DE19648919A1

DE19648919A1 - Electric cable e.g.for audio engineering

Info

Publication number: DE19648919A1
Application number: DE1996148919
Authority: DE
Inventors: Walter Fuchs
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1996-11-26
Filing date: 1996-11-26
Publication date: 1998-05-28

Abstract

An electric cable has three or more individually insulated wires. The wires are twisted together so that each wire in the axial direction is constantly changing its geometrical position relative to the others. The wires are solid ones and are assembled as multiple strands. Outward and return wires are formed from separate plaited strands and have their own screening as well as a common screen. The screen is connected at one terminal side to the necessary electric potential. Furthermore, the screen on both terminal sides is connected by electrical resistances to the necessary potentials. Individual plaited strands are used for different electrical purposes.

Description

Elektrokabel haben die Aufgabe, elektrische Signale, Leistung oder Energie im Frequenzbereich von 0 Hz bis zu höchsten Frequenzen zu übertragen. Dabei sollte dem übertragenen elektrischen Spektrum durch das Kabel nichts hinzugefügt oder weggenommen werden.Electrical cables have the task of electrical signals, power or energy in the frequency range of 0 Hz to transmit the highest frequencies. The transmitted electrical Spectrum nothing can be added or removed through the cable.

State of the art

Kabel, die in der Niederfrequenztechnik (z. B. Audiotechnik verwendet werden, sind im wesentlichen durch vier Parameter definiert:
Cables used in low-frequency technology (e.g. audio technology) are essentially defined by four parameters:

- ohmic resistance
- capacity
- derivative
- inductance

Trivialerweise ist der ohmsche Widerstand allein durch die geometrischen Abmessungen des Leiters sowie durch das Leitermaterial definiert.The ohmic resistance is trivial simply because of the geometrical dimensions of the conductor as well as defined by the conductor material.

Die Kapazität wird im wesentlichen durch den Abstand von Hin- und Rückleiter bestimmt. Weitere Einflüsse übt der Isolator mit seiner stoffspezifischen Dielektrizitätskonstante aus. Die Kapazität ist weiterhin proportional zur Länge des Kabels.The capacitance is essentially determined by the distance between the outgoing and return conductors. Further The insulator exerts influences with its substance-specific dielectric constant. The capacity is still proportional to the length of the cable.

Die Ableitung ist definiert als unerwünschter Strom zwischen den Leitern, gegeben durch die Tatsache, daß keine idealen Isolatoren existieren.The derivative is defined as unwanted current between the conductors, given by the fact that there are no ideal isolators.

Die Induktivität ist abhängig vom Querschnitt und Aufbau des Kabels und ist ebenfalls längenproportional.The inductance depends on the cross section and structure of the cable and is also proportional to length.

Um eine möglichst unverfälschte Signalübertragung zu erhalten, ist es notwendig, die Größen aller genannten Parameter zu minimieren.In order to obtain a signal transmission that is as pure as possible, it is necessary to measure the sizes of all to minimize the parameters mentioned.

Die Einflüsse dieser Kabelparameter auf das zu übertragende Signal haben beispielsweise in der Audiotechnik, insbesondere im Zusammenhang mit hochwertigen Komponenten, einen deutlichen Einfluß auf die Klangwiedergabe. Dabei wird die Güte der Übertragung wesentlich von den frequenzabhängigen Parametern beeinflußt. Zur Überwindung der genannten Probleme werden deshalb für die unterschiedlichen Übertragungsaufgaben spezialisierte Kabelkonstruktionen verwandt.The influences of these cable parameters on the signal to be transmitted have, for example, in the Audio technology, especially in connection with high-quality components, a clear one Influence on sound reproduction. The quality of the transmission is significantly affected by the frequency-dependent parameters. To overcome the problems mentioned therefore special cable constructions are used for the different transmission tasks.

