스피커 와이어

Speaker wire
2도체 구리 스피커 와이어
벗겨진 스피커 전선

스피커 전선은 확성기와 오디오 앰프 사이의 전기 연결을 위해 사용된다.현대의 스피커 와이어는 플라스틱(PVC, PE 또는 테플론 등)에 의해 개별적으로 절연되거나 덜 일반적으로 고무로 절연되는 두 개 이상의 전기 도체로 구성된다.두 와이어는 전기적으로 동일하지만 올바른 오디오 신호 극성을 식별하도록 표시된다.가장 일반적으로, 스피커 전선은 지퍼 코드의 형태로 나온다.

스피커 전선이 그것이 전달하는 신호에 미치는 영향은 청각적, 높은 충실도의 세계에서 많이 알려진 주제였다.이러한 점들에 대한 많은 광고 청구의 정확성은 스피커 와이어의 가장 중요한 특징인 단순한 전기 저항성을 강조하는 전문 기술자들에 의해 논란이 되고 있다.

역사

초기 스피커 케이블은 일반적으로 천 테이프, 왁스 처리된 종이 또는 고무로 절연된 동선에 발이 묶였다.휴대용 애플리케이션의 경우 기계적인 이유로 쌍으로 꼬인 공통 램프코드를 사용했다.케이블은 종종 한쪽 끝에 제자리에 땜질되어 있었다.다른 종단에는 크림프 연결을 위한 결합 기둥, 단자 스트립 및 스페이드 러그가 있었다.2-컨덕터 ¼인치 팁 슬리브 전화 잭은 1920년대와 30년대에 편리한 종단기로 사용되기 시작했다.[1]

일부 초기 스피커 케이블 설계에서는 확성기의 전자석에 전력을 공급하기 위해 정류된 직류를 위한 또 다른 한 쌍의 와이어가 특징이었다.[2]기본적으로 현재 제조된 모든 스피커는 1940년대와 1950년대에 필드 전자석 스피커를 교체한 방식인 영구 자석을 사용한다.

설명

스피커 와이어는 전기 임피던스인 Z에 의해 설명되는 수동 전기 구성 요소다.임피던스는 성능을 결정하는 세 가지 특성, 즉 임피던스의 실제 부분 또는 저항과 임피던스의 가상 구성 요소인 캐패시턴스 또는 인덕턴스로 나눌 수 있다.이상적인 스피커 와이어는 저항, 캐패시턴스 또는 인덕턴스가 없다.와이어가 짧고 두꺼울수록 저항성이 낮아지는데, 와이어의 전기 저항은 길이와 비례하고 단면 면적(초전도체 제외)은 반비례하기 때문이다.전선의 저항이 성능에 가장 큰 영향을 미친다.[3][4]전선의 캐패시턴스와 인덕턴스는 확성기의 캐패시턴스와 인덕턴스에 비해 경미하기 때문에 효과가 적다.스피커 배선 저항이 스피커 임피던스의 5% 미만으로 유지되는 한, 도체는 가정용으로 적합할 것이다.[4]

스피커 전선은 가격, 시공 품질, 미적 목적, 편의성에 따라 선택된다.좌초된 와이어는 고체 와이어보다 유연성이 뛰어나 이동 가능한 장비에 적합하다.벽 안, 바닥 덮개 밑 또는 몰딩(예: 가정 내) 뒤가 아닌 노출되는 와이어의 경우 외관이 이점이 될 수 있지만 전기적 특성과는 무관하다.재킷을 더 잘 입는 것은 두껍거나 단단할 수 있고 도체에 화학적으로 반응하지 않을 수 있으며, 엉킬 가능성이 적고 다른 와이어 그룹을 통해 당기기 쉽거나, 비국내 사용을 위한 여러 차폐 기법을 포함할 수 있다.[citation needed]

저항

저항은 단연코 스피커 와이어의 가장 중요한 사양이다.[4]저저항 스피커 와이어는 앰프의 파워를 더 많이 허용하여 확성기의 음성 코일에 전원을 공급한다.따라서 스피커 와이어와 같은 도체의 성능은 길이를 제한하고 단면적을 최대화함으로써 최적화된다.이 저항은 듣는 사람의 청력에 따라 저항력이 화자의 임피던스의 5%를 넘으면 청각적 효과를 내기 시작한다.[4]

스피커 와이어의 임피던스는 와이어의 저항, 와이어의 경로 및 국소 절연체의 유전적 특성을 고려한다.또한 후자의 두 요인은 와이어의 주파수 응답을 결정한다.스피커의 임피던스가 낮을수록 스피커 와이어의 저항은 더 큰 의미를 갖는다.

