Изготавливаем межблочный кабель спиральной конструкции

Межблочные кабели Genom Silver и GENOM Cuprum

Желание сделать межблочный кабель высокого уровня с использованием серебряных проводников было у меня давно. Но, к сожалению, ни одна из попыток не завершилась изготовлением кабеля, который бы удовлетворил меня своим «качеством». Хотя было испытано большое количество прототипов с совершенного различной топологией кабелей — все уперлось в само качество серебряных проводников, не говоря уже о практической непригодности посеребренных. Дело в том, что в странах постсоветского пространства кабели, использующие серебряные проводники (за исключением мелких партий кабелей спецназначения) не выпускались, кроме того, качество и тех, что выпускались, было ориентировано на достаточность выполнения кабелями своих прямых функций, но никак не для целей аудио. Поэтому с данной мыслью пришлось расстаться до момента доступности необходимого материала. Впрочем, уже и тогда в Москву, одной из компаний специализирующихся на поставках электронных компонентов для самодельщиков, периодически завозилась серебряная моножила Jensen. Но меня остановило то, что изготовленные из нее кабели, которые мне довелось послушать, меня совершенно не впечатлили (справедливости ради, нужно отметить, что дело, скорее всего, было в конструкции или исполнении самих кабелей, как стало понятно по прошествии времени), что и определило дальнейшие усилия в направлении совершенствования кабелей на основе медной моножилы.

Интерес к серебряным проводникам не исчез, но перешел в стадию поисков у зарубежных поставщиков различных компонентов для самодельшиков в области аудио. В ходе этих поисков было обнаружено достаточно большое количество мест, где теоретически можно было бы разжиться серебряной моножилой с необходимыми параметрами и качеством. Но и здесь возникли препятствия по ее приобретению, связанные с особенностями национальной экономики, и пришлось ждать оказии, когда кто-то из знакомых окажется в одной из стран, где можно приобрести искомое. В конце концов, в дело вмешался Его Величество Случай, и мое любопытство было удовлетворено.

Волею судеб по переписке я познакомился с одним из страстных любителей музыки проживающим в США. Человеком не только ее глубоко понимающим и тонко чувствующим, но и прекрасно разбирающемся в построении высококлассных аудиотрактов. Он был настолько любезен, что предложил мне ознакомиться с одними из лучших серебряных моножил выпускающихся специально для применения в аудиокабелях и внутренней разводки аудиоаппаратуры компанией DH Labs под торговой маркой SilverSonic . От такого предложения я не смог отказаться.

В ходе нашего обмена мнениями по поводу конструкции кабеля, мне был дан совет обратить внимание на конструкцию кабеля со спиральной геометрией, предложенную Christopher J. VenHaus, и использующего серебряные проводники, . Я и раньше планировал поэкспериментировать с медными версиями кабеля на основе этой геометрии, но постоянно откладывал, по причине работы над вариантами межблочных кабелей использующих в своей конструкции проводники, взятые из кабелей utp/stp cat 5/5e. Результаты этих экспериментов возможно будут описаны еще в одной статье. В итоге для изготовления двух экземпляров кабелей из серебряных моножил диаметром 0,5 и 1мм за базовую была взята спиральная конструкция, описываемая Christopher J. VenHaus, но с рядом существенных изменений. Они коснулись геометрических размеров компонентов кабеля, диаметра моножилы, диэлектрических материалов и угла наклона витков. По сути это совершенно другое конструктивное решение, в котором от исходного варианта осталась одна геометрия.

Полученный результат настолько меня порадовал, что я немедленно принял вариант кабеля, изготовленный из моножил диаметром 1мм, за эталонный. И, боюсь, он долго будет оставаться таковым не только среди моих самодельных, но и среди промышленно изготовленных кабелей имеющих сколь какую-нибудь разумную стоимость. Версия кабеля из моножил 0,5мм несколько уступила своему более упитанному собрату за счет немножко менее убедительной передачи низких частот, хотя если сравнивать с изготовленными мной ранее медными кабелями, то она уверенно была впереди. Результат превзошел все ожидания, но мне не давала покоя одна мысль — насколько в полученном результате «виновато» применение высококачественных серебряных моножил, а насколько сама геометрия кабеля с внесенными мной изменениями? Ответить на этот вопрос было возможно лишь изготовив версию данного спирального кабеля на базе медных моножил максимально доступного мне качества, что я и не преминул сделать.

Этот кабель тоже порадовал меня своим уровнем, т.к. оказался лучшим из того, что мне удавалось до этого сделать из медных проводников. Это преимущество не подавляющее, но весьма заметное, и что более важно, конструкция кабеля получилась более простой, чем у лучших образцов изготовленных по другой топологии, а значит и более легко повторимой.

Данные модели кабелей я назвал GENOM Silver и GENOM Cuprum, исходя из вполне очевидных аналогий и некоторых конструктивных особенностей, которые станут понятны по мере прочтения статьи.

Что отрадно, мне удалось окончательно убедиться в несостоятельности мифа о якобы существующем дисбалансе тонального баланса в сторону высоких частот у кабелей использующих серебряные проводники и их якобы общем звуковом почерке с кабелями на основе медных посеребренных проводников. Просто людям, подпитывающем жизнь этих мифов, банально не повезло встретить серебро надлежащего для обсуждаемого применения качества и выводы были сделаны опрометчиво либо слишком поспешно.

Но хватит лирики. Итак, начнем.

