Kapasitans i høytalerkabler, noe å bry seg om?

Sponsorer:
Takk Takk:  0
Like Like:  0
Side 1 av 2 1 2 SisteSiste
Viser resultater 1 til 20 av 28
  1. #1
    Intermediate jane sin avatar
    Medlem siden
    Dec 2003
    Poster
    1,259
    Takk & like
    Nevnt
    0 post(er)
    AVtorget feedback
    0
    (0% positive tilbakemeldinger)

    Kapasitans i høytalerkabler, noe å bry seg om?

    Jeg har lest en del innlegg ang høytalerkabler mhp impedans, kapasitans, linearitet osv.. La oss regne på et eksempel: hvilken betydning har kapasitansen i en 5 meter lang lampettledning (1,5mm kobber) brukt som høytalerkabel?

    Massiv kobber har en spesifikk resistans ved 20 grader rundt 0,0175 Ohm mm2/m. Beregning av resistansen er lik spesifikk resistans * lengde / dimensjon, altså vil det si at 5 meter 1,5mm kobberkabel har en ohmsk motstand på 2 * 5 * 0,0175 / 1,5 = 0,12 Ohm. OK, dette gjelder for massivt kobber, men i dette eksemplet lar jeg akkurat det passere.
    Kapasitansen per meter er litt mer tricky å komme frem til, siden jeg ikke kjenner relativ permittivitet for dielektrikumet som brukes i lampettledninger. Hvis jeg gjetter rundt 10nF/m (100pF/cm), er jeg langt ute på viddene da? Altså 50nF på 5meter.
    Det neste spørsmålet, som lar seg besvare blir da: hva er knekkfrekvensen for denne tenkte kabelen?

    fc = 1/(2*pi*R*C) = 1/(6,28 * 0,12 * 50E-9) = 0,026E9, altså 26MHz.

    Hvis jeg ikke har bommet veldig mye (det er 20 år siden jeg drev med analogteknikk), er min påstand at kapasitansen, selv i en kabel av lampett-typen, er neglisjerbar.

  2. #2
    Intermediate Mirage sin avatar
    Medlem siden
    Nov 2003
    Poster
    2,057
    Takk & like
    Nevnt
    0 post(er)
    AVtorget feedback
    0
    (0% positive tilbakemeldinger)
    Jesus Christ, Jane :lol:
    Jeg er imponert
    Har du jukset og brukt formelboken? :lol:

  3. #3
    Intermediate
    Medlem siden
    Jul 2003
    Poster
    2,482
    Takk & like
    Nevnt
    0 post(er)
    AVtorget feedback
    0
    (0% positive tilbakemeldinger)
    Nei, kapasitans har ingenting å si i høyttalerkabler. En lampettledning har forøvrig rundt 200-250pF per meter. Mener jeg å huske.

    Det som har noe å si i en høyttalerkabler er resistansen og induktansen. Disse lager en økning i den totale impedansen, som igjen fører til at høyttaleren får noe lavere følsomhet. Jo høyere frekvens jo mindre følsomhet. For en lampettledning er det vel snakk om noe så lite som 0,1-0,2 dB ved 20khz.

  4. #4
    Intermediate jane sin avatar
    Medlem siden
    Dec 2003
    Poster
    1,259
    Takk & like
    Nevnt
    0 post(er)
    AVtorget feedback
    0
    (0% positive tilbakemeldinger)
    Sitat Opprinnelig postet av Whoppass Cheese
    Det som har noe å si i en høyttalerkabler er resistansen og induktansen. Disse lager en økning i den totale impedansen, som igjen fører til at høyttaleren får noe lavere følsomhet. Jo høyere frekvens jo mindre følsomhet. For en lampettledning er det vel snakk om noe så lite som 0,1-0,2 dB ved 20khz.
    0.1-0.2 dB er et rimelig lite bidrag -- selv for lampettledning.
    Vel, jeg skal ikke dra noen alt for hastige konklusjoner... Men noe fundamentalt forteller meg at penger på høytalerkabler ut over vanlig 2.5 kvadrat er bortkastet. Hvis det da ikke er snakk om veldig lange kabler, eller at andre målbare begreper enn resistans, kapasitans og induktans gjelder for høytalerkabler.
    Og NEI, jeg ønsker ikke å starten en religionskrig om kabler :twisted:
    God helg.

