влияние кабеля на проходящий сигнал...

Влияние кабеля на проходящий сигнал

 

 

Одним из самых важных элементов коммутационной системы является кабель. Если при помощи разъемов мы производим стандартизованное и надежное (в случае хороших разъемов) электрическое соединение прибора с другими элементами коммутационной системы, то кабель, вследствие своей гибкости и длины, позволяет расположить приборы в необходимых нам местах.

 

 

Так вот, при всех достоинствах кабелей, у них есть недостаток -влияние на проходящий по ним сигнал, и далеко не лучшее. Это влияние на разных сигналах и в разных условиях эксплуатации сказывается по-разному.

 

 

Начну, пожалуй, с того, что отдельно взятые жилы в кабеле, равно как и экранирующая оплетка (если кабель ее имеет), сделаны из проводящего материала с очень низким сопротивлением, то есть этот материал обладает способностью хорошо пропускать электрический ток. Удельное сопротивление (Ом*мм 2 /м) различных проводников приведено ниже.

 

 

Алюминий 0,027

 

 

Бериллий 0,04

 

 

Медь 0,017

 

 

Золото 0,023

 

 

Железо 0,098

 

 

Свинец 0,21

 

 

Магний 0,04

 

 

Молибден 0,05

 

 

Никель 0,06

 

 

Платина 0,11

 

 

Серебро 0,016

 

 

Олово 0,11

 

 

Титан 0,42

 

 

Вольфрам 0,055

 

 

Цинк 0,06

 

 

А к чему это я? А к тому, что хотя сопротивление и низкое, но оно есть, и при передачи сигнала по проводникам на них возникает падение напряжения, что приводит к ослаблению уровня сигнала. Стоит отметить, что сопротивление кабеля зависит не только от удельного сопротивления материала, из которого изготовлен проводник, но и от длины и площади сечения самого проводника и, соответственно, кабеля. При этом, чем длиннее кабель, тем его сопротивление больше. Для удобства вычисления сопротивления линии определенной длины, в каталогах и прочих информационных изданиях указывают погонное сопротивление кабеля, то есть сопротивление единицы его длины. Так возможновстретить, например, «Shield D.C.R = 0.031 Ohm/m». Это означает, что сопротивление оплетки некоторого метрового кабеля составляет 0,031 Ом.

 

 

Кроме сопротивления, кабель имеет и электрическую емкость, которая зависит от расстояния между проводниками, их толщины, материала изоляции, длины кабеля и прочих факторов. А емкость, как известно, способна пропускать переменный электрический ток. При этом сопротивление, которое емкость оказывает переменному току, зависит от частоты тока. Чем она выше — тем сопротивление меньше. Поэтому, наряду с сопротивлением проводников, емкость также является важнейшей характеристикой кабеля. В информационных изданиях по кабелям часто указывают их погонную емкость.

 

 

У любого кабеля есть и индуктивность. Она, как и емкость, оказывает сопротивление переменному току, и его величина также зависит от частоты сигнала. Только, в отличие от емкости, величина индуктивного сопротивления возрастает с увеличением частоты. Величина же самой индуктивности начинает резко возрастать в случае, если-кабель лежит не прямо, а имеет петли или, что еще хуже, на что-нибудь намотан. Так же, как и в случаях с сопротивлением и емкостью, величину погонной индуктивности возможновыяснить из каталогов.

 

 

Чем больше частота, тем больше ослабление проходящего сигнала. Следовательно: чем выше частота сигнала, тем кабель его пропускает хуже. Это одно из основных негативных воздействий кабеля на проходящий по нему сигнал. На практике результатом этого воздействия оказывается потеря высокочастотных составляющих в звуке — инструменты и эффекты начинают звучать тускло, теряется яркость и разборчивость. Чем кабель длиннее, тем больше у него сопротивление, индуктивность и емкость, и тем больше будет происходить снижение уровня сигнала и подавление высоких частот.

 

 

Но уменьшение уровня сигнала и его высокочастотной составляющей зависит не только от параметров кабеля, но и от входных и выходных полных сопротивлений — импедансов (в импедансе учитывается не только уже знакомое нам активное сопротивление, но и реактивное, создаваемое емкостью и индуктивностью) коммутируемых приборов.

 

 

Теперь давайте разберемся, как входной и выходной импеданс приборов вместе с кабелем влияют на уровень и спектр сигнала. Для начала — источник. Он обладает выходным импедансом Zo, который образует последовательное соединение с Zc. Ослабление высоких частот увеличивается. В идеальном случае, когда выходной импеданс источника сигнала равен нулю, такого явления не происходит. Но ничего идеального в природе не существует. Другое дело, что при относительно низких значениях выходного сопротивления источника на звуковой сигнал, то есть на сигнал с ограниченной шириной спектра, это влияние сказывается практически незаметно. При высоких же значениях выходного сопротивления негативное воздействие становится заметным. Приведу некоторые примеры. Импеданс прямых выходов каналов популярного микшерного

 

 

пульта Mackie 8-Bus составляет 120 Ом. Такое выходное сопротивление считается низким. При подключении выходов микшера к другому устройству (магнитофону, например) завал верхних частот будет заметен меньше, чем при подключении к этому же магнитофону тем же проводом электрогитары с высоким (от 4-5 до 20-30 кОм) выходным сопротивлением. Следовательно, чем выше выходное сопротивление источника сигнала, тем тщательней нужно выбирать кабель, стараться, чтобы он обладал минимально возможными сопротивлением, емкостью и индуктивностью, и, естественно, длиной.

 

 

Входное сопротивление влияет на ток в коммутационной цепи. При снижении входного сопротивления ток увеличивается и, тем самым, снижается относительный уровень наведенных помех, так как сопротивление любого типичного источника помех выше сопротивления источника полезного сигнала. Но наряду с позитивным влиянием низкого входного сопротивления, есть и негативное, которое заключается в потерях уровня сигнала. Эти потери тем больше, чем ниже входное сопротивление приемника сигнала. Некоторые приборы обработки звука имеют регуляторы; входного сопротивления, при помощи которых возможное одной стороны уменьшить потери, а с другой — увеличить помехоустойчивость коммутационной линии.

 

 

Линии передачи высокочастотных сигналов (цифрового звука, например) представляют одно из важных исключений по отношению к правилу, согласно которому полное сопротивление источника сигнала в идеале должно быть малым по сравнению с сопротивлением нагрузки, а нагрузка должна иметь большее входное сопротивление, чем сопротивление источника, на нее включенного. При передаче высокочастотных сигналов возникает явление отражения поли от неоднородных участков линии. Это приводит к возникновению в линии стоячих волн, нарушающих стабильность ее работы. Для предотвращения этого явления тракт передачи высокочастотных сигналов должен быть согласованным. Это достигается путем подключения нагрузки, имеющей импеданс, равный волновому сопротивлению линии. Хорошим примером этому является цифровой интерфейс SPD1F, линии передачи которого имеют волновое сопротивление 75 Ом.

 

 

Хотя мы не рассматриваем передачу усиленных сигналов (например, от усилителя мощности к акустическим системам), отмечу все же, что для этого нужно использовать кабели с большим сечением проводников. Чем толще проводник, тем меньше его сопротивление, и тем выше демпинг-фактор.

 

 

Помехи

 

 

Рассмотрим помехи, которые по разным причинам проникают в приборы через коммутационные линии и оказывают негативное воздействие на звуковой сигнал. Для начала постараемся выяснить, что же такое помехи и откуда они берутся. На выходе любого прибора записи, обработки и усиления звукового сигнала слышен шум, который часто называют «шипением». И для своеобразного сравнения одного шипения с другим и выражения его величины народ придумал массу фраз, вроде «прибор шипит как змея», «как автомобильная камера», «как теща». Мне больше всего нравится фраза «шипит как жарящаяся картошка». А еще бывает и «гудение»...

 

 

Все эти шипения и гудения представляют собой посторонние звуки, которые могут достаточно серьезно ухудшить качество сигнала на выходе прибора. Состоят эти звуки из собственных шумов прибора и наведенных на него и коммутационные линии помех. При этом уменьшение собственного шума прибора является задачей разработчиков, и они для этого прикладывают множество усилий. А вот на уровень наводящихся помех повлиять возможной, соответственно, вполне реально значительно ослабить неприятное шипение и гудение на выходах различных звуковых устройств.

 

 

Помехи не могут возникать сами по себе, у них обязательно есть источники, о наличии которых в данном месте возможноузиать только после включения всех устройств. При этом устройство, зарекомендовавшее себя как абсолютно тихое в одной студии, может шуметь в другой, да притом и очень сильно. Все зависит от источников помех, в качестве которых могут выступать компьютерные мониторы и системные блоки, холодильники, телевизоры, пылесосы и другие бытовые приборы, находящиеся не только вблизи студийной аппаратуры, но и в соседних помещениях, различное производственное оборудование, электродвигатели лифтов, другое оборудование студии. Кстати, самыми грозными источниками помех являются сварочные аппараты и дуговые печи — из этих монстров прут помехи всех возможных видов, да еще и гигантского уровня. Пожалуй, сильнее таких помех могут быть лишь помехи, производимые молниями. Итак, давайте рассмотрим основные источники помех.