Модель кабеля — GENOM Silver

Рассмотрим конструкцию кабеля с концептуальной точки зрения. По сути, основой кабеля являются два идентичных проводника намотанных по спирали в одном направлении на круглый диэлектрический сердечник. При этом шаг витков одинаков для обоих проводников, и расстояние между сигнальным и земляным проводниками равно половине шага витков одного проводника. Это и есть описание спиральной геометрии кабеля. Более наглядно это показано на рис.1. Там же приведены обозначения величин, размеров участков кабеля и формулы, которые понадобятся нам в дальнейшем.

межблочный кабель

рисунок 1.

Главной особенностью данной геометрии является возможность получения очень низкой величины погонной емкости кабеля и практическое отсутствие эффекта близости проводников при соблюдении определенного диаметра диэлектрического сердечника.

В отличие от конструкции предложенной Christopher J. VenHaus в данном кабеле намотка проводников производится против движения часовой стрелки и угол наклона витков b составляет 52 градуса, что является принципиальным. Конечно, с точки зрения электродинамики оптимальным должен быть угол наклона проводников в 45 градусов, но в ходе проверки различных вариантов я пришел к выводу, что именно при угле наклона витков бликом к 52 градусам обеспечивается более «правильный звук» кабеля. Вероятнее всего, это связано с какими то фундаментальными принципами устройства Мира, подобно золотому сечению и мн. др. Данная величина угла часто встречается в различных живых системах, как, например, в спирали ДНК, четко прослеживается в угле роста листьев, веток растений по отношению к стволу и т.п. В любом случае прямые углы скорее свойственны искусственным объектам, а природа, почему-то, упорно избегает этого.

Еще одним серьезным отличием является отказ от использования в качестве диэлектрического сердечника фторопластовой трубки, которая заменена полиолефиновой трубкой, диэлектрическая проницаемость которой лишь не намного уступает монолитному фторопласту (в случае использования чистого неокрашенного полиолефина). Это было связано с высокой «электризуемостью» фторопласта при трении, что в реальных условиях эксплуатации кабеля приводит к накоплению на нем больших по величине статических зарядов, что усугубляется еще и тем, что в конструкции кабеля уже присутствует фторопластовая изоляция у серебряных моножил. Кроме того, за счет применения полиолефина получился выигрыш по гибкости диэлектрического сердечника, а вследствие более высокой вязкости материала — лучшее механическое демпфирование кабеля.

Допустимый диаметр сердечника кабеля находится в пределах 4-7мм и 5-6,5мм для проводников диаметром 0,8мм и 1мм соответственно и ограничен снизу пятью диаметрами проводника, а сверху диаметром готового кабеля с учетом внешней изоляции, т.к. это напрямую связано с конструкцией RCA разъемов. Полиолефиновые трубки необходимого диаметра и с достаточной для наших целей толщиной стенок наиболее просто получить из обычной термоусаживающейся трубки с кратностью усадки 2 и диаметром 10 или 12,4 мм (в зависимости от требуемого диаметра) путем их нагревания до полной усадки. При этом обязательно использование неокрашенных полиолефиновых термоусаживающихся трубок (в крайнем случае, цветных полупрозрачных) без клеевого слоя по причине того, что только в этом случае материал диэлектрической трубки будет иметь минимальную диэлектрическую проницаемость. Дополнительную информацию о термоусаживающихся трубках (термоусадке) можно найти на сайте www.termousadka.ru .

межблочный кабель

фото 1

Примененная в конструкции кабеля серебряная моножила также принципиально отличается от рекомендованной в его конструкции Кристофера Венхауса . В нашем случае используется серебряная моножила с гарантированной чистотой материала 99,99% по всему объему проводника в изоляции AirMatrix. В процессе изготовления проводник был отожжен, что сняло внутренние напряжения материала, полученные в процессе его протяжки. Кроме этого проводник перед нанесением изоляции был идеально отполирован. Изоляция AirMatrix по своей сути представляет собой микропористый тефлон (микропористый фторопласт-4, Microporous Teflon PTFE) выполненный в виде ленты, которая особым способом при определенном температурном режиме наматывается на проводник, формируя слой герметичной изоляции. Диэлектрическая проницаемость материала составляет всего 1,2.

межблочный кабель

фото 2

Мой опыт использования в конструкциях кабелей проводников различного диаметра говорит о том, что оптимальный с точки зрения конечного результата диаметр моножилы ( в случае использования одиночных проводников) находится в диапазоне 0,7-1,1мм. Этот опыт был накоплен в основном при работе с медной моножилой. В случае серебряных моножил и в частности моножилы диаметром 0,5мм был получен прекрасный результат, но все же проявилась общая закономерность, а именно, смещение тонального баланса в сторону СЧ/BЧ частот по мере уменьшения диаметра проводника.

В результате всех этих экспериментов я пришел к выводу, что заявленная исходная чистота металла, примененного для изготовления проводников, сама по себе мало что значит, и просто не должна быть ниже 99,95%. Думается, что важнее сам технологический процесс получения проводника, который должен гарантировать однородность материала по чистоте в объеме проводника, а также обеспечивать минимальные внутренние структурные напряжения в нем. К этому еще и добавляются требования по обеспечению максимальной гладкости поверхности проводника. С точки зрения всех этих требований проводники DH Labs Silversonic Revelation Series — 18 awg. Solid Core — 99.99% pure Silver hook-up wire практически идеальны.

