Newsgroups: sfnet.harrastus.audio+video.kotihifi
Subject: Re: O: Kaiutinkaapelit
References: <[email protected]>
	
	
	<[email protected]>
	
	<[email protected]>
From: Tomi Holger Engdahl 
Date: 01 Jul 1999 11:21:18 +0300
Message-ID: 
Organization: Helsinki University of Technology, Finland
Lines: 145
X-Newsreader: Gnus v5.3/Emacs 19.34
Timo Kajava  writes:
> > Koska kaiuttimen impedanssi muuttuu taajuuden mukaan, aiheuttaa
> > sarjavastus erilaisita vaimennusta eri taajuuksille, joten taajuusvaste
> Totta, mutta taas on kyseess{ kaiutin ja sen aiheuttamat muutokset, eik{
> kaapeli.

Kysesss� on kaiuttimen ja kaapelin yhdess� aiheuttamat muutokset.

Perustelut:
- Jos kaapelia ei olisi v�liss� ei mik��n muuttuisi oli kaiutin
  mink�lainen tahansa
- Jos normaalikaiuttimen ja vahvistimen v�liin laitetaan 
  suuriresistanssinen johto, niin taatusti taajuusvasti muuttuu
- Jos kaiutin olisi ideaalinen resistanssi, niin silloin taajuusvaste
  ei muuttuisi johdon resistanssin vaikutuksesta

Kuten aikaisemmin sanoin:

> > Johtoa ei kannata tarkastella yksin{{n vian omana
> > komponenttina, vaan johtoa pit{{ tarkastella yhdess{
> > kaiuttimen sek{ vahvistimen kanssa. Tuon vahvistinosa voinee
> Jos vahvistinta voi pit{{ ideaalina, miksi taas et pid{ johtoa ideaalina?

Jos johdon resistanssit ovat alle 0.1 ohmin voinen pit�� johtoa
aika ideaalina. T�ss� tilanteessa pid�n vahvistinta ideaalina,
koska niiden (hyvien) l�ht�impedanssit ovat tyypillisesti kymmenien
milliohmien luokkaa, eli pienemm�t kuin tuon kapelin.
Muista vahvistimen ep�ideaalisuuksilla kuin tuolla l�ht�impedanssilla
ei ole t�ss� tarkastelussa merkitt�v�� merkityst�.

> Vahvistimessa on huomattavasti enemm{n mahdollisuuksia taajuuden, vaiheen,
> antoj{nnitteen ja -virran heittelemisiin (esim. l{mm|n vaikutukset
> komponentteihin...)

Onhan noita mahdollisuuksia. Nykyp�iv�n vahvistimien takaisinkytkent�
kompensoi nuo n�tisti pois vahvistimen normaalilla toiminta-alueella.
Ainakin tuon l�ht�asteen osalta, mill� on t�s�s merkityst�.
En sitten ota kantaan miten nuo l�mm�t vaikuttavat vahvistimen s�r�ihin,
maksimiin tehonantoon jne. kun niill� ei ole t�ss� tarkastelussa
merkityst�.

> > Jos kaiuttimen impedanssi laskee diskanttitaajuuksilla, niin noilla
> > taajuksilla johdon h{vi|t ovat suuremmat kuin matalimmilla
> > -> diskantin taso laskee
>
> Paljonko tuo impedanssin muutos on? 

Tyypillisesti kotikaiuttimien minimi-impedanssi on luokka 3/4 osa
kaiuttimen nimellisest� impedanssista. Maksimi-impedanssi on
monesti jopa muutamaia kertoja nimellisimpedanssi.

Elektrostaattisilla kaiuttimilla tuo impedanssi korkeimmilla
taajuusilla voi laskea pariin ohmiin, vaikka olisi muilla
taajuuksilla l�hell� 8 ohmia.

> paljonko se vaikuttaa vaimennukseen (dB)?

Erilaisille kaapeleille lasketut kaapelin maksimipituudet, joilla
taajuusvasteen muutokset kaiuttimen kanssa ovat alle 0.5db. Ohmiluku
tarkoittaa kauittimen minimi-impedanssia. 