 

 

•Помехи по цепям питания

 

 

У каждой помехи есть свой источник. В данном случае таким источником является мощное устройство, а приемником помех — маломощное устройство, питающееся от той же сети, что и мощное. При этом сильные скачки тока, возникающие в цепях питания при работе мощного устройства, наводят помехи на маломощное устройство. Эти помехи отражаются на его работе и, соответственно, на выходном звуковом сигнале. Классическим источником наведения такого рода помех на микрофонный предварительный усилитель, как на маломощное устройство, может оказаться усилитель для студийных мониторов большой мощности. Включившийся регулятор уровня освещения, кондиционер или стиральная машина в соседнем помещении может добавить помех выходному сигналу, из-за этого может произойти непреднамеренное открывание какого-ни-

 

 

будь гейта. Звучат эти помехи, если возможно так выразиться, как гудения, жужжания, трески, щелчки, свисты. Частично от такого рода помех возможно избавиться путем использования хороших сетевых фильтров, однако лучше вообще не подключать к одной сети питания мощные и маломощные приборы.

 

 

•Взаимные емкости

 

 

Второй причиной проникновения помех являются взаимные емкости. В этом случае источниками помех являются близко расположенные к коммутационным линиям другие коммутационные линии и различные приборы. Помеха возникает из-за того, что между близко расположенными проводниками возникает существенная емкость, способная пропускать переменный электрический ток. Следовательно, сигнал с одного провода может «перебраться» на другой. Очень часто такое явление возникает в плохих многоканальных кабелях, когда они еще и достаточно длинные. При этом на одном канале микшерного пульта слабо прослушивается сигнал, идущий на другой канал. Бороться со взаимной емкостью возможно разнесением кабелей на большее расстояние или, в случае многоканальных кабелей, их заменой. Взаимная емкость между проводниками может изменяться из-за механических воздействий на кабель (это называется микрофонным эффектом). Такими воздействиями являются перемещение кабеля, его изгибание, а также рывки, встряхивания и удары. Как следствие механических воздействий можно слышать различные щелкающие звуки, шорохи и прочие призвуки.

 

 

•Электромагнитное излучение

 

 

Третьими открытыми воротами для проникновения помех в устройства можно назвать то, что каждый провод коммутационной системы представляет собой антенну, которая ловит электромагнитные волны. В качестве источников таких волн могут выступать расположенные поблизости трансформаторы, радиостанции, высоковольтные линии, компьютерное оборудование, проезжающий мимо транспорт. Поэтому на фоне звукового сигнала может звучать радио, возникать Посторонние гудения, шумы и прочие призвуки. Особенно это знакомо гитаристам. Для защиты от этих помех надо, в первую очередь, использовать экранированные кабели и, если это возможно, удалить источники помех. Есть еще одно эффективное средство борьбы с помехами от электромагнитных излучений — применение симметричной коммутации.

 

 

В этом случае сигнал от источника к приемнику передается не через одножильный экранированный кабель, а через экранированную пару проводов. При этом через один провод сигнал передается без изменений (этот сигнал, как и провод, называют «горячим» или «плюсовым»), в то время как через другой провод идет тот же сигнал, только в противофазе (этот сигнал, как и провод, называют «холодным» или «минусовым»). Оба сигнала приходят на симметричный вход принимающего устройства, но с помехами, которые «выловили» оба провода — антенны. На входе устройство производит вычитание второго сигнала из первого, при этом помехи вычитаются сами из себя.

 

 

Симметрия

 

 

Существуют два основных способа реализации симметрии в приборах: электронный и трансформаторный. Электронный способ заключается в применении инвертора. На выходе получаются два противоположных по фазе сигнала. Реализация этого способа вызывает некоторые сложности из-за необходимости компенсации маленького фазового сдвига на инверторе, вследствие которого на выходе устройства разность фаз между сигналами несколько отличается от необходимых 180 градусов. При подключении к электронно-симметричному выходу устройства с несимметричным входом могут возникнуть проблемы из-за замыкания минусового провода с землей. Производители звукового оборудования предлагают различные варианты реализации электронной симметрии.

 

 

Трансформаторная симметрия лишена этих недостатков, так как симметричность выхода не зависит от параметров трансформатора. Параметры трансформатора меньше подвержены изменению с течением времени и под воздействием внешних факторов, температуры, например. Но трансформаторы, обеспечивающие линейные амплитудно-фазово-частотные характеристики, достаточно дороги, так как сложны в расчете и изготовлении. Что касается симметричного входа прибора, то из всех существующих способов его реализации трансформаторный вход является самым близким к идеальному дифференциальному, необходимому для правильного вычитания двух подаваемых на него сигналов.

 

 

Заземление

 

 

Заземление является хорошим способом избавиться от различных помех, которые наводятся на прибор. Но неправильное заземление может само по себе являться источником помех. Рассмотрим классическую схему образования так называемой «земляной петли»: два устройства, соединенные экранированным кабелем, питаются от одной сети, каждое при помощи трехжильного провода, одна из жил которого является земляной. При этом у устройства А есть два земляных пути: один через собственный провод питания, а второй — через экранирующую оплетку звукового кабеля и провод питания второго устройства. Так как провода заземления имеют некоторое сопротивление, то токи, протекающие по этим проводам, создают напряжение на экранирующей оплетке. Оно является помехой звуковому сигналу. Кроме того, земляная петля может работать и как антенна, а мощное устройство образует на земляных проводах серьезные перепады напряжения. И все это безобразие устремляется прямо на вход прибора! В таком случае необходимо проделать действие, которое называется «разрывом земляной петли».

 

 

В случае, если звуковой сигнал между приборами передается при помощи симметричного соединения, то это сделать очень просто — достаточно отсоединить экранирующую оплетку от разъема, подключенного к входу. Некоторые устройства имеют специально предназначенные для этого кнопки на задних или передних панелях. Часто этого бывает достаточно, однако в случае несимметричного соединения такой фокус не пройдет, Здесь придется «отрывать» сетевую землю от звуковой, но при этом надо учитывать, что звуковая земля с сетевой обязательно должны соединяться в одной точке. Осуществить отрыв сетевой земли от звуковой без специальной подготовки достаточно сложно, если для этого на приборе нет внешних органов вроде кнопки или двух клемм, соединенных металлической перемычкой. Если такие органы есть (что встречается не часто), то надо либо нажать на кнопку, либо разъединить клеммы, вытащив перемычку. Также, разорвать земляную петлю возможно полностю отключив устройство от сетевой земли. Такое в некоторых случаях разумно делать на гитарных усилителях.

 

 

Само по себе заземление нужно осуществлять следующим образом: от каждого прибора должен идти свой земляной провод; соединить эти провода нужно в одной точке, которую по понятным причинам называют «Мекка», и эту точку... А куда ее, собственно говоря, подключить? Лучше всего — закопать в землю что-нибудь массивное и проводящее, и подключится туда. Если такой возможности нет, то возможноиспользовать рубашку силового кабеля, например, ну и в самом крайнем случае — водопроводную трубу. Труба плоха потому, что к ней подключаются все (а она на это совершенно не рассчитана) и она может передавать на земляные провода напряжение больше, чем есть на них самих. От такого заземления мохсет стать хуже, чем было без него.

 

 

Нельзя допускать последовательного соединения заземлений приборов. При этом, во-первых, происходит увеличение потенциала на земляной шине с добавлением каждого прибора, во-вторых, может образоваться очередная земляная петля, в которой звук может запросто «удавиться»! Последовательное соединение заземлений приборов может образоваться при установке их в металлическую рэковую стойку. В таком случае надо стараться, чтобы корпуса приборов не имели электрического контакта со стойкой и между собой. Этого возможнодобиться использованием различных непроводящих прокладок и подкладыванием непроводящих шайб под крепежные винты. Помогает в этом случае и использование деревянных рэковых стоек.