대형건물이 상호연결 스피커 및 증폭기에 대한 와이어가 장시간 연결되어 있는 경우 배선 손실을 줄이기 위해 정전압 스피커 시스템을 사용할 수 있다.

와이어 게이지

와이어가 두꺼우면 저항이 감소한다.16 게이지 이상의 스피커 연결 케이블의 저항은 일반적인 8옴 스피커에 대한 표준 국내 확성기 연결에서 15미터 이하의 주행에서 감지할 수 있는 효과가 없다.[4]스피커 임피던스가 떨어짐에 따라 감쇠 계수에 대한 저하를 방지하기 위해 하단 게이지(헤비어) 와이어가 필요하며, 이는 음성 코일의 위치에 대한 앰프의 제어를 측정하는 척도다.

단열재 두께나 종류도 단열재 품질이 우수하고 전선 자체와 화학적으로 반응하지 않는 한 음향 효과가 없다(단열재 불량으로 구리 도체의 산화를 가속화하여 시간이 지남에 따라 저항이 증가하는 경우가 종종 발견되어 왔다.[citation needed]2옴 스피커 회로를 사용하는 고출력 차내 오디오 시스템은 4옴에서 8옴까지의 가정용 오디오 애플리케이션보다 두꺼운 와이어를 필요로 한다.

대부분의 소비자 애플리케이션은 두 개의 도체 와이어를 사용한다.일반적인 경험 법칙은 스피커 와이어의 저항이 시스템의 정격 임피던스의 5%를 초과하지 않아야 한다는 것이다.아래 표는 이 지침에 따라 권장되는 길이를 보여준다.

두 도체 동선의[4] 최대 와이어 길이
와이어 크기 2Ω 부하 4Ω 부하 6Ω 부하 8Ω 부하
22 AWG(0.326 mm2) 3피트(0.9m) 6피트(1.8m) 9피트(2.7m) 12피트(3.6m)
20 AWG(0.518 mm2) 5ft(1.5m) 10피트(3m) 15ft(4.5m) 20피트(6m)
18 AWG(0.823 mm2) 8피트(2.4m) 16피트(4.9m) 24피트(7.3m) 32피트(9.7m)
16 AWG(1.31 mm2) 12피트(3.6m) 24피트(7.3m) 36피트(11m) 48피트(15m)
14 AWG(2.08 mm2) 20피트(6.1m) 40피트(12m) 60피트(18m)* 80피트(24m)*
12 AWG(3.31 mm2) 30피트(9.1m) 60피트(18m)* 90피트(27m)* 120피트(36m)*
10 AWG(5.26 mm2) 50피트(15m) 100피트(30m)* 150피트(46m)* 200피트(61m)*

* 이론상, 무거운 전선은 더 오래 작동할 수 있지만 권장 가정용 오디오 길이는 15m(50피트)를 초과해서는 안 된다.[4]

와이어가 커질수록 SWG(표준 와이어 게이지)와 AWG(미국 와이어 게이지)의 게이지 수가 줄어든다.제곱 밀리미터의 사이즈는 미국 밖에서 흔하다.공급자와 제조업체는 종종 그들의 케이블을 스트랜드 수로 지정한다.189개의 스트랜드 카운트 와이어는 1.5mm의 단면적을2 가지며, 이는 mm당2 126.7개의 스트랜드에 해당한다.[5]

