Акустические кабели.

Акустические кабели предназначены для передачи сигналов от усилителей к динамикам акустических систем. Работа акустического кабеля характеризуется возможностью передачи больших значений тока от усилителя мощности к акустической системе. В отличие от инструментальных и микрофонных кабелей, значения токов сигнала в которых измеряется в миллиамперах, в акустических кабелях сила тока может достигать нескольких ампер. Так, в случае работы 100-ваттного усилителя на 8-омную акустическую систему сила тока может достигать 3,5А. Для сравнения, при подаче линейного уровня сигнала на 600-омный вход ток составит 2 мА.

Поэтому большое значение диаметра проводников — главное отличие акустического кабеля.

Конструктивно акустический кабель — это два проводника большого сечения в оболочке. Акустические кабели вследствие больших уровней передаваемого сигнала меньше подвержены внешним помехам, поэтому выпускаются без экрана. Проводники используются многожильные, из бескислородной меди, причем чем тоньше медные жилки проводника и чем их больше, тем это лучше для передачи высоких частот.

По взаимному расположению проводников акустические кабели можно разделить на:

• параллельные, с параллельным расположением проводников;

• витые с повышенной помехозащищенностью, что актуально при большой протяженности кабеля;

• коаксиальные, имеющие еще большую, чем у витых, степень защиты от помех.

Параллельные кабели— наиболее часто используемый класс акустических кабелей. Типичным примером параллельного акустического кабеля является кабель с планарным расположением проводников. Такой кабель применяется в основном в Hi-Fi системах.

Параллельный кабель.

Профессиональные кабели в основном встречаются в цилиндрическом исполнении. И хотя у них есть незначительный повив проводников, это все же параллельный кабель. Они имеют толстую изоляцию, способную предохранить от повреждений при инсталляции и при деформирующих воздействиях, что актуально для мобильных систем.

Параллельный кабель в изоляции.

Витой кабельрекомендуется к прокладке длинных трасс, где есть опасность наводок от кабелей питания, например для подключения потолочных акустических систем.

Витой акустический кабель.

Коаксиальные кабелиимеют повышенную помехозащищенность и могут быть рекомендованы для прокладки рядом с кабелями питания. Коаксиальные кабели имеют меньший диаметр, что также экономит место в закладных.

Коаксиальный кабель.

Подключение акустических кабелей может осуществляться «под зажим» винтовыми клеммами или с помощью разъемов. Чаще всего применяются разъемы SPEACON, но иногда для передачи небольшой мощности могут использоваться разъемы TR-джек 1,4" и XLR.

Разъем SPEACON.

Выбор акустического кабеля.

Для выбора акустического кабеля основное значение имеет сечение проводников. Чем больше передаваемая мощность, тем большее сечение необходимо.

Большинство громкоговорителей имеют низкий импеданс, поэтому активное сопротивление соединительных кабелей может оказать существенное влияние на передачу сигнала. Так, при подключении кабеля сопротивлением 1 Ом к громкоговорителю с сопротивлением 8 Ом усилителем подключенная нагрузка будет восприниматься как 9-омная. При этом уменьшится ток через нагрузку и отдаваемая в нагрузку мощность. Кроме того, часть отданной мощности придется на нагрев кабеля.

Для понимания проблемы обратимся к схеме на рис. 8.

Рис. 8.

Фактически к усилителю с выходным напряжением U_выхподключена комплексная нагрузка в виде громкоговорителя c сопротивлением R_ни двух проводников акустического кабеля длины L_кабс сопротивлением каждого проводника R_п.

В идеальном варианте, при отсутствии потерь мощность на нагрузке Р_вых= U²_вых/R_н.

Реально соединительный кабель имеет сопротивление, которое вносит потери.

Сопротивление кабеля будет R_каб= 2R_п.

Тогда напряжение на нагрузке будет равно U_н= (U_выхxR_н)/(R_н+ R_каб), а реальная мощность на нагрузке Р_н= U²_н/R_н.

Потери в дБ будут равны L(дБ) = 10lg(P_н/Р_вых).

Практически потери должны быть не более 0,5 дБ. Это значение рекомендовано специалистами JBL.

По другим источникам (В. Аннерт и Ф. Штеффен «Техника звукоусиления. Теория и практика»), для эффективной передачи необходимой мощности сигнала рекомендуется применение кабеля с сопротивлением не более 5% от импеданса громкоговорителя для высоких частот и не более 10% для низких.

Сопротивление кабеля берется из спецификации производителя. Примерные значения сопротивления для различных калибров кабеля приводятся в таблице.

Калибр кабеля (AWG)	Сопротивление Ом/100м
10	0,33
12	0,53
14	0,83
16	1,33
18	2,1
20	3,33

Пример.U_вых = 30 В, R_н = 8 Ом, L_каб = 40 м.Выходная мощность на нагрузке при отсутствии потерь P_вых = 30²В/8 Ом = 112,5 Вт.Выбираем для расчета кабель типоразмера 12 AWG. Его погонное сопротивление на 30 м (одного проводника)R_п = 0,4 x 0,53 Ом/100м = 0,212 Ом.Петлевое сопротивление кабеля будетR_/каб = 2 x 0,212 Ом = 0,424 Ом.Напряжение на нагрузкеU_н = (30 В x 8 Ом)/(8 Ом + 0,212 Ом) = 28,49 В.Мощность, выделяемая на нагрузкеР_н = 28,492 В/8 Ом=101,46 Вт.Потери в кабелеL(дБ) = 10lg(101,46 Вт/112,5 Вт) = -0,45 дБ.Потери в кабеле не превышают 0,5 дБ, то есть такой кабель пригоден для применения. С другой стороны, петлевое сопротивление кабеля 0,424 Ом составляет 5,3% от 8 Ом, что означает, что будет незначительный завал высоких частот, который можно будет компенсировать эквалайзером.

Таким образом, оба подхода к допустимым потерям в акустическом кабеле приводят к близким результатам. Из практики можно добавить, что запас сечения для акустического кабеля никогда не помешает, особенно для воспроизведения низких частот.

В системах звукоусиления, использующих 100-вольтные линии трансляции, применяются акустические кабели меньшего сечения, так как величина тока сигнала мала. В то же время диапазон передаваемых частот в таких системах существенно меньше, поэтому в таких системах с успехом может использоваться специализированный кабель ПРППМ (2x0,5…2x1,5 мм) или электрические ПВС или ШВВП 2x0,75 и выше.