 

 

Переходные процессы

 

 

Под этими процессами возможно понимать переход от одного режима работы электрической системы к другому, отличающемуся от предыдущего. Проще говоря, переходные процессы происходят из-за выключения или включения чего-либо в электрическую сеть (звуковую и питания), при подключении источника сигнала к микшеру, усилителю или другому устройству во включенном состоянии — вообще, при любых действиях, связанных с коммутацией. Важно обратить внимание на тот факт, что порождать переходные процессы могут плохие разъемы с разболтанными контактами и провода с нарушенной изоляцией, отчего между проводниками может происходить короткое замыкание. Чаще всего переходные процессы сопровождаются характерным щелчком в динамиках и резким «подпрыгиванием» индикаторов уровня сигнала. Но, что самое главное, эти процессы сопровождаются резкими изменениями амплитуды и фазы сигнала, которые могут плохо повлиять на работу прибора. Приведу простой пример: достаточно несколько раз выдернуть джек из работающего лампового гитарного усилителя, не отключив перед этим анодное напряжение или не убрав входную чувствительность, чтобы аппарат вышел из строя. Особенно этим «болеют» усилители фирмы Marshall. Подсоединение конденсаторных микрофонов через коммутационную панель к микрофонным предварительным усилителям с включенным фантомным питанием может вывести последние из строя.

 

 

Для того, чтобы уменьшить воздействие переходных процессов на аппаратуру, необходимо перед коммутацией по возможности делать входную чувствительность устройства минимальной, выключать анодное напряжение на ламповых приборах или просто отключать устройства из сети, правда, последнее также может привести к появлению переходных процессов. Из этого следует, что устройства лучше включать и отключать реже. В самом лучшем случае, всю коммутацию надо продумать и сделать до начала работы и, соответственно, до включения всех устройств в сеть. Подавать сетевое напряжение лучше сначала на источник сигнала, а потом на приемник, отключение питания нужно производить в обратном порядке.

 

 

Подведем некоторые итоги. Во-первых, надо стараться использовать провода с низкими сопротивлением, емкостью и индуктивностью, но не те, на которых это написано большими красивыми и яркими буквами — практика показала, что эти провода далеко не лучшего качества. Во-вторых, нельзя забывать, что приборы имеют выходное сопротивление, которое активно участвует в завале высоких — чем больше выходное сопротивление, тем больше и завал. В-третьих — для цифровой коммутации используем провода с соответствующим характеристическим импедансом: для интерфейсов AES/EBU он составляет 110 Ом, для SPDIF — 75 Ом. В-четвертых — правильное заземление. Здесь нужно помнить про земляные петли и точку «Мекка». И, наконец, симметрия — чем больше приборов подключено между собой таким способом, тем лучше.

 

 

Разъемы

 

 

Все разъемы, о которых пойдет рсмь, возможноразделить на две большие группы: кабельные, то есть те, которые предназначены дли установки на кабели, и панельные, предназначенные, соответственно, для установки на различные панели, будь то задние или передние панели устройств обработки и записи звука, или панели коммутационных приборов. Здесь будет рассказано о кабельных разъемах, вследствие того, что на практике с их выбором и установкой пользователям приходится сталкиваться чаще. О панельных разъемах, в основном, будет говориться при наличии у них каких-либо дополнительных возможностей.

 

 

Кроме того, разъемы делятся на гнезда (по-английски их еще называют «female», а по-русски — «мама») и штекеры (по-английски их еще называют «male», а по-русски — «папа»). Если для разъемов типа «джек» это деление очевидно, то в случае с разъемами XLR, например, часть разъема со штырьками является штекером, а ответная часть разъема с отверстиями — гнездом.

 

 

Разъемы типа «джек»

 

 

Начнем с того, что термин «джек» — неправильный. С английского языка (из которого этого слово и было заимствовано) «jack» переводится как «гнездо». Изначально оно означало «панельный разъем» (кабельный разъем при этом назывался «plug»), однако сейчас все чаще употребляется в том же смысле, что и слово «гнездо» у нас (ответная часть типа «мама»). То есть, «jack» — это гнездо разъемов любого типа, будь то «XLR jack» или «RCA jack». Но в русском языке слово «джек» уже устоялось в качестве названия определенного типа разъемов, и менять это не имеет смысла.

 

 

На данный момент существует несколько типов джеков. Все типы по количеству контактов возможноразделить на двухконтактные и трехконтактные. Первые (их часто называют «моно» или «несимметричные» джеки) предназначены для несимметричной передачи сигнала, а вторые (часто называемые «стерео» или «симметричными» Джеками) возможно применять как для несимметричной, так и для симметричной или двухка-нальной передачи сигнала. Контакты разъема (как гнезда, так и штекера), в, свою очередь, имеют определенные названия, и по первым буквам этих названий трехконтактные джеки называют также «TRS джеки».

 

 

В трехконтактном джеке контакт 1 называется Sleeve или просто S. Из всех значений слова «sleeve», для разъема, по-моему, больше всего подходит «гильза». Контакт 2 называется Tip (что означает «кончик») или Т. Контакт 3 называется Ring (по-русски — «кольцо») или R. В двухконтактном разъеме контакта Ring нет. При использовании двухконтактного разъема контакт 1 (Sleeve) соединяется с общим или земляным проводником, например экранирующей оплеткой, а контакт 2 (Tip) — с сигнальным проводником. Трехконтактный разъем при использовании для сим метричной коммутации распаивается следующим образом: контакт 1 (Sleeve) соединяется с общим проводником. Контакт 2 (Tip) предназначен для передачи сигнала в фазе. В этом случае он называется «hot», «плюс», «фаза», «фаза плюс» или «горячий». Контакт 3 предназначен для передачи сигнала в противофазе. Его называют «cold», «минус», «противофаза», «фаза минус» или «холодный».

 

 

При двухканальной передаче, контакт 1 (Sleeve) используется для соединения с общим проводником, а контакты 2 (Tip) и 3 (Ring) — для сигнальных проводников первого и второго канала соответственно. Частным случаем двухканальной передачи является передача стереофонического сигнала. Ярким примером этому могут служить наушники. При стереофонической передаче, контакт 1 (Sleeve) — общий, контакт 2 (Tip) передает сигнал левого канала, а контакт 3 (Ring) — правого. Другим случаем двухканального использования разъемов типа джек является двунаправленная передача звуковых сигналов. Ярким примером этому может служить разъем разрыва (insert) канала на микшерном пульте. Как и везде, контакт 1 — общий, а вот стандарта распайки для второго и третьего контактов не существует. Один из двух оставшихся контактов — выход, а второй — вход.

 

 

Изданный момент существует несколько типов разъема джек. Один из них чаще всего называется «четвертьдюймовым (1/4") Джеком», но также его возможно называть «phone», «A-gauge» или «MI» (сокращение от Musical Instrument). Это, пожалуй, самый распространенный тип разъема — его возможно встретить практически на всех типах звуковых приборов. С его помощью передаются звуковые сигналы от приборов записи и обработки, музыкальных инструментов, сигналы тайм-кода, различных контроллеров. Хотя в названии типа этого разъема есть число 1/4", которое обозначает диаметр штекера, иногда возникают проблемы несовместимости ответных частей: либо штекер в гнездо входит очень туго, либо наоборот — штекер болтается в гнезде. Проблемы вызываются несовпадением диаметров штекера и гнезда, а вот откуда берутся эти неточности в диаметрах — понять трудно. Вероятно, одной из причин является использование изготовителями разных систем измерения (дюймовой и метрической).

 

 

Четвертьдюймовые джеки бывают двух- и трехконтактные. Названия контактов и распайка полностью соответствуют приведенным выше правилам. Сами контакты разные фирмы делают из разных материалов. Бывают медные, латунные, из никелевых сплавов, посеребренные и позолоченные контакты.

 

 

ТТ джек чаще всего применяется в коммутационных панелях. Его название является сокращением от слов Telephone Type, еще этот разъем называется «Bantam» или «Tini». История этого разъема начинается на телефонных станциях, где обладающие приятными голосами барышни си дели в наушниках перед огромными коммутационными панелями, и, произнеся заветное слово «соединяю», втыкали в них кабели-перемычки с ТТ штекерами на концах. На данный момент, в большинстве крупных студий коммутация микшерного пульта и оборудования чаше всего осуществляется посредством коммутационных панелей с ТТ гнездами. Это обусловлено меньшим диаметром разъема, что позволяет разместить на панели больше гнезд (96 гнезд ТТ с пространством под надписи на одной рэковой единице, против 48 гнезд четвертьдюймовых Джеков). Кроме применения в коммутационных панелях, ТТ джек знаменит своей старомодной формой контактов и их, в общем, нестандартным диаметром, составляющим 0,137" или 4,4 мм. А еще существует жутко выглядящий двойной ТТ штекер, который используется в коммутационных панелях для соединений интерфейса RS422.

 

 

ТТ джек бывает двух- и трехконтактным. Его распайка и название контактов соответствуют обшей практике для подобных разъемов, то есть контакты называются Tip, Ring и Sleeve, и предназначены они для соединения с горячим, холодным и земляным проводниками соответственно. Сами контакты чаще всего делают из никелевых сплавов, меди, посеребренными или позолоченными. Некоторые фирмы (Switchcraft, например) делают штекеры ТТ с клеммами для подпайки проводников, однако более популярны так называемые «обжимные» штекеры. Дело в том, что соединение проводника с контактом при помощи обжима электрически правильнее, чем паяное. Обжимной способ не лишен недостатков, главный из которых — одноразовость крепления штекера на кабеле. Также можно говорить про меньшую механическую надежность обжимного крепления, но если за кабель особо активно не дергать, то с контактом все будет хорошо. Для обжима контактов разъема требуется специальный инструмент.

