Kerran vielä kaiutinkaapeleista

KKuikka

Käyttäjä
Liittynyt
27.6.2010
Viestejä
1 703
Kaupunki
Lapua
Ennen tämän aloitusviestin lukemista kannattaa hieman selata aiempaa kaapelikeskustelua

https://foorumi.hifiharrastajat.org...ge12?highlight=turinoita+t%E4m%E4npuoleisesta

Kannattaa ihan ajatuksen kanssa lukea viesti #226 ja kertailla sen jälkeen tulevissa viesteissä olevia mittaustuloksia, niin päästään tässäkin ketjussa heti oikeaan tunnelmaan.

Tein tästä kaapeliaiheesta uuden aloituksen, sillä nyt kaiutinkaapeleiden aiheuttamaa äänen värittymistä käsitellään hieman uudella (todellisuudessa entistä vanhemmalla) tavalla. Jos moderaattori katsoo aiheelliseksi siirtää tämän aloituksen johonkin aiempaan kaapeliketjuun, niin kyllä sekin minulle passaa. Pitäisin kuitenkin parempana omaa ketjua, sillä nyt on mahdollisuus lähteä kaapelikeskustelussa hieman uusille urille ja päästä vihdoinkin pois täysin hedelmättömistä juupas-eipäs väittelyistä.

*************

Keväällä 2013 kirjoittelin paljonkin kaiutinkaapeleista edellä mainitussa ketjussa ja suoritin runsaasti erilaisia mittauksia, joiden avulla kaapelien ääntä värittävä ominaisuus saatiin selvästi esiin. Asia jäi kuitenkin hieman kesken, ja loppuselvittelyissä palattiin oikeastaan takaisin turvallisiin lähtöasemiin eli uskottiin edelleen kaiutinkaapeleissa piilevän joku uusi tuntematon ominaisuus.

En osannut silloin tehdä mittauksistani niin hyvää yhteenvetoa, että HiFi-harrastajat olisivat joukolla hyväksyneet oikeat teesini. Edelleenkin suuri osa harrastajista taitaa olla sitä mieltä, että kaiutinkaapeleissa on joku mystinen ominaisuus, jota ei osata vielä mitata eikä mittaustuloksia osata tulkita oikein. Tällaista mystiikkaa kaapeleihin ei kuitenkaan liity, vaan ääntä värittävä ominaisuus voidaan täydellisesti selittää Ohmin lain (vuodelta 1826) avulla.

Vasta tänä kesänä minulle selvisi, miten kaapelien ääntä värittävä prosessi voidaan esittää niin selkeästi, että jokainen vähänkin sähkötekniikkaa tunteva henkilö sen heti tajuaa. Vahvistin-kaapeli-kaiutin-yhdistelmä täytyy vain piirtää hieman eri muotoon käyttäen sähkötekniikassa sallittuja muunnostemppuja, niin sen jälkeen jokainen Ohmin lain tunteva henkilö heti tajuaa kaiutinkaapelin ääntä värittävän prosessin toiminnan. Juttu on yhtä yksinkertainen kuin Kolumbuksen muna, mutta minäkään en sitä keväällä 2013 hoksannut tällä tavalla esittää. Parempi myöhään kuin ei milloinkaan.

Tämä vuodesta toiseen jatkunut kaiutinkaapelikiista voidaan nyt lopullisesti selvittää kahden yksinkertaisen kaaviokuvan avulla. Kaapelien ääntä värittävä ominaisuus voidaan myös mitata suurella tarkkuudella äärimmäisen yksinkertaisten mittauskytkentöjen avulla, jotka olen aiemmin esittänyt toisessa ketjussa (katso viestin ensimmäinen kappale). Kaikki aiemmat mittaustuloksetkin ovat täsmälleen oikeita samoin kuin niistä tekemäni johtopäätöksetkin. Piste vain jäi vuosi sitten laittamatta i:n päälle, mutta hoidetaan nyt sekin asia kuntoon.

