Audio-kaapelit


Rakenne


Audiokaapeli koostuu yleensä yhdestä tai useammasta kupari säikeistä koostuvista johtimista. Johtimen ympärillä on eristemuovia, tyypillisesti PE tai PVC -muovia. Johtimen pinta-ala vaihtelee kaapelityypistä riippuen. Esimerkiksi digitaalisen audiokaapelin GAC-2 (AES-EBU) pinta-ala on 0,34 neliö millimetriä. [1]

Audiokaapelit voidaan jakaa kahteen eri tyyppiin: analogisiin ja digitaalisiin.
Analogiset audiokaapelit siirtävät analogista signaalia. Nykyajan audiolaitteet eivät enää käytä analogisia signaaleita tiedonsiirrossa, vaan nykyisin käytetään digitaalisia signaaleita.
Digitaaliset audiokaapelit siirtävät digitaalista signaalia. Digitaaliset signaalit muodostuvat nollista ja ykkösistä. Digitaalisten audiokaapeleiden valmistuksessa on pyritty siihen, että ne ylläpitävät siirrossa parasta mahdollista laatua. Toisin sanoen on pyritty siihen, että päästään häiriöttömään signaalin siirtoon.
Tyypillisin digitaalinen kaapeli digitaalisen audiosignaalin siirtoon on digitaalinen koaksiaalikaapeli. Se näyttää samalta kuin analoginen RCA -kaapeli. Ainoa ero on, että digitaalinen koaksiaalikaapeli siirtää digitaalista signaalia analogisen signaalin sijaan. Digitaalisen koaksiaalikaapelin impedanssi audio sovelluksissa on 75 ohmia.
On olemassa myös optisia digitaalisia audiokaapeleita. Niistä käytetään nimitystä S/PDIF. Lyhenne tulee sanoista Sony / Philips Digital Interface. Optiset digitaaliset audiokaapelit käyttävät valopulssia kuparijohtimen sijaan signaalin siirrossa. Optinen digitaalinen audiokaapeli on immuuni sähkömagneettiselle säteilylle ja radiotaajuisille häiriöille. Signaali ei myöskään heikenny pitkilläkään siirtomatkoilla. S/PDIF -kaapeleissa on saatu eliminoitua induktanssin ja kapasitanssin vaikutukset kokonaan pois.
Ympäristöön, jossa on paljon sähkömagneettista häiriötä, ovat optiset digitaaliset audiokaapelit parempi valinta kuin digitaaliset koaksiaalikaapelit. Mutta toisaalta digitaalinen koaksiaalikaapeli on paljon halvempaa kuin optinen digitaalinen audiokaapeli, joten digitaalinen koaksiaalikaapeli on taloudellisempi vaihtoehto. [2]

Tavallisia analogisia audiokaapeleita ei voi käyttää digitaalisssa linjoissa, koska niiden impedanssi on eri suuruinen. [3]

Parasiittiset ominaisuudet
Audiokaapelissa voidaan ajatella olevan kolmen eri komponentin ominaisuuksia. Nämä ominaisuudet ovat: resistanssi, kapasitanssi ja induktanssi. Jos kaapelilla on korkea resistanssi, niin signaali vaimentuu. Korkea kapasitanssi puolestaan suodattaa korkeat taajuusvasteet pois, ja korkea induktanssi voi muuttaa ääntä monella tapaa riippuen käyttöpiiristä. Optisissa digitaalisissa audiokaapeleissa kapasitanssin ja induktanssin vaikutukset on saatu eliminoitua. [4]

Audiokaapeleita on kahta eri päätyyppiä: single core (yksi sisäjohdin) ja one pair (yksi pari).
Single core -kaapelia käytetään balansoimattomien audiosignaalien siirtoon. Kaapelin sisäjohdin on +V -potentiaalissa ja suojajohdin on -V -potentiaalissa. Katso kuva 1.
One pair -kaapelia käytetään balansoitujen audiosignaalien siirtoon. Kaapelissa on siis kaksi sisäjohdinta, joista toinen on +V ja toinen -V -potentiaalissa. Suojajohdin on maadoitettu. Katso kuva 2. [5]

audiokaapeli_rakenne.jpg
Kuva 1: Single core -kaapelin rakenne

audiokaapeli_rakenne2.jpg
Kuva 2: One pair -kaapelin rakenne

Häiriöt
Audiojärjestelmiin voi kytkeytyä häiriötä. Häiriö voi kytkeytyä kaapeliin joko kapasitiivisesti, induktiivisesti tai galvaanisesti. Häiriötä voi aiheuttaa esimerkiksi audiokaapelista toiseen kytkeytyvä ylikuuluminen. Häiriöitä voi välttää sijoittamalla audiokaapelit kokonaan erilleen muista sähköjohdoista. Myös eri siirtotasoilla toimivien samansuuntaisten audiokaapelien pitäminen mahdollisimman kaukana toisistaan välttää häiriöitä. Lisäksi audiokaapeleiden tulee olla oikaistuina, koska kelalla oleva audiokaapeli toimii tehokkaasti viritettynä antennina ja ottaa siis tehokkaasti vastaan sähkömagneettisia häiriöitä. [6]
Piensignaali sovelluksissa signaalin suojauksen aste on myös merkittävä.