В конструкции кабеля для фиксации проводников навитых на центральную диэлектрическую трубку используется эластичная фторопластовая лента толщиной 0,2мм и шириной 15мм. Такую ленту можно легко приобрести в местах продаж сантехнического оборудования.

межблочный кабель

фото 3

В качестве внешней изоляции применена термоусадка необходимого диаметра из чистого неокрашенного полиолефина, аналогичная использованной для получения центрального диэлектрического стержня. См. фото 1.

межблочный кабель

рисунок 2

Все описанные элементы конструкции кабеля хорошо видны на рис. 2, изображающем поперечное сечение данной модели. Я не упомянул, что внутренний объем центральной трубки равномерно по объему заполнен хлопчатобумажным волокном, который обеспечивает общее механическое демпфирование кабеля, но подробнее об этом будет сказано в пошаговой инструкции по изготовлению кабеля.

Не менее важной частью конечной конструкции, чем сам кабель, являются примененные RCA разъемы, а также использованные при их пайке флюс и припой. Я полностью разделяю точку зрения Кристофера Венхауса на то, что наилучшими RCA разъемами наиболее соответствующими по качеству кабелю подобного уровня являются BulletPlug Cu и BulletPlug Ag производства Eichmann Technologies International, и WBT-0110 Cu и WBT-0110 Ag производства WBT. В случае желания достичь экстремально высокого качества кабеля, что будет заметно не в любом тракте, конечно же, лучше использовать версии этих разъемов с контактами, изготовленными из чистого серебра. Но стоимость этих разъемов уже выходит за рамки разумной. Поэтому мой выбор пал на медную версию разъемов BulletPlug, как абсолютно эквивалентную замену пафосным WBT-0110 Cu, при более разумной цене. О чем я ни разу не пожалел. При изготовлении кабеля допустимо использование и других разъемов, в которых, в отличие от BulletPlug, защитный колпачок выполнен из металла. Но для этих целей подходят далеко не все разъемы. Это в первую очередь связано с близостью проводников к внешней оболочке нашего кабеля и соответственно со скачком емкости на участке, где проводники практически соприкасаются с защитным колпачком разъема, который в свою очередь электрически связан с контактом земли разъема. Способ обойти эту проблему есть, и он рассмотрен в разделе этой статьи посвященном изготовлению Genom Cuprum.

межблочный кабель

фото 4

Для пайки разъемов я использовал безсвинцовый серебросодержащий припой WBT-0800, температура плавления которого составляет 178-180 гр. С, что гарантирует минимальный нагрев контактов разъема при пайке. В качестве флюса использован безкоррозийный жидкий флюс. Он является раствором очищенной канифоли в пропаноловом спирте (этиловый спирт неизбежно содержит в своем составе определенный процент воды, что является причиной коррозии).

Вот, пожалуй, и все, что стоило уточнить до момента описания процедуры изготовления кабеля как такового.

Пример расчета размеров компонентов кабеля

Применяемые в расчетах обозначения см. на рис. 1.

Для изготовления трубки сердечника была взята термоусадка диаметром 12 мм. После ее полного усаживания получилась трубка с Dт=6,5 мм.

Периметр окружности с радиусом равным сумме радиусов трубки сердечника и проводника с изоляцией рассчитывается по формуле P=3,1416(Dт+Dп)= 3,1416(6,5+1,5)=25,1328 мм. Идеальный угол наклона наклона витков b=52 градуса.

Рассчитаем длину шага витков по формуле S=P*tgb=25,1328*1,28=32,1699 мм.

Из практических соображений и удобства нанесения меток на поверхности трубки сердечника округлим шаг витков до целого числа и обозначим данную величину Sр=32 мм. Зная Sp и P вычислим реальный угол bр наклона витков при шаге равном 32 мм.

bр=arctg(Sp/P)=arctg(32/25,1328)=51,8539 градусов.

Отсюда получим tgbр=1,2732, cosbр=0,6177.

Теперь мы можем вычислить длину одного витка — Lв=P/cosbр=25,1328/0,6177=40,6877 мм.

Допустим, желаемая длина кабеля без учета разъемов составляет 750 мм. Отнимем от этой длины 20 мм, необходимых для фиксации проводников на краях трубки, и разделим эту величину на шаг витков. В результате получим число 22,8125. Округлим это число в большую сторону и примем его за количество витков проводника на сердечнике — N=23. Отсюда необходимая для изготовления кабеля длина сердечника — Lтр=Sр*N+20=32*23+20=756 мм.

Зная количество витков и длину витка вычислим длину одного проводника с учетом длины участка крепления (Lкр=10 мм) и допуска на пайку разъемов (10 мм) — Lпр=Lв*N+2(Lкр+10)=40,6877*23+2*(10+10)=975,8171 мм. Т.к. в конструкции кабеля одного канала используется 2а проводника, а количество каналов 2а, то нам для изготовления кабеля потребуется четырехкратная длина Lпр. Общий расход серебряной моножилы составит 3903,268 мм, т.е. приблизительно 4 метра.

Процедура изготовления

Процедура описана на примере изготовления кабеля в соответствии с вышеприведенным расчетом размеров. Для расчета предварительно нужно знать диаметр трубки сердечника, что выясняется при пробном усаживании участка трубки длиной 5-6 см.

