Y-кабели RCA, друг или враг?

Если вы потратите какое-то время на чтение дискуссий по автозвуку на Facebook или на форумах, то вы, несомненно, столкнетесь с комментариями, касающимися предполагаемые недостатки использования Y-кабелей RCA. Кажется, существует много неправильных представлений или непонимания того, как работают сигналы предусилителя, и эта дезинформация приводит к комментариям, которые не всегда точны. Давайте уделим (более) несколько минут, чтобы все прояснить.

Аудиосигналы уровня предусилителя

Аудиосигнал, который соединяет ваш источник с усилителем, очень слабый и довольно слабый. Напряжение сигнала предусилителя редко превышает 10% от максимального напряжения вашего источника по нескольким причинам. Во-первых, уровень сигнала прямо пропорционален выходу системы. Когда громкость низкая, амплитуда сигнала низкая.

Второй фактор, влияющий на микроскопическую амплитуду сигнала предусилителя, известен как пик-фактор. Согласно формальному определению, крест-фактор — это отношение между пиковой амплитудой сигнала и среднеквадратичным значением сигнала. Для чистой синусоиды это значение будет 1,414. Для музыки значение крест-фактора намного больше.

Мы проанализировали несколько разных песен, чтобы получить соответствующие цифры. Новая песня Run by the Foo Fighters имеет максимальную амплитуду +0,15 дБ и среднеквадратичную амплитуду -12,7 дБ по всему треку. Чтобы не усложнять математику, назовем это 13 дБ, что соответствует соотношению чуть меньше 20:1. Мы также проанализировали Heathens от Twenty One Pilots и обнаружили, что его коэффициент амплитуды составляет 10,5 дБ, или примерно 11,25:1.

Если мы представим максимально возможное напряжение сигнала нашего предусилителя равным 4 вольтам, то среднее напряжение для вышеприведенной дорожки будет 200 мВ и 355 мВ соответственно. Пик 4 В возникает только при максимальной громкости. Не забывайте об этом.

Скотти, у нас нет власти!

Еще одна характеристика сигнала нашего предусилителя заключается в том, что он почти не содержит электрического тока. Как и в любой электрической цепи, величина тока, протекающего по цепи, определяется напряжением в цепи и ее сопротивлением. Выходное сопротивление большинства головных устройств составляет от 300 до 500 Ом. Входное сопротивление большинства усилителей составляет около 10 000 Ом.

Используя наше максимальное напряжение 4 вольта и сопротивление 10 500 Ом, максимальный ток в нашей цепи будет 0,381 мА. Если учесть, что средняя амплитуда сигнала составляет около 275 милливольт, то мы имеем средний ток 0,0275 миллиампер. Это ничего.

Что делает Y-кабель RCA?

Разветвительный кабель RCA позволяет подключить один выход RCA к двум входам RCA. Типичными приложениями для Y-кабелей являются один RCA-выход сабвуфера на источнике или процессоре и необходимость подачи на пару входов на усилителе сабвуфера. Другим распространенным применением является блок-источник только с одним левым и правым выходами RCA; вы хотите использовать четырехканальный усилитель без переключателя двух входов/четырех входов.

Пожалуйста, не верьте рекламе

Самый большой миф об использовании Y-кабелей заключается в том, что они резко уменьшают сигнал, поступающий на каждый вход. Чтобы доказать, почему это не так, нам нужно понять, как работает схема делителя напряжения. Да, пришло время немного физики и математики.

В идеальной ситуации, когда у нас есть источник сигнала и одна нагрузка, все напряжение, развиваемое источником, приходится на нагрузку.

Если у нас есть несколько нагрузок, напряжение, создаваемое источником, делится между нагрузками, когда они подключены последовательно. На изображении ниже у нас есть две нагрузки последовательно с нашим единственным источником сигнала.

Если значение сопротивления двух нагрузок одинаково, то напряжение, создаваемое источником, делится поровну между нагрузками. Половина напряжения может быть измерена на каждой нагрузке. Используя наш пример предусилителя на 4 В, мы увидим 2 В на каждой нагрузке. Однако что происходит, когда сопротивление нагрузки неодинаково? Нам нужно произвести некоторые математические расчеты, чтобы определить, какое напряжение присутствует на каждом из них.

Назовем нагрузки. Нагрузка слева будет называться Rs. Это сопротивление нашего источника. Для этого примера мы будем использовать значение 500 Ом. Нагрузкой справа будет входное сопротивление нашего усилителя 10 000 Ом, и мы назовем его Ra1.

У нас есть 4 вольта, выдаваемые источником, и общее сопротивление цепи 10 500 Ом. Мы можем рассчитать, что ток, протекающий в цепи, составляет 0,0381 миллиампер, используя закон Ома. Зная ток в цепи, мы можем определить, сколько напряжения падает на каждом сопротивлении. Для нагрузки нашего источника у нас есть сопротивление 500 Ом с током 0,381 миллиампер для получения 190,476 милливольт. Остальная часть сигнала источника 4 В или 3,809525 В появляется на нагрузке.

Давайте подключим еще один усилитель параллельно нашему первому усилителю. Это тот же эффект, что и при использовании Y-кабеля. Наш второй усилитель будет называться Ra2.

Теперь снова время математики. На этот раз наша цепь имеет общее сопротивление 5500 Ом, и поэтому по ней протекает ток 0,7272 миллиампер. Падение напряжения на источнике увеличилось до 0,363636 вольт, а на каждый ампер приходится 3,636 вольт. Кажется, это заметная разница, не так ли?

Шкала децибел меняет все

Между двумя приведенными выше примерами мы наблюдаем снижение напряжения на усилителях на 4,772%. Означает ли это, что наша музыка почти на 5% тише? Нет. Когда мы говорим об отношении напряжения к громкости, нужно учитывать шкалу децибел. Наше снижение напряжения на 4,772 % приводит к уменьшению выходного сигнала на -0,405 дБ.

Прежде чем ваши трусики затянутся узлом, вы можете исправить это, увеличив усиление вашего усилителя на эту величину.

Наихудший математический пример

Это был наихудший сценарий. Что делать, если у вас есть источник с более низким выходным сопротивлением? Некоторые головные устройства имеют выходное сопротивление 300 Ом. Для этого головного устройства с тем же входным сопротивлением усилителей 10 000 Ом изменение выходного сигнала при использовании Y-кабеля составит -0,2493 дБ. Если в вашей системе есть линейный драйвер премиум-класса, выходное сопротивление может составлять всего 50 Ом. В этом сценарии потери ничтожны -0,0431 дБ.

Что мы узнали из этого? Если вам нужно подключить много усилителей к одному источнику, выберите источник с низким выходным сопротивлением.

Разветвительные кабели RCA как решение — не зло

Если ваша система требует, чтобы вы использовали набор Y-образных кабелей для распределения аудиосигнала на несколько усилителей, тогда вперед. Как только ваш установщик настроит регуляторы чувствительности на ваших усилителях, вы никогда не узнаете, что они там есть.

Если у вас есть какие-либо вопросы о конструкции вашей аудиосистемы или что вам нужно знать о том, как ваш установщик будет ее подключать, поговорите с продавцом и вашим местным розничным продавцом мобильной электроники - они будут рады объяснить вам все.