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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 피부 효과가 없는 수제 고품질 오디오 케이블. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
이 기사에서는 많은 사람들이 최근 트랜지스터라고 부르는 효과에 대한 오디오 애호가의 관심을 끌고 싶습니다. 일부는 RF 및 마이크로파 기술에서 오랫동안 싸워 왔으며 일부는 상호 연결을 생성하는 과정에서 그리고 수천 달러에 달하는 스피커 케이블, 어떤 사람들은 이 효과를 단지... 오디오 애호가 환각에 불과한 것으로 제시하려고 합니다! 아래에서는 세계 최고의 샘플보다 품질이 열등하지 않은 집에서 즉석 자료로 우수한 (즉, 넓은 주파수 범위에서 절대적으로 중립적 인) 오디오 케이블을 만드는 방법을 알려 드리겠습니다. 그러나 모든 것이 제자리에 놓이기 전에 다음과 같이 말할 것입니다. 모든 사운드 및 고주파 무선 장비가 잘못 설계되었습니다! 다음은 예상되는 질문입니다. 우리는 당신 없이 오랫동안 이것을 의심했습니다. 글쎄, 여기서 무슨 문제가 있니? 교류 전류가 도체나 반도체의 전도층을 통과할 때 소위 표면 효과(표피 효과)가 발생하는 것으로 알려져 있습니다. 이때 전자기 유도에 의해 이동하는 전하의 대부분은 전도층의 표면 근처에 위치하게 된다. 표피 효과의 부정적인 영향은 전도성 층의 큰 중앙 부분이 전하 이동에 참여하지 않아 전류에 대한 도체의 저항이 증가한다는 사실에서 나타납니다. 또한 금속선과 축전기판의 표피효과로 인해 이동전자가 중심에서 표면으로 천천히 재분배되어 케이블의 지향성 및 래핑 등의 바람직하지 않은 영향이 발생하고 축전기의 메모리 효과가 증가한다. . 케이블 및 전선에 대한 표피 효과의 부정적인 영향은 부식의 결과로 전선 표면에 형성된 공기의 산소 및 질소와 함께 전도성 층의 금속 화합물이 유전체를 갖는다는 사실에 의해 악화됩니다. 및 반도체 특성으로 인해 손실 및 왜곡이 증가합니다. 표피 효과의 발현 정도는 전류의 주파수에 따라 다릅니다. 보다 정확하게는 전류의 순간 주파수에서. 주파수가 증가하면 전류가 통과하는 표면층의 두께가 감소합니다. 순간 주파수를 설명하기 어려운 광대역 신호의 경우 표피 효과로 인해 도체 단면을 따라 이동 전자가 배치될 때 완전히 엉망이 됩니다. 그 결과 도체 또는 반도체를 통과하는 전기 광대역 신호의 비선형, 상호 변조 및 주파수 위상 왜곡이 발생합니다. 소비자 및 전문 오디오 장비에서 인터커넥트와 어쿠스틱 와이어를 연결하는 표피 효과는 사운드 재생 품질을 저하시키는 신호의 가청 왜곡을 초래합니다. 라디오 수신 장비에서 생성된 광대역 신호의 상호 변조 왜곡으로 인한 표피 효과(예: 안테나를 라디오 수신기의 입력에 연결하는 케이블에서)의 결과는 선택성을 줄이고 신호를 줄이는 것입니다. -대 노이즈 비율 및 실제 감도를 줄입니다. 교류가 도체를 통과할 때 주(유용한) 전자파는 전위가 다른 지점 사이에서 도체를 따라 직선으로 전파되는 것으로 알려져 있습니다. 표피 효과로 인해 유용한 파 외에도 전도성 요소의 중심 축에서 유용한 파의 방향에 수직으로 표면으로 향하는 원치 않는 기생 전자기파가 발생하여 전송된 신호의 위상 왜곡을 일으킵니다. 