1) Возьмем два отрезка термоусадочной трубки диаметром 12,4 мм (рекомендации по выбору находятся выше) и длиной Lтр + 50 мм. Длину трубки берется с запасом 50 мм, т.к. иногда в зависимости от партии/производителя при усаживании она может немного укоротиться. Само усаживание трубки лучше производить специальным феном (можно феном для волос), в крайнем случае, над пламенем газовой плиты (тогда нужно быть внимательным, чтобы не перегреть трубку). Нагрев трубки производится до ее полной усадки, после чего ее необходимо распрямить и дать остыть в таком состоянии. Далее каждый отрезок сердечника укорачивается до расчетной длины.

2) Теперь необходимо нанести на трубку метки, которые позволят нам произвести намотку проводников в соответствии с рассчитанным шагом витков. Для этого сначала вдоль всей поверхности трубки с помощью шариковой ручки и линейки проводится линия. Далее от края сердечника делается отступ в Lкр=10мм, и начиная с этого отступа наносятся метки синего цвета в соответствии с шагом витков. Нанесение меток заканчивается с другой стороны трубки на расстоянии Lкр=10мм от ее края. Далее ровно посередине между нанесенными на трубку метками синего цвета наносятся метки красного цвета. Пример разметки приведен на рис. 1.

3) У нас есть два отрезка моножилы с красным и белым цветом изоляции равные, как минимум, удвоенной длине проводника необходимого для изготовления одного кабеля . Моножилу в красной изоляции используем для намотки сигнального проводника, а в белой для земляного. Найдем тот конец красного проводника, со стороны которого изоляция может быть смотана естественным образом, как на фото 2, и смотаем изоляцию на 1-2мм. С этой стороны проводника и начинается его намотка. Для этого кладем проводник найденным концом вдоль линии, отмеченной на кабеле. При этом конец проводника выступает за край трубки сердечника на 10 мм. В этом положении фиксируем проводник к сердечнику отрезком фторопластовой ленты, которая наматывается на поверхность трубки только на участке Lкр. Теперь аккуратно и не спеша, соблюдая шаг витков, против часовой стрелки, в соответствии с метками синего цвета наматываем моножилу на сердечник. По достижении последней отметки фиксируем моножилу к сердечнику отрезком фторопластовой ленты на участке Lкр, и, отступив на 10 мм от края сердечника, обрезаем остаток моножилы.

Т.к. сердечник очень гибкий, то довольно тяжело наматывать проводник точно придерживаясь меток. Перед намоткой проводника очень удобно для облегчения данной задачи надеть сердечник на жесткий стержень подходящего диаметра. Таким стержнем может послужить отрезок стальной проволоки, спица для вязания и т.п.

4) Теперь берем моножилу в белой изоляции и находим конец проводника, с которого изоляция сматывается, как и в случае красного проводника. Удаляем фторопластовую ленту, фиксирующую красный проводник, с того края сердечника, на котором закончилась намотка красного проводника. Придерживая красный проводник для предотвращения смещения витков, прикладываем белый проводник к сердечнику на обратной по отношению к красному проводнику стороне его поверхности (белый проводник выступает за край сердечника на 10мм). Далее фиксируем оба проводника и сердечник отрезком фторопластовой ленты на участке Lкр, и наматываем белый проводник против часовой стрелки на сердечник в соответствии с красными метками. По достижении конца трубки обрезаем остаток моножилы, отступив на 10 мм за край сердечника.

5) Придерживая намотанные проводники, удаляем отрезок фторопластовой ленты, фиксирующий красный проводник, и наматываем по часовой стрелке слой фторопластовой ленты поверх обоих проводников и сердечника, начиная от его края. Лента наматывается до противоположного конца сердечника, причем и на другом его конце отрезок фторопластовой ленты, фиксирующий проводники, и сердечник удаляются. По достижении противоположного конца сердечника лента делает несколько витков, не выступая за его край, после чего намотка второго слоя ленты продолжается в направлении того конца трубки, с которого началась намотка. По достижении края сердечника, с которого была начата ее намотка, нужно сделать 2-3 дополнительных витка (заподлицо с краем трубки) и обрезать ленту. Ее конец фиксируется путем прижима к уже намотанному слою.

6) Теперь возьмем отрезок термоусадки (рекомендованного выше типа) диаметром 10 мм и длиной равной Lтр. Поместим намотанные на сердечник проводники, обмотанные фторопластовой лентой, в этот отрезок термоусадки и усадим ее. Кабель одного канала без установленных разъемов практически сделан. Осталось только заполнить внутренний объем сердечника х/б наполнителем. Для этого берется отрезок чистого неокрашенного х/б шнура (веревки) подходящего диаметра и с помощью тонкой проволоки, пропущенной через сердечник, затягивается вовнутрь. После этого торцы сердечника герметизируются небольшим количеством расплавленного воска или полиуретана. Непосредственно перед этой процедурой х/б наполнитель необходимо просушить с помощью фена.

В случае отсутствия х/б шнура (веревки) его допустимо заменить шнуром, свитым из х/б неокрашенных нитей большой толщины.

7) Повторяя шаги 3, 4, 5, 6) собираем кабель второго канала.

Теперь займемся установкой разъемов. В нашем случае все нижесказанное касается использования RCA разъемов Eichmann BulletPlug. Альтернативы применению этих разъемов будут рассмотрены в описании конструкции и изготовления Genom Cuprum.

8) Возьмем два разъема с юбками разного цвета и снимем с них колпачки. В каждом из колпачков выкрутим винт фиксации кабеля и пока отложим в сторону. Отверстие колпачка рассчитано на максимальный диаметр кабеля 9,5 мм. В нашем же случае диаметр кабеля больше на несколько десятых миллиметра. Для предотвращения повреждения внешней оболочки кабеля нужно расточить входное отверстие колпачка разъема на разницу диаметров кабеля и входного отверстия, а затем закруглить кромку входного отверстия колпачка. Это легко сделать круглым надфилем.