Asian lopullinen selvittäminen onnistuu parhaiten alla olevassa kuvassa näkyvän kahden piirroksen avulla.

IMG_4046.jpg


Kuva 1.

Ylemmässä piirroksessa on jännitegeneraattori (vahvistin), kaiutinkaapeli ja kaiutinkuorma piirretty ihan perinteisellä tavalla eli jännitegeneraattori G1 syöttää kaapelin kautta kaiutinta. Oletetaan, että kaapelin impedanssi Z1 on tyypillisesti luokkaa 0,1 … 0,2 Ω (riippuu kaapelin rakenteesta ja taajuudesta) ja kompleksinen kaiutinkuorma Z2 normaalisti luokkaa 3 ... 8 Ω. Koska kaapelin impedanssi Z1 on paljon pienempi kuin kaiuttimen impedanssi Z2, niin kaiutinkuorma määrää pääasiassa piirissä kulkevan virran suuruuden, ja kaapelin vaikutus on käytännössä olematon, joten ei tehdä suurta virhettä, vaikka se unohdetaan kokonaan virtaa määritettäessä. Piirissä kulkeva virta I voidaan siten käytännön tarpeisiin riittävällä tarkkuudella laskea Ohmin lain mukaan I = U1/Z2

Tästä piirroksesta on erittäin vaikea hahmottaa sitä, miten kaapeli voisi värittää ääntä. Varsinaisen kaiutinelementin edessä on usein monimutkainen jakosuodin, joka saattaa sisältää kertaluokkaa suurempia induktansseja kuin kaapelin induktanssi on, joten kaapelin induktanssin ja jakosuotimen induktanssien yhteispelin nopea arviointi on kokeneellekin kaverille melkoisen hankalaa. Yleensä tyydytään vain toteamaan, että kaikki vaikuttaa kaikkeen, ja vasta kuuntelukokeilla asia yritetään saadaan selville.

Kaapelin ääntä värittävän vaikutuksen ymmärtäminen helpottuu suuresti, jos muunnamme ylemmän piirroksen vähän toiseen muotoon sallittuja muunnostemppuja käyttäen. Koska tässä tapauksessa kaiutinkuorma Z2 >> kaapelin impedanssi Z1, niin silloin voimme korvata ylemmässä kaaviokuvassa olevan kaiutinkaapelin jännitegeneraattorilla G2 , jonka jännite U2 = - I*Z1. Näin menetellen saamme alemman kaaviokuvan, jonka sähköinen toiminta on täsmälleen sama kuin ylemmän kaavion toiminta.

Alemmasta kaaviokuvasta kaapelin ääntä värittävä toiminta käy paljon selkeämmin esiin kuin perinteisestä kaaviokuvasta (ylempi kuva). ”Sokea Reettakin” näkee jo pikasilmäyksellä, että kaiutinta syötetäänkin nyt kahdella sarjassa olevalla jännitegeneraattorilla G1 ja G2. G1:n jännite on edelleen U1, mutta siihen summautuu nyt generaattorin G2 jännite U2 = - I*Z1. G2 on kaiutinkaapelin näissä käyttöolosuhteissa ( Z1<< Z2) muodostama virtuaalinen jännitegeneraattori, joka on juuri se kauan etsitty kaapelin ääntä värittävä näkymätön komponentti.

Kuten jo oletuksessa totesimme, on piirin virta I = U1/Z2. Jos sijoitamme kaavassa I:n paikalle U1/Z2, niin saamme kaapelin ääntä värittävän virtuaalisen jännitegeneraattorin G2 jännitteelle lausekkeen
U2 = - (U1/Z2)* Z1.

Lauseke voidaan edelleen sieventää käyttökelpoisempaan muotoon.