  5. #5
    Intermediate
    Medlem siden
    Jul 2003
    Poster
    2,482
    Takk & like
    Nevnt
    0 post(er)
    AVtorget feedback
    0
    (0% positive tilbakemeldinger)
    Var litt for rask i utregningen. Det er ca 0,04-0,06dB dempning per meter lampettledning.

  6. #6
    Intermediate Evolved sin avatar
    Medlem siden
    Sep 2003
    Poster
    772
    Takk & like
    Nevnt
    0 post(er)
    AVtorget feedback
    0
    (0% positive tilbakemeldinger)
    Hvis jeg husker rett ifra grunnkurset tror jeg man skal dele på antall ledere også.


    Skal sjekke når jeg kommer på skolen på mandagen.

  7. #7
    Intermediate
    Medlem siden
    Jul 2003
    Poster
    2,482
    Takk & like
    Nevnt
    0 post(er)
    AVtorget feedback
    0
    (0% positive tilbakemeldinger)
    Antall ledere har ikke så mye å si. Kun mindre forskjeller.

  8. #8
    Guru Snickers-is sin avatar
    Medlem siden
    Nov 2003
    Poster
    11,171
    Takk & like
    Nevnt
    0 post(er)
    AVtorget feedback
    0
    (0% positive tilbakemeldinger)
    I formelen fc = 1/(2*pi*R*C) så skal man vel strengt talt ta hensyn til høyttalerens impedans også? Det er jo slik man regner ut et delefilter. Derimot er ikke forskjellen veldig merkbar, da kabelimpedansen blir svært lav i de høye frekvensene uansett. Skal man overføre signaler til en forsterker med innimpedans på 10 kohm, vil jo innslaget av kapasistans være svært mye mer vesentlig.

    Induksjonen vil derimot være mer merkbar siden det overføres mye strøm.

    Det som kan påvirke lyden i kabler, utover resistans, induksjon og kapasistans, er crossoverforvrengning, viberasjon, skineffekt, forvrengning på grunn av urenheter i materiale, på grunn av overganger mellom legeringer (for eks sølvbelegg på kobber), på grunn av strøm som vandrer mellom kordeller, og reflekser (stående bølger) i kabler. Alle disse tingene er selvsagt mikroskopiske, men skal det være så skal det være :wink:

  9. #9
    Intermediate jane sin avatar
    Medlem siden
    Dec 2003
    Poster
    1,259
    Takk & like
    Nevnt
    0 post(er)
    AVtorget feedback
    0
    (0% positive tilbakemeldinger)
    Sitat Opprinnelig postet av Snickers-is
    I formelen fc = 1/(2*pi*R*C) så skal man vel strengt talt ta hensyn til høyttalerens impedans også? Det er jo slik man regner ut et delefilter. Derimot er ikke forskjellen veldig merkbar, da kabelimpedansen blir svært lav i de høye frekvensene uansett. Skal man overføre signaler til en forsterker med innimpedans på 10 kohm, vil jo innslaget av kapasistans være svært mye mer vesentlig.
    Formelen er en forenkling for å betrakte bidraget fra kabelen. For å få riktig knekkfrekvens må forsterkerens utgangsimpedans tas i med i regnestykket. Men siden denne ofte er rimelig lav og jeg havnet i MHz-området er det kun av akademisk interesse å regne videre på det :wink:

  10. #10
    Intermediate jane sin avatar
    Medlem siden
    Dec 2003
    Poster
    1,259
    Takk & like
    Nevnt
    0 post(er)
    AVtorget feedback
    0
    (0% positive tilbakemeldinger)
    Sitat Opprinnelig postet av Snickers-is
    Det som kan påvirke lyden i kabler, utover resistans, induksjon og kapasistans, er crossoverforvrengning, viberasjon, skineffekt, forvrengning på grunn av urenheter i materiale, på grunn av overganger mellom legeringer (for eks sølvbelegg på kobber), på grunn av strøm som vandrer mellom kordeller, og reflekser (stående bølger) i kabler. Alle disse tingene er selvsagt mikroskopiske, men skal det være så skal det være :wink:
    Mye at dette er relevant når vi snakker om høye frekvenser -- f eks skinneffekt og refleksjoner. Når du nevner crossoverforvregning tenker jeg på forvregning i slutt-trinn klasse AB, hva tenkte du på?
    Urenheter i materialer har jeg ikke nok kunnskap til å uttale meg om. Finnes det en ekspert på faststoff-fysikk her inne?

  11. #11
    Newcomer
    Medlem siden
    Nov 2003
    Poster
    91
    Takk & like
    Nevnt
    0 post(er)
    AVtorget feedback
    0
    (0% positive tilbakemeldinger)

    kapasitans

    Så vitt jeg kan huske fra teorien kapasitans også en motstand som oppstår når det går strløm gjennom en leder?

    Så snakker vi høy effekt så må vell kapasitans også regnes med i stykke...?

  12. #12
    Intermediate jane sin avatar
    Medlem siden
    Dec 2003
    Poster
    1,259
    Takk & like
    Nevnt
    0 post(er)
    AVtorget feedback
    0
    (0% positive tilbakemeldinger)

    Re: kapasitans

    Sitat Opprinnelig postet av hildrum
    Så vitt jeg kan huske fra teorien kapasitans også en motstand som oppstår når det går strløm gjennom en leder?
    :?:
    Sitat Opprinnelig postet av hildrum
    Så snakker vi høy effekt så må vell kapasitans også regnes med i stykke...?
    Nei, effekt er ikke med i bildet. Kapasitansen er konstant. Kapasitiv reaktans (virkningen av kapasitansen om du vil) er avhengig av frekvensen: Xc = 1/(2 pi f C)

  13. #13
    Newcomer
    Medlem siden
    Nov 2003
    Poster
    91
    Takk & like
    Nevnt
    0 post(er)
    AVtorget feedback
    0
    (0% positive tilbakemeldinger)
    hemm slik ja, men det er å regne som resitans, kapasitans også ?

  14. #14
    Guru Snickers-is sin avatar
    Medlem siden
    Nov 2003
    Poster
    11,171
    Takk & like
    Nevnt
    0 post(er)
    AVtorget feedback
    0
    (0% positive tilbakemeldinger)
    Sitat Opprinnelig postet av jane
    Sitat Opprinnelig postet av Snickers-is
    I formelen fc = 1/(2*pi*R*C) så skal man vel strengt talt ta hensyn til høyttalerens impedans også? Det er jo slik man regner ut et delefilter. Derimot er ikke forskjellen veldig merkbar, da kabelimpedansen blir svært lav i de høye frekvensene uansett. Skal man overføre signaler til en forsterker med innimpedans på 10 kohm, vil jo innslaget av kapasistans være svært mye mer vesentlig.
    Formelen er en forenkling for å betrakte bidraget fra kabelen. For å få riktig knekkfrekvens må forsterkerens utgangsimpedans tas i med i regnestykket. Men siden denne ofte er rimelig lav og jeg havnet i MHz-området er det kun av akademisk interesse å regne videre på det :wink:
    For at dette skal være interessant må først kabelens kondensatoreffekt føre til at impedansen i kabelen paralelt med elementet fører til noe som minner om et andreordens filter. Dersom vi ser bort fra induktansleddet kan vi vel bruke kondensatorformelen fra Linkwitz-Riley-filteret:

    F=0,0796/(R*F) Gir oss 0,0796/(8*0,000000001)=9,95Mhz Dette er selvfølgelig forutsatt at kondensatoren backes opp av en spole på 0,25µH.

    Bruker vi butterworthformelen kommer vi på nesten det dobbelte, altså 19,875Mhz

    Bruker vi kabelresistansen på for eksempel Butterworthvarianten får vi en senterfrekvens på 1,325Ghz. Det er jo en vesentlig forskjell, men selv med en senterfrekvens på 10Mhz ligger vi tross alt nesten 9 oktaver over det hørbare området. For hver gang man dobler impedansen vil senterfrekvensen flytte seg en oktav lavere.