9) На кабелях обеих каналов находим сторону, с которой начинали намотку красного проводника (на этой стороне кабеля на красных проводниках изоляция смотана на 1-2 мм). Надеваем колпачки разъемов на кабели со стороны начала намотки сигнального проводника.

10) Снимаем фторопластовою изоляцию на сигнальном и земляном проводниках до тех пор, пока не останется изолированным участок проводника 6мм от края сердечника. Чтобы не поцарапать полированную поверхность проводника, изоляцию снимаем только путем сматывания, а не прорезания кругового слоя изоляции, хотя сделать это на земляном проводнике будет достаточно утомительно из-за обратного направления намотки изоляции на проводник. Тут главное терпение и аккуратность. После того, как изоляция смотана на необходимую длину, она аккуратно удаляется острыми кусачками.

11) После зачистки концов проводников на обоих кабелях (на сторонах, где надеты колпачки разъемов) загибаем сигнальные проводники таким образом, что они совпадали с центральной осевой линией кабеля. После этого подравниваем длины сигнального и земляного проводников каждого кабеля, и при этом длины проводников в кабелях обеих каналов также должны быть равны.

12) Наносим флюс на поверхность проводников с помощью кисточки и облуживаем их таким образом, чтобы на них остался небольшой избыток припоя. Тип припоя и флюса были приведены выше. Канифольно-пропаноловый флюс допустимо заменить нейтральным спирто-канифольным. В случае невозможности приобретения легкоплавкого припоя WBT, его допустимо заменить другим легкоплавким безсвинцовым серебросодержащим припоем или более тугоплавким безсвинцовым серебросодержащим припоем, но тогда нужно быть очень внимательным, чтобы не допустить перегрева контактов RCA разъема при пайке.

13) Наносим флюс на поверхность контактов RCA разъема предназначенных для пайки, но не облуживаем их. На облуженные участки проводников кабеля повторно наносим флюс, и, плотно прижав их к соответствующим контактам RCA разъемов, с помощью небольшого количества припоя припаиваем.

14) Плотно навинчиваем колпачки на ответные части разъемов. Затем завинчиваем на каждом колпачке винты фиксации кабеля заподлицо с поверхностью колпачка. При этом нужно следить, чтобы винты не попали в проводники кабеля (в случае правильной сборки этого не случится).

15) На поверхности каждого кабеля непосредственно у края колпачков разъемов с помощью шариковой ручки нанесем изображение стрелки, направленной в сторону разъема. Стрелки будут указывать направление подключения кабеля со стороны приемника сигнала.

16) Возьмем отрезок термоусадочной трубки (бесцветной прозрачной или цветной полупрозрачной) диаметром 12,4 мм и длиной 60 мм. Оденем его на разъем так, чтобы он полностью закрывал поверхность колпачка, а оставшаяся его часть заходила на кабель, и усадим по всей длине. При этом нужно быть осторожным, чтобы не перегреть колпачок разъема, т.к. возможна его деформация. Повторим эту процедуру для кабеля второго канала.

17) Повторяя шаги 8-16) устанавливаем оставшиеся два разъема на кабель. Шаг 15) пропускается.

18) Казалось бы — кабель готов и можно поскорее подключить его, но не торопитесь. Вы рискуете распрощаться со своими замечательными разъемами, что часто и происходит у владельцев кабелей с разъемами BulletPlug, по русской традиции читающими инструкции в последнюю очередь. Дело в том, что юбка разъемов, изготовленная из специального пластика, изначально не соответствует диаметру панельного RCA разъема, и вы рискуете сломать разъем, пытаясь с силой вставить его в панельное RCA гнездо. До начала эксплуатации каждый разъем BulletPlug необходимо в течение 30сек нагреть с помощью фена и сразу вставить в панельный RCA разъем — после остывания BulletPlug будет точно соответствовать диаметру панельного разъема, а кабель можно будет подключать/отключать без риска повреждения разъемов, при этом обеспечивается и наилучший контакт в соединениях. Только после проведения данной процедуры для каждого разъема кабеля, его можно считать окончательно изготовленным.

межблочный кабель

фото 5

Внешний вид кабеля изображен на фото 5. Но это, увы, внешняя сторона вопроса, а результат можно оценить только на слух. Только послушав, можно убедиться, что усилия потрачены не напрасно.

Дополнения (17.12.2007).

В настоящее время благодаря «Интернет-магазину электронных и акустических компонентов — Самоделка.ру» «самодельщикам» постсоветского пространства стала доступна серебряная моножила производства MUNDORF Eb GmbH качества необходимого для повторения конструкции Silver Genom . Для этих целей подходят следующие модели проводника — iwsg110, iwsg110w, iwsg110y.

Модель кабеля — GENOM Cuprum

Описывать геометрию этой модели, не имеет смысла, т.к. она в точности соответствует геометрии кабеля GENOM Silver. Самым разумным будет рассмотреть различия в конструкциях двух кабелей. На рисунке 3 изображена внутренняя структура GENOM Cuprum.

