Co wiemy o prądzie elektrycznym?
(część druga)
Rozważania na temat natury prądu elektrycznego z części poprzedniej miały być wstępem dla przemyśleń bardziej zbliżonych tym czytającym, którzy nie są przekonani do teorii, że w audio „wszystko gra”, nawet kable zasilające. Intryguje ich temat, ale teorie przekazywane przez fizyków gmatwają bardziej niż wyjaśniają cokolwiek. Zdajmy się więc na objaśnienia praktyka- Caelina Gabriela, projektanta firmy Shunyata Research (*).
Audiofil, który eksperymenty przeprowadzał, podłączając kable zasilające lepszej konstrukcji niż te podstawowe jakie się otrzymuje w ramach wyposażenia nowo nabywanego sprzętu audio (będę je nazywał też „kablami AC”), usłyszał zapewne różnice w obrazie dźwiękowym jakie one oferują. Rzeczywiście- pozytywy mogą zdumiewać. Audiofile, ufają swoim uszom, ale trudno zrozumieć, jak zastąpienie tylko jednego krótkiego ogniwa w długim łańcuchu systemu dostarczania energii może mieć tak wielki wpływ.
Shunyata Research jest jedną z dominujących firm specjalizujących się w dziedzinie dostarczania energii elektrycznej w systemach audio, a właściciel i projektant, Caelin Gabriel jest jednym z luminarzy w branży. Jego produkty pod wieloma względami zmieniły sposób, w jaki ludzie myślą o kablach energetycznych. Lista producentów i profesjonalistów korzystających z kabli Shunyata jest imponująca, w tym: Sony Music New York, Sony Music Japan, Wiedeńska Filharmonia, Sky Walker Studios, Crest National Studios, Astoria Studios, Audio Research, Wilson Audio, BAT, Meridian, VTL, Bel Canto, Halcro, by wymienić tylko kilka.
Poniżej znajduje się odpowiedź Caelina Gabriela, która pojawiła się na forum internetowym:
Wprowadzenie:
„Istnieje wiele nieporozumień dotyczących przesyłania energii elektrycznej i jakości zasilania, które utrudniają niektórym ludziom zrozumienie, dlaczego przewód zasilający ma wpływ na dźwięk. Pierwsze pytanie brzmi: czy kable zasilające dają jakąkolwiek różnicę? Nie ma sensu teoretyzować, jeśli nie możemy zgodzić się, że istnieje słyszalny efekt. Większość z tysięcy osób korzystających z naszych kabli zasilających zaczęło jako sceptycy i sami sobie odpowiedzieli na to pytanie. Okazało się, że kable zasilające i kondycjonery mocy mogą mieć ogromny wpływ na wydajność systemu. Nie mam ochoty debatować z ludźmi, którzy nie wykonali najprostszych testów na temat tego, czy przewody zasilające działają, czy nie. Jedynym przypadkiem, w którym przewód wysokiej jakości nie ma znaczącego wpływu, jest użycie go ze słabej jakości kondycjonerem mocy, który działa jako wysoka impedancja chwilowego przepływu prądu.”
Błędne przekonanie nr 1:
Zasilanie prądem zmiennym jest jak woda pochodząca z dużego zbiornika energetycznego, przepływającego przez kilkadziesiąt metrów węża do jakiegoś celu. Oznacza to, że komponent znajduje się na końcu tego systemu.
Odpowiedź:
„Właściwie komponent znajduje się pomiędzy dwoma przewodami zasilania: gorącym i neutralnym. Energia AC oscyluje (naprzemiennie) „w przód i w tył” z częstotliwością 50-60 Hz. Więc moc nie wlewa się do komponentu w ogóle. Zasilanie komponentu znajduje się w złożonej sieci przewodów i złączy. WSZYSTKIE przewody i złącza mogą i wpływają na wydajność zasilacza urządzenia.”
Błędne przekonanie nr 2:
Zasilanie prądem zmiennym może być zanieczyszczone, podobnie jak woda w wężu. Oznacza to, że gdy woda jest zanieczyszczona w pewnym punkcie strumienia, to musi zostać oczyszczona, zanim dotrze do celu.
Odpowiedź:
„Jak podano w punkcie 1, element nie znajduje się na końcu „węża” zasilającego. Jest między dwoma „wężami” energetycznymi, a prąd oscyluje w przód i w tył. Co więcej, prąd w ogóle nie przypomina wody. Elektrony nie mogą być skażone. Istnieją dwa aspekty transmisji mocy: fala elektromagnetyczna i przepływ prądu. Sam prąd nie może zostać zanieczyszczony, ale fala elektromagnetyczna może być modulowana innymi częstotliwościami. Zazwyczaj nazywamy te inne częstotliwości szumami lub zakłóceniami elektromagnetycznymi (EMI). W różnych miejscach obwodu elektrycznego mogą występować zakłócenia elektromagnetyczne, które nie występują w innych miejscach. Energia elektromagnetyczna może zostać przekształcona lub przekierowana w celu zmniejszenia ich skutków. Niektóre kable zasilające używają kondensatorów, cewek indukcyjnych lub ferrytów, próbując kontrolować pola elektromagnetyczne wokół komponentu audio. Sukces takiego podejścia jest całkowicie uzależniony od specyficznej konstrukcji i reaktancji zasilania komponentu, do którego kabel zasilający jest podłączony”.
Błędne przekonanie nr 3:
W ścianach jest do 30 m przewodu, więc ostatnie 1,5 m kabla zasilającego nie może mieć żadnego znaczenia.
Odpowiedź:
„Kabel zasilający nie jest ostatnim 1,5 metrowym odcinkiem lecz pierwszym z punktu widzenia komponentu. Jak stwierdzono w #1, lokalne wpływy prądowe i elektromagnetyczne mają bezpośredni wpływ na działanie dźwiękowe komponentu”.
Błędne przekonanie nr 4:
Występuje ogromna ilość zakłóceń elektrycznych i zakłóceń elektromagnetycznych pochodzących spoza domu, od których potrzebujemy chronić nasz sprzęt. Oznacza to, że potrzebujemy jakiegoś kondycjonera lub filtra, aby chronić sprzęt.
Odpowiedź:
„Większość zakłóceń elektromagnetycznych wpływających na jakość dźwięku w systemie jest generowana przez same komponenty audio. Fale elektromagnetyczne przemieszczające się w przestrzeni rozpraszają się w pewnej odległości od źródła. Ponadto, bardzo wysokie częstotliwości rozprzestrzeniające się po obwodzie zasilania nie trwają długo. Linie energetyczne charakteryzują się wysoką impedancją sygnałów wysokich częstotliwości- w MHz i GHz, ze względu na stosunkowo wysoką indukcyjność linii energetycznych. Głównym źródłem słyszalnej degradacji dźwiękowej są źródła zasilania w naszych komponentach audio/wideo. Większość komponentów wykorzystuje zasilacze, które generują niewiarygodną ilość przejściowego szumu. Konstrukcja kabla zasilającego może znacząco wpłynąć na reaktancję tych sygnałów w zasilaczu. Kabel zasilający jest faktycznie częścią pierwotnego uzwojenia transformatora. Przejście pomiędzy różnymi metalami używanymi w kablu zasilającym i jego złączach może powodować odbicia elektromagnetyczne i prostowanie się impulsów szumowych podczas propagacji źródła zasilania .Jeśli kabel zasilający wykazuje wysoką impedancję dla tych sygnałów, zostaną odbite z powrotem do źródła zasilania, gdzie będą intermodulować, zwiększając w ten sposób poziomy szumu wysokiej częstotliwości elementu. Filtry zasilania są zwykle nieskuteczne w blokowaniu komponentów szumowych o bardzo wysokiej częstotliwości, a wiele z nich jest przesyłanych do szyn prądu stałego. Wtedy pojawiają się efekty dźwiękowe jak: wysoki poziom szumu w tle, niewyraźne stany przejściowe oraz ogólny brak przejrzystości obrazu dźwiękowego lub wizualnego”.
Błędne przekonanie nr 5:
Istnieje spisek wśród projektantów audio, który uniemożliwia im produkcję „prawidłowych” zasilaczy, na który nie miałaby wpływu jakość kabla zasilającego.
Odpowiedź:
„Ta koncepcja przypomina mówienie, że jeśli głośnik został prawidłowo zaprojektowany, nie trzeba używać dobrej jakości kabla głośnikowego. Kable zasilające są testowane przy użyciu najskromniejszego sprzętu klasy średniej, ale i przez najbardziej egzotyczne komponenty. Trudno znaleźć komponent, którego nie można poprawić, zastępując przewód zasilający z kompletu na jakiś lepszy”.
Błędne przekonanie nr 6:
Wysokiej jakości przewody zasilające po prostu zwiększają pojemność obwodu.
Odpowiedź::
„Istnieje kilka kabli zasilających, które są zaprojektowane w ten sposób. Niektórzy nawet wstawiają kondensatory w kabel w celu dalszego zwiększenia pojemności. Takie podejście ma pewne pozytywy, ale i wiele negatywów, w tym reaktywne zakłócenia. Sama pojemność nie może uwzględniać różnic w wydajności kabla zasilającego. Istnieje wiele wysokiej jakości kabli zasilających, które są bardzo skuteczne, które mają praktycznie niemierzalne poziomy pojemności. Kable te są zwykle zaprojektowane jako przewodniki rozmieszczone wokół pustych rur”.
Błędne przekonanie nr 7:
Kable zasilające są podobne do kabli głośnikowych; im krótszy kabel, tym lepiej.
Odpowiedź:
„Niektórzy projektanci kabli głośnikowych twierdzą, że kabel głośnikowy poniżej pewnej długości nie jest lepszy. Pozwolimy im rozwiązać ten problem, jeśli sobie tego życzą… Kabel głośnikowy przesyła sygnał audio ze wzmacniacza mocy do głośnika. Odległość jest niewielka, rzędu 2-3 metrów, a jakość jego jest określona przesyłanym sygnałem ze wzmacniacza do głośnika bez wprowadzania żadnych zmian. Natomiast kabel zasilający nie przekazuje sygnału. Tylko przewodzi prąd przemienny, a jego przewaga dźwiękowa zostanie określona przez jego zdolność do dostarczania prądu (stanu ustalonego i chwilowego) i jego zdolności do radzenia sobie z efektami EMI komponentów, do których jest podłączony, a że przewód zasilający jest złożony z gorącego i neutralnego drutu, który znajduje się pomiędzy komponentami, zmiana długości przewodu zwiększy rozmiar „bufora” komponentu. Nie zalecałbym, aby przewód zasilający był krótszy niż 1 metr długości (…)”
Zanim wyprodukowaliśmy nasz pierwszy przewód zasilający, przeprowadziliśmy szeroko zakrojone testy dźwięków różnych urządzeń i materiałów związanych z przenoszeniem mocy. Stworzyliśmy wiele przyrządów i aparatów badawczych, które pozwoliły nam na testowanie typów drutów, materiałów dielektrycznych, styków łączników, materiałów tłumiących i różnych transformatorów, dławików, cewek, ferrytów, kondensatorów, itp. Po 3 latach testów stwierdziliśmy, że prawie wszystko i wszystko, co jest włożone w pole elektromagnetyczne obwodu mocy, ma „swój dźwięk”. Niektóre efekty są dość małe i są stosunkowo mało znaczące. Inne są dramatycznie głębokie, a czasem zaskakujące w ich zachowaniu. Oczywiście nie zamierzamy „zdradzać tajemnic” i omawiać wszystkich naszych odkryć, ale są pewne bardzo podstawowe obserwacje, którymi mogę się z wami podzielić: po pierwsze, wpływ rodzaju drutu i rozmiaru w przewodzie zasilającym jest bardzo przesadzony. Każdy rodzaj drutu (mówię o samym metalu) ma określoną charakterystykę dźwiękową: srebro, miedź, mosiądz, złoto i inne. Różnica w dźwięku może zostać poprawiona poprzez staranne dopasowanie innych materiałów użytych do budowy finalnej kabla. Mamy magazyny pełne różnych prototypowych kabli, które nigdy nie zostały wyprodukowane. używają one stosunkowo małego drutu o rozmiarach ~ 18ga, co brzmi zaskakująco mocno na basie. Jak intuicyjnie, można by pomyśleć, że mały drut brzmiałby cienko w obszarze basu. To nie zawsze jest tak, i na odwrót, mamy kilka kabli z drutem dużej średnicy, nawet 1ga, które brzmią potężnie na basie, ale są też wiotkie i nieregularne. Więc zwiększenie rozmiaru drutu nie jest łatwą podpowiedzią, jak niektórzy mogą myśleć. Większość tego, co mam tu do powiedzenia, to moje” wnioski „oparte na obserwacji testów, a ponadto nie ma żadnych doskonałych komponentów, żadnych doskonałych części… Wszystko jest względne, a projektant musi zważyć wartość dźwiękową każdej części podczas projektowania produktu Nasza filozofia polega na stworzeniu produktu, który jest wiernym komponentem muzycznym, a nie dążeniem do doskonałości w jednym obszarze wydajności. Testy z cewkami i dławikami wskazują (ogólnie, z pewnymi wyjątkami), że jakakolwiek cewka lub dławik umieszczony w linii zasilania jest szkodliwy dla dynamiki. Wiele z nich wywoła rozmycie transjentów (…) Wiele komponentów korzysta z gniazda zasilania IEC ze zintegrowanymi filtrami. Jakość tych urządzeń jest bardzo różna, mówiąc ogólnie, im więcej kondensatorów i cewek indukcyjnych w obwodzie, im bardziej skomplikowane będą interakcje dynamiczne między urządzeniami, tym większa jest możliwość wzrostu negatywnych efektów dźwiękowych. Różne sieci filtrów mogą rezonować i generować niezamierzone wyniki, które dają subtelne, ale słyszalne dźwięki… Wiele z tych pakietów IEC zostało stworzonych dla produktów biurowych i komputerowych… Wszystko, co mogę powiedzieć, to to, że co dobre dla faksu, niekoniecznie jest dobre dla przedwzmacniaczy (…) Ekranowanie z kolei może być mieczem obosiecznym. Z jednej strony może zredukować pole promieniowania, a z drugiej strony, ekranowanie może indukować ponownie wypromieniowane pola na kablu lub komponencie, w którym jest używany. Czasami „leczenie może być gorsze niż choroba”. Jak zawsze- należy znać swoje materiały i narzędzia oraz stosować inteligencję z niewielką dawką intuicji, aby stworzyć produkt światowej klasy. Nie ma takiej formuły, która działa we wszystkich przypadkach jednakowo. Za to jest ciężka praca, okazjonalne inspiracje i mnóstwo testów.
Caelin Gabriel, Shunyata Research Inc.
(*) Objaśnienia pana Gabriela ukazały się na stronach portalu 
Przetłumaczyłem je i skróciłem do rozmiarów jakie wydawały mi się wystarczające dla zrozumienia problemu wpływu kabli AC na dźwięk systemu audio.