So wurden für den Anschluß von Lautsprechern an Verstärker vornehmlich parallel aufgebaute Kabel großen Querschnitts verwandt, wobei die frequenzabhängigen Parameter kaum berücksichtigt wurden. Bei neueren Konstruktionen wird versucht, eine gegenseitige Kompensation der kapazitiven und induktiven Parameter zu erreichen (Phasenwinkel 0°). Die erfindungsgemäße Aufgabe besteht nun darin, ein Kabel darzustellen, bei dem auf diese Kompensation verzichtet werden kann, da beide Parameter unabhängig voneinander minimiert sind.For the connection of loudspeakers to amplifiers, mainly cables have been built in parallel large cross-section, with the frequency-dependent parameters hardly taken into account were. In newer designs, an attempt is made to compensate each other for capacitive and to achieve inductive parameters (phase angle 0 °). The object of the invention is there now in representing a cable in which this compensation can be dispensed with, since both Parameters are minimized independently of one another.

Bei Kabeln, die der nahezu leistungslosen Spannungsübertragung zwischen elektronischen Komponenten dienen (z. B. CD-Spieler und Verstärker), finden vornehmlich koaxial aufgebaute Kabel Verwendung. Dabei existieren unterschiedliche physikalische Bedingungen für Hin- und Rückleiter, wobei der Rückleiter üblicherweise gleichzeitig zur Abschirmung des Innenleiters genutzt wird. Hier besteht die erfindungsgemäße Aufgabe darin, ein Kabel zu fertigen, welches bei der im HIFI-Bereich überwiegend angewandten unsymmetrischen Anschlußtechnik für Hin- und Rückleitung gleiche physikalische Bedingungen bietet.In the case of cables that provide virtually no power transmission between electronic Components are used (e.g. CD players and amplifiers) and are primarily coaxial Cable use. There are different physical conditions for there and back Return conductor, the return conductor usually being used at the same time to shield the inner conductor becomes. Here, the object of the invention is to manufacture a cable, which in the HIFI area mainly applied asymmetrical connection technology for forward and return lines offers the same physical conditions.

Solution of the tasks according to the invention

Die Erfindung löst die gestellten Aufgaben auf überraschende Weise dadurch, daß die für Hin- und Rückleitung benötigten Einzelleiter in drei oder mehr als drei Teilstränge gleichen Querschnitts aufgeteilt werden. Diese Teilstränge sind gegeneinander isoliert. Die besagten Teilstränge werden nun miteinander so verflochten, daß jeder Teilstrang gegenüber allen anderen Teilsträngen ständig sowohl seine geometrische Position als auch seine Richtung wechselt. Beispielsweise bietet eine solche Flechtung mit drei Teilsträngen die Ansicht eines Zopfes (Fig. 1).The invention achieves the objects in a surprising manner in that the individual conductors required for the forward and return lines are divided into three or more than three partial strands of the same cross section. These partial strands are isolated from one another. Said partial strands are now interwoven with one another in such a way that each partial strand constantly changes both its geometric position and its direction compared to all other partial strands. For example, such a braid with three strands offers the view of a braid ( Fig. 1).

Es hat sich gezeigt, daß solcherart hergestellte Elektrokabel bei einer Betrachtung von außen keine gravierenden Unterschiede bezüglich des elektromagnetischen Verhaltens im Vergleich mit konventionellen Kabeln gleichen Leiterquerschnitts und gleichen Leitermaterials aufweisen.It has been shown that electrical cables produced in this way, when viewed from the outside, do not serious differences in electromagnetic behavior compared to conventional cables have the same conductor cross-section and the same conductor material.

Im Gegesatz dazu sind die elektromagnetischen Verhältnisse im Inneren solcher Kabel verschieden von solchen konventioneller Kabel, auch wenn bei diesen die Einzelleiter durch mehrere Teilstränge gebildet werden. In contrast, the electromagnetic conditions inside such cables are different of such conventional cables, even if the individual conductors are divided by several sub-strands be formed.