예를 들어 컴퓨터와 같은 디지털 펄스 장치에서는 인쇄 회로 기판 및 커넥터의 구리 도체의 표피 효과로 인해 짧은 펄스의 모양이 왜곡되어 동기화 실패, 펄스 등록 실패로 이어집니다. 이것은 마더보드와 컴퓨터 커넥터의 클록 주파수를 높이는 데 있어 주요 장애물입니다. 초고주파에서 표피 효과는 반응 요소(커패시터 및 인덕터)의 품질 계수를 급격히 감소시킵니다. 그 결과 1GHz 이상의 주파수에서 표면 효과는 미세 회로와 같은 전자 제품의 소형화를 제한하는 주요 요인입니다. 소위 트랜지스터 음향 효과를 담당하는 것이 표피 효과입니다. 트랜지스터에서 결정의 단면적은 램프의 음극 및 양극 영역과 마찬가지로 전자 구름의 단면적보다 훨씬 작습니다. 또한 트랜지스터 크리스탈 표면의 접촉 패드는 얇은 와이어로 연결되어 (케이스가 없는 트랜지스터를 본 사람은 알 것입니다) 표피 효과가 매우 자유롭게 살아납니다. 이 현상을 방지하기 위해 무엇을 할 수 있습니까? 나는 피부 효과를 중화시키는 저렴하고 효과적인 방법을 추천할 수 있다. 그것은 대부분의 도체(구리, 은, 알루미늄, 황동) 및 반도체(실리콘, 게르마늄) 요소의 재료가 0,9999에서 1,0001, 즉 약 XNUMX의 상대 투자율 m을 갖는다는 사실에 근거합니다. 전도성 요소(1)의 표면은 상자성 쉘(2)(도 참조)로 덮여 있고, 쉘은 꼭 맞을 필요가 없으며 약간의 작은 간격이 가능합니다. 쉘은 고체 상자성 m의 하나 이상의 층 형태로 만들어집니다 m 1보다 큰 유전 물질 (자기 유전체), 거시적 수준에서 상대 자기 투자율 m, 전도성 요소의 투자율보다 몇 배 더 크고 낮은 전기 자화 반전(히스테리시스 루프)에 대한 전도성 및 낮은 손실. 무화과에. 명확성을 위해 쉘의 두 레이어가 표시됩니다: 레이어 3과 레이어 4. 쉘은 표면의 전도성 요소에 대해 고정되어야 합니다. 갭의 경우 그 너비는 전도성 요소의 교류 파장의 절반을 초과해서는 안됩니다. 그리고 그것은 무엇을 제공합니까?
패턴의 평면에 수직인 전도성 요소(1)에 흐르는 교류 전류는 요소(1)의 전도성 층 내부에 표피 효과의 바람직하지 않은 횡방향 전자기장을 생성합니다. 이 필드의 힘선(6)은 전도성 요소(5) 내부의 기본 이동 전하(1)에 작용하고 전도성 층의 중심에서 그 표면으로 향합니다. 동시에, 전도성 요소(1)를 통해 흐르는 주(유용한) 교류 신호 전류는 상자성 쉘(3)의 층(4 및 2)에 반대 자기장을 생성하며, 그 힘선(7)은 전도성 요소의 표면에서 향합니다. 요소 1을 중심으로 하고 도체 5 내부의 기본 이동 전하 1에도 영향을 미칩니다. 두 필드의 강도는 전류가 증가하고 주파수가 증가함에 따라 증가합니다. 이러한 방식으로 기생 가로 필드의 작용에 대한 보상과 전도층의 전체 단면에 걸쳐 균일한 전류 분포가 달성됩니다. 대부분의 저전류 전도성 소자의 경우 긍정적인 효과를 얻기 위해 상자성 쉘은 상대 투자율 지수가 1,5~20인 재료로 수십 마이크론 이상의 두께로 만들 수 있습니다. 도체의 크기가 작은 전력 전도성 요소와 저주파 장치의 경우 피복 재료의 지수 m이 1,5보다 큰 경우 피복은 m 값이 50에서 50까지 비슷한 두께가 될 수 있습니다. 