Kaiutin 8   6   4   3   2   1   ohm
Johto   
2x.75   10  8   5   4   2.5 1.3 m
2x1.0   14  10  7   5   3.5 1.7 m
2x1.5   21  16  10  8   5   2.6 m
2x2.5   35  26  17  13  8.5 4.4 m
2x4.0   56  42  28  21  14  7   m           

Taulukon tiedot ovat per�isin Pekka Tuomela: Rakekenna
HIFI-kaiuittimet -kirjasta. 

Jotta taajuustoiston virhe pysyisi alle 0.5 desibeliss�, pit��
kaapelin resistanssin olla alle kuusi prosenttia kaiuttimen
pienimm�st� impedanssiarvosta. Jos kaiuttimen minimi-impedanssiarvoa
ei ole tiedossa, niin voit olettaa sen olevan 3/4 osan ominaisarvosta. 

> Kuika paljon esim. tavallisen lappujohdon impedanssi muuttuu
> taajuuden fuktiona?
> ja mik{ on sen suhteellinen vaikutus vaimennukseen?


T�ss� v�h�n mittautuloksia 2 metrin mittaisesta 2x0.75mm^2
lappujohdosta (valkoinen litte� kalustekaapeli).

Resistanssi kaapelille: Liian pieni mitattavaksi luottevasti 
mittarilla t�lle kaapelille. Taulukon mukaan (Hjalma Sr�m
Teknisi� Taulukoita, 1983, sivu 379) 0,75 mm^2 noin 23 ohm/km, 
joten 2 metrin kaaelissa jossa kaisi johdinta kokonaisresistanssi
olisi 2 * 2m * 0,023 ohm/m = 0,092 ohm. Yleismittarilla (Biltema)
mitattuna saadut tulokset oli noin 0.3 ohmin luokkaa, koska liitokset
lis�siv�t resitanssia, ollaan ihan mitta-alueen alalaidassa ja 
yleismittarin ep�tarkkuus on +- pari numeroa viimeiss� desimaalissa
sek� +- prosentteja. Voitaneen vet� johtop��t�s, ett� johtimen
resistanssi on noin 0,1 ohmia.

Kapasitanssi: 240 pF (Lutronin RLC-mittailla 250 Hz taajuudella)

Induktanssi: Ainakaan  kolmella desimaalilla 2 mH alueella 
Lutronin RLC-mittairilla johto ei muuttanut mittaustulosta mitenk��n.
Oletus siis ett� impedanssi on luokka 0.001 mH tai v�hemm�n.

Tuosta kapasitanssista lakettua:
Kapasitanssi toimii vahvistimen rinnalla kuormituksena, jonka
impeedanssin minimi audiotaajuuksilla on noin 33 kohm
(20 KHz taajuudella) ja  maksimi on 33 Mohm (20 Hz).
Eli noilla ei merkityst�. Lis�nnev�t diskanttitaajuudella
vahvistimen kuormitusta (8 ohm tiapauksessa) vaivaiset 0.02 %
Vaikka olisi ihan kaikki kaiuttimen p��ss�, niin merkitys
todella olematon (todellisuudessa kapasitanssi on
jakautunut tasaisesti johdon markalle, joten vaikutus
viel�kin pienpi).

Jos johdon induktanssi olisi tuo 0.001 mH 
niin tuollaisena se lis�isi johdon kokonaisimpedanssia
(resistanssi ja induktanssi yhdess�) 20 Khz taajuudella
tuo induktanssi kasvattaisi noin 0.1 ohmin luokkaa.
20 Hz taajuudella tuhannesosa edellisest�. 


Vertailevia mittaustuloksia (Electronic World July/August 1996,
sivu 571) 5.6 metrin mittaisista kaiutinkaapeleista:

                Johto C     Johto J

Resistanssi:    59 mohm     50 mohm
Induktanssi:    3.5 uH      2,05 uH
Kapasitanssi:   551 pF      1460 pF

Johdot:
Johto C = Normaali verkkojohto (50 kuparis�ikinen, 0.25 mm s�ikeet)
Johto J = SupraPly (240 s�ikinen)

Artikkeli ei suoraan kertonut johtojen paksuuksia, mutta tuloksien
peruteella vaikuttivat olevan tuollaista o,75 mm^2 lamppujohtoa.

Jokainen voinee laske noista haluamiaan tuloksista seuraavilla
kaavoilla:

Impedanssi = 2 * pii * induktanssi * taajuus

Impednassi = 1 / (2 * pii * kapasitanssi * taajuus)

-- 
Tomi Engdahl (http://www.iki.fi/then/)