskt ser jag ingen. Den största förbättringen man får ligger ändå uppe i diskanten. Därför fungerar de enklare varianterna jag skissade på ovan mycket bra. Men det finns en till fördel förutom rak frekvensgång med en sådan här ledning om den är avslutad på rätt sätt vid högtalaren med minst en passande RC-länk. Impedansvariationerna vid förstärkaren försvinner praktiskt taget för de högre frekvenserna. Alla kablar som inte är rätt avslutade ger impedansvariationer som allvarligt kan störa förstärkarens funktion. En del säger att det uppträder långt utanför de hörbara frekvenserna och därför inte kan påverka ljudet men då inser de inte hur elektroniken fungerar och vad som händer när förstärkaren ligger nära självsvängning. Det kan ge en distorderad signal i audioområdet som dessutom är signalberoende. Jag kan tänka mig att just det här problemet kan vara en orsak till att kablar upplevs låta olika. Det är då inte kablarna som i sig påverkar ljudet utan ett dåligt samspel med vissa förstärkarkonstruktioner.
För att lyckas tillverka en transmissionsledning behövs det naturligtvis en del grundläggande kunskaper i mätteknik för att kunna justera högtalarnas impedans och kontrollmäta transmissionsledningen. Men det ska jag inte gå in på här. Om någon behöver hjälp med det här så kan jag möjligen hjälpa till med det om högtalarna är tillräckligt exklusiva och ägaren är beredd att betala för arbetet. Jag har en hög timtaxa så skicka inga förfrågningar i onödan.
Till sist en liten fråga till de som fortfarande tycker att deras 5000kr kablar gör underverk och att de är klart överlägsna all billig "lampsladd". Har ni öppnat er jättedyra förstärkare eller era högtalare och kollat vilken typ av sladd de använder internt för att koppla signalen? Antagligen finns det flera meter vanlig kopplingstråd i högtalarna. Den kostar säkert minst 5 öre metern!
Spikes är vassa koner som man ska montera som fötter på högtalarna. Grundtanken med spikes var att högtalarna skulle stå mycket stadigt på golvet och det skulle minska vibrationerna i lådan. Spiksen skulle borra sig ner i golvet så lådan fick maximalt stöd. Tanken var i och för sig god om golvet var oändligt stumt. Nu lever de flesta av oss i bostäder där golvet består av något helt annat än berggrund. Vanliga golv börjar helt enkelt att vibrera när man ställer en högtalare på dem. Om man använder spikes så blir det ännu värre. Visserligen får lådan en del stöd men vibrationerna i golvet sänder ut mer störande oljud som missfärgar ljudet i rummet. Om du dessutom bor i en lägenhet så kan du nog gissa vad grannarna tycker om spikes när basdunket kopplas ännu bättre till husets stomme. Det här är nu ingen stor hemlighet. De som sysslat med högtalarkonstruktion under lång tid känner till de här problemen och har varnat för det i många böcker. Tillverkarna av spikes känner också till det och har kommit med en del komiska tillbehör. Det började med brickor som man skulle lägga under sina spikes så de inte skadade golvet! Så var den stumma kopplingen borta och spiksen blev nästan helt verkningslösa och degraderade till snygga fötter. Men en del vibrationer fördes ändå över så nästa steg var att förse brickornas undersidor med vibrationsdämpande filt eller gummi fötter! Fantastiskt, men visst ser det snyggt ut, det måste jag erkänna. Senast såg jag några spikes som påstods förhindra att lådans vibrationer fortplantade sig till golvet samtidigt som den stod stadigt???
Sanningen är den att en högtalare ska byggas så lådan vibrerar så lite som möjligt på utsidan. Sedan ska man undvika att föra över de kvarvarande vibrationerna till någon annan yta för att förhindra att även den börjar sända ut dem. Det har nu börjat dyka upp vibrationsdämpande fötter och underlag till högtalarlådor i ett fåtal kataloger men det dröjer nog tyvärr innan de kan hittas i varje HIFI-butik.