U2 = - U1*(Z1/Z2)

Pelkän Ohmin lain (v 1826) avulla pystymme siis määrittämään kaapelin ääntä värittävän virtuaaligeneraattorin jännitteen, joten mistään elämää suuremmasta mystisestä asiasta ei ole kyse. Kaavasta nähdään selvästi, että jos Z2 suurenee, niin silloin kaapeli värittää vähemmän ääntä, ja jos taas Z2 pienenee, niin äänen värittyminen voimistuu. Käytännössä kaiuttimien impedanssi vaihtelee suurestikin äänitaajuusalueella, joten kaapeli värittää ääntä eri tavalla eri taajuuksilla. Tämä on monissa kuuntelukokeissa tullut ilmi.

Jännitteen U2 laskeminen saadun kaavan avulla voi olla hieman työlästä, sillä impedanssit Z1 ja Z2 ovat kompleksisia eli ne eivät käytännössä koskaan ole puhtaita resistansseja. Tämän vuoksi U2 kannattaakin selvittää mittaamalla, koska menetelmä on äärimmäisen yksinkertainen ja helppo. Olen aiemmissa ketjuissa suorittanut näitä mittauksia ehkä liikaakin, joten asia on kaikille tuttu.

Näin pienellä piirrosmuutoksella tämä kauan etsitty ”kaapelipöpö” saatiin härnättyä esille, ja nythän sitä on mukava yhdessä tarkastella. Oikea kaaviokuva kertoi enemmän kuin tuhat aiempaa sanaa.

Tätä alempaa piirrosta tarkastellessa on helppo ymmärtää monet kaapelikeskusteluissa esitetyt väitteet, ja niille voidaan nyt antaa yksiselitteinen sähköopillinen selitys. En kuitenkaan tässä aloituksessa ala kaikkia väitteitä käsitellä, vaan säästetään asioiden seikkaperäisempi ruotiminen jatkokeskusteluun. Muutamia teesejä kuitenkin tähän loppuun laitan.

- Tämän tarkastelun perusteella on selvää, että jokainen kaapeli värittää ääntä enemmän tai vähemmän, mutta onneksi värittyminen on niin vähäistä, että käsitykseni mukaan useimmat harrastajat eivät sitä kuule (en ole testannut asiaa) tai eivät osaa sitä kuunnella.

- Äänen värittyminen kaiutinkaapelissa ei ole mitään mystiikkaa eikä salatiedettä, vaan se on pelkästään sähkötekniikkaa ja se noudattaa orjallisesti Ohmin lakia. Värittyminen on helppo mitata hyvinkin tarkasti esittämilläni konsteilla. Oikeita mittaustuloksiakin on roppakaupalla edellisissä kaapeliketjuissa asiasta kiinnostuneille.

- Kaikki tosiaan vaikuttaa kaikkeen. Koska kaapelin impedanssi Z1 on kompleksinen ja kaiutinkuormakin on kompleksinen, niin ääntä värittävän virtuaaligeneraattorin G2 jännite U2 = - U1*(Z1/Z2) on suuresti riippuvainen kaapelin impedanssista Z1 sekä kaiuttimen impedanssista Z2 . Jännitteen U2 vaihe voi siis olla melkein mitä tahansa eli se voi olla joko samassa, vastakkaisessa tai missä muussa vaiheessa tahansa verrattuna generaattorin G1 jännitteeseen U1.

- Kaapelin vaihtaminen muuttaa ääntä, vaikka muutos voi olla niin pieni, etteivät kaikki sitä kuule. Kun kaapeli vaihdetaan toiseksi, niin Z1:n arvo muuttuu ja silloin myös ääntä värittävän virtuaaligeneraattorin G2 jännite
U2 = - U1*(Z1/Z2) muuttuu vastaavasti. Väite on siis tämän tarkastelun perusteella tosi.

- ” Jos mittausmenetelmä on oikea, niin mittaus- ja kuuntelutulosten välillä ei ole ristiriitaa.”
Nythän tämäkin asia tuli todistettua. Luonnollinen mittasignaali oli taaskin kova sana tämän ”kaapelipöpön” esille härnäämisessä, mutta tehokkaalla työkalulla homma onnistuu aina helposti.