 

 

ТВ джек, как и ТТ, применяется в коммутационных панелях. ТВ джек еще называется «B-Gauge». Кроме того, с ТВ разъемом полностью совместим несколько отличающийся от него формой контактов MIL джек, также называемый «ТМ», «Long Frame» или «MS» (сокращение от Military Style). При всем многообразии названий, диаметр всех указанных разъемов составляет 1/4" или 6,35 мм. Разъемы бывают двух- и трехконтактные. Названия контактов и распайка полностью соответствует правилам для разъемов типа джек. ТВ джек отличается от четвертьдюймового только формой контактов.

 

 

Миниджек — разъем диаметром 3,5 мм широко известен по бытовой аппаратуре. В профессиональной аппаратуре он чаще всего применяется для подключения наушников, да и то — в маленьких звуковых модулях, переносном оборудовании и прочих устройствах, где важен размер гнезда. Большее распространение миниджек получил в мультимедийном оборудовании. Чаще всего применяются трехконтактные миниджеки, двухконтактные я видел только один раз — на блоке дистанционного уп равления от CD плейера. Разъем миыиджек знаменит своей ненадежностью.

 

 

Названия контактов и их распайка соответствует правилам для разъемов типа джек. Иногда при работе с миниджеками складывается впечатление, что контакты миниджеков делают из того, что попадается под руку производителя — какие-то они все одноразовые. Правда, есть фирмы, производящие хорошие миниджеки, например, Сапаге. В штекеры этой фирмы можно спокойно вставить кабель с внешним диаметров до семи миллиметров. Один только вопрос: выдержат ли гнезда миниджека работу с такой массивной конструкцией (штекер + кабель)?

 

 

Гнезда разъемов типа джек, кроме основной функции — обеспечения механического и электрического контакта с ответной частью, часто обладают функциями переключателя, для чего эти гнезда имеют дополнительные контакты. К примеру, гнезда четвертьдюймового джека и миниджека фирмы United Switch имеют по девять контактов.

 

 

Дополнительные контакты в гнездах разъемов чаще всего применяются там, где необходимо разорвать или наоборот — соединить какие-либо внутренние или внешние элементы и блоки звуковой цепи. Простейшим примером может служить гнездо разрыва канала на микшерном пульте.

 

 

При включении инсертного кабеля, внутренняя звуковая цепь разрывается и сигнал может проходить только через внешнее устройство. В данном случае, контакт Т (Tip) является выходом, то есть сигнал с него нужно подавать на вход внешнего прибора, а контакт R (Ring) является входом, то есть на него сигнал от внешнего прибора должен поступать. В некоторых моделях гнезд переключение контактов производится только при полном включении в них штекера, а при неполном включении переключения контактов не происходит. Эту возможность фирма Mackie, например, использует для «снятия» сигнала на многодорожечный магнитофон без разрыва сигнальной цепи канала. Есть еще несколько вариантов применения дополнительных контактов у гнезд типа джек, но об этом будет рассказано в одной из следующих статей серии.

 

 

Пожалуй, самыми популярными производителями разъемов являются фирмы Neutrik и Switchcraft. Часто возникают споры о том, чьи разъемы лучше. Для начала постараюсь описать конструкции разъемов обеих фирм — разъемов, ставших своеобразной классикой разъемостроения.

 

 

Так, штекер четвертьдюймового джека фирмы Neutrik имеет следующую конструкцию: штырь с двумя или тремя контактами вставляется в металлическую гильзу, имеющую форму усеченного конуса. За контактным штырем в гильзу вставляется пластиковый зажим для кабеля, а далее на нее накручивается пластиковая муфта с резиновой конической трубкой, резко сужающейся в конце. Пластиковые муфты могут быть различ ных цветов, что очень удобно для распознавания кабелей в общей куче. ТВ и MIL штекеры фирмы Neutrik вместо конической гильзы имеют цилиндрическую, и не имеют пластиковой муфты с резиновой сужающейся трубкой. Гильзы штекеров ТВ и MIL бывают разных цветов. ТТ штекеры фирмы Neutrik обжимные.

 

 

Штекер четвертьдюймового джека фирмы Switchcraft состоит из контактного штыря с длинной клеммой контакта Sleeve, которая одновременно является зажимом для кабеля. На контактный штырь накручивается цилиндрическая гильза, которую от клемм для подпайки проводника отделяет полиэтиленовая трубка. Штекеры типов ТТ, ТВ и MIL фирмы Switchcraft имеют сходные конструкции.

 

 

Так вот, при использовании штекеров фирмы Switchcraft у меня почему-то постоянно откручивалась гильза от контактного штыря. Однажды я обнаружил, что гильза штекера, воткнутого в гитару, совсем отвинтилась и сползла по кабелю метра на два. Кроме всего прочего, кабель болтался в гильзе, как белье на веревке. Из-за этого, по прошествии некоторого времени он переломился у места подпайки. Но при отсутствии переменных механических воздействий на штекер Switchcraft таких проблем не возникало.

 

 

Со штекерами фирмы Neutrik проблем, вызванных механическими воздействиями, не было.

 

 

Итак, я предпочитаю штекеры фирмы Neutrik. Но проблемы и с ними бывают. Однажды я решил попробовать компьютерную систему записи Gina, имеющую коммутационную коробку с десятью гнездами типа джек, по пять в два ряда. В процессе работы я заметил, что три штекера Neutrik, вставленные в соседние гнезда, из-за близкого расположения гнезд торчат веером. Четвертый же штекер я вообще побоялся включать из-за боязни сломать гнездо. А вот штекеры Switchcraft входили без перекосов. Правда, больше я пока не сталкивался с проблемой одновременного включения нескольких штекеров Neutrik.

 

 

Кстати, с четвертьдюймовыми Джеками разных диаметров я сталкиваюсь постоянно при подключении к микшеру наушников AKG К 240 М. Штекер наушников и гнездо микшера явно не нравятся друг другу, что выражается в постоянном пропадании звука в левом канале наушников. А с наушниками, снабженными штекером Neutrik (в пульте используются гнезда именно этой фирмы), пропадания прекращаются, да и сидит штекер в гнезде ощутимо плотнее. А еще кто-то говорит о стандартах...

 

 

Разъемы типа XLR

 

 

Еще их называют «Switchcraft», «Cannon» и «канон». В 60-х годах фирмой ITT Cannon была разработана серия разъемов для применения в самолетах Боинг. Буква «X» определяет серию (до этого ITT Cannon выпустила серию разъемов, названия которых начинались с буквы «U»), «L» означает Locking (фиксирующийся), «R» — Rubber (резина). Поскольку выпускавшиеся до этого разъемы XLP с пластиковыми изоляторами имели проблемы с окислением посеребренных контактов, в гнезде XLR использовался резиновый изолятор, при соединении очищающий контакты. Фирма Switchcraft одной из первых использовала XLR для звуковых соединений, добавив заземляющий выступ для соединения с гильзой-оболочкой, и вернувшись к твердому пластиковому изолятору. В 80-х в разъемах XLR распространилось применение менее подверженных окислению позолоченных контактных штырьков, и значение резинового изолятора уменьшилось.

 

 

Эти разъемы могут иметь три, четыре, пять и более контактов. Трехконтактные разъемы XLR имеют наибольшую распространенность в звуковом оборудовании. Они применяются для симметричной передачи аналоговых сигналов микрофонного или линейного уровня, цифровых сигналов, а также синхросигнала. Разъемы XLR с количеством контактов более трех применяются в ламповых и стереофонических микрофонах.

 

 

Разъем типа XLR знаменит несколькими особенностями. Во-первых, обе ответные части разъема, то есть гнезда и штекеры, могут быть как кабельными, так и панельными (согласитесь, редко можно встретить панельный штекер типа джек). При этом, для выхода сигнала используется ответная часть разъема со штырьками (штекер), а для входа используется ответная часть разъема с отверстиями (гнездо).

 

 

Второе, чем известен разъем XLR — так это своей надежностью. Она обеспечивается толстыми прочными контактными штырьками и зубом-замком, который защелкивается при соединении обеих частей разъема. Так что разъединиться самостоятельно XLR не может. Кроме того, некоторые фирмы, например, Neutrik, производят обрезиненные водонепроницаемые кабельные разъемы, разъемы с выключателями и с дополнительными фиксаторами замка. Эти разъемы выдерживают практически все погодные и механические неурядицы.