와이어 소재

스피커 와이어의 경우 구리 또는 구리 코팅 알루미늄(CCA)의 사용이 다소 보편적이다.구리는 다른 대부분의 적절한 물질에 비해 저항이 낮다.CCA는 다소 높은 저항을 감수하면서 더 저렴하고 가볍다(동 두 AWG 수치가 올라가는 것과 거의 동일).구리와 알루미늄은 둘 다 산화되지만 구리의 산화물은 전도성이 있는 반면 알루미늄의 산화물은 단열성이 있다.여러 등급으로 판매되는 무산소 구리(OFC)도 제공된다.다양한 등급은 전도성과 내구성이 뛰어나다는 평가를 받지만 오디오 적용에는 큰 이점이 없다.[4]일반적으로 사용할 수 있는 C11000 ETP 동선은 스피커 케이블 애플리케이션에서 고비용 C10200 무산소(OF) 동선과 동일하다.훨씬 비싼 C10100은 은 불순물을 제거하고 산소를 0.0005%로 줄인 고도로 정제된 구리인데, 전도율이 1%만 상승해 오디오 적용에서는 미미한 수준이다.[4]

은은 구리보다 저항성이 약간 낮아 얇은 철사가 같은 저항을 가질 수 있다.은은 비싸기 때문에 같은 저항력을 가진 동선은 상당히 비용이 적게 든다.은은 변색을 하여 얇은 황화은 표면층을 형성한다.

금은 구리나 은에 비해 저항성이 높지만 순금은 산화되지 않아 와이어 엔드 종단 도금에도 사용할 수 있다.

캐패시턴스 및 인덕턴스

캐패시턴스

캐패시턴스는 절연체로 분리된 두 도체 사이에서 발생한다.오디오 케이블에서, 캐패시턴스는 케이블의 두 도체 사이에서 발생한다. 그 결과로 발생하는 손실을 "유전 손실" 또는 "유전 흡수"라고 부른다.캐패시턴스는 또한 케이블의 도체와 집배선과 습기찬 기초 콘크리트를 포함한 근처의 전도성 물체 사이에서 발생한다. 이를 "스트레이 캐패시턴스"라고 한다.

병렬 캐패시턴스는 함께 추가되므로 유전체 손실과 유격 캐패시턴스 손실 모두 순 캐패시턴스에 추가된다.

오디오 신호는 교류하므로 그러한 캐패시턴스에 의해 감쇠된다.감쇠는 주파수에 반비례하여 발생한다: 높은 주파수는 저항을 적게 받고 주어진 캐패시턴스를 통해 더 쉽게 누출될 수 있다.감쇠량은 주어진 주파수에 대해 계산할 수 있으며, 그 결과를 용량성 리액턴스라고 하며, 이는 옴 단위로 측정한 유효 저항이다.

여기서:

  • 은(는) 헤르츠 단위의 주파수 및
  • 은(는) 패러드의 캐패시턴스다.

이 표에는 다양한 주파수 및 캐패시턴스에 대한 용량성 리액턴스(높은 값은 더 낮은 손실을 의미한다)가 표시되며, 강조 표시된 행은 30V RMS에서 1% 이상의 손실을 나타낸다.

캐패시턴스 100Hz 200Hz 500Hz 1,000Hz 2,000Hz 5,000Hz 10,000 Hz 2만 Hz 5만 Hz
100 pF(0.1 nF) 15,915,508 7,957,754 3,183,102 1,591,551 795,775 318,310 159,155 79,578 31,831
200 pF(0.2 nF) 7,957,754 3,978,877 1,591,551 795,775 397,888 159,155 79,578 39,789 15,916
500pF(0.5nF) 3,183,102 1,591,551 636,620 318,310 159,155 63,662 31,831 15,916 6,366
1,000 pF(1nF) 1,591,551 795,775 318,310 159,155 79,578 31,831 15,916 7,958 3,183
2,000 pF(2nF) 795,775 397,888 159,155 79,578 39,789 15,916 7,958 3,979 1,592
5,000 pF(5nF) 318,310 159,155 63,662 31,831 15,916 6,366 3,183 1,592 637
10,000 pF(10nF) 159,155 79,578 31,831 15,916 7,958 3,183 1,592 796 318
20,000 pF(20nF) 79,578 39,789 15,916 7,958 3,979 1,592 796 398 159
50,000 pF(50nF) 31,831 15,916 6,366 3,183 1,592 637 318 159 64
100,000 pF (100 nF) 15,916 7,958 3,183 1,592 796 318 159 80 32
20만 pF(200nF) 7,958 3,979 1,592 796 398 159 80 40 16
500,000 pF(500 nF) 3,183 1,592 637 318 159 64 32 16 6

스피커 와이어의 전압은 증폭기 전원에 따라 달라진다. 채널당 100와트 증폭기의 경우 전압은 약 30볼트 RMS가 된다. 그러한 전압에서 용량성 리액턴스의 3,000옴 이하에서 1%의 손실이 발생한다.따라서 청각(최대 20,000Hz) 손실을 1% 미만으로 유지하려면 케이블의 총 캐패시턴스를 약 2,700pF 미만으로 유지해야 한다.