Die Erfindung nutzt nun die physikalische Gesetzmäßigkeit, daß in einem beliebigen linearen elektrischen Leiter der Winkel zwischen Stromfluß und dadurch erzeugtem Magnetfeld immer 90° beträgt, und daß die Drehrichtung des Magnetfeldes, in Stromflußrichtung gesehen, immer rechtsgerichtet ist (Rechte-Hand-Regel). Da in dem erfindungsgemäßen Kabel sich die geometrische Position und Richtung der einzelnen Teilstränge zueinander ständig ändern, ändern sich naturgemäß in gleichem Maße die Lage und Richtung der Magnetfeldvektoren der einzelnen Teilstränge zueinander. Daraus resultiert im Inneren des Leiters ein nicht korrelliertes elektromagnetisches Feld. Deshalb ist auch die Selbstinduktion im Inneren des Kabels nicht mit dem auslösenden Strom korrelliert, was eine Minimierung der Selbstinduktion und aller daraus resultierenden Effekte (z. B. Skineffekt) zur Folge hat. Der beschriebene Effekt ist umso ausgeprägter, je größer die Anzahl der beteiligten Teilstränge ist, und je geringer der Abstand der Teilstränge voneinander ist. Deshalb sind im Sinne der Erfindung möglichst dünne Isolationen der Teilstränge vorteilhaft. Dieser Effekt ist sowohl bei Leistungsübertragung als auch bei nahezu leistungsloser Spannungsübertragung gegeben.The invention now uses the physical law that in any linear electrical conductor the angle between the current flow and the magnetic field generated thereby always 90 ° is, and that the direction of rotation of the magnetic field, seen in the direction of current flow, always is right-handed (right-hand rule). Since in the cable according to the invention constantly changing, changing the geometrical position and direction of the individual partial strands to each other naturally the position and direction of the magnetic field vectors of the individual to the same extent Partial strands to each other. This results in an uncorrelated inside the conductor electromagnetic field. Therefore, the self-induction inside the cable is not with that triggering current correlates, which minimizes self-induction and all of it resulting effects (e.g. skin effect). The effect described is all the more more pronounced, the larger the number of partial strands involved, and the smaller the distance between the Partial strands from each other. Therefore, in the sense of the invention, the thinest possible insulations are Partial strands advantageous. This effect is both at power transmission and at almost powerless power transmission given.

Embodiments example 1

Aus drei Einzelsträngen von 0,62 mm² Querschnitt mit einer Isolationsdicke von 0,3 mm wurde ein zopfförmiges Kabel mit einem Gesamtquerschnitt von 1,86 mm² geflochten. Zwei Abschnitte dieses Kabels von je 190 cm Länge wurden als Hin- und Rückleiter zwischen einem hochwertigen Verstärker und einer ebenfalls hochwertigen Lautsprecherbox eingesetzt. Im Vergleich zu einem Kabel, welches aus gleichem Material bestand, wobei die drei Einzelstränge nicht verflochten wurden, ergab sich bei einem Hörvergleich ein wesentlich differenzierterer Klangeindruck. Hervorzuheben sind dabei im wesentlichen Verbesserungen in folgenden Punkten:
A braided cable with a total cross section of 1.86 mm ^{2 was} braided from three single strands of 0.62 mm ² cross section with an insulation thickness of 0.3 mm. Two sections of this cable, each 190 cm long, were used as a forward and return conductor between a high-quality amplifier and a likewise high-quality loudspeaker box. In comparison to a cable, which consisted of the same material, whereby the three single strands were not intertwined, a hearing comparison resulted in a much more differentiated sound impression. The main improvements to be highlighted are the following:

- more precise mapping of individual sound sources
- easier audibility of the sound image
- Reduction of unpleasant distortions
- subjectively better representation of a virtual space

Example 2

Zwei zopfförmige Kabel aus Beispiel 1 wurden mit einer gemeinsamen Abschirmung aus netzförmig geflochtenem Kupferdraht versehen. Das Kabel wurde beidseitig mit Steckern (Cinch) für asymmetrische Betriebsart versehen. Die besagte Abschirmung wurde dann beidseitig über Widerstände mit dem jeweils niedrigsten Potential verbunden. Das so konfektionierte Kabel wurde als Verbindung zur nahezu leistungslosen Spannungsübertragung zwischen einem CD-Player und einem hochwertigen Verstärker benutzt. Die subjektiv festgestellten Verbesserungen des Höreindrucks waren mit den im Beispiel 1 genannten vergleichbar. Two pigtailed cables from Example 1 were meshed with a common shield braided copper wire. The cable was on both sides with plugs (cinch) for asymmetrical operating mode. The said shield was then covered on both sides Resistors connected to the lowest potential. The cable assembled in this way was called Connection for almost powerless power transmission between a CD player and one high quality amplifier used. The subjectively determined improvements in the auditory impression were comparable to those mentioned in Example 1.