Liittimet
Audiokaapelin päähän voidaan liittää erilaisia liittimiä, kuten RCA, DIN, XLR, 2,5/3,5/6,5mm jack, SCART tai HDMI. Jos kyseessä on optinen digitaalinen audiokaapeli, liittiminä käytetään Toslink -liittimiä.
RCA -liitintä käytetään paljon kotistereoissa, videoissa, DVD -soittimissa ja muissa samantyylissä kohteissa.
DIN -liitintä käytetään äänisignaalin siirrossa.
XLR -liitintä käytetään balansoidun audiosignaalin siirrossa.
Jack -liittimestä käytetään myös nimeä TRS. Jack -liittimiä on sekä mono-, että stereotyyppiä. Monoliittimellä on kärki ja kaulus. Monoliittimellä kärki on +V -potentiaalissa ja kaulus -V -potentiaalissa tai suojassa. Stereoliittimellä on kärki, kaulus ja kehä. Stereoliittimellä kärki on +V -potentiaalissa, kehä -V -potentiaalissa ja kaulus suojassa. Stereoliitintä käytetään stereosignaalin siirtoon, ja sen kärki on siis kytketty vasempaan (L), kehä oikeaan (R) ja kaulus suojaan. Stereoliitintä käytetään balansoidun audiosignaalin siirtoon. [7]
SCART -liitintä käytetään yleensä, kun halutaan siirtää myös kuvaa samalla kuin ääntäkin yhden ainoan kaapelin avulla.
HDMI -liitintä käytetään samaan tarkoitukseen kuin SCART -liitintäkin, mutta se on uudempaa tekniikkaa.
Toslink -liittimestä voidaan myös käyttää nimea EIA-J -liitin. Sitä käytetään optisten digitaalisten kaapeleiden yhteydessä.

Toiminta


Audiokaapeli toimii signaalin siirtäjänä. Siirto perustuu siihen, että johtimessa vapaat elektronit liikkuvat ja näin saadaan aikaan jännitteen muutoksia. Jännitteen muutosten avulla luodaan signaali, joka sitten siirretään kaapelilla signaalilähteeltä esimerkiksi kuulokkeelle.

Käyttö


Audiokaapeleita käytetään monissa eri yhteyksissä. Niitä käytetään, kun halutaan siirtää audiosignaali signaalilähteestä esimerkiksi kuulokkeelle. Toinen esimerkki audiokaapeleiden käytöstä on mp3 -soittimen liittäminen kotistereoihin. Sovelluskohteita audiokaapelille on lukemattomia.
Jos halutaan, ettei äänenlaatu kärsi niin paljon, kun signaalia siirretään, voidaan käyttää niin sanottua high-end audio -kaapelia. High-end audio -kaapelia käytetään siis laitteissa, joissa äänentoiston halutaan olevan puhdasta. [8]

Tiedot omasta komponentista


Audiokaapelini koostuu kahdesta eri johtimesta. Siihen on liitetty RCA-liittimet toiseen päähän. Katso kuva 3. Kaapelin toisessa päässä on 3,5mm stereo jack -liitin. Katso kuva 4. Kumpikin johdin sisältää vielä kaksi pienempää johdinta. Eli yhteensä kaapelissa on neljä pientä johdinta. Katso kuva 5. Näistä jokainen koostuu ohuista kuparilankasiivuista, jotka on kiedottu toistensa ympärille. Audiokaapelini on siis one pair -tyyppinen kaapeli.
Kaapelin toisessa päässä oleviin kahteen RCA-liittimiin tulee siis johtimet, jotka koostuvat kahdesta pienemmästä johtimesta. Liittimiä on siksi kaksi, jotta voidaan käyttää stereokaiuttimia. Toinen liitin kytketään vasempaan (L) kaiuttimeen ja toinen oikeaan (R) kaiuttimeen. Toisin sanoen kaapelillani voidaan liittää vaikka mp3-soitin stereokaiuttimiin edellyttäen, että mp3-soittimessa on 3,5mm jack-liittimelle sopiva vastakappale. Jos jack-liitin ei olisi stereotyyppinen, kaapelilla ei saataisi stereoääntä siirrettyä. Silloin saataisiin siirrettyä vain monoääntä ja voitaisiin käyttää single core -kaapelia one pair -kaapelin sijaan.

liittimet1.jpg
Kuva 3: Kaapelin ensimmäisen pään RCA-liittimet

liittimet2.jpg
Kuva 4: Kaapelin toisen pään 3,5mm stereo jack -liitin

kaapeli3.jpg
Kuva 5: Kaapelin rakenne


Aiheeseen liittyviä sivuja



  1. ^ ELFA 52 2004 -komponenttiluettelo s. 660-662, ISBN 91-88032-48-5
  2. ^ http://www.topbits.com/digital-audio-cables.html katsottu 24.1.2010
  3. ^ http://www.tele-tukku.fi/pdf/mylu2002/5kaape.pdf katsottu 17.1.2010
  4. ^ http://www.colomar.com/Shavano/audio_cables.html katsottu 17.1.2010
  5. ^ http://www.mediacollege.com/audio/connection/cables.html katsottu 17.1.2010
  6. ^ http://www.tkk.fi/Misc/Electronics/avkoulutus/1995/hairiot.html katsottu 17.1.2010
  7. ^ http://www.mediacollege.com/audio/connection/connectors.html katsottu 17.1.2010
  8. ^ http://en.wikipedia.org/wiki/High-end_audio_cables katsottu 31.1.2010