전도성 요소의 길이가 중요하면(수 미터) 기생 횡파와 함께 유용한 파동도 억제되고 케이블 자체 인덕턴스와 피복 자체의 손실이 증가하며 전송된 신호가 위상을 수신합니다. 교대. 명료함을 위해 이 표피 효과 방지 방법의 기반이 되는 원리는 예를 들어 텔레비전 키네스코프와 같은 음극선관에서 전자 빔의 자기 또는 전자기 포커싱과 비교할 수 있습니다. 키네스코프에서 전자의 흐름은 음극에서 양극(스크린)으로 높은 양극 전압의 작용으로 진공에서 가속과 함께 움직입니다. 이 경우 상호 반발 작용으로 인해 화면에 입사되는 전자빔은 흐릿한 점을 형성합니다. 따라서 전자 빔 주위에 환형 전자기장을 생성하는 코일이 사용되는 빔의 강제 초점이 필요합니다. 이것이 집중과 수렴이 이루어지는 방식입니다. 상자성 쉘을 위해 유전체(예: 바니시, 수지 또는 폴리염화비닐)와 전기 전도성의 자기 연질 재료(예: 분쇄 퍼멀로이 또는 옥시퍼)의 혼합물을 사용하는 것이 좋습니다. 유전체와 자성 재료의 체적 비율은 이들 혼합물의 전기 전도도가 전도성 요소의 전기 전도도에 비해 무시할 수 있도록 선택됩니다. 나는 또한 이산화 크롬 CrO2, 감마 산화철 Fe2O3, 코발트 감마 산화철 CoFe2O3와 같은 물질의 분말과 유전체 폴리머의 혼합물을 사용할 것을 제안합니다. 이들 자성체는 상대 투자율이 1,5~2,0이며 자화 반전 시간이 짧다. 그들은 오디오 및 비디오 테이프를 위해 업계에서 생산되며 비용이 저렴하지만 강한 자기장에서 이러한 재료는 상대적으로 높은 보자력을 가지고 있지만 대부분의 무선 전자 요소에서 통과하는 전류는 다음을 나타낼만큼 충분히 높지 않습니다. 이러한 재료의 자기 특성. 따라서 이 경우 쉘의 히스테리시스 손실이 적어 긍정적인 효과를 얻을 수 있습니다. 유연한 고품질 (현재 유행하는 것처럼 오디오 애호가) 비 차폐 상호 연결 또는 스피커 케이블의 제조에서 (저자는 lavsan베이스에 12,7mm 너비의 기존 이산화 크롬 비디오 테이프를 사용했습니다). uenta는 주 금속(구리 또는 은) 전도성 코어에 6~10겹의 중첩으로 감겨 있습니다. 이러한 작업의 결과 케이블에 의해 도입된 비선형 왜곡이 급격히 감소하고 케이블의 상위 전송 주파수가 와이어의 두께에 따라 30MHz에서 120~250MHz 이상으로 증가합니다. 이 경우 케이블은 XNUMX개의 편조 도체 형태로 만들어집니다(Kimber 케이블의 방식과 유사). 케이블의 제조에 더하여, 표피 효과를 퇴치하는 기술된 방법은 약 XNUMX의 상대 투자율 지수를 갖는 도체, 초전도체 및 반도체로 만들어진 임의의 형태 및 유형의 전도성 요소와 관련하여 산업적 수준에서 적용될 수 있다. , 넓은 전력 및 주파수 범위에서 전류를 전송하고 전류를 제어하도록 설계되었습니다. 청구된 방법은 예를 들어 통신 케이블, 장착 및 연결 와이어, 트랜지스터, 다이오드, 집적 회로, 접촉 장치, 커넥터, 저항기, 전기 커패시터 및 고주파 인덕터의 생산에 적용될 수 있다. 제안한 방법을 적용한 결과 무엇을 얻을 수 있습니까? 즐겁게 음악을 들읍시다. 저자: Sergey Podolyak, Vinnitsa, 클래스 A; 발행물: audio.ru/class_a/home.php
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