Voitte nyt rauhassa mietiskellä näitä kaapeliasioita ja voitte vertailla esittämiäni väitteitä omiin kaapelikokemuksiinne. Voitte myös tuoda esiin aiheeseen liittyviä kiinnostavia kysymyksiä, niin yritetään sitten yhdessä pohtien löytää kaikkiin kaapeliongelmiin tyydyttävät ja Ohmin lakia kunnioittavat ratkaisut.

Itse en ehkä ehdi osallistua paljoa tähän jatkokeskusteluun, sillä syksyisin minulla on paljon puutarhatöitä. Alan kuitenkin heti työstää tähän aloitukseen liittyvää jatkojuttua. Tarkoitukseni on nimittäin esitellä yksinkertainen ja halpa kaapelitesteri, jonka jokainen harrastaja pystyy itse tekemään. Tällä testerillä voidaan kaiutinkaapelien aiheuttamaa äänen värittymistä tutkia ihan normaalilla musiikkisignaalilla, joten se sopii hyvin todellisille musiikkimiehille. Mikään ei tietysti estä käyttämästä mittasignaaleita ja mittalaitteitakaan, mutta tämän testerin kanssa ne eivät ole tarpeellisia.

Mittausterveisin
Kalervo Kuikka


PS. Ohmin laki on saksalaisen Georg Simon Ohmin vuonna 1826 esittämä sähköopin laki, jonka mukaan johtimessa (vastuksessa) kulkeva sähkövirta I on suoraan verrannollinen johtimen päiden välillä vaikuttavaan jännitteeseen U.

Melkein 200 vuotta vanhaan tietoon minun oli pakko tukeutua tätä äänenvärityshommaa käsitellessäni, mutta haitanneeko tuo mittään? Hyvä juttu, että kaapelihomma tuli viimein valmiiksi.
 
Aplodeja!!!

Ajatella, että asiasta on väännetty ainakin 15vuotta TM:n ja Hifi-lehden palstoilla eikä yksikään tiedeuskovainen ole mokomaa osannut piirtää!



Mistä me nyt "keskustellaan" ?
 
Ovatko Genelecin pojat tienneet asian?

Kun sain virtuaaligeneraattorin kaavan johdettua, niin minulle tuli heti ajatus, että Genelecin pojat ovat varmasti jo vuosia tienneet, millä tavalla kaiutinkaapeli värittää ääntä. Juuri siksi he ovatkin laittaneet vahvistimen ja kaiutinelementit samaan purkkiin, jotta kaapelin impedanssi Z1 tulisi mahdollisimman pieneksi, eikä ääneen silloin tulisi kaapelin maku. Koska kaapelin aiheuttama äänen värittyminen puuttuu lähes kokonaan Genelecin kaiuttimista (teoriassa on näin), niin ehkä juuri siksi niitä syytetään liian steriileiksi ääneltään?

Mittausterveisin
Kalervo Kuikka
 
Eikö kukaan jaksa lähteä vääntämään? Olen pettynyt.

KKuikan olisi pitänyt julkaista tämä kirjoitus perjantai-iltana... Mutta eiköhän se tästä vielä käyntiin lähde, kunhan hetki hehkutetaan :D

Aiheesta; Saakohan tuolla mittaus-/laskujärjestelmällä nyt sitten selville sen, että millä tavalla se kaapeli lähtee ääntä värittämään? Vai meneekö se niin, että jos mittaukset ja laskutoimitukset osoittavat sen, että kaapelin ei pitäisi ääntä värittää ja diskantti riipii korvia, niin silloin voisi kokeilla toista kaapelia ja jos menee vielä hurjemmaksi diskantti, niin silloin ei kaapelijumppa tilannetta tule parantamaan?

Sehän olisikin hyvä, kun tällöin jokainen voisi räätälöidä itselleen sellaiset kaapelit, jotka eivät ääntä väritä, niin tietäisivät, mikä on muun setin "ominaissaundi".
 