межблочный кабель

рисунок 3

Очевидно, что главным отличием является применение в данной версии кабеля медных моножил ( диаметр 0,8мм, производство компании Meinhart Kabel GmbH). Если быть точным, то использованы проводники из кабеля модели F-YAY, у которых удалена родная ПВХ изоляция. Альтернативы данным проводникам я приводил в статье «Метод изготовления межблочного кабеля (2RCA-2RCA) высокого класса». К этим рекомендациям могу еще добавить моножилу из коаксиальных кабелей Cavel SAT 501, т.к. у меня достаточно много положительных отзывов о кабелях изготовленных по моей методике с использованием этой моножилы.

Диаметр сердечника в данной версии кабеля уменьшен до 4,77мм, т.к. нами применена моножила диаметром 0,8мм, что уменьшило общий диаметр готового кабеля и позволило решить проблему роста емкости кабеля при применении разъемов с металлическим колпачком (при соблюдении определенных условий). В качестве материала сердечника и внешней изоляции использована, та же полиолефиновая термоусадка, рекомендации, по выбору которой, давались выше. В качестве диэлектрика непосредственно контактирующего с медным проводником использован исключительно хлопок, что позволило отказаться от наполнения сердечника кабеля х/б волокнами, а демпфирование кабеля обеспечивается уже примененными материалами.

межблочный кабель

фото 6

Конечно же, идеальными RCA разъемами и для этой версии кабеля были бы Eichmann BulletPlug, но они не продаются на территории стран СНГ (удивляет пассивность официального Российского дистрибьютора компании Eichmann) и далеко не всем доступны. Поэтому была предпринята попытка найти альтернативное техническое решение, минимально уступающее по качеству полученного результата, и с использованием более доступных разъемов (к сожалению не более дешевых).

Я сразу отказался от разъемов, в которых для фиксации кабеля используются зажимающиеся лепестки, т.к. они электрически связаны с земляным контактом разъема, а металлический колпачок разъема очень близко граничит с сигнальным проводником. Это неизбежно вызовет рост общей емкости кабеля. В итоге было принято решение использовать RCA разъемы, внутренняя часть которых выполнена в виде цельной полой трубки, и рассчитанных на установку максимально толстых кабелей (9,5-12мм). Такие разъемы характеризуются большим диаметром внутреннего отверстия стакана разъема по все длине, и при фиксации кабеля на осевой линии разъема не приводят к резкому росту емкости готового кабеля. Подобные разъемы от различных производителей широко представлены на рынке, например, здесь.

Мной в данной конструкции кабеля были использованы высококачественные RCA разъемы китайского производства, от компании, занимающейся OEM-производством для крупных западных компаний. Кроме высокого качества изготовления и возможности подключать кабели диаметром до 12мм, данный тип разъема предусматривает винтовое крепление сигнального проводника, что является большим достоинством. См. фото 7.

межблочный кабель

фото 7

Для пайки проводника земли, как и в предыдущей модели кабеля, использован безсвинцовый серебросодержащий припой WBT-0800, температура плавления которого составляет 178-180, что в данном случае значительно облегчает пайку таких массивных разъемов. В качестве флюса использован тот же безкоррозийный жидкий флюс.

Теперь можно приступить к процедуре описания изготовления кабеля.

Пример расчета размеров компонентов кабеля

Применяемые в расчетах обозначения см. на рис. 1.

Для изготовления трубки сердечника была взята термоусадка диаметром 8 мм. После ее полного усаживания получилась трубка с Dт=4,77 мм.

Периметр окружности с радиусом равным сумме радиусов трубки сердечника и проводника с учетом толщины слоя х/б диэлектрика вокруг сердечника рассчитывается по формуле P=3,1416(Dт+Dп+0,5)= 3,1416(4,77+0,8+0,5)=19,0695 мм. Идеальный угол наклона наклона витков — b=52 градуса.

Рассчитаем длину шага витков по формуле S=P*tgb=19,0695*1,28=24,4079 мм.

Из практических соображений и удобства нанесения меток на поверхности сердечника округлим шаг витков до целого числа и обозначим данную величину Sр=24 мм. Зная Sp и P , вычислим реальный угол bр наклона витков при шаге равном 24 мм.

bр=arctg(Sp/P)=arctg(24/19,0695)=51,5307 градусов.

Отсюда получим tgbр=1,2586, cosbр=0,6221.

Теперь мы можем вычислить длину одного витка — Lв=P/cosbр=19,0694/0,6221=30,6534 мм.

Допустим желаемая длина кабеля без учета разъемов составляет 750 мм. Отнимем от этой длины 20 мм, необходимых для фиксации проводников на краях трубки, и разделим эту величину на шаг витков, в результате получим число 30,4167. Округлим это число в большую сторону и примем его за количество витков проводника на сердечнике — N=31. Отсюда мы получим необходимую для изготовления кабеля длину сердечника — Lтр=Sр*N+20=24*31+20=764 мм.

Зная количество витков и длину витка вычислим длину одного проводника с учетом длины участка крепления (Lкр=10 мм) и допуска на пайку разъемов (15 мм) — Lпр=Lв*N+2(Lкр+10)=30,6534*31+2*(10+15)=1000,255 мм. Т.к. в конструкции кабеля одного канала используется 2а проводника, а количество каналов 2а, то нам для изготовления кабеля потребуется четырехкратная длина Lпр. Общий расход медной моножилы составит 4001,022 мм, т.е. приблизительно 4 метра.

Процедура изготовления

Процедура описана на примере изготовления кабеля в соответствии с вышеприведенным расчетом размеров. Для расчета предварительно нужно знать диаметр трубки сердечника, что выясняется при пробном усаживании участка трубки длиной 5-6 см.