일반 램프 코드의 캐패시턴스는 피트당 10~20pF의 캐패시턴스와 약간의 유격 캐패시턴스 피코파라드가 있어 50피트(도체 총 100피트) 주행 시 가청 범위에서 용량성 손실이 1% 미만이다.일부 프리미엄 스피커 케이블은 인덕턴스를 낮추기 위해 캐패시턴스가 더 높다. 100–300 pF가 대표적이다. 이 경우 용량성 손실이 약 5피트(도체 10피트) 이상 주행 시 1%를 초과하게 된다.

인덕턴스

모든 도체에는 인덕턴스가 있어 전류의 변화에 대한 내성이 내재되어 있다.그러한 저항을 유도 리액턴스라고 하며 옴 단위로 측정한다.유도 리액턴스는 전류가 얼마나 빨리 변화하고 있는지에 따라 달라진다. 즉, 전류의 빠른 변화(높은 주파수)는 느린 변화(낮은 주파수)보다 더 높은 유도 리액턴스를 만난다.유도 리액턴스는 다음 공식을 사용하여 계산한다.

여기서:

  • 은(는) 헤르츠 단위의 주파수 및
  • 은(는) 헨리의 인덕턴스다.

오디오 신호는 교류하므로 인덕턴스에 의해 감쇠된다.다음 표는 다양한 오디오 주파수에서 일반적인 케이블 인덕턴스에 대한 유도 리액턴스(하단 평균 저손실)를 보여준다. 강조 표시된 행은 30V RMS에서 1% 이상의 손실을 나타낸다.

인덕턴스(μH) 100Hz 200Hz 500Hz 1,000Hz 2,000Hz 5,000Hz 10,000 Hz 2만 Hz 5만 Hz
0.1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0
0.2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.1
0.5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.1 0.2
1 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.1 0.1 0.3
2 0.0 0.0 0.0 0.0 0.0 0.1 0.1 0.3 0.6
5 0.0 0.0 0.0 0.0 0.1 0.2 0.3 0.6 1.6
10 0.0 0.0 0.0 0.1 0.1 0.3 0.6 1.3 3.1
20 0.0 0.0 0.1 0.1 0.3 0.6 1.3 2.5 6.3
50 0.0 0.1 0.2 0.3 0.6 1.6 3.1 6.3 15.7
100 0.1 0.1 0.3 0.6 1.3 3.1 6.3 12.6 31.4
200 0.1 0.3 0.6 1.3 2.5 6.3 12.6 25.1 62.8
500 0.3 0.6 1.6 3.1 6.3 15.7 31.4 62.8 157.1

스피커 와이어의 전압은 증폭기 전원에 따라 달라진다. 채널당 100와트 증폭기의 경우 전압은 약 30V RMS가 된다. 그러한 전압에서 유도 리액턴스의 0.3Ω 이상에서 1% 손실이 발생한다.따라서 청각(최대 20,000Hz) 손실을 1% 미만으로 유지하려면 케이블의 총 인덕턴스를 약 2μH 미만으로 유지해야 한다.

일반 램프 코드는 차폐 코드와 마찬가지로 0.1–0.2 μH/ft의 인덕턴스를 가지므로 [6]최대 5피트(총 도체 10피트)까지 주행하면 청각 범위에서 1% 미만의 유도 손실이 발생한다.일부 프리미엄 스피커 케이블은 높은 캐패시턴스 비용으로 인덕턴스가 낮다. 0.02-0.05μH/foot가 대표적이다. 이 경우 최대 25피트(도체 50피트)까지 구동하면 귀납 손실이 1% 미만이다.