Om ni skaffar er nya högtalare, vad är den första fråga ni får av era kompisar? I 9 fall av 10 så är det "Hur många watt är de på?". Varför frågar de det? Vad förväntar de sig att få ut av den informationen? Låter kanske en 200 watts högtalare bättre än en 30 wattare? Naturligtvis inte, den tål bara mer effekt innan koppartrådens isolering förkolnas eller membranet spricker. Medeleffekten som man använder i ett normalstort vardagsrum är endast någon enstaka watt så en högtalare som endast tål 30 watt räcker mer än väl. Dessutom så kan en högtalare som endast tål 30 watt spela högre än en 200 wattare om den t.e.x. har 9 dB bättre verkningsgrad! Så effektsiffran säger inget om hur högtalaren låter eller hur högt den kan spela. Effekttåligheten måste jämföras med de övriga data för att få någon mening.
Ett vanligt påstående är att man inte kan göra passiva filter som "låter bra". Det är naturligtvis helt fel! Det är bara så mycket svårare att få dem att fungera bra tillsammans med högtalaren. Se mitt högtalarberäkningsprogram "Ezespeak" så förstår ni kanske vad jag menar. Det enklaste men dyraste sättet är därför att använda aktiva filter och flera förstärkare. Om man går så långt att man använder digitala filter så kan de göras både helt ideala och kompensera för högtalarnas brister.
En del personer påstår enträget att de får mindre störningar och/eller brum om de vänder nätkontakten till förstärkaren och/eller stereons övriga komponenter åt ett visst håll i vägguttaget. Det här är faktiskt INGEN skröna! Varför tar jag då upp det på den här sidan? Jo, helt enkelt för att de flesta tror att det är ett tokigt påhitt och min ambition är att föra fram fakta framför övertro.
OK, hur kan nu kontaktvändandet ha någon som helst betydelse. Amatörelektrikern kommer genast med motargumentet att det är växelström i uttaget så det spelar ingen roll hur man sätter i pluggen. Tja, det hade varit sant om vi haft spänning i båda hålen i vägguttaget. Det ena hålet är kopplat till fasen med en potential på 230 volt (Ja, ja, ja, ja, VI HAR FAKTISKT 230 VOLT I VÄGGUTTAGEN I SVERIGE SEDAN FLERA ÅR TILLBAKA. Glöm allt om 220 volt. Vi är en del av Europa om ni inte märkt det tidigare). Det andra hålet har nollpotential och ligger max på någon volt i förhållande till jord. Nätspänningen som kommer in i elektroniklådan går normalt till en transformator och det är här det får betydelse hur ni stoppar i kontakten. Helt beroende hur transformatorn är tillverkad så kommer det ytterlager på transformatorlindningen som är närmast kopplad till fasen att kopplas olika mycket kapacitivt till transformatorns sekundärlindning (utgångslindning). Om man vänder på kontakten så att nollan kommer närmast sekundärlindningen så blir den kapacitiva strömmen mycket mindre. Om nu två apparater är ihopkopplade så kommer den här strömmen att gå mellan dem och ibland ge upphov till brum eller tom störningar som kan finnas på nätet. Effekten kommer att variera med hur de två apparaternas nätkontakter är vända i förhållande till varandra. Så skratta inte åt en vän som säger att det har betydelse. Han kan faktiskt ha rätt.
Svartkonsten runt signalkablar är lika välutvecklad som den är för högtalarkablarna. Hysterin när det gäller signalkablarna är dock inte lika utbredd, som tur är. Priserna för vissa typer är rent fantastiska. Ett signalkabelpar från en känd tillverkare säljs t.e.x. för över 20 000kr. Här kan man verkligen tala om bondfångeri. Det säljs t.o.m. digitalkablar i de här prisklasserna. Tydligen försöker de lura i folk att de störtåliga digitalsignalerna bara skulle försvinna i en billig koaxialkabel. Konstigt att alla datornät runt om i världen fungerar med mångdubbelt högre överföringshastigheter trots km-långa ledningar som endast kostar från 5 kr/m. Se längre ner för lite mer info om dem.
