Autor Tema: EL CABLