Wnioski z badań, nad wpływem okablowania głośnikowego na system audio,
przeprowadzonych przez firmę QED (kontynuacja artykułu „The Sound of Science„)

 

 Komentarze są oznaczone kolorem niebieskim.

Conclusions:


Although there will always be those who remain sceptical about the importance of loudspeaker cables, our research clearly indicates that system performance can be improved or degraded by the loudspeaker cable. Our testing has also established a fair degree of correlation between measured performance and sound quality. Our findings can be summarised as follows:
  1. DC resistance– Low cable resistance is of paramount importance if high sonic performance is to be attained, but it should not be achieved at the expense of other crucial parameters. High cable resistance results in several undesirable consequences: frequency response aberrations, impaired transient response, increased distortion at the loudspeaker terminals and reduced inter-channel separation. All cables exhibiting high resistance measure badly in these areas and subjectively their performance is highly dependent on the partnering loudspeakers. The forward midrange presented by these cables correlates closely with their effects on frequency response. High cable resistance also reduces dynamic impact with heavily-scored music.
  2. Inductance– Cable inductance is a prime cause of high-frequency attenuation and phase shift in loudspeaker cables. Inductance causes cable impedance to rise with frequency, reducing output in the very upper frequency range, sometimes preceded by response peaking. In addition, inductance increases distortion at the loudspeaker terminals and degrades the loudspeaker’s overall transient behaviour. Low inductance is required to achieve a flat frequency and phase characteristic, low distortion and good transient response.
  3. Skin effect– These are of minor significance in loudspeaker cables of moderate cross-sectional area but become important in cables with larger conductors where, together with greater inductance, they result in greater high-frequency signal loss.
  4. Insulation quality– Dielectric dissipation factor has proved to be a very strong indicator of sound quality in our listening tests. Most of the better-sounding cables we have tried use superior dielectric materials whereas PVC-insulated cables give the worst sound quality. Cables which measure badly for dielectric loss appear less able to reveal subtle detail, losing some of the atmosphere revealed by cables with superior dielectrics.
  5. Consistency of performance– Speaker cables interact both with the amplifier and the loudspeakers. Consequently, some cables give varied results in different systems. Those which have proved to perform most consistently are those with minimal inductance, capacitance and resistance. Unless an amplifier relies on inductance to maintain stability, keeping the speaker cables as short as practically possible optimises performance. High cable capacitance is best avoided because it can result in amplifier instability, which can degrade sound quality and negatively impact amplifier reliability.
  6. Directionality– Despite many manufacturers marking cables directionally, we have found no evidence under controlled conditions that speaker cables are directional. But we have found that merely constructing a cable differently can affect its inductance and capacitance, which may have an impact on sound quality.
  7. Solid-core vs stranded cables– Solid-core conductors have been introduced on the basis that, if made thin enough, a solid conductor will show less variation in loss at high and low frequencies than a thicker, stranded conductor. Our research suggests that it is more likely to be the insulation and geometry of many solid-core cables which are responsible for their generally higher performance than stranded conductors. In any case, paralleling up conductors, whether solid or stranded, reduces inductance, which has a far greater influence than skin effect. The stranded cables we’ve tested tend to have higher inductance and dielectric loss than many solid-core counterparts which generally use separately-insulated wires (resulting in lower inductance) and higher-quality dielectrics (resulting in lower leakage losses). We have found no evidence to support the contention that stranded cables suffer from distortion due to diode effects between strands.
  8. Metallurgy– Electrical conductivity is slightly superior for cables utilising high-purity copper. Greater improvements to conductivity can be achieved with silver-plated copper or pure silver conductors. Generally we have found that a cable’s geometry and dielectric material are more significant than conductor metallurgy in determining its sonic performance.

Conclusion: All our research confirms that the most accurate and consistent-sounding loudspeaker cable will have minimal DC resistance, inductance and capacitance combined with low loss dielectrics. Cables having a small cross-sectional area in an attempt to avoid the skin effect have higher DC resistance, with sonically obvious harmful consequences. QED’s engineers have shown that the ‘rule’ relating high inductance to lowcapacitance, and vice-versa, is oversimplified. Capacitance and dielectric losses can be reduced by using high-quality insulation material (low-density polyethylene) and by minimising insulation wall thickness and designing narrow webs (consistent with mechanical integrity), thereby increasing the ratio of air to solid dielectric. By optimally orientating multiple parallel stranded conductors around a central non-conductive core , e.g Aircore™ and X-Tube™ Technology, QED has been able to reduce both inductance and capacitance below that of a single conductor pair of the same DC resistance. Use of stranded conductors of sufficient cross-section keeps DC resistance low. The result is a range of low-loss, transparent-sounding loudspeaker cables of superior performance. The correlation between insulation and sound quality has also influenced the design of QED’s interconnect cables, where the use of foamed LDPE insulation to increase the air/solid ratio in the dielectric helps maximise sound quality.


Komentarze:


Trudno się nie zgodzić z tezą inżynierów QED (à propos wstępu do konkluzji), że zawsze będą tacy, którzy będą pozostawali sceptycznymi co do znaczenia kabli głośnikowych dla jakości dźwięku jaki uzyskujemy z systemu audio. Proszę zauważyć również, że podkreślony został fakt, wykazywany dzięki badaniom QED, że wydajność systemu może być poprawiona lub zdegradowana przez kabel głośnikowy, a to nie to samo co- „kable poprawiają” (bo nie tyle one poprawiają, co ewentualnie nie ograniczają nadmiernie przesyłu sygnału elektrycznego). Dodają też, że ich testy ustalają słaby stopień korelacji między zmierzonymi wynikami a jakością dźwięku. Trudno mi się odnieść do tego stwierdzenia, ale wierzę, że tak jest, bo ja słyszę podmieniane kable w systemie, natomiast pomiarów, które by potwierdzały słyszany efekt nie robiłem. 

Spróbuję ustosunkować się do konkretnych wniosków, wyszczególnionych w punktach, odpowiadających przytaczanemu opracowaniu:

  1. Rezystancja: Przedstawiciele firmy QED konkludują, że niskie opory kabli mają ogromne znaczenie, jeśli ma być osiągnięty wysoki poziom dźwięku, ale nie kosztem innych kluczowych parametrów. Podobnie do opinii innych branżowych fachowców, niska rezystancja kabla głośnikowego ma ogromne znaczenie szczególnie w zestawach ze wzmacniaczami dysponującymi dużą mocą. Kabel przenosi bowiem znaczne prądy, które w impulsie mogą osiągać nawet kilkanaście amper. Na skutek zbyt dużej rezystancji pojawiają się takie zjawiska jak: gorsza reakcja na stany nieustalone, nieprawidłowość charakterystyki częstotliwościowej, zwiększenie indukowanych zakłóceń i gorsza separacja kanałów. Wszystkie kable wykazujące wysoką oporność źle działają w wymienionych obszarach i subiektywnie ich wydajność jest w dużym stopniu uzależniona od głośników współpracujących. Wysoka oporność kabla pomniejsza również dynamikę nagranej muzyki.
  2. Induktancja: Badania inżynierów QED potwierdzają, że wyższa indukcyjność powoduje, że wraz z częstotliwością, zmniejsza się wydajność w najwyższym przedziale częstotliwości. Poza tym wywołuje przesunięcia fazowe w kablach głośnikowych. Ponadto im wyższa indukcyjność tym większe pojawiają się zniekształcenia na głośnikowych zaciskach i pogarsza się ogólne zachowanie głośnika. Niska indukcyjność jest potrzebna, aby uzyskać płaską charakterystykę częstotliwości i fazy oraz  niskie zniekształcenia. I w tym punkcie również widzę zbieżność z obserwacjami innych…
  3. Efekt naskórkowy: Według QED ma niewielkie znaczenie w kablach głośnikowych o umiarkowanym przekroju poprzecznym, ale stają się ważne w kablach o większych przekrojach, gdzie wraz z większą indukcyjnością, powodują większe straty sygnału wysokiej częstotliwości. Wydaje mi się, sądząc po konstrukcjach, które uwzględniają szkody wnoszone przez efekt naskórkowy, kabli innych firm, że QED zbyt mało wagi przywiązuje do tego problemu.
  4. Jakość izolacji: Dielektryczny współczynnik rozproszenia okazał się bardzo silnym wskaźnikiem jakości dźwięku wg testów słuchowych QED. Większość lepiej brzmiących kabli, które były przez tę firmę badane, wykorzystywały wysokiej jakości materiały dielektryczne, podczas gdy przewody w izolacji PVC dawały najgorszy jakościowo dźwięk. QED uważa, że kable, które źle są izolowane, wydają się słabiej przedstawiać subtelny szczegół dźwiękowy, tracą też atmosferę akustyczną ujawnianą przez kable z lepszym dielektrykiem. Trudno się z tym nie zgodzić, choć dziwić może to (nie mnie, lecz audio-sceptyków), że poważna firma kablarska słuchem się podpiera, a nie pomiarami… Potwierdzają badania QED powszechnie znany fakt, że pojemność kabli zależy od przenikalności elektrycznej dielektryka (oczywiście też od przekroju i odległości przewodów). Kable o gorszej jakości izolatora mają większą pojemność własną, a to powoduje straty pojemnościowe prądu, tym wyższe im wyższa jest przenoszona częstotliwość.
  5. Spójność wydajności: Kable głośnikowe współpracują zarówno ze wzmacniaczem, jak i głośnikami. W konsekwencji, niektóre kable dają różne wyniki w różnych systemach. Te, które spełniają nasze oczekiwania  najłatwiej to te, które mają minimalną indukcyjność, pojemność i oporność. Najlepiej jest unikać wysokiej pojemności kabla, ponieważ może to powodować niestabilność wzmacniacza, co może pogarszać jakość dźwięku i negatywnie wpływać na niezawodność wzmacniacza. Nie mam tu nic do dodania od siebie.
  6. Kierunkowość: QED nie znaleźli dowodów na to, że w kontrolowanych warunkach, przewody głośnikowe są kierunkowe. Choć się zastrzegają, że konstrukcja kabla może mieć znaczenie dla określenia kierunkowości. Mam przyjemność znać (osobiście) i podziwiać producenta, który słuchowo określa kierunek przewodnika zanim przystąpi do dalszych prac zmierzających do wyprodukowania kabli. Komu wierzyć? Ja wiem komu! 
  7. Solid-core vs kable skręcane: Solidny przewód rdzeniowy wykazywał mniejszą zmienność strat przy wysokich i niskich częstotliwościach niż grubszy, skręcony przewodnik. Badania QED sugerują, że jest bardziej prawdopodobne osiągnięcie lepszej jakości kabli gdy poprowadzi się wiele stałych rdzeni kabli w odrębnej izolacji, niż używając przewodów skręcanych. W każdym razie (tak uważa QED) równolegle przewodzące odizolowane przewodniki zmniejszają indukcyjność, która ma daleko większy wpływ na dźwięk niż efekt naskórkowy. Sprawdzone w badaniach kable skręcane miały tendencję do zwiększonej indukcyjności i podwyższonych strat w dielektrykach niż w konstrukcjach, które używają oddzielnie izolowanych przewodników (co prowadzi do niższej indukcyjności) i dielektryków o wyższej jakości (mniejszy upływ prądu i pomniejszona pojemność). Jednocześnie QED nie znalazł żadnych dowodów na poparcie twierdzenia, że kable skręcane zniekształcają z powodu efektów diody między splotami. Chcę zauważyć, że chwalona przez QED konstrukcja typu „litz”  (oddzielnie izolowany każdy przewodnik, jako całość zatopiony w większej masie izolatora) powstała z myślą o likwidacji efektu naskórkowego, bowiem nitki przewodzące mają zwykle mały przekrój, a więc nierównomierność przepływu ładunków w całym kablu jest znikoma. Dzięki temu, że jest ich dużo, przekrój czynny przewodu jest wystarczający do przesłania mocnych sygnałów.
  8. Metalurgia kabli: QED podsumowuje- przewodność elektryczna jest nieco lepsza dla kabli wykorzystujących miedź o wysokiej czystości. Większe udoskonalenia przewodności można osiągnąć za pomocą miedzi posrebrzanej lub czystych przewodów srebrnych. Jednak stwierdza, że geometria kabla i materiał dielektryczny jest bardziej znaczący niż hutnicze pochodzenie przewodników w określaniu jego brzmienia. Nie mogę się zgodzić z tym twierdzeniem, bo moje doświadczenia natury audiofilskiej (a nie producenta kabli) podpowiada, że ten najlepszy z przewodników- srebro, jest jednocześnie najlepiej brzmiącym. Obiegowa opinia głosi, że srebro jest materiałem, który daje w efekcie zimne i przejaskrawione w górnych rejestrach brzmienie. Nic bardziej mylnego! Pod warunkiem, że srebro będzie najwyższej próby! Jeśli jest dużej czystości (jakość laboratoryjna) to brzmienie dzięki niemu staje się gładkie, zaokrąglone i bez przebarwień. Jeśli tylko reszta urządzeń audio w tym nie przeszkodzi to potrafi „grać” tak ciepło jak najwyższej czystości miedź.
Wniosek (QED):
Wszystkie nasze badania potwierdzają, że najbardziej dokładne i spójne brzmienie kabel głośnikowy będzie miał wtedy gdy nastąpi minimalny opór, indukcyjność i pojemność w połączeniu z dielektrykami o niskiej stratności. Kable o małym przekroju poprzecznym w celu uniknięcia efektu naskórkowego mają wyższą oporność, sonicznie z oczywistych względów szkodliwą w konsekwencji. Inżynierowie QED wykazali, że „reguła” wysokiej indukcyjności przy niskich pojemnościach i odwrotnie, jest uproszczeniem. Uwarunkowania pojemnościowe i dielektryczne można zredukować przy użyciu wysokiej jakości materiału izolacyjnego (polietylen o małej gęstości) oraz minimalizując grubość ścianki izolacji i projektując wąskie wstęgi, zwiększając tym samym stosunek „powietrza” do dielektryka stałego. Optymalizując orientację wielu równoległych przewodów osadzonych wokół centralnego, nie przewodzącego rdzenia, np. Aircore™ lub technologia X-Tube™, firma QED mogła zmniejszyć zarówno indukcyjność, jak i pojemność zachowując tę samą oporność kabla. Wykorzystanie przewodów skręcanych o wystarczającym przekroju poprzecznym utrzymuje niskie opory. Rezultatem jest szeroki zakres kabli głośnikowych o niskich stratach, przezroczystych i dźwiękowo najwyższej jakości. Wymóg korelacji między jakością izolacji, a jakością dźwięku wpłynął również na projekty kabli QED, gdzie użyto na izolację spienionego LDPE w celu zwiększenia stosunku „powietrza” do ciała stałego w dielektryku co pomaga zmaksymalizować jakość dźwięku.

Końcowy wniosek firmy QED to co prawda słowa, które mają przede wszystkim przyciągnąć klientów do zakupu ich produktów, ale też wiele z prawd technicznych zawierają. Zresztą to, że cytuję artykuł w całości nie ma namawiać do zakupów, lecz raczej próbować przekonać audio-sceptyków, że oddziaływanie kabli na system audio jest i słyszalne i mierzalne. Mało tego- bez świadomego ich wyboru, efektu w postaci satysfakcjonującego dźwięku nie będzie!

Dodaj komentarz