Cables, conectores y conexiones Carlos Indio Gauvron Laboratorio Abierto Universidad de Buenos Aires
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.
Concepto de líneas de transmisión
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
Concepto de líneas de transmisión
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
Concepto de líneas de transmisión
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
Concepto de líneas de transmisión
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
Concepto de líneas de transmisión
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
Concepto de líneas de transmisión
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
Concepto de líneas de transmisión
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
Concepto de líneas de transmisión
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
Concepto de líneas de transmisión
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
Concepto de líneas de transmisión
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
Cables como elementos agrupados
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
Cables como elementos agrupados
Cable común de 1 mm de diámetro (10 m)
Cables como elementos agrupados
Cable de parlante de 2 mm de diámetro (10 m)
Cables como elementos agrupados
Cable de trenzado (10 m)
Cables como elementos agrupados
Cable RG9 (10 m)
Cables como elementos agrupados
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 como elementos agrupados
Cables espaciados
0
10
20
30
40
50
60
0 2 4 6 8 10 12 14 16mm de separación
Capacitancia Inductancia
Cables como elementos agrupados
Cables comunes 2 mm diam. espaciados 0.4 mm (10 m)
Cables como elementos agrupados
Cables comunes 2 mm diam. espaciados 16 mm (10 m)
Cables como elementos agrupados
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
Cables generalidadesImportancia del retorcido y blindaje
Experiencia con cables Nº 2
+
-
Sin blindar y retorcido
Cables generalidadesImportancia del retorcido y blindaje
Experiencia con cables Nº 3
+
-
blindado y retorcido
Conectores
Nombre de los conectores
Plug telefónico TRS de 3.5 mm o mini plug estéreo
Nombre de los conectores
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.
Nombre de los conectores
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.
Nombre de los conectores
6.35 mm 4.32 mm
28.96 mm73.91 mm
Plug telefónico TRS de 1/4” o plug estéreo
Nombre de los conectores
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.
Nombre de los conectores
MIL
BPO
Nombre de los conectores
IEC
EIA
Nombre de los conectores
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.
Nombre de los conectores
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.
Nombre de los conectores
Nombre de los conectores
Nombre de los conectores
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.
Nombre de los conectores
Conector XLD semi codificado
Nombre de los conectores
Conector XLD totalmente codificado
Nombre de los conectores
XLR3XLD SCXLD FC
XLD FC XLD SC XLR3
El propósito de este tipo de conectores es evitar el intercambio accidental de envíos.
Nombre de los conectores
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.
Nombre de los conectores
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
Muchas gracias