Kalervo, sinä tiedät itsekkin, että tästä tulee taas pitkä keskustelu. Ja todennäköisesti ymmärrät myös sen, että 90% ihmisistä ei ymmärrä höykäyksen pöläystä noista asioista, minä mukaan luettuna. Joten ehdotankin seuraavaa asiaa. Laita ohjeet mukaan, lähetä sopivat kaapelit Audio Poriin ja voin demota ne asiakkaiile, ja kenties seuraavilla messuilla. Minulla on omat piuhat olleet käytössä jo vuosikusia, mutta olen äärettömän kiinnostunut esittämistä asioista. Osaan demota asioita oikein, ja iso yleisö saa kuunnella asiat myös, joten, jos et itse pääse paikalle joihinkin tapahtumiin, niin lähetä piuhat minulle. Maksan rahdit. On aivan järjetöntä vain kirjoittaa ja todeta faktoja. Ei kannata luulla, että ihmiset ovat tyhmiä, ja ainoastaan sinun näkemyksesi ovat oikeita. Älä jatka enempää, vaan laita piuhat liikenteeseen. Kokeillaan.

Mutta, tunteeko kukaan Kalervo Kuikaa oikeasti. Onkohan kuitenkin kysymyksessä fiksu kaveri, joka haluaa vain hämmentää soppaa.
 
Viimeksi muokattu:
Oikeastaan aika noloa että tuollaisella amiksen toka viikon teorialla edes viitsitään aprillata maalliikkohifistejä. Vuosittainen erektio vissiin plakkarissa kun tuon tason jutulla saa muutaman tunnustamaan ettei ymmärrä mitään. Ehkä olis jo hyvä aika heittää kolat nurkkaan.
 
Ovatko Genelecin pojat tienneet asian?

Kun sain virtuaaligeneraattorin kaavan johdettua, niin minulle tuli heti ajatus, että Genelecin pojat ovat varmasti jo vuosia tienneet, millä tavalla kaiutinkaapeli värittää ääntä. Juuri siksi he ovatkin laittaneet vahvistimen ja kaiutinelementit samaan purkkiin, jotta kaapelin impedanssi Z1 tulisi mahdollisimman pieneksi, eikä ääneen silloin tulisi kaapelin maku. Koska kaapelin aiheuttama äänen värittyminen puuttuu lähes kokonaan Genelecin kaiuttimista (teoriassa on näin), niin ehkä juuri siksi niitä syytetään liian steriileiksi ääneltään?

Mittausterveisin
Kalervo Kuikka

Kyllähän genelecillä on ollut aktiivikaiuttimissaan ihan muut asiat mielessä kuin kaiutinkaapelin vaikutuksien minimointi.
 
Ja Kkuikka jo viestissään totesi, että kaiutinkaapelilla on vaikutus ääneen, ihan ohmin lain mukaan, olikos tässä nyt sitten joku ongelma?
 
Ihan muuten vaan:tässä erään tunnetun kaapeli valmistajan kirjoituksia uudistetusta huippu mallista.

Cable Connection absolute reference speakers.
•Definitely the best product of its kind available in the world market.
•Made entirely by hand with ultraexigentes standards.
•Matching network designed to optimize the frequency response and phase.
•Matching network mounted a massive indoor enclosure carbon fiber to maximize the micro-elements present in the audio signal.
•Power losses minimized to preserve signal integrity.
•Calibrated for optimum adaptation to the equipment room and the user.
 
Ja Kkuikka jo viestissään totesi, että kaiutinkaapelilla on vaikutus ääneen, ihan ohmin lain mukaan, olikos tässä nyt sitten joku ongelma?

Nimenomaan. Mikäli tuo mittaustapa on toimiva edes jollain tarkkuudella, niin sehän olisi tällaiselle pentti perusinsinöörille mukava uutinen. Olisi yksi harrastamisen suunta lisää, kun voisi mielenkiinnosta mittailla omin pikku kätösin kötösteltyjä johtolankoja ja sitten yrittää kuuntelemalla selvittää onko niissä mitään yhteneväisyyttä.

En täysin (vielä) allekirjoita minäkään KKuikan tutkimuksia, mutta ei minulla ole kyllä mitään vastaperustettakaan asialle. Mielelläni lukisin hyvin perusteltuja vastaväitteitä jos/kun niitä tässä tulee ja on vähän jo epäilyksiä tullutkin.
 
Kyllähän genelecillä on ollut aktiivikaiuttimissaan ihan muut asiat mielessä kuin kaiutinkaapelin vaikutuksien minimointi.

Jep, näin varmastikin. Saman asian voisi ilmaista myös niinkin, että heidän ei ole tarvinnut ns. luoda ajatustakaan asialle, eli se ei ole ollut sotkemassa heidän suunnitteluaikataulua ja testaamista. Yksi harmi vähemmän, vaikkei olisi ykkösprioriteetti ollutkaan aktiivikaiutinta suunnitellessa.
 
Ottamatta mitenkään kataa siihen, miten kaiutinkaapeli vaikuttaa ääneen, totean että olet oikonut asioita melkoisesti.
Kijroita esityksesi uudelleen niin, että jätät kaikki sellaiset oletukset pois, joissa joku termi on niin pieni ettet ota sitä huomioon. Otathan kuitenkin juuri tuon pienen termin huomioon lopulliseswsa päätelmässäsi.

Signaalilähteen generattorin tuottama teho jakautuu kaapelin ja kaiuttimen (jakosuodin, sisäinen johdotus, elementit) kesken.

Eli jos viitsit kirjoittaa tuon "analyyttisesti ehjäksi" niin voitaisiin tehdä jotain oikeitakin päätelmiä, nyt teet pyöristysvirheen ja yrität lopussa todeta, että järjestelmässä on pyöristysvirhe.

--
 
Tuo KKuikan teoriahan tarkoittaa, että jos kaapelin impedanssi on sama, se värittää samalla tavalla ääntä ja U2 = U1 * 1 = U1.

Huh, pelkäsin jo, että pitää ostaa hopeakultaplatinakaapeleita, mutta nähtävästi riittää, että ostan sellaisia, joiden impedanssi on tiedossa ja mahdollisimman alhainen. Kyllä suuret kaapelivalmistajat mittaavat nuo ja tuota tietoa on saatavilla.

Totuus on, että impedanssia saadaan eksoottisilla materiaaleilla pienemmäksi, mutta sitten toinen asia on, kuuleeko normaali ihminen eron?

Lisäksi kaapelin impedanssi riippuu pituudesta, niin jos sitä haluaa optimoida, niin kaikissa laitteissa on pidettävä hyvin lyhyet johdot..
 
Viimeksi muokattu:
Onko tämä uusi tekniikka jo käytössä kaapelivalmistajilla vai vain Genelecillä?
 
Ovatko Genelecin pojat tienneet asian?

Kun sain virtuaaligeneraattorin kaavan johdettua, niin minulle tuli heti ajatus, että Genelecin pojat ovat varmasti jo vuosia tienneet, millä tavalla kaiutinkaapeli värittää ääntä. Juuri siksi he ovatkin laittaneet vahvistimen ja kaiutinelementit samaan purkkiin, jotta kaapelin impedanssi Z1 tulisi mahdollisimman pieneksi, eikä ääneen silloin tulisi kaapelin maku. Koska kaapelin aiheuttama äänen värittyminen puuttuu lähes kokonaan Genelecin kaiuttimista (teoriassa on näin), niin ehkä juuri siksi niitä syytetään liian steriileiksi ääneltään?

Mittausterveisin
Kalervo Kuikka

Äkkiseltään Genelecin sivuilta en löytänyt tästä asiasta. Löysitkö sinä? Ja onhan aktiivipönttöjä jo tehty kauan ennen Genelecin perustamista.
 
Viimeksi muokattu:
^^Viimeisimmän tiedon mukaan Korvatunturilla AV-lelujen R&D-osastolla ja Pohjois-Korean avaruushallinnossa.
 
Back
Ylös