피부 효과

오디오 케이블의 피부 효과는 도체가 속이 빈 금속 파이프인 것처럼 도체의 중앙보다 표면에 고주파 신호가 더 많이 이동하는 경향이다.[3]이러한 경향은 자가 인덕턴스에 의해 발생하며, 케이블은 더 높은 주파수에서 더 강한 내성을 갖게 되고, 낮은 주파수만큼의 전력으로 높은 주파수를 송신하는 능력이 감소한다.케이블 도체는 지름이 증가함에 따라 전체적인 저항은 적지만 피부 효과는 증가한다.도체에서 금속을 선택하는 것 역시 차이를 만든다: 은은 구리보다 피부 효과가 크다; 알루미늄은 효과가 적다.피부 효과는 무선 주파수 또는 마일 및 킬로미터 가치의 고압 송전 라인과 같은 장거리에서 중요한 문제지만, 피트와 미터로 측정한 단거리에 걸쳐 전달되는 오디오 주파수에서는 문제가 아니다.스피커 케이블은 일반적으로 좌초된 도체로 만들어지지만 서로 접촉하는 나금속 가닥은 피부 효과를 완화시키지 못한다. 가닥 묶음은 오디오 주파수에서 하나의 도체 역할을 한다.[7]리츠 와이어(개별적으로 절연된 가닥)는 피부 효과를 줄이기 위한 고급 스피커 와이어의 일종이다.또 다른 방법은 구리 가닥에 저항이 적은 은으로 도금하는 것이다.[8]

마케팅 주장과 관계없이 피부 효과는 확성기나 기타 오디오 신호에 대한 일반적인 저렴한 케이블에서 들을 수 없고 무시할 수 있는 효과를 가진다.[9]20,000 Hz에서 신호에 대한 저항의 증가는 3% 미만이다. 공통 홈 스테레오 시스템의 경우 몇 밀리옴 범위에서, 경미하고 들리지 않는 정도의 감쇠.[7][10][11]

종료

스피커 와이어 종단은 스피커 와이어를 앰프와 확성기 모두에 쉽게 연결할 수 있다.종단의 예로는 납땜되거나 크림핑된 핀 또는 스페이드 러그, 바나나 플러그 및 2핀 DIN 커넥터를 들 수 있다.Neutrik(viz, Speakon)의 상용 스피커 와이어 커넥터는 쉽게 당겨지지 않고, 만들거나 끊을 때 부분적인 접촉을 하지 않으며(1/4 플러그와 소켓은 원래 그렇게 한다) 일부 버전에서 다중 회로를 제공한다.실제 전기 접점의 유형(즉, 종단)은 와이어의 각 단부에 있는 장비의 커넥터에 의해 결정된다.일부 종단부는 금도금이다.

많은 스피커와 전자제품은 유연한 5방향 결합 기둥을 가지고 있는데, 이 기둥은 맨 와이어와 핀 또는 스프링이 있는 바나나 플러그를 수용하기 위해 스프링에 의해 고정되거나 나사로 고정될 수 있다.

품질논의

하이엔드 케이블이 오디오 시스템에 미치는 영향을 둘러싸고 오디오 애호가들 사이에서는 논의의 중심인 변경의 청각성을 둘러싼 논쟁이 있다.일부 스피커 와이어 마케터들은 디자인이나 이국적인 재료로 청각적 개선을 주장하지만, 대부분의 스피커와 특히 fr에서 발견되는 복잡한 크로스오버 회로의 영향 때문에 파워앰프에서 확성기의 결합 기둥까지 몇 미터 길이의 스피커 와이어가 큰 영향력을 가질 수 없다고 회의론자들은 말한다.스피커 드라이버 음성 코일(수미터의 매우 얇은 철사가 있음)향상된 오디오 품질에 대한 주장을 정당화하기 위해, 많은 고급 스피커 케이블의 마케팅 담당자들은 피부 효과, 특성 임피던스 또는 공명 같은 전기적 특성, 즉 일반적으로 소비자가 거의 이해하지 못하는 특성을 인용한다.이들 중 어느 것도 오디오 주파수에서 측정 가능한 효과는 없지만 각각은 무선 주파수에서 발생한다.[12]업계 전문가들은 음향 시스템 측정과 청취자의 이중 블라인드 ABX 테스트를 통해 고품질 주장을 반증했다.[4][13]그러나 스피커 와이어의 전반적인 저항이 너무 높아서는 안 된다는 데는 의견이 일치한다.[4]또한 스피커 케이블 품질의 관찰된 문제점은 가정용 스테레오처럼 수동적인 크로스오버가 있는 확성기의 경우 가장 크다.[14]

