Cables Mza

Cables, conectores y conexiones

Carlos Indio Gauvron

Laboratorio Abierto

Universidad de Buenos Aires

El esoterismo en los cables

Cables de plata pura y sólida

Cables con geometrías especiales

Cables libres de oxígeno

Cables de carbono puro

Cables con millares de conductores

Cables con sentido de circulación de señal

Cables ablandados

Cables con tiempos para que entren en régimen

El esoterismo en los cablesExisten personas que dicen oir esas

diferenciasPara solucionar ese problema:

Concepto de cable

Concepto de cable

Los cables se pueden estudiar de varias maneras, las más usuales son:

Líneas de transmisión

Elementos agrupados

Concepto de líneas de transmisión

Es un conductor o serie de conductores que se emplean para transportar energía eléctrica de una fuente a una carga con la

menor pérdida posible.


Las limitaciones comienzan a ser perceptibles cuando el largo de la línea se

compara a la longitud de onda de la frecuencia que se está transmitiendo.

fc

λ


Tomemos por ejemplo la décima parte de la longitud de onda de 20 kHz. Con una

velocidad de propagación típica para una manguera de audio que ronda el 76%.

m 11400

s1 20000

sm 0.763·10

λ8

f

c


Ahora tomemos la décima parte de la longitud de onda de 6 MHz (AES/EBU a 48 kHz). Con una velocidad de propagación típica para un cable de audio digital que

ronda el 76%.

m 38

s1 6·10

sm 0.763·10

λ6

8

f

c


Ahora tomemos la longitud de onda de 172 MHz (MADI a 48 kHz). Con una velocidad de propagación típica para un cable de audio

digital que ronda el 76%.

m 1.3

s1 172·10

sm 0.763·10

λ6

8

f

c


Para evitar pérdidas en la transmisión es necesario que la impedancia de fuente, carga e impedancia característica de la línea sean

iguales.

Zout ZinZlin

Zout = Zlin = Zin


Veloc.Espec. Medida prop. Sin EQ Con EQ

Belden 9732 100 110 75% >270NEK 69921 100 103 74% 225 475Audio analógico 80 61% 235 410UTP 100 ± 15 110 69% 410 880STP 100 ± 15 110 73% 460 920System X 0.26 mm 110 110 67% 260 420Canford Audio DST 110 112 73% 295 >515

Long. máx. (m) 48 kHzImp. caract. ohmsCable

UTP: Unscreened Twisted Pair - Par Trenzado sin PantallaSTP: Screened Twisted Pair - Par Trenzado con Pantalla


Out InAudio Presition System One 116 119Bel Audio Delay 95 117Drake ASES/EBU distribution amplifier 111 373Fostex D20 DAT 58 103Panasonic D3 video recorder 134 99Re d920 AES/EBU reference generator 116Sony D1 video recorder 65 112Sony DFX2400 sampling frecuency converter 100 103Sony PCM2500 DAT 45 1856Studer A727 CD player 146Studer A730 CD player 115Yamaha DCM1000 mixer 115 210

Impedancia ohmsEquipo

Algunas consideraciones 2

1

ωCjG

jω

LR

oZImpedancia característica de una línea de transmisión

Para cables comunes o de parlantes G=0, entonces para altas frecuencias donde L>>R

21

C

LohZ

Para bajas frecuencias donde L<<R

21

ωCj

RolZ


Dispersión de frecuencia debido al delay de grupo

212

1

·21

β GBBXZY

Velocidad de grupo (de propagación) β

fπ2pV

Donde:

21

212

1

ω²ω²²ω·21

β LLRC

LRZ jω ωCjGY ωCB LX ω


Dispersión de frecuencia debido al delay de grupo

Tipo de cable Vp (100 Hz) Vp (10 kHz) por m

Cable 2 mm (4 cm separados) 8,15E+07 1,87E+08 6,92E-09Coaxial RG9 5,67E+07 4,76E+08 1,55E-08Cable de parlante 2 mm 4,03E+07 1,78E+08 1,92E-08Cable retorcido 5,45E+06 4,84E+07 1,63E-07


Cables como elementos agrupados

00

V1

10V 6.3

.116n1uHZo

Zl

Amplificador Parlante

Los parámetros que describen eléctricamente a un cable son:• Resistencias en serie• Inductancias en serie• Capacitancia de derivación• Conductancia de derivación


Induct. Capac. Resist. Imp. caract.

uH/m pF/m ohm/m ohm

Cable (diam. 1 mm) 0.52 58 0.042 1.05 95Cable (diam. 1.3 mm) 0.6 51 0.026 1.15 108Cable (diam. 1.6 mm) 0.43 57 0.016 1.3 87Cable parlante (diam. 2 mm) 0.39 76 0.01 1.5 72Cable (diam. 2 mm) 0.62 49 0.01 1.5 112Cable soldable 0.32 88 0.001 4 60Cable trenzado 0.1 1630 0.026 1 8Coaxial doble cilíndrico 0.052 580 0.01 1 9Coaxial RG9 0.075 30 0.013 1 50

RAC/RDCTipo de cable

Características típicas de algunos cables


Cable común de 1 mm de diámetro (10 m)


Cable de parlante de 2 mm de diámetro (10 m)


Cable de trenzado (10 m)


Cable RG9 (10 m)


Cables espaciados

Espaciado entre cables Induct. Capac.mm uH/m pF/m0.4 0.39 761 0.86 342 1.27 244 1.67 178 2.07 1416 2.48 12

3500 50 1


Cables espaciados

0

10

20

30

40

50

60

0 2 4 6 8 10 12 14 16mm de separación

Capacitancia Inductancia


Cables comunes 2 mm diam. espaciados 0.4 mm (10 m)


Cables comunes 2 mm diam. espaciados 16 mm (10 m)


Cables comunes 2 mm diam. espaciados 3500 mm (10 m)

Experiencia práctica

Cables generalidadesImportancia del retorcido y blindaje

Experiencia con cables Nº 1

+

-

Sin blindar y sin retorcer



+

-

Sin blindar y retorcido



+

-

blindado y retorcido

Conectores

Nombre de los conectores

Plug telefónico TRS de 3.5 mm o mini plug estéreo


Conectores de alta potencia para parlantes. La empresa Neutrik utiliza el nombre Speakon para esta ficha.

El estándar que la defina es: AES45-2001 y deriva de otras normas:AES26-1995 AES recommended practice for professional audio — Conservation of the polarity of audio signals.IEC 60268-12 (1987-03) Sound system equipment: Application of connectors for broadcast and similar use. GenevaInternational Electrotechnical Commission.


Conector coaxial BNC.

Se lo emplea en cables que transportan word clock con fines de sincrinismo de audio digital. Es también usado para el protocolo AES de formato no profesional.

Su nombre tiene origen en el tipo de conector, bayoneta, y el nombre de su inventor: Neill Concelman.


6.35 mm 4.32 mm

28.96 mm73.91 mm

Plug telefónico TRS de 1/4” o plug estéreo


Hay cuatro normas que definen las especificaciones técnicas del Plug telefónico

TRS de 1/4”. IEC 60603-11 (International Electrotechnical Commission)EIA RS-453 (Electronic Industries Association)BPO 316 (norma de la industria telefónica que data de 1887) MIL-P-642, MIL-J-641 (normas Militares de los Estados Unidos)

Paradogicamente estas normas difieren en sus dimensiones.


MIL

BPO


IEC

EIA


Phono Plug o conector RCA.

Generalmente utilizado en audio hogareño con niveles de línea -10

dBV (uso de Tascam).

También se lo usa para la conexión de audio digital S/PDIF.


XLR3 llamada generalmente “Cannon” debido a su inventor. Un detalle

interesante es que el pin Nº 1, que es el de masa, se conecta

primero.




Anillo “codigo” zebra

Anillo de masaConector XLD usado en micrófonos digitales. Especificado en AES42-2001.

Se basa en el conector XLR con el agregado de una ranura dispuesta entre los pines 2 y 3. Además se puede añadir una llave o traba de usuario entre los contactos 1 y 2.


Conector XLD semi codificado


Conector XLD totalmente codificado


XLR3XLD SCXLD FC

XLD FC XLD SC XLR3

El propósito de este tipo de conectores es evitar el intercambio accidental de envíos.


TT Bantam (Tiny Telephone Bantam): son conectores que en principio se diseñaron para sistemas de parcheo miniatura en telefonía, su calidad y altas prestaciones hicieron que se incorporara radicalmente a la industria del audio; específicamente en “patch bays” (bahias de parcheo).

21.97 mm

4.4 mm

Nombre de los conectoresELCO / EDAC 56 pines usada para las

conexiones balanceadas de ADAT.

Nombre de los conectoresTOSLINK usado para audio digital en los protocolos S/PDIF (TTL) y ADAT.


DB25 usado para audio digital en el protocolo TDIF y en los productos de

Tascam para las señales de audio analógico.

Conexiones más comunes

Con respecto a la polaridad de todos los conectores y dispositivos una recomendación de AES: la AES26-2001 tiene todas las especificaciones correspondientes para cada caso.En relación a los niveles de línea más usados tenemos:

• -10 dBV (0.316 V)

• +4 dBu (1.23 V)

• +8 dBm (1.95 V)

PROPOSED DRAFTfor trial use and discussion AES standardfor professional audio interconnections —Fibre optic connectors, cables, and characteristics

AES45-2001 AES standardfor single programme connectors —Connectors for loudspeaker-level patch panels

AES-R2-1998AES project reportfor articles on professional audio and for equipment specifications —Notations for expressing levels

Estándares consultados

Estándares consultadosAES26-2001Revision of AES26-1995AES recommended practice for professional audiointerconnections —Conservation of the polarity ofaudio signals

AES14-1992 (r1998)AES standard for professional audio equipment —Application of connectors, part 1, XLR-type polarity and gender

AES42-2001AES standard for acoustics —Digital interface for microphones

Estándares consultadosAES-R3-2001AES standards project report on single programme connectors —Compatibility of tip-ring-sleeve connectors conforming to different standards

MIL-P-642-DMilitary specification: plugs, telephones and accesories screw--- General specification for

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