    Det som heller ikke er nevnt her er jo at, selvom kabelens serieimpedans er brukt som beregningegrunnlag, er det ikke nevnt at kapasistansen er fordelt over hele kabelens lengde, på samme måte som resistansen i kabelen. En langt mer vesentlig faktor er at kabelen har en induktans som er med på å forsterke innslaget av kapasistansen ved høye frekvenser. Hvis vi forenkler det til Linkwitz-Riley ville senterfrekvensen, om vi tok hensyn til kabelens resistans, bli på under 700Mhz, og ikke de nevnte 26 Mhz. Da nermer vi oss faktisk at kabelen gir oss et reelt innslag, vi ligger nå bare 5 oktaver utenfor det hørbare området.

    Konklusjonen bør være at hvis vi holder kabelens resistans og induktans på et lavt nivå, og holder kapasistansen på et moderat nivå vil vi ikke få et hørbart innslag.

    Dersom vi øker lengden vil også både resistans og induktans være med på å sterkt redusere kontrollen i bassen, da det går ut over dempningsfaktoren til forsterkeren.

  15. #15
    Guru Snickers-is sin avatar
    Medlem siden
    Nov 2003
    Poster
    11,171
    Takk & like
    Nevnt
    0 post(er)
    AVtorget feedback
    0
    (0% positive tilbakemeldinger)
    Sitat Opprinnelig postet av hildrum
    hemm slik ja, men det er å regne som resitans, kapasitans også ?
    Kapasistans er å regne som impedans (motstand i vekselstrømskretser som er frekvensavhengig kalles impedans). Det "kan ikke" lekke vekselstrøm gjennom en kondensator. (det kan det, men det er svært lite og kalles lekkstrøm.

  16. #16
    Guru Snickers-is sin avatar
    Medlem siden
    Nov 2003
    Poster
    11,171
    Takk & like
    Nevnt
    0 post(er)
    AVtorget feedback
    0
    (0% positive tilbakemeldinger)
    Sitat Opprinnelig postet av jane
    Sitat Opprinnelig postet av Snickers-is
    Det som kan påvirke lyden i kabler, utover resistans, induksjon og kapasistans, er crossoverforvrengning, viberasjon, skineffekt, forvrengning på grunn av urenheter i materiale, på grunn av overganger mellom legeringer (for eks sølvbelegg på kobber), på grunn av strøm som vandrer mellom kordeller, og reflekser (stående bølger) i kabler. Alle disse tingene er selvsagt mikroskopiske, men skal det være så skal det være :wink:
    Mye at dette er relevant når vi snakker om høye frekvenser -- f eks skinneffekt og refleksjoner. Når du nevner crossoverforvregning tenker jeg på forvregning i slutt-trinn klasse AB, hva tenkte du på?
    Urenheter i materialer har jeg ikke nok kunnskap til å uttale meg om. Finnes det en ekspert på faststoff-fysikk her inne?
    Det som er årsaken til de lanserte teoriene rundt crossoverforvrengning er for det første dannelse av ioner i dielektrumet som løes ut idet signalet polvender. Enkelte kabler er forsynt med batterier for å dope dielektrumet. Det er kommet en ny kabel fra AudioQuest (tror jeg) som har dette. Ellers er dette en gammel metode. Effekten er også tilstede i kondensatorer, og i delefilter er det benyttet seriekoblede kondensatorer med en forspenning, eller doping på 9 volt som flytter crossoverforvrengningen til litt over 20 watt, slik at efekten skal bli mindre ved mikrodetaljer.