Example 3

Zwei zopfförmige Kabel aus Beispiel 1 wurden mit einer gemeinsamen Abschirmung aus netzförmig geflochtenem Kupferdraht versehen. Das Kabel wurde beidseitig mit Steckern (XLR-dreipolig) für symmetrische Betriebsart versehen. Die besagte Abschirmung wurde dann beidseitig direkt mit dem jeweils niedrigsten Potential verbunden. Das so konfektionierte Kabel wurde als Verbindung zur nahezu leistungslosen Spannungsübertragung zwischen einem CD-Player und einem hochwertigen Verstärker benutzt. Die subjektiv festgestellten Verbesserungen des Höreindrucks waren mit denen aus den vorangegangenen Beispielen vergleichbar.Two pigtailed cables from Example 1 were meshed with a common shield braided copper wire. The cable was on both sides with plugs (XLR three-pin) for symmetrical operating mode. The said shield was then directly on both sides with the lowest potential connected. The cable assembled in this way was used as a connection to the almost powerless power transmission between a CD player and a high quality Amplifier used. The subjective improvements in the auditory impression were the same comparable from the previous examples.

Example 4

Drei zopfförmige Kabel wie in Beispiel 1, jedoch mit dickerer Isolation zur Erlangung höherer Spannungsfestigkeit, wurden wiederum zu einem dickeren Zopf geflochten. Das so erhaltene Kabel wurde zur Stromversorgung von Verstärkern aus dem 230 V/50 Hz Netz verwandt. Dabei wurden die Aufgaben Hin- und Rückleitung sowie Schutzleiter den Einzelzöpfen zugeordnet. Überraschenderweise war auch in diesem Fall der klangliche Gewinn mit den Ergebnissen aus Beispiel 1 vergleichbar.Three braid-shaped cables as in Example 1, but with thicker insulation to obtain higher ones Dielectric strength, were again braided into a thicker braid. The cable thus obtained was used to power amplifiers from the 230 V / 50 Hz network. The Tasks forward and return line as well as protective conductor assigned to the individual pigtails. Surprisingly, the sound gain with the results was also in this case Example 1 comparable.

Claims

1. Electric cable, characterized in that three or more than three insulated individual conductors are intertwined.

2. Electric cable according to claim 1, characterized in that said single conductor is pigtail-shaped to be intertwined.

3. Electric cable according to claim 1, characterized in that the said individual conductors so together are intertwined that each individual conductor in the direction of the line constantly its geometric position changes compared to all other single conductors.

4. Electric cable according to claim 1, characterized in that said single conductor solid conductor are.

5. Electric cable according to claim 1, characterized in that said single conductor as Multiple strands are constructed.

6. Electric cable according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that three or several of the said electrical cables are in turn braided.

7. Electrical cable according to one or more of claims 1 to 5, characterized in that three or several of the said electrical cables are in turn braided in such a way that in the direction of the line each single braid strand constantly has its geometric position in relation to all others Single braid strands changes.

8. Electrical cable according to one or more of claims 1 to 7, characterized in that out and Return conductors consist of separate braided strands.

9. Electric cable according to claim 8, characterized in that the outgoing and return conductors each have a own shielding.

10. Electric cable according to claim 8, characterized in that several outgoing and return conductors each with, are provided with their own shielding.

11. Electric cable according to claim 8, characterized in that outgoing and return conductors with a common shielding are provided.

12. Electric cable according to claim 8, characterized in that several outgoing and return conductors with one common shielding are provided.

13. Electric cable according to one of claims 9 to 12, characterized in that the shield on a connection side is connected to the electrical potential required for this.

14. Electrical cable according to one of claims 9 to 12, characterized in that the shield on both connection sides with the required electrical potentials is connected.

15. Electric cable according to claim 14, characterized in that the shield on both Connection sides via electrical resistors with the required electrical potentials is connected.

16. Electrical cable according to one of claims 6 and 7, characterized in that the individual Braided strands can be used for different electrical tasks.

17. Electric cable according to claim 16, characterized in that the braided strands with a common shielding are provided.