오디오 알아보기: 복잡한 케이블

이제 우리는 이 시리즈를 통해 오디오 세계를 여행하는 데 몇 달을 보냈으며 그 과정에서 스피커에서 소스까지 Hi-Fi 시스템의 다양한 부분을 살펴보았습니다. 기술적인 세부 사항과 Hi-Fi 신화를 동등한 수준으로 검토하는 즐거운 여행이었습니다. 이제 오디오 재생에 있어서 가장 단순하면서도 가장 논란이 많은 분야 중 하나로 들어가 볼 시간입니다. 디지털이든 아날로그이든 모든 오디오 구성 요소는 그것이 속한 시스템에 연결되어야 하며, 이는 때때로 상호 연결이라고도 하는 오디오 케이블의 역할입니다. 아마도 성능에 대한 빈약한 주장에 가장 취약한 단일 구성 요소일 것입니다. 오디오 애호가들은 추가 청취 성능을 제공한다고 주장하는 케이블에 막대한 금액을 지출할 준비가 되어 있습니다. 거기에 뭔가가 있는 걸까요, 아니면 값비싼 전선이 모두 사기인 것과 같은 전선 조각인가요? 살펴볼 시간입니다.

디지털 및 아날로그 신호를 사용하는 일반적인 가정용 오디오 시스템에서는 두 가지 유형의 케이블, 즉 아날로그 또는 디지털 신호를 전달할 수 있는 전기 상호 연결과 디지털 신호용 광학 케이블을 찾을 수 있습니다. 여기서는 아날로그 신호에 사용되는 전기 케이블에 대해 이야기하기 위해 왔습니다. 따라서 약간의 전송선 이론부터 시작하겠습니다.

아마도 여러분이 만든 최초의 전기 회로 중 하나에는 2코어 플렉스 길이로 연결된 배터리와 손전등 전구가 있었을 것입니다. 배터리 단자에 연결된 전선을 만지면 전구에 불이 들어오고, 전구를 놓으면 불이 꺼집니다. 그것은 꺼짐과 켜짐의 두 가지 상태를 갖는 DC 회로였으며 그게 전부였습니다. 그러나 전구를 연결하면서 저장 오실로스코프를 와이어에 연결하면 흥미로운 점을 발견할 수 있습니다. 순간적인 전환에서 꺼짐에서 켜짐으로 점프하는 대신 실제로 전압은 몇 마이크로초에 걸쳐 위쪽으로 곡선을 이룰 것입니다. 갑자기 DC 회로가 처음 생각만큼 완벽하게 이중 상태로 보이지 않는데 무슨 일이 일어나고 있는 걸까요?

전선과 전구가 완벽하지 않기 때문에 전압이 위쪽으로 휘어집니다. 기생 성분이라고 불리는 소량의 저항, 인덕턴스, 커패시턴스를 갖고 있으며 이들 간의 상호 작용으로 인해 전압이 즉각적이지 않고 단시간에 상승하게 됩니다. 거의 즉각적이므로 손전등에는 문제가 없지만 유사한 전선을 사용하여 신호를 전달하자마자 이 기생 RCL 회로가 신호에 영향을 미치기 시작합니다. 초기 전신 및 전화 엔지니어는 전선이 수백 마일에 걸쳐 늘어서 저역 통과 필터 효과를 제공하는 상당한 R, C 및 L 값을 가지기 때문에 이 문제에 직면했습니다. 현상을 이해하려는 그들의 시도는 현재 우리가 전송선 이론이라고 부르는 것을 낳았으며, RF 관련 작업을 해본 사람이라면 누구나 이 이론에 익숙할 것입니다.

오디오 인터커넥트는 기생 R, C, L 값을 고려해야 하는 전송 라인입니다. 이제 이를 완전히 뒤집어 인터커넥트의 전송 라인 성능이 합리적이라고 말씀드리겠습니다. 우리가 알고 있듯이 무선 회로는 오디오 주파수에서 그다지 중요하지 않습니다. 그 이유는 오디오 인터커넥트의 길이가 짧기 때문입니다. 이 인터커넥트는 2피트(또는 1미터) 정도의 기생 값을 갖고 있어 저역 통과 필터와 거의 차이가 나지 않습니다. 이를 오디오 주파수의 파장(1kHz에서 300km)과 비교하면 중요하지 않습니다.

손전등 전구로 돌아가면, 배터리 전선의 전류는 DC였으며 항상 같은 방향으로 흐릅니다. 이를 두꺼운 단일 가닥 구리선으로 상상하면 그 내부의 전류가 마치 이상적인 배관 시스템의 물 흐름인 것처럼 상상할 수 있으며 흐름은 단면 전체에 고르게 분산됩니다. 우리는 전류가 자기장을 생성한다는 것을 알고 있으므로 전구에 전원을 공급하는 전선은 DC 전류가 흐르는 한 정적 필드로 둘러싸여 있습니다.