Så vad är det då jag försöker säga? Är det bara att gå ut till närmaste radiohandlare och köpa den billigaste signalkabeln för ca 20kr? Ja, om du absolut inte har några störningar mellan dina apparater (se styckena om nätkontakten och ferritkärnorna) så kommer den säkert att fungera mycket bra. Men nu är världen inte perfekt och det finns säkert en massa störningar som gärna tar vägen genom dina signalkablars skärm. Eftersom dina signalkablar har en skärm av vanlig koppartråd så har de även en viss resistans och störströmmarna kommer att orsaka ett litet spänningsfall som adderas till signalen och stör överföringen. Skärmen är inte heller speciellt tät på billiga kablar så elektriska fält har en svag kapacitiv koppling till mittledaren och därmed till signalen. Om man ska vara riktigt petig så skapar en rörelse mellan skärmen och isoleringen en liten mängd laddningar som man enklast blir av med om kabelns isolering är försedd med ett halvledande skikt precis innanför metallskärmen. Men det här är inget stort problem så länge du inte står och hoppar på kabeln eller använder den som lasso medan du lyssnar på musiken. För mikrofonkablar så är det här en betydligt viktigare egenskap eftersom deras signalnivå är mycket lägre. Om din förförstärkare (eller CD spelare) har en hög utimpedans så kan även kabelns kapacitans filtrera de högsta frekvenserna en aning. Ett exempel: Om din CD spelare har 1 kohm utimpedans så kommer de högsta audiofrekvenserna att dämpas med 3 dB om du använder en vanlig enkel signalkabel som är ca 100 meter lång. Om du däremot använder en mer normal längd som t.e.x. 1 meter så dämpas signalen endast med 0,0007 dB vilket faktiskt inte är så mycket.
Behöver man då ha signalkablar med låg kapacitans? Om
elektroniken vid signalutgången är rätt byggd så är
svaret nej. Har konstruktören inte tänkt på detta vanliga
problem med risk för självsvängning vid kapacitiv belastning
så är svaret ja. Nu ska man väl förstå att en
sådan miss är mycket allvarlig och har konstruktören gjort
den så är troligen inte mycket annat rätt i resten av apparaten.
Alltså inte vad man skulle kalla en HiFi-apparat.
Om du har någon anledning att misstänka att din apparat är
känslig för kapacitiv belastning eller om du ska driva mycket
långa kablar så ska du leta efter en kabel med låg kapacitans
per meter. Det är ingen som helst nackdel för signalkablar och
kan användas till alla apparater. Se bara till så kablarna uppfyller
de andra viktiga kraven på god skärmning. Vissa tillverkare tar
helt enkelt bort skärmen för att hålla nere kapacitansen
och då har man verkligen hoppat från askan rakt ner i elden!
Det finns ett problem med billigare signalkablar och det är kontakterna. Jag har stött på billiga kablar som verkat mycket bra och som haft mycket bra skärmar men sen visat sig ha rent urusla kontakter! En kabel gick överhuvudtaget inte att trycka på en normal Phono-hona! Inte ens med våld som skulle ha förstört en normal apparat. När jag öppnade kontakten visade den sig dessutom ha mycket dålig anslutning av skärmen som lätt glappade. Andra varianter visade liknande problem. Det här är saker man inte ser enkelt ute i butiken och det är kanske en anledning att välja en dyrare kabel som förhoppningsvis är bättre byggd. Men priset är ingen garanti mot dåliga konstruktioner. Får jag tid gör jag en sida om de här kablarna för att visa på problemen.
Slutsatsen blir att om du vill ha en bra signalkabel så ska du välja en med rätt längd som har en tät skärm med grov area så den får en låg resistans. Isolermaterialet spelar ingen större roll eftersom signalfrekvenserna är mycket låga och kablarna korta. Kontakterna ska ha metallhölje som skärmar bra och ett ytskikt på kontaktelementen som inte oxiderar allt för lätt. Guld har blivit populärt och fungerar mycket bra. Även de billigaste kontakterna som endast har några mikrometer guld fungerar om du inte drar ut och sätter i dem allt för många gånger. Kontakterna ska ha en vettig konstruktion men det ser man tyvärr inte innan man tar isär dem.
Vill ni få ner störnivån ytterligare så kan ni trä på en förtennad kopparstrumpa (skärmstrumpa) runt de två signalkablarna och ansluta den i båda ändar direkt till apparaternas metallhöljen så nära kontakterna som möjligt. OBS kläm på kabelskor direkt på skärmstrumpan och gå inte över någon spinkig kopplingsledning. Den här skärmstrumpan kommer att ta hand om de största störströmmarna och avlastar på det viset signalkablarnas skärmar. För att förbättra skyddet ytterligare kan ni montera en ferritkärna i varje ände runt signalkablarna innanför skärmstrumpan. Det här är en metod som slår ut vilken superkabel som helst men kostar endast en bråkdel av priset.
Enda skillnaden mellan de vanliga signalkablarna och de för digitala
signaler är att de senare ska ha en karakteristisk impedans på
75 ohm. I övrigt så är det bra om de också har en bra
skärm på samma sätt som de vanliga signalkablarna även
om de digitala signalerna är mycket mer störtåliga.
Det enda som kan ställa till lite trassel i övrigt är att
kontakterna som använd på praktiskt taget alla konsumentapparater
är av typen Phono/RCA. Den här kontakttypen håller inte samma
impedans utan ligger normalt runt 25 ohm och ser därför ut som
en kondensator som ligger parallellt över signalvägen i kabelns
båda ändar. Dessutom kan anslutningen av kabeln inne i kontakten
vara klantigt gjord så man får en onödig serieinduktans
som i sin tur ger en sämre impedansanpassning. Digitalsignalen är
väldigt störtålig och kan normalt hantera de störningar
och reflektioner som dessa kontakter skapar. Det som tidigare var ett problem
var att äldre apparaters D/A-omvandlare tog sin signal direkt från
insignalen och det gitter (tidsosäkerhet) som störningen/reflexerna
skapade kunde ge en märkbar försämring av ljudet. Dessa fenomen
är troligen orsaken till den misstro som än idag finns mot
digitalkablar. Men i praktiskt taget alla moderna apparater sitter det ett
buffertminne som tar bort gittret och med den inbyggda datakorrektionen så
ger inte kontakterna några felaktiga databitar.
Om man ändå är orolig för den här typen av
störningar finns det minst en tillverkare av Phonokontakter som
ansträngt sig med att hålla hankontakternas impedans på
75 ohm så långt det bara går. Problemet blir då mycket
mindre men honkontaktens impedans kan man inte göra så mycket
åt om man inte vill bygga om den helt själv. Det är inte
värt mödan eftersom det då är både enklare och
bättre att byta ut den mot en 75 ohm BNC-kontakt som används i
professionella apparater.
Att placera ferritkärnor runt signalledningar är ett utmärkt
sätt att dämpa yttre högfrekventa störningar som
försöker komma in i apparaten. Även störningar som
sänds ut från apparater kan dämpas. Det kan vara
radiostörningar som plockas upp av högtalarkablar eller
lågnivåkablar (antennverkan) eller högfrekvent brus
som kommer från enbitsomvandlaren i CD-spelaren (stör ibland
FM-mottagare). Men det finns en stor missuppfattning om de här
ferritkärnorna som jag vill göra slut på. I en katalog så
skrev man att de inte fick placeras runt digital och videokablar eftersom
de överför högfrekventa signaler som då skulle dämpas.
HELT FEL! Ferritkärnorna dämpar bara "common mode" signaler (d.v.s.
enkelriktade strömmar som bara går åt ett håll igenom
kärnan) och inte signalströmmar inne i en signalkabel som
går både fram och tillbaka. Som ett praktiskt exempel så
kan de flesta av er som sitter framför en PC-skärm böja er
runt den och se en ferritkärna som sitter som en klump på dess
signalkabel. Tror ni att de hade placerat den där om den dämpade
de högfrekventa videosignalerna?
Vilket ferritmaterial man ska använda är en hel vetenskap och beror
på vilken typ av störning man försöker dämpa. Ofta
är bästa valet en kombination av material eftersom varje material
endast har hög dämpförmåga inom ett begränsat
frekvensområde.
Du är besökare nr sedan sidan skapades 991026