 

 

Третье — это электрически правильная последовательность соединения контактов разъема. Дело в том, что сначала необходимо соединять земляные контакты, а потом — сигнальные. Некоторые модели гнезд XLR имеют слегка выдвинутый земляной контакт, за счет чего его соединение с соответствующим контактом ответной части разъема происходит несколько раньше, нежели у других контактов.

 

 

Есть две классические конструкции разъемов типа XLR. Кабельный разъем фирмы Neutrik состоит из металлической гильзы с внутренним продольным направляющим шлицем, в которую вставляется пластиковый цилиндр с трубчатыми контактами и продольным выступом (в случае гнезда) или пластиковая шайба со штыревыми контактами и продольным выступом (в случае штекера). Затем вставляется пластиковый зажим для кабеля и накручивается пластиковая муфта с резиновой гофрированной конической трубкой. Кабельный разъем фирмы Switchcraft состоит из конической металлической гильзы с продольным внутренним шлицем, пластикового цилиндра с трубчатыми контактами и продольным выступом (гнездо) или пластиковой шайбы со штыревыми контактами и продольным выступом (штекер). Пластиковый контактный цилиндр или шайба фиксируются в гильзе посредством винта. Завершает конструкцию резиновая коническая трубка, которая одновременно является зажимом для кабеля.

 

 

Конструктивно мне больше нравятся разъемы фирмы Neutrik: маленький фиксирующий винтик разъемов Switchcraft иногда теряется. Кроме того, в Switchcraft довольно трудно вставить кабель большого диаметра — отверстие в резиновой трубке недостаточно велико. С разъемами Neutrik таких проблем нет. Да и материал, из которого сделаны контакты, у них получше (механически надежнее и меньше окисляется).

 

 

Комбинированное гнездо джек/XLR

 

 

Это комбинированное панельное гнездо фирмы Neutrik под штекеры двух типов — джек и XLR. Применяется в качестве входного разъема и позволяет экономить место на панели. Посредством джека чаще всего передаются звуковые сигналы линейного уровня как симметричным, так и несимметричным способом, a XLR используется для симметричной передачи сигналов микрофонного и линейного уровней.

 

 

Разъемы типа BNC

 

 

На данный момент нет единого мнения о происхождении названия этого разъема. Но наиболее авторитетные источники придерживаются версии, что название расшифровывается как Bayonet Neill-Concelman, где «bayonet» («штык») означает тип соединения (похожим′способом крепились штыки к некоторым винтовкам), a «Neill» и «Concelman» — фамилии изобретателей разъема. Хотя часто встречается расшифровка «British Naval Connector» («британский военно-морской разъем»).

 

 

Разъемы BNC применяются чаще всего в цифровой аппаратуре для передачи синхронизационных тактовых сигналов. Кроме этого, BNC возможно встретить в качестве входных и выходных разъемов цифровых звуковых интерфейсов (в частности, SPDIF). Выпускаются разъемы с характеристическим импедансом 75 Ом и 50 Ом (последние не применяются в звуковой аппаратуре). Кабельные разъемы имеют обжимное крепление, для их установки на кабель требуется специальный инструмент.

 

 

Конструктивно разъем выглядит следующим образом: внутри металлической гильзы с накидной фиксирующей муфтой (при ее повороте разъемное соединение надежно фиксируется) есть тонкий центральный сигнальный контакт, С другой стороны гильзы находится контактная трубка для экранной оплетки. Сигнальный проводник проходит через эту трубку и вставляется в штырек, который входит в центральный контакт.

 

 

На контактную трубку надевается другая трубка, которая, собственно говоря, и обжимается специальным инструментом. Центральный контакт бывает никелевым, посеребренным и позолоченным. Сама гильза, чаше всего, никелированная.

 

 

Разъемы типа RCA

 

 

Их также называют «phono». Фирма Radio Corporation of America (RCA) разработала эти разъемы в 30-х годах для внутренних соединений блоков радиоприемников и телевизоров. Широко применялись эти разъемы в проигрывателях грампластинок для соединения головки звукоснимателя (phono cartridge) с предусилителем, поскольку разъемы недорогие, хорошо сочетаются с тонкими экранированными кабелями, использовавшимся для головок звукоснимателей, а также потому, что проигрыватели были монофонические и одножильного экранированного кабеля было вполне достаточно.

 

 

Применяются разъемы RCA для несимметричной передачи аналоговых сигналов линейного уровня, в основном от различных записывающих устройств. Кроме того, этот разъем находит применение в цифровом интерфейсе формата SPDIF. RCA — изначально неправильный разъем, так как соединение сигнального контакта штекера с сигнальным контактом гнезда происходит раньше, чем соединение земляных контактов. Некоторые фирмы, одна из которых все та же Neutrik, производит штекеры типа RCA с выдвинутым подпружиненным земляным контактом, который соединяется с земляным контактом гнезда раньше, чем сигнальный контакт.

 

 

Все разъемы RCA возможно разделить на две группы. Одни предназначены для передачи аналогового сигнала, а вторые — для передачи цифрового сигнала SPDIF, вследствие чего они обладают характеристическим импедансом 75 Ом.

 

 

Разъемы первой группы имеют клеммы для подпайки проводников, а разъемы второй группы — обжимные. В любом случае, какой бы ни был разъем, его распайка (или обжимка) совершенно однозначная: центральный контакт — сигнальный, а цилиндр вокруг центрального контакта — общий.

 

 

Разъемы EDAC

 

 

Название происходит от фирмы EDAC, выпускающей эти разъемы, а еще их называют ELCO по имени другой фирмы, также производящей разъемы данного типа. Это — многоконтактные разъемы. Они применяются для передачи аналоговых сигналов линейного и микрофонного уровней. В случае, если не считать коммутационные панели, то, наверное, самое дешевое устройство с разъемом EDAC — это магнитофон ADAT, где этот разъем используется для одновременного подключения восьми входов и восьми выходов. Многие производящие кабели фирмы изготавливают специальные шестнадцати канальные кабели для подключения магнитофонов ADAT к микшерному пульту. На одном конце таких кабелей установлен разъем EDAC, а на втором могут быть шестнадцать разъемов джек или XLR. Но самое большое распространение EDAC получили на больших микшерных пультах, где на разъемах этого типа сделаны все входы и выходы.

 

 

В отношении конструкции, разъем EDAC представляет собой контактную колодку прямоугольной формы с двумя направляющими штырями, заключенную в металлический кожух. Один угол кожуха имеет отверстие с зажимом для кабеля. Интересной особенностью является то, что этот угол возможно поворачивать. Вследствие этого, кабель может выходить из разъема как прямо, так и сбоку. Через кожух и контактную колодку насквозь проходит фиксирующий винт, который нужно закручивать при соединении двух частей разъема. Выпускаются контактные колодки с 12, 20, 38, 56, 90 и 120 контактами. При этом, количество контактов в разъеме может быть любое, но, естественно, не больше того, на которое рассчитана колодка. Сами контакты позолоченные и представляют собой плоские вилочки. Очень надежный многоконтактный разъем.

 

 

Разъемы типа D-Sub

 

 

Полное название этого многоконтактного разъема «D-Subminiature». Чаще всего его можно увидеть на компьютерах. В звуковом оборудовании он применяется для передачи аналоговых сигналов микрофонного и линейного уровней, а также для некоторых звуковых цифровых интерфейсов, например, TDIF. Кроме этого, разъем D-Subminiature используется в различных RS интерфейсах.

 

 

Для передачи аналоговых сигналов в звуковой аппаратуре чаще всего применяются разъемы с двадцатью пятью и тридцатью семью контактами. При этом, первые используются в основном для восьми канальной симметричной передачи звуковых сигналов линейного уровня. Примером могут служить восьмиканальные цифровые магнитофоны серии DA фирмы Tascam/на которых стоят по два разъема: один для восьми входов, а другой — для восьми выходов.

 

 

Разъем D-Sub состоит из контактной колодки со штыревыми контактами в два ряда (в других областях применяются также трехрядные разъемы D-Sub), причем количество контактов в первом ряду на один больше, чем во втором. Контакты зашищены металлическим кожухом, согнутом в форме буквы D. Сама контактная колодка закрывается пластиковым или металлическим кожухом. Разъем знаменит следующим: во-первых, по сравнению со многими другими многоконтактными разъемами, используемыми в звуковой аппаратуре, он — маленький. Габариты способствуют его установке там, где мало места, например на компьютерных звуковых платах. Во-вторых, разъем D-Subminiature знаменит своей ненадежностью. Даже при туго закрученных фиксирующих винтах может пропасть контакт или развалиться кожух (особенно, если он пластиковый). В-третьих, в отверстие кожуха этого разъема с большим трудом возможно пропихнуть нормальный восьмипарный мультикор. Контакты разъема, чаще всего, позолоченные.