  17. #17
    Newcomer
    Medlem siden
    Nov 2003
    Poster
    91
    Takk & like
    Nevnt
    0 post(er)
    AVtorget feedback
    0
    (0% positive tilbakemeldinger)
    okey

  18. #18
    Intermediate jane sin avatar
    Medlem siden
    Dec 2003
    Poster
    1,259
    Takk & like
    Nevnt
    0 post(er)
    AVtorget feedback
    0
    (0% positive tilbakemeldinger)
    Sitat Opprinnelig postet av Snickers-is
    For at dette skal være interessant må først kabelens kondensatoreffekt føre til at impedansen i kabelen paralelt med elementet fører til noe som minner om et andreordens filter. Dersom vi ser bort fra induktansleddet kan vi vel bruke kondensatorformelen fra Linkwitz-Riley-filteret:

    F=0,0796/(R*F) Gir oss 0,0796/(8*0,000000001)=9,95Mhz Dette er selvfølgelig forutsatt at kondensatoren backes opp av en spole på 0,25µH.
    Kan du fortelle hvor du har tallene fra? Hva er f eks 0,000000001 og hvor kommer karakteristikkene fra kabelen inn i bildet. Og hvor tar du 0,25uH fra, når du skulle se bort fra induktansleddet?
    I utgangspunket er det noe fundamentalt feil i formelen du bruker, du har F på begge sider av likhetstegnet.
    Bruker vi butterworthformelen kommer vi på nesten det dobbelte, altså 19,875Mhz.
    Og hva forteller det? Antagelig at du bruker feil formler, eller at metodikken er feil.
    Hvis du får to forskjellig svar på samme konkrete problemstilling er det som regel ugler i mosen.

  19. #19
    Guru Snickers-is sin avatar
    Medlem siden
    Nov 2003
    Poster
    11,171
    Takk & like
    Nevnt
    0 post(er)
    AVtorget feedback
    0
    (0% positive tilbakemeldinger)
    Hehe, selvsagt er det feil i den ene formelen. Den skal være F=0,0796/(R*C)

    0,000000001Farad = 1nFarad, som er kapasistansen for 5 meter kabel med 200 pFarad/m

    Det at jeg får to svar kan du lett finne forklaringen på i innlegget mitt.

    9,96Mhz: Dette er virkningen av kondensatoren i et Linkwitz-Riley filter av 2. orden (12dB/oktav). Dette filteret er ikke komplett uten en spole på 0,25µH. Dersom vi ser for oss at kabelen litt forenklet bidrar med denne spoleeffekten vil vi få noe som likner på en Linkwitz-Riley-flanke ved 9,95 Mhz.

    19,875Mhz: Dersom vi ser helt bort fra induktansen vil vi få en 1.ordens Butterworth-flanke (6dB/oktav). Denne frekvensen vil synke med kabelresistans og induktans, noe som jeg forsøkte å belyse med Linkwitz-Riley-eksempelet.

    I virkeligheten vil vi ikke kunne se bort fra hverken induktans, kapasistans eller resistans, og vi vil da heller ikke få hverken 2. ordens eller 1. ordens karakteristikk. Det som derimot er sikkert er at vi vil få en karakteristikk som er høyere enn 6dB/oktav, og som i mange tilfeller vil ligge i nærheten av 12 dB/oktav. Den vil aldri komme opp i 18 dB/oktav, så det er all grunn til å tro at knekkpunktet ligger på rundt 5-15 Mhz i praksis i dette eksempelet.

    Det som gjør virkningen av kapasistans mer vesentlig er: lengre kabler, høyere høyttalerimpedans, dårligere dempningsfaktor i forsterkeren og høyere induktans i kabelen.

    Kilde: TheLoudspeakerDesignCoockBook4

  20. #20
    Guru Snickers-is sin avatar
    Medlem siden
    Nov 2003
    Poster
    11,171
    Takk & like
    Nevnt
    0 post(er)
    AVtorget feedback
    0
    (0% positive tilbakemeldinger)
    Hvis noen har induktansen på en slik kabel kan jeg kjøre en simulering av en 5m lampettledning og se hva slags resultat vi får!

Side 1 av 2 1 2 SisteSiste

Stikkord for denne tråden

Regler for innlegg

  • Du kan ikke starte nye tråder
  • Du kan ikke svare på innlegg / tråder
  • Du kan ikke laste opp vedlegg
  • Du kan ikke redigere meldingene dine
  •