승인된 지침은 배선 저항이 전체 회로의 5%를 초과해서는 안 된다는 것이다.주어진 재료의 경우 저항은 길이와 두께의 함수(특히 단면적에 대한 길이 대 단면적의 비율)이다.이 때문에 저임피던스 스피커는 저저항 스피커 와이어가 필요하다.[4]더 긴 케이블은 더 두꺼워져야 한다.[15]5% 가이드라인이 충족되면 굵은 와이어가 개선되지 않는다.[4]

McIntosh Labs의 엔지니어 겸 스피커 디자이너였던 Roger Russell은 스피커 와이어 – A History라고 불리는 온라인 에세이에서 값비싼 스피커 와이어 브랜드 마케팅이 소비자들에게 얼마나 잘못된 정보를 제공하는지를 자세히 설명한다.그는 "산업계는 청취 청구가 여전히 이루어질지 모르지만 이제 저항과 청취 품질은 더 이상 문제가 되지 않는 지경에 이르렀다"고 쓰고 있다.이들 제품을 판매하는 전략은 부분적으로 독특하고 값비싼 것으로 타인에게 깊은 인상을 주려고 하는 사람들에게 어필하는 것이다."[4]

참고 항목

참조

  1. ^ "Auxiliary Loudspeaker". Popular Science. Bonnier Corporation. 124 (2): 54. February 1934. ISSN 0161-7370.
  2. ^ Nelson, Paul H. (December 1934). "Low-Cost Rectifier For Extra Speaker". Popular Science. Bonnier Corporation. 125 (6): 62. ISSN 0161-7370.
  3. ^ a b ProCo 사운드.백서: "스피커 케이블 이해"
  4. ^ a b c d e f g h i j k l m n Russell, Roger (1999–2007). "Speaker Wire - A History". Retrieved 17 July 2009.
  5. ^ Cables4less (2012). "Speaker Cables and Adaptors". Retrieved 6 April 2012.
  6. ^ 18-2 차폐 코드 데이터 시트 1페이지 웨스트 펜 와이어검색된 2011-05-24
  7. ^ a b Rozenblit, Bruce (1999). Audio reality: myths debunked, truths revealed. Transcendent Sound. pp. 29–30. ISBN 0966961102.
  8. ^ Newell, Philip; Holland, Keith (2007). Loudspeakers: For Music Recording And Reproduction. Focal Press. p. 170. ISBN 0240520149.
  9. ^ Watkinson, John (1998). The art of sound reproduction. Focal Press. p. 188. ISBN 0240515129. ...skin effect at the highest audio frequency is so small that it can be totally neglected.
  10. ^ DellaSala, Gene (August 29, 2004). "Skin Effect Relevance in Speaker Cables". Audioholics Online A/V Magazine. Audioholics. Retrieved March 10, 2012.
  11. ^ "Feedback". New Scientist. IPC Magazines. 125: 70. 1990. It turned out that the extra resistance caused by the skin effect between 10 kHz and 20 kHz (the upper limit of even the best human ear) in a typical domestic situation is in the order of 5 milliohms. Sorry , but we remain unconvinced...
  12. ^ Elliott, Rod (October 29, 2004). "Cables, Interconnects & Other Stuff – The Truth". Elliott Sound Products. Retrieved March 11, 2012.
  13. ^ 젠슨 트랜스포머. 빌 휘트록, 2005년 오디오 및 비디오 시스템의 접지 루프 이해, 찾기 및 제거2010년 2월 18일 회수된 웨이백 머신에 2009-08-24 보관.
  14. ^ Duncan, Ben (1996). High performance audio power amplifiers. Newnes. p. 370. ISBN 0750626291.
  15. ^ 오디오 홀릭:온라인 A/V 매거진.진 델라살라 스피커 케이블 게이지(AWG) 지침 및 권장 사항 2008년 1월 21일

외부 링크