1) Возьмем два отрезка термоусадочной трубки диаметром 8 мм (рекомендации по выбору находятся выше) и длиной Lтр + 50 мм. Длина берется с запасом 50 мм, т.к. иногда в зависимости от партии/производителя трубка может немного укоротиться при усаживании. Само усаживание трубки лучше производить специальным феном (можно феном для волос), в крайнем случае над пламенем газовой плиты (нужно быть внимательным чтобы не перегреть трубку). Нагрев трубки производится до ее полной усадки, после чего ее необходимо распрямить и дать остыть в таком состоянии. Далее каждый отрезок сердечника укорачивается до расчетной длины.

2) Теперь возьмем рулончик ленты шириной 1,5см вырезанный из х/б стерилизованного медицинского бинта. Далее равномерно обовьем х/б бинтом сердечник по всей длине, с перекрытием витков бинта в 2-3мм. В начале намотки бинт самофиксируется за счет нескольких один поверх друг друга витков, а в конце намотки несколькими витками белой х/б нитки. После обработки, таким образом, обеих сердечников на них обрезаются выбившиеся из x/б слоя нитки, а края сердечников, с которых начиналась намотка, маркируются цветной меткой. Она понадобится нам в дальнейшем.

3) Теперь необходимо нанести на наши покрытые х/б слоем сердечники разметку, которая позволит произвести намотку проводников в соответствии с рассчитанным шагом витков. Для этого сначала вдоль всей поверхности трубки с помощью шариковой ручки и линейки проводится линия. Далее от края сердечника делается отступ в Lкр=10мм, и, начиная с этого отступа, наносятся метки синего цвета в соответствии с шагом витков. Нанесение меток заканчивается с другой стороны трубки на расстоянии Lкр=10мм от ее края. Далее ровно посередине между нанесенными на трубку метками синего цвета наносятся метки красного цвета. Пример разметки приведен на рис. 1.

4) Возьмем отрезок кабеля, из которого мы будем извлекать нужные нам моножилы. Его нужно взять удвоенной длины (Lпр*2) плюс насколько сантиметров запаса. Расположим кабель перед собой таким образом, чтобы маркировка на нем читалась слева направо. Будем считать левую сторону кабеля его условным началом и соответственно примем такое же соглашение для проводников, извлекаемых из него. Далее извлечем из кабеля одну пару проводников, с которой и продолжим работу. Пометим условное начало проводников путем загибания их краев на 1-2мм. Далее разрежем пару проводников ровно посередине их длины и пометим условное начало непомеченной пары проводников тем же способом. Теперь пары можно разделить на отдельные проводники. При этом проводники одного цвета будут использованы в качестве сигнальных, а другого в качестве проводников земли.

5) Снимем изоляцию с проводников. Для этого наиболее удобно нагревать участок изоляции 5-6см от ее края с помощью газовой зажигалки и стаскивать ее с поверхности проводника рукой защищенной х/б перчаткой. После снятия изоляции положим сигнальные и земляные проводники отдельно, чтобы не перепутать их.

6) Теперь отполируем поверхность проводников. Эта процедура ничем не отличается от описанной здесь.

7) Сейчас можно приступить к намотке проводников на поверхность сердечника. Берем проводник, который мы отложили для использования в качестве сигнального, и стороной являющейся условным началом прикладываем к сердечнику по линии разметки (с края сердечника отмеченного цветной меткой), при этим проводник выступает на 15мм за край трубки. На участке Lкр фиксируем проводник к сердечнику х/б ниткой. Далее наматываем проводник на сердечник против часовой стрелки в соответствии с синими метками. По достижению последней отметки фиксируем проводник к поверхности сердечника х/б ниткой на участке Lкр. Вся работа проводится в х/б перчатках, т.к. прикосновение рук к оголенной поверхности проводников недопустима!

Т.к. сердечник очень гибкий, то довольно тяжело наматывать проводник, точно придерживаясь заданного шага витков. Для облегчения данной задачи удобно перед намоткой проводника надеть сердечник на жесткий стержень подходящего диаметра. Им может послужить отрезок стальной проволоки, спица для вязания и т.п.

8) Теперь берем моножилу, которую мы отложили для использования в качестве проводника земли, и стороной, являющейся условным началом, прикладываем к сердечнику с того края, на котором закончилась намотка сигнального проводника. Проводник должен выступать на 15 мм за край сердечника. Далее фиксируем его на участке Lкр х/б нитью и начинаем намотку проводника против часовой стрелки в соответствии с красными метками. По достижению последней отметки фиксируем проводник к поверхности сердечника х/б ниткой на участке Lкр. Обновляем цветовую метку на сердечнике, если она не стала видна из-за слоя ниток обеспечивающих фиксацию проводников.

9) Далее, начиная с края отмеченного цветовой меткой, обматываем поверхность нашей заготовки по часовой стрелке киперной лентой. Намотка производится с натяжением ленты и перекрытием витков около 3мм по всей поверхности заготовки заподлицо с краями. В начале и в конце намотки лента фиксируется х/б нитью. По завершении намотки на поверхность киперной ленты наносится метка с того края кабеля, на котором ранее была цветовая метка.

10) Теперь возьмем отрезок термоусадки (рекомендованного выше типа) диаметром 10 мм и длиной равной Lтр. Поместим сделанную нами заготовку кабеля (предварительно просушенную с помощью фена и остывшую после этой процедуры) в этот отрезок термоусадки и усадим его. Кабель одного канала без установленных разъемов практически сделан. После этого зазор сердечника и внешней трубки герметизируются небольшим количеством расплавленного воска.

11) Повторяя шаги 7-10) изготавливаем кабель второго канала.

Теперь займемся установкой разъемов. В нашем случае все нижесказанное касается использования RCA разъемов с трубчатой конструкцией внутренней части разъема. Разъемы такого вида практически однотипны за исключением стороны разъема с которой навинчивается защитный колпачок. В нашем случае сигнальный проводник не паяется, как в большинстве разъемов, а фиксируется винтом.

12) Возьмем два разъема и снимем с них колпачки. Далее вывинтим винты для фиксации кабеля в разъеме, т.к. они нам больше не понадобятся.

13) На кабелях обеих каналов со стороны отмеченной цветовой маркировкой выравниваем длины сигнальных проводников делая их равными 10мм. Потом выравниваем длины земляных проводников делая их короче сигнальных на 3мм. Наносим флюс на поверхность земляных проводников с помощью кисточки и облуживаем их. Тип припоя и флюса были приведены выше. Канифольно-пропаноловый флюс допустимо заменить нейтральным спирто-канифольным. В случае невозможности приобретения легкоплавкого припоя WBT, его допустимо заменить другим легкоплавким безсвинцовым серебросодеращим припоем или более тугоплавким безсвинцовым серебросодержащим припоем. Но тогда подпаивать проводники к массивному разъему окажется сложнее. После этого, предварительно смочив флюсом, облуживаем участок разъема, к которому будет подпаян проводник земли. См. фото 8.

межблочный кабель

фото 8

14) Теперь пластиковым пинцетом загибаем сигнальные проводники таким образом, чтобы они заходили в центральный контакт разъема. Далее выгибаем земляные проводники так, чтобы они точно попадали на место пайки к разъему. Наносим флюс на место пайки проводников к разъему и на земляной проводник. Далее фиксируем сигнальные проводники в винтовых креплениях сигнальных контактов разъема, а после подпаиваем земляные проводники к соответствующим местам на разъеме.

После этого необходимо с помощью кисточки расплавленным воском покрыть оголенную поверхность медных проводников!

15) На этом шаге нам необходимо зафиксировать кабель во входном отверстии разъема, обеспечив его равноудаленность от стенок разъема. Для этого в зазор между кабелем и стенкой разъема по всей окружности кабеля проталкивается х/б шнур подходящей толщины. В качестве инструмента удобно воспользоваться тонкой отверткой. Вместо шнура для этих целей можно использовать скрученную полоску бинта или киперной ленты.

16) На поверхности каждого кабеля непосредственно у края разъемов с помощью шариковой ручки нанесем изображение стрелки, направленной в сторону разъема. Стрелки в будущем помогут не перепутать направление подключения кабелей обеих каналов относительно друг друга.

17) Возьмем отрезок термоусадочной трубки (бесцветной прозрачной или цветной полупрозрачной) диаметром 12,4 мм и длиной 35 мм. Оденем ее на разъем так, чтобы она закрывала участок поверхности разъема и не препятствовала установке колпачка, а оставшаяся ее часть заходила на кабель, и усадим по всей длине. Повторим эту процедуру для кабеля второго канала.

18) Повторяя шаги 12-17) устанавливаем оставшиеся два разъема на кабель. Далее навинчиваем колпачки на все разъемы кабеля.

19) Вот кабель и изготовлен.

межблочный кабель

фото 9

Теперь, когда кабель изготовлен, его можно подключать и слушать, что получилось. Единственно, что при подключении кабелей обеих каналов их нужно подключать в одном направлении в соответствии со сделанной нами маркировкой. Желательно прослушать звучание тракта при прямом и обратном направлении включения кабелей и выбрать наиболее предпочтительное для Вас. Нужно иметь в виду, что “звучание” кабеля будет по мере прогрева меняться в течение 30-50 часов, после чего можно будет делать окончательные выводы о получившемся результате.

Мне хочется выразить надежду, что описанные здесь конструкции кабелей помогут Вам сделать еще один шаг в сторону близкого Вам ЗВУКА!

И в заключение от всей души выражаю свою признательность Альберту из Нью-Йорка за предоставленную возможность использования серебряной моножилы DH Labs (SilverSound) и разъемов BulletPlug, плодотворный обмен идеями, а также поддержку и просто приятное человеческое общение.

© AMUR, январь-февраль 2007 года.

Список рекомендованной литературы:

«ДИЭЛЕКТРИКИ. Основные свойства и применения в электронике», И.С. Рез, Ю.М. Поплавко, «Радио и связь», Москва, 1989 г.;

«Техническая электродинамика», Н.А. Семенов, «Связь», Москва, 1973 г.;

«Введение в физическое металловедение», В. Юм-Розери, перевод В.М. Глазова и С.Н. Горина, «Металлургия», 1965 г.;

«Высокоскоростная передача цифровых данных: высший курс черной магии», Джонсон, Говард В., перевод С.А. Добродеева, издательский дом «Вильямс», Москва/Киев, 2005 г.;

«Металлургия и материаловедение», справочное издание, Циммерман М., Гюнтер К., перевод с немецкого, «Металлургия», 1982 г.;

«Теория и практика ювелирного дела», Бреполь Э., перевод с немецкого, «Машиностроение» Ленинградское отд., 1982 г.

Лучший способ выразить благодарность автору - поделиться с друзьями!

0

1 comment for “Изготавливаем межблочный кабель спиральной конструкции

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *