Кабели, раскрывающие потенциал
Дорогие друзья, добро пожаловать на наш сайт!
Начиная с 2003 года я, Клинаев Виталий Валерьевич, являюсь идеологом и разработчиком основных проектов компании Klinaev Vitaly Cables. Конструированием кабелей я увлекся после того, как несколько лет проработал так называемым «твикером» - специалистом по модернизации (совершенствованию) аудиотехники. В какой-то момент для меня стало очевидным, что с помощью токопроводящих материалов различной геометрии возможно, не меняя схемотехники, усовершенствовать звучание аппарата. Эффект от применения этих материалов был настолько значительным, что последующие годы я посвятил изучению и разработке более совершенных проводников, а впоследствии и кабелей. Силовые кабели (линии питания) создавались с учётом задачи полного раскрытия потенциала проводника. Это максимальный апгрейд, который можно произвести самостоятельно без нарушения философии звуковоспроизводящего оборудования. Межблочные, акустические, цифровые кабели (линии передач) создавались, исходя из задачи безупречного сохранения музыкального сигнала. Иными словами, были смоделированы оптимально-комфортные условия для передачи и получения оригинального «музыкального полотна».
В интернете можно без труда найти отзывы о кабелях первых поколений, их недостатках и ограничениях. Сегодня я с гордостью заявляю: российская компания-производитель Klinaev Vitaly Cables разработала и успешно производит кабельную продукцию класса «супер-премиум» пятого поколения, представляющую собой результат длительных и кропотливых научных разработок, учитывающих весь предыдущий опыт и новейшие достижения. Наша компания, успешно развиваясь, неуклонно придерживается традиций безупречного качества, помноженного на инновационные конструкторские решения. Благодарю всех, кто помогал, принимал участие, оценивал и критиковал; всех, кто помог сделать продукт лучше.
С глубоким уважением к истинным ценителям музыки,
Клинаев Виталий Валерьевич.
К аудиоаппаратуре высокого качества предъявляются два основных требования: Прозрачность звучания и точность передачи звуковой картины. Только при соблюдении этих условий создаются по-настоящему комфортабельные условия для прослушивания аудиозаписи. Компания Klinaev Vitaly Cables разрабатывает и производит высокотехнологичные кабели, с помощью которых можно в обычном помещении получить эффект «концертного зала», когда музыкальная запись звучит так, словно она исполняется вживую!
В чём уникальность и исключительность кабельной продукции Klinaev Vitaly Cables?
Предлагаю Вашему вниманию рассмотреть всё в деталях.
Теоретическое обоснование.
Согласно классической теории (Друде, Лорентц) металлы можно рассматривать как кристаллический остов, состоящий из положительных ионов, погруженных в среду из свободных коллективизированных электронов, называемую «электронным газом» или «электронной жидкостью». «Электронный газ» отражает почти все световые лучи - вот почему чистые металлы так сильно блестят, имеют серый или белый цвет. Носителями заряда в металлах являются свободные электроны. Наличие делокализованных электронов обуславливает высокую пластичность, характерный блеск металлов, высокую электро- и теплопроводность. Когда к проводнику прикладывают электрическое напряжение, в кристалле возникает поле, заставляющее электроны (отрицательно заряженные частицы) двигаться в сторону положительного электрода с средней скоростью порядка 10(5)м/с. Это явление получило название «электрический ток». Электроны при движении сталкиваются с ионами, теряя энергию, переходящую в тепло. Так возникает электрическое сопротивление (R), вследствие которого происходит нагрев проводника. На подвижность электронов основное влияние оказывают два фактора: наличие дефектов кристаллической решетки и строение внутренних электронных оболочек атомов. Если заряд колеблется, то он движется с ускорением, а значит, излучает электромагнитные волны. Электромагнитные волны обладают энергией (а также импульсом), что заставляет считать их столь же реальными, как, например, атомы. Энергия магнитного поля может переходить в энергию электрического поля и наоборот. При передаче «по цепи» энергии высокочастотных колебаний плотность тока увеличивается ближе к поверхности токопроводящей жилы кабеля, причем чем выше частота, тем сильнее эффект вытеснения тока на поверхность жилы (скин-эффект). Электромагнитная энергия сосредоточивается в основном в изоляции, окружающей жилу, поэтому при передаче высокочастотной магнитной энергии по жилам кабеля носителем сигнала являются не жилы кабелей, а окружающая их среда. Таким образом, жилы кабеля фактически задают направление движения энергии. За счет этого электромагнитная энергия не рассеивается, а движется вдоль линии. Скорость распространения электромагнитных волн по кабелю определяется частотой тока и параметрами цепи. При передаче по кабельной цепи происходят фазово-амплитудные изменения электро-магнитных колебаний. Идеальная линия передач – та, в которой отсутствуют потери в проводниках и диэлектрике, а также не искажается форма передаваемого импульса. Напомню, что музыкальный сигнал - это набор синусоидальных импульсов. Явление затухания обусловлено тепловыми потерями энергии в токопроводящих жилах, потерями в изоляции на диэлектрическую поляризацию, дипольными потерями, токами утечки, разностью потенциалов и т.д. Качество передачи по кабельным линиям связи и их электрические свойства характеризуются первичными параметрами кабеля: активным сопротивлением токопроводящих жил (R), индуктивностью (L), емкостью (С) и проводимостью изоляции (G), относимыми к единице длины. Эти параметры не зависят от напряжения и передаваемого тока, а зависят от конструкций кабеля и частоты используемого тока.
Можно с уверенностью утверждать, что применение дорогих и сложных материалов оправдано одной целью - уменьшением электрической емкости (С) между противонаправленными проводниками, либо между проводником и экраном.
На этом можно считать завершенным теоретический обзор и перейти к ознакомлению с решениями, предлагаемыми нашей компанией!
Know-How нашей компании.
1. Снижение количества дефектов
Получение проволоки гидро-экструдированным методом.
Во время этого процесса (при высоком давлении) начинается вторичная рекристаллизация, сопровождающаяся очень интенсивным ростом отдельных зерен за счет поглощения мелких, в результате чего появляются монокристаллические участки. В дальнейшем, при повышении температуры отжига, возникает несколько участков монокристаллов. Следует отметить, что на образование монокристаллов влияет чистота металла, поэтому теперь в эксплуатации применяется медь марки МОБ (бескислородная), а серебро марки Ср 999-999,9 В промышленности такая медь используется для проводов очень малого диаметра (0,01 мм) и проводов, используемых при температурах выше 300о С.
Содержание примесей в этих материалах не более 0,001%.
2. Скин-эффект
На высоких частотах за счет возникновения скин-эффекта сопротивление проводника увеличивается. По мере увеличения частоты, ток концентрируется вблизи поверхности проводника. В результате, с изменением частоты сигнала изменяется эффективное сечение проводника и, стало быть, его сопротивление. Скин-эффект приводит к тому, что на высокой частоте токопроводящая трубка имеет такое же сопротивление, какое имел бы сплошной проводник.
При частоте порядка 20 кГц плотность тока в центре проводника диаметром в 1 мм уменьшится на 60%. Таким образом, для ВЧ и HЧ составляющих сигнала проводник будет иметь разное сопротивление. Вот почему не так много кабелей, при использовании которых получается детальное, с послезвучьями, открытое и тембрально достоверное звучание.
Сопротивление проводника можно уменьшить, изменив форму поперечного сечения. Проводник с прямоугольным сечением имеет меньшее сопротивление, а также меньшую индуктивность, чем круглый проводник с такой же площадью поперечного сечения. Поэтому даже в качестве заземляющих проводников, в сравнительно низкочастотных цепях обычно применяют ленточные проводники.
Как мы решили проблему скин-эффекта?
Мы выяснили, что токи высокой частоты (а именно они нам и нужны) концентрируются в проводнике на тонком поверхностном слое. Его толщина при частоте f > 10 кГц составляет уже доли миллиметра. Это значит, что необходимо использовать именно такие проводники, которые обеспечат большую площадь и малую толщину.
В межблочных кабелях, толщина проводника может составлять до 20 мкН, рабочий диапазон от 0 до 10 МГц.
В акустических кабелях применяется уникальный проводник клиновидной формы с толщиной у вершины до 0,14 мм, с рабочим диапазоном от 0 до 200 кГц.
Силовые кабели настроены на работу 50 Гц и имеют толщину проводника более 1,5 мм.
Несмотря на то, что данные частоты (f>20 кГц) находятся, казалось бы, вне диапазона, воспринимаемого на слух, тем не менее, они влияют на тембр и вносят вклад в чистоту звучания при воспроизведении высоких аудиочастот.
3. Электрическое сопротивление
Проблемы сопротивления носят комплексный характер, поэтому и решаться должны одновременно по всем направлениям.
Изменение удельного сопротивления металла может произойти вследствие изменений условий рассеяния носителей заряда (электронов) на дефектах кристаллической решетки; остаточное сопротивление тем меньше, чем чище металл (этот вопрос мы подробно обсудили в первом пункте).
Также сопротивление проводника имеет прямую зависимость от температуры (Т): чем выше температура, тем выше удельное сопротивление, и наоборот.
Как решается проблема в нашем случае?
Во-первых, проводники выдерживаются под высоким давлением.
Выяснилось, что электрические и магнитные свойства металлов существенно улучшаются, если подвергнуть их воздействию высоких давлений. После снятия давления полезные изменения свойств частично удерживаются материалом. В своё время нашей компании удалось получить биметаллический проводник, «срастив» серебро и медь под высоким давлением.
При всестороннем сжатии у большинства металлов удельное сопротивление уменьшается. Это объясняется сближением атомов и уменьшением амплитуды тепловых колебаний решетки.
Во-вторых, геометрия проводника по форме напоминает шнековое сверло. Бóльшая площадь проводника, окружённая воздухом, работает по принципу радиатора, быстро охлаждаясь и обеспечивая тем самым более стабильную работу на экстремальных режимах, например, во время передачи низкочастотного сигнала.
В-третьих, полировка. Гладкая (полированная) поверхность влияет на передачу частот, особенно самых высоких. Наши проводники проходят процесс полировки (специальным составом на водной основе) под высоким давлением. Благодаря такому воздействию даже самые сложные участки поверхности приобретают идеальную зеркальную поверхность и имеют минимальное сопротивление на высоких частотах.
4. Электрическая ёмкость
Параметр емкости наиболее важен в межблочных кабелях по двум причинам. При использовании длинного кабеля с высокой емкостью большинство источников сигнала (предусилители, КД проигрыватели, тюнеры и др.) не способны «прокачать кабель» (чем выше емкость, тем сильнее эффект затухания сигнала).
Возможны значительные частотные искажения. Большая емкость обуславливает сильное поле между прямым и обратным проводом (и экраном), вследствие чего большая энергия остается в диэлектрике (подобное происходит в конденсаторе). В диапазоне слышимых аудиочастот, величина емкости, вместе с сопротивлением проводника, управляют уровнем ослабления сигнала, и, чем меньше уровень ослабления, тем лучше кабель.
Как решается вопрос у нас?
Прежде всего, сигнальные и «земляные» жилы максимально разнесены в пространстве. Также, благодаря уникальной геометрии, количество проводников максимально сокращено, вплоть до одной пары на кабель. Таким образом, емкость системы проводников сводится «на нет», и сигнал передается с минимальным затуханием.
5. Эффект взаимного притяжения
В каждом из близко расположенных проводниках высокочастотный ток течет, пока расстояние между проводниками остается постоянным и движение токов сонаправлено. Если направления протекания тока противоположны, сопротивление каждого из проводников увеличивается. Почему это происходит? Ток в несколько ампер, например, в акустическом кабеле, создает сильное магнитное поле. Это поле присутствует вокруг каждой жилы, так что каждый отдельный проводник динамически взаимодействует с находящимися рядом. Более мощные низкочастотные магнитные поля воздействуют на высокочастотные, модулируя их. Проводники на микроскопическом уровне притягиваются и отталкиваются. Контактное давление и порождаемые ими контактные искажения также модулируются проходящим сигналом. Даже обеспечив абсолютную механическую жесткость в многожильном кабеле, невозможно избежать полевых искажений вследствие электромагнитного взаимодействия, так как большая часть энергии переносится именно с помощью электромагнитного поля. Для межблочных кабелей проблема модуляции не стоит так остро, поскольку токи малы, однако, слаботочным сигналам достаточно слабого воздействия. Даже эти слабые поля при миллиамперных токах порождают заметные искажения.
Как мы решаем проблему?
Кроме максимального расстояния между проводниками, опять же помогает геометрия самого проводника.
Дело в том, что в обычном проводнике круглой формы силовые линии поля располагаются вокруг проводника и, соответственно, при определённых токах пересекаются с силовыми линиями близлежащих проводников. Проводники компании Klinaev Vitaly Cаbles устроены таким образом, что вектор силовых линий электромагнитного поля направлен вдоль проводника, что существенно облегчает решение описанной выше проблемы с эффектом ёмкости и эффектом притяжения.
6. Потери в изоляции
Материал диэлектрика – это важно.
Любой диэлектрик в большей или меньшей степени поглощает и отражает энергию электромагнитного поля. Хорошо, если это будет только поглощение - такие потери возможно компенсировать. Hо материалы поглощают энергию в зависимости от частоты, а частотно-зависимая компенсация труднодостижима! К тому же, диэлектрики еще и отражают энергию! И если при этом возникает временная задержка между поглощением и излучением энергии, такой диэлектрик способен просто уничтожить звук!
Возвращенная с задержкой энергия непредсказуемым образом взаимодействует с полем проводника, внося серьезные искажения. Выход - применять материалы, нейтрально ведущие себя вплоть до радиочастот. Идеальный проводник не должен иметь никакой другой изоляции, кроме вакуума.
Как решается данный вопрос у нас?
В качестве верхней оболочки поверх проводника используется трубка из PTFE (тефлон), диэлектрическая постоянная которого находится в пределах 1,2 – 1,5, вакуум равен 1,0. Так вот, большинство проводников имеют такую конструкцию, что связываются с внешней оболочкой лишь по касательной линии, а 99,9% площади проводника находятся в воздушном пространстве. Причём, процесс покрытия проводника оболочкой происходит при высокой Т, выше 100 С, атмосферный воздух в этот момент вытесняется, а концы проводника пломбируются.
7. Разность потенциалов
Между двумя различными металлическими проводниками, в месте их соединения, возникает контактная разность потенциалов, обусловленная различием работы выхода электронов из разных металлов, неодинаковой концентрацией электронов и давлением электронного газа. Недостаточно точная пайка разъемов приводит к появлению неоднородности. Иногда сам материал разъёма способствует возникновению отражений, которые ввиду отсутствия затуханий в линии длительное время распространяются от конца к концу и искажают передаваемый импульс.
Как мы решаем проблему?
Все кабели оснащаются лучшими разъёмами самых передовых производителей из чистого серебра и меди, то есть из тех же материалов, что и проводники. В этом случае разъёмы становятся логическим продолжением проводника. Как правило, кабели оснащаются разъёмами методом «обжима», в процессе которого материалы диффундируют. Там, где без помощи припоя обойтись пока нет возможности (межкомпонентные кабели), применяется особый метод. Проводник и контакт разъёма подвергаются всестороннему сжатию в месте соединения, быстро нагреваются и скрепляются серебросодержащим припоем. Плотность сжатия в этом случае достаточная, чтобы два скрепляемых между собой материала вели себя при прохождении сигнала как единый проводник. Припой в данном случае выступает в роли «клея».
8. Прочее
Остаётся ещё целый ряд проблем, связанных с передачей музыкального сигнала.
Несмотря на то, что они вторичны и решаются вполне традиционными методами, наша компания продолжает заниматься поисками улучшений и в этой области.
Большинство кабелей на рынке – это многожильные кабели, состоящие из множества скрученных тонких проводников. Также широко используются литцендрат-кабели, состоящие из групп многожильных проводников. Вследствие гибкости тонких проводников, кабели многожильной конструкции весьма удобны в использовании, однако многожильные конструкции и кабели литцендрат-типа генерируют так называемые блуждающие токи (токи Фуко). Эти токи вызывают внезапные провалы в передаче сигнала, являются причиной искажений и звуковых деградаций.
Наша компания использует моножильную структуру, в которой блуждающие токи даже теоретически образовываться не могут.
Это обеспечивает исключительно реалистичную передачу сигнала от источника, без звуковых артефактов, провалов и искажений, при сохранении достаточной гибкости.
Применение PTFE в качестве внешней оболочки проводника, позволило улучшить проводимость и снизить влияние внешних вибраций.
Итог
Klinaev Vitaly Cables - это
И как следствие:
Всё это вместе обеспечивает высокое качество полномасштабного трехмерного звучания. Продукция компании Klinaev Vitaly Cablesпомогает деликатно и точно донести материал до слушателя, полностью раскрыть потенциал домашней аудиосистемы. Используя кабели марки Klinaev Vitaly Cables, вы сможете в полной мере оценить чистейшее звучание вашей любимой музыки.
Наслаждайтесь!
С уважением, Виталий Клинаев.