 

 

Разъемы Speakon

 

 

Это изобретение фирмы Neutrik используется для подключения акустических систем. Разъемы бывают трех видов: двухконтактные, четырехконтактные и восьмиконтактные. Чаще всего используются четырехконтактные разъемы. При помощи них возможно подключение широкополосных и двухполосных акустических систем. Восьмиконтактный разъем чаще применяется для трех- и четырехполосных акустических систем.

 

 

Разъем устроен так: в пластиковую гильзу с замком вставляется пластиковая цилиндрическая контактная колодка с двумя, четырьмя или восемью контактами. Провод прикрепляется к контактам при помощи зажимного винтика, для которого необходим шестигранный ключ. За контактной колодкой в гильзу вставляется пластиковый зажим для кабеля, после чего на нее накручивается пластиковая накидная гайка.

 

 

Кабели

 

 

При всем многообразии типов кабелей все они имеют сходные конструкции. Если рассмотреть поперечное сечение кабеля, то в его центре находятся один или несколько проводов, покрытых слоем изоляции. Эти провода, вместе с прокладкой из природных текстильных материалов, служащей для упрочнения конструкции и снижения микрофонного эффекта, помещены в экранирующую оплетку. Все это покрывается одним или несколькими слоями изоляции.

 

 

Провода дешевых кабелей чаще всего делают из обычной меди. Провода более дорогих кабелей делают Из меди бескислородной (Oxygen-Free Copper, OFC), получаемой переплавкой при сильно пониженном давлении. Еще дороже стоят кабели, провода которых делаются из серебра и золота. Такие кабели используются там, где нужно как можно точнее передать сигнал. Кроме того, для передачи звуковых сигналов используются не менее дорогие карбоновые провода, сделанные из полимерного углеродсодержащего волокна. Изоляцию большинства кабелей обычно делают из поливинилхлорида (полихлорвинила), пластизоля и полиуретана.

 

 

Кроме электрических характеристик, основными из которых являются сопротивление, индуктивность и емкость, у провода есть также важные физические характеристики — диаметр, площадь поперечного сечения или калибр. Диаметр провода измеряется в миллиметрах, площадь поперечного сечения — в квадратных миллиметрах, а для калибра существует американская система AWG (American Wire Gauge).

 

 

Экранированные кабели

 

 

Все кабели, применяемые в звуковом оборудовании для передачи аналоговых сигналов микрофонного и линейного уровней, а также цифровых сигналов, должны быть экранированы. Это означает, что вокруг сигнальных проводов кабеля должна располагаться про водя шая поверхность (экран), защищающая провода кабеля от воздействия электромагнитного излучения. Экран чаще всего используется как общий провод. В звуковых кабелях экран бывает трех типов: из фольги, проволочной сетки или проволочной спирали. При изготовлении экрана, производители кабелей стараются, чтобы он полностью закрывал собой сигнальные провода кабеля. Проще всего этого добиться, делая экран из металлической (чаще алюминиевой или медной) фольги. Этой фольгой обматывают сигнальные провода кабеля и под нее прокладывают оголенный провод для контакта с ней. Такой экран обеспечивает 100% покрытие сигнальных проводов. Но экран из фольги имеет недостатки, главный из которых — механическая ненадежность, поэтому его применяют в кабелях, предназначенных для стационарного использования. Экранная сетчатая оплетка является самой механически надежной формой экрана. Но при этом она сложна в изготовлении, да и добиться 100% покрытия ею сигнальных проводов сложно. Обычно экранная сетчатая оплетка покрывает от 60 до 85% площади сигнальных проводов. Некоторые фирмы делают очень плотные сетчатые оплетки, покрывающих в кабеле до 96% площади проводов.

 

 

Экранирующая спиральная проволочная оплетка имеет одно большое достоинство — она обеспечивает кабелю такую гибкость, которую невозможно достичь при экране из фольги или при сетчатой оплетке (гибкость кабелей имеет повышенное значение в концертных условиях). Правда, на этом практически все ее достоинства заканчиваются. Спиральная проволочная оплетка покрывает не более 80% площади сигнальных проводов и при оказании на нее физических воздействий быстро приходит в негодность (хотя и не так быстро, как экран из фольги). При этом резко уменьшается покрываемая ею площадь.

 

 

Некоторые фирмы производят кабели с двойной экранировкой. Чаще всего это комбинация фольги с жиденькой сетчатой оплеткой, которая служит для ее упрочнения. Также делают двойную спиральную оплетку, которая надежнее, чем одинарная, и покрывает несколько большую площадь проводов.

 

 

Одиночные кабели

 

 

Для передачи звуковых аналоговых сигналов используются, в основном, три типа одиночных экранированных кабелей: одножильные, витые пары и квадропольные кабели. Все три типа выпускаются со всеми видами экранировки.

 

 

Одножильные экранированные кабели применяются для несимметричной передачи аналоговых сигналов от музыкальных инструментов и приборов. Кроме этого, их используют для несимметричного подключения микрофонов. Главной особенностью этого типа кабелей является наличие у большинства из них дополнительного карбонопластикового экрана (помимо металлического). Карбонопластиковый экран предназначен для снижения «микрофонного эффекта» при физическом воздействии на кабель. Выглядит этот экран как черный изоляционный слой на основной изоляции сигнального провода. При распайке одножильного экранированного кабеля нужно следить, чтобы карбонолласти-ковый экран (поскольку он — проводящий) не касался оголенной части сигнального провода.

 

 

Экранированные витые пары предназначены для симметричной передачи аналоговых сигналов микрофонного и линейного уровня. Кроме того, их используют для несимметричной передачи аналогового сигнала. Эти кабели представляют собой два скрученных, часто разноцветных, провода (которые и называются «витой парой») в экранной оплетке любого типа. Между проводами витой пары и экраном прокладывают натуральную текстильную прослойку (чаще всего — хлопковую) или надевают трубку из полив^нилхлорида. По одному из проводов витой пары при симметричной коммутации проходит сигнал в фазе, а по второму — в противофазе.

 

 

Экранированные квадропольные кабели предназначены для передачи аналогового сигнала микрофонного и линейного уровней там, где необходимо максимально защититься от помех. К примеру, при использовании квадропольного кабеля снижаются помехи от электросети примерно в 10 раз по сравнению с витой парой. Это достигается за счет двойной балансировки кабеля, в котором вместо витой пары находится «витая четверка» проводов. Распайка кабеля такова: с обоих его концов противоположные провода соединяются и используются как один провод.

 

 

Для передачи цифровых сигналов применяются одиночные коаксиальные кабели и экранированные витые пары. Экран у этих кабелей чаще всего представляет собой одинарную или двойную сетчатую оплетку, или комбинацию из фольги и сетчатой оплетки. Основное отличие коаксиального кабеля от одножильного экранированного кабеля заключается в сохранении одинакового расстояния между центральным проводником и экранирующей оплеткой по всей длине кабеля, и наличии необходимого характеристического импеданса. В звуковой аппаратуре чаще всего применяются коаксиальные кабели с характеристическим импедансом 75 Ом. Они используются для некоторых звуковых цифровых интерфейсов, например SPDIF, и передачи синхронизационных сигналов, например wordclock.

 

 

Экранированные витые пары для передачи цифрового сигнала имеют характеристический импеданс 110 Ом. Их применяют в некоторых цифровых звуковых интерфейсах, например, AES/EBU.

 

 

Кабели для внутреннего монтажа

 

 

Это — одиночные кабели малого внешнего диаметра (3-3,5 мм). Они экранированные, и бывают всех трех типов. Кроме диаметра, основной особенностью этих кабелей является отсутствие текстильной прослойки между сигнальными проводами и экраном. Экран у кабелей для внутреннего монтажа чаше всего делается из фольги. Используют эти кабели для постоянной стационарной коммутации.

 

 

Кабели для коммутационных панелей

 

 

Штекеры типа ТТ, применяемые для коммутационных панелей, имеют небольшой диаметр отверстия для кабеля, и если кабель имеет внешний диаметр 6 мм, то впихнуть его в тонкий ТТ разъем просто невозможно. Для подобных целей существуют кабели, способные входить в разъемы с маленькими отверстиями. Внешний диаметр таких кабелей составляет 4-5 мм.

 

 

Многоканальные кабели

 

 

Их еще называют «мультикорами», «мультикорными кабелями», а также «змеями» вообще и «анакондами» в частности, «кишками», «шлангами». Они применяются для многоканальной передачи аналоговых и цифровых сигналов, чаще всего на большие расстояния. Мультикорные кабели состоят из нескольких одиночных кабелей, заключенных в одну мощную общую изоляционную оболочку. .Кроме одиночных кабелей, в этой оболочке может находиться пластиковый или текстильный шнур, придающий мультикорам механическую прочность. Также этим шнуром удобно привязывать конец мультикора к раме коммутационной панели, например. Одиночные кабели в мультикорах могут быть всех трех типов. Экранирование и изоляция одиночных кабелей могут быть как индивидуальными, что хорошо, так и общими, что плохо из-за невозможности разделения общих проводов для отдельных каналов передачи.

 

 

Комплексные кабели

 

 

Думаю, уже из названия возможно понять, что они состоят из одиночных кабелей разных типов. В звуковой аппаратуре чаще всего комплексные кабели применяются для подключения ламповых микрофонов к блокам питания. Такие кабели состоят их нескольких проводов питания и экранированного квадро пол ьно го кабеля или витой пары в общем экране, и изоляции.

 

 

Прослушивание

 

 

На испытание нами были взяты одиночные кабели фирм Сапаге, Mogami, Cordial, Horizon, Gepco, Gotham, Rapco, Hosa, Proel, Bespeco, Emek и Klotz, предназначенные для передачи аналоговых сигналов микрофонного и линейного уровней. Среди них были экранированные одножильные кабели, витые пары и квадропольные кабели.

 

 

Перед прослушиванием производилось тестирование кабелей на измерительной аппаратуре, а также проверка на легкость разделки и пайки. Для пущей увлекательности, начну с конца.

 

 

Некоторые кабели продаются уже в распаянном виде (их цены выше 10$), и первое, о чем я хочу рассказать, так это о качестве пайки. Здесь меня «убили» кабели фирмы Hosa, у которых качество пайки — ну просто отвратительное. На местах лайки канифольные кляксы, сама пайка неровная, а провода соединены с клеммами буквально «двумя волосками». С распаянными кабелями Horizon — все в порядке, очень чистая, ровная пайка.

 

 

Легкостью разделки приятно удивили все кабели Сапаге. Плотный сетчатый экран очень хорошо расплетается, а хлопковые нитки (прослойка) под экраном собраны тончайшим слоем бумаги и, благодаря этому, их от экрана отделять вообще не нужно. У всех остальных кабелей при расплетании экрана возникают проблемы с выпутыванием ниток из экранных проволочек.

 

 

Кстати, о самих экранах. Больше всех мне понравился сетчатый экран кабелей Сапаге и спиральный у кабелей Mogami. Экраны плотные и прочные. У кабелей Gotham экран достаточно мягкий, но при этом плотный. А у кабелей Bespeco и Proel (кроме НРС 130) экран какой-то расхлябанный.

 

 

Паяются все кабели практически без проблем, однако, у некоторых моделей Bespeco и Gotham при пайке слезает изоляция, а кабель Mogami 2582, видимо для прочности, имеет в проводах какие-то нитки, которые непросто отделить.

 

 

Что касается измерения электрических характеристик, то оно происходило следующим образом: кабель подключался между генератором с выходном сопротивлением 50 Ом и осциллографом с входным сопротивлением 1 мОм (для проверки в условиях «идеальных» источника и приемника), при этом через кабель пропускался синусоидальный сигнал частотой 100 кГц. Затем кабели подключались к выходу генератора с сопротивлением 10 кОм и входу осциллографа с сопротивлением 5 кОм (для проверки кабеля в условиях высокого выходного сопротивления источника и реального приемника), при этом через кабели пропускался синусоидальный сигнал частотой 30 кГц. Во время тестирования измерялось падение напряжения на кабеле. По результатам составлена таблица, в которой кабели с меньшим уровнем падения напряжения (то есть лучшие) расположены ближе к началу. Причем оказалось, что некоторые недорогие кабели по этому показателю лучше дорогих.

 

 

Возможно, что вы сталкивались с историями типа: «я заменил межблочные кабели и ...звук преобразился («раскрылся», «взлетел», в общем — стал гораздо лучше)». Целью проведенного прослушивания как раз и было выяснение, насколько заметно на слух влияние кабеля на проходящий по нему сигнал. При прослушивании были соблюдены все необходимые условия субъективной оценки: оно проводилось «вслепую», многократно, с максимально возможным исключением влияния других переменных факторов.

 

 

Надо сказать, что первая попытка прослушивания кабелей, когда мы использовали каналы микшера для переключения между двумя моделями кабелей, окончилась неудачей. Выяснилось, что разница между каналами (а, точнее, невозможность выставить абсолютно одинаковые уровни сигнала в них) не позволяет услышать разницу только между кабелями. Поэтому к следующему прослушиванию мы подготовились более основательно: был изготовлен релейный коммутатор, которым переключались два кабеля (переключение производилось по всем проводам, в том числе и по экранной оплетке). Кабели обоими концами были подпаяны к реле. Таким образом, единственной переменной в этой конфигурации были сами кабели, то есть нам удалось исключить влияние разброса параметров других электронных компонентов.

 

 

На вход коммутатора подавался сигнал с проигрывателя компакт-дисков Tascam CD 301 Mk II, с выхода коммутатора сигнал шел в линейный вход микшерного пульта Soundcraft Ghost. Все прослушиваемые кабели были по шесть метров, Само прослушивание происходило через мониторы Tannoy AMS 8 А и наушники SennheiSer HD 580. В качестве звукового материала использовались целые произведения, отдельно записанные инструменты (звучащие в основном в области средних и высоких частот — тарелки, тамбурин, треугольник и прочее), а также тестовые сигналы (третьоктавные высокочастотные полосы розового шума).

 

 

В каждом прослушивании участвовало по трое человек, которым предлагалось выбрать лучший из двух вариантов звучания. Участники совершили два подхода по десять попыток в каждом.

 

 

В первом подходе производилось сравнение кабеля, показавшего лучший результат при измерениях, и кабеля, показавшего худший результат. Результаты попыток получились следующие: 6:4,6:4 и 7:3 в пользу кабеля, бывшего лучшим при измерениях. Во втором подходе сравнивался кабель, показавший второй результат при измерениях, и кабель, бывший при этом вторым с конца. Результаты этого подхода: 6:4, 8:2 и 6:4, опять же в пользу лучшего кабеля (результаты 7:3 и 8:2 были показаны разными людьми — это необходимо отметить, чтобы вы не подумали, что в нашем коллективе есть особо ушастые выскочки).

 

 

Какие выводы возможно сделать из приведенных цифр? Хотя результат 6:4 находится в пределах неизбежной статистической погрешности, более частое предпочтение лучшего кабеля доказывает, что между кабелями есть слышимая разница. Но учитывая то, что предпочтение это неуверенное, а также то, что производилось сравнение самой лучшей и самой худшей моделей (по измерениям), причем в условиях, близких к идеальным, можно сказать, что разница эта ничтожно мала.

 

 

Означает ли это, что все равно, какие кабели использовать? Вовсе нет. Для начала, кроме степени ослабления высокочастотной составляющей сигнала (которая, собственно, в данном прослушивании и определялась) кабели также имеют другие важные характеристики, например устойчивость к помехам, механические свойства, удобство в распайке. Затем, выходное сопротивление Tascam CD 301 Mk II достаточно низкое, а входное сопротивление линейного входа Soundcraft Ghost — достаточно высокое, при этом влияние кабеля на звуковой сигнал очень небольшое. Если соединять источник с более высоким выходным сопротивлением и приемник с меньшим входным сопротивлением — значение кабеля возрастает. Кроме того, мы прослушивали кабели небольшой длины, а с ее увеличением увеличивается и ослабление высоких частот. Причем, это может иметь значение не только при передаче звукового сигнала на большое расстояние (в концертной работе, например, или между удаленными студийными помещениями). Вспомним, что в типичной студийной ситуации сигнал по кабелям может идти от микрофона к микшеру, через разрыв на динамический процессор, опять в микшер, оттуда на многодорожечный магнитофон, опять в микшер, затем на процессор эффектов, снова в микшер и, наконец, на двухдорожечный магнитофон. И на каждом этапе кабель слегка (совсем чуть-чуть) убирает высокие частоты. Суммарный эффект уже может быть слышен значительно отчетливей, правда, если остальное оборудование студии позволяет это услышать.

 

 

Тем не менее, если при замене кабеля небольшой длины, идущего от источника с низким выходным сопротивлением к приемнику с высоким входным сопротивлением, происходит заметное изменение звучания, то это явление скорее психологическое.

 

 

Одножильные кабели прослушивались еше и при помощи гитар Gibson LPS, Ibanez JS 1000 и Ibanez RG 550 со штатными (пассивными) звукоснимателями, подключенных к гитарному усилителю Fender Hot Rod. Это было проделано для тестирования кабелей на завал высоких в условиях высокого выходного сопротивления источника сигнала.

 

 

При подключении гитары к усилителю эффект пагубного влияния кабеля проявлялся очень отчетливо. Так, например, практически все модели кабелей фирмы Proel, за исключением НРС 130, звук гитары оставляли практически без верха, он становился каким-то тусклым и неразборчивым. То же самое происходило со всеми кабелями Bespeco. Некоторые кабели, например, Gepco LN888, Horizon HBGS и НС, Canare GS4, Klotz LA06PPSW, Gotham GAC1 и Rapco Soundflex почему-то хотелось назвать стандартными, Звук инструмента был очень привычный, сбалансированный и ровный. А вот при прослушивании кабелей Canare GS6, Horizon Steve Vai и Mogami 2524 были некоторые странности, вызванные, скорее

 

 

Всего, чисто субъективным восприятием гитарного звука. Все эти кабели по-своему хороши, но... Canare GS6 все прослушивающие сочли «мониторным кабелем», у него было «что на входе, то и на выходе». Слышимых изменений в гитарный звук он не привносил. Mogami 2524 добавлял в звук разборчивости, слегка понижая гитарную середину. А вот Horizon Steve Vai с разными гитарами вел себя неоднозначно. Этот кабель звук не только передавал от гитары к усилителю, но и по-своему его украшал (как сказал один из участвовавших в прослушивании гитаристов об этом кабеле: «в нем больше всего звука»). Звучание гитар Ibanez становилось глубоким, прозрачным и очень насыщенным. А вот для гитары Gibson такое украшение звука, как нам показалось, превышало норму.

 

 

Устройства

 

Переходники

 

 

После кабелей и разъемов, переходники являются самыми распространенными коммутационными устройствами.

 

 

Эти приспособления предназначены для соединения между собой приборов, имеющих разные типы входных и выходных разъемов. Использование таких переходников возможно только при соответствии входных и выходных параметров приборов, то есть входы и выходы должны иметь одинаковый номинальный уровень сигнала (например, линейный), передавать сигнал одним способом (симметричным или несимметричным) и подходить друг к другу по входным и выходным сопротивлениям (импе-дансам). При невыполнении этих условий, передача сигнала может быть некачественной. Так, при несовпадении номинальных уровней входных и выходных сигналов могут происходить искажения звука или увеличение уровня шума, а при несоответствии входных и выходных сопротивлений могут возникать потери сигнала. Классическим примером неправильного применения переходников является подключение электрогитары с пассивными датчиками, обладающими относительно высоким выходным сопротивлением (5-25 кОм), к линейному входу устройства с входным разъемом XLR и относительно низким входным сопротивлением 10 кОм, при помощи переходника XLR-джек. В таком подключении есть несколько ошибок, главная из которых — несоответствие входного сопротивления прибора выходному сопротивления гитары (входное сопротивление в данном случае должно быть намного больше выходного, как минимум в десять раз). Чуть позже будет рассказано о специальных устройствах, при помощи которых возможно производить подобные подключения, а пока вернемся к переходникам.

 

 

Эти устройства имеют небольшой, часто цилиндрический корпус, в торцах которого находятся разъемы разного типа. Самыми распространенными являются переходники с XLR на трехконтактный четвертьдюй-мовый джек и с RCA на двухконтактный четвертьдюймовый джек. Часто встречаются (в основном для использования с наушниками) переходни ки с трехконтактного миниджека на трехконтактный четвертьдюймовый джек. Существуют переходники и с другими комбинациями разъемов.

 

 

Примеры переходников: Neulrik NA3FJ (9,6$) — переходник с гнездом XLR и гнездом трехконтактного джека; Neulrik NA3MJ (9,4$) — переходник со штекером XLR и гнездом трехконтактного джека.

 

 

Устройства согласования

 

 

Эти устройства предназначены для соединения приборов, которые по каким-либо причинам нельзя соединять напрямую при помощи кабелей и переходников. Причинами невозможности прямого соединения приборов могут быть несовпадение номинальных уровней, неподходящие входные и выходные сопротивления, неодинаковый способ передачи сигнала или несовпадение характеристических импедансов. Все устройства согласования возможно разделить на четыре группы; устройства согласования уровней, устройства согласования импедансов, устройства согласования способа передачи сигнала, устройства развязки.

 

 

Кроме того, существуют устройства, в которых используется одновременно несколько способов согласования. Многие из таких устройств обеспечивают электрическую развязку с одновременным выполнением, например, преобразования импедансов или согласования уровней. Поэтому я хочу начать рассказывать об устройствах согласования именно с электрической развязки.

 

 

Устройства развязки необходимы для предотвращения прямой электрической связи между приборами. Их целесообразно использовать, например, если два соединяемых устройства имеют разные земляные шины. Самые простые устройства развязки выглядят как обыкновенные переходники, но с трансформатором внутри корпуса. Есть устройства развязки, которые, кроме трансформатора, имеют цепочки из конденсаторов и сопротивлений, служащие для подавления наводок.

 

 

Устройства согласования импедансов, еще называемые устройствами прямого включения (Direct Box), предназначены для согласования выходного импеданса источника звукового сигнала с входным сопротивлением приемника. Чаще всего такие устройства применяются для подключения источника сигнала с большим выходным импедансом к приемнику, имеющему относительно источника низкое входное сопротивление. Все тот же классический пример: подключение электрогитары с пассивными датчиками к линейному входу микшерного пульта. Выходное сопротивление пассивных датчиков составляет 5-25 кОм, в то время как сопротивление линейного входа обычного микшерного пульта составляет 10 кОм. При непосредственном подключении гитары к линейному входу будут происходить заметные потери уровня .си гнала — в 1,5-3 раза. Устройства согласования импедансов имеют входные сопротивления 0,2-1 мОм. При подключении источников с большим выходным сопро тивлением через устройства согласования импедансов, потери уровня резко снижаются,

 

 

Для коммутации цифровых сигналов существуют свои преобразователи импедансоп — преобразователи характеристических импедансов. Они применяются для связи цифровых интерфейсов разных форматов (AES/EBU с SPDIF, и наоборот), для которых по всей коммутационной линии должен соблюдаться характеристический импеданс (НО Ом для AES/EBU и 75 Ом для SPDIF).

 

 

Примеры преобразователей характеристических импедансов: Neutrik NADITBNC-M — из 75 Ом (гнездо BNC) в 110 Ом (штекер XLR); Neutrik NADITBNC-F — из 110 Ом (гнездо BNC) в 75 Ом (гнездо XLR).

 

 

Устройства согласования уровней бывают как активными, так и пассивными, и, чаще всего, обладают входными и выходными разъемами разных типов. Эти устройства предназначены для соединения между собой приборов, имеющих разные номинальные входные и выходные уровни. Устройства согласования уровней (к тому же часто выполняющие функции устройств электрической развязки) находят применение, например, при подключении прибора с линейным выходом номинального уровня -10 дБв к прибору с входом, имеющим номинальный уровень +4 дБ. Также согласование уровней нужно при подключении динамическб-го микрофона к линейному входу. Поскольку для согласования уровней часто бывает нужно усиливать сигнал (в описанном случае микрофонный уровень поднимается до линейного), такие устройства чаще всего бывают активными, то есть требуют питания от батарейки или аккумулятора, и являются простейшими микрофонными предварительными усилителями.

 

 

Устройства согласования способов передачи звукового сигнала являются преобразователями симметричного сигнала в несимметричный или несимметричного сигнала в симметричный. Такие устройства возможно разделить по способу работы на три группы. В первую группу входят устройства, в которых преобразование из симметрии в несимметрию или наоборот происходит посредством простого замыкания минусового контакта симметричного разъема на общий контакт. Вторая группа включает устройства, в которых преобразование происходит при помощи трансформатора. Они могут одновременно являться устройствами развязки, согласования уровней и импедансов. В третью группу входят активные устройства, в которых преобразование способов передачи звукового сигнала может происходить как при помощи трансформатора, так и электронным способом. Такие устройства, как правило, еще и согласовывают уровни.

 

 

Примеры устройств согласования способов передачи первой группы: Neutrik NA2FP — согласование симметрии (гнездо XLR) и несимметрии (штекер двухконтактного джека); Neutrik NA2MP — согласование симметрии (штекер XLR) и несимметрии (штекер двухконтактного дже-ка); Neutrik NA2MPMF — согласование симметрии (штекер XLR) и несимметрии (штекер RCA); Neutrik NA2FPMF — согласование симметрии (гнездо XLR) и несимметрии (гнездо RCA); Neutrik NA2MPMM — согласование симметрии (штекер XLR) и несимметрии (гнездо RCA); Neutrik NA2FPMM — согласование симметрии (гнездо XLR) и несимметрии (штекер RCA); Neutrik NA2MBNC — согласование симметрии (штекер XLR) и несимметрии (гнездо BNC); Neutrik NA2FBNC — согласование симметрии (гнездо XLR) и несимметрии (гнездо BNC). Все эти устройства могут быть оснащены трансформаторами, после чего их возможно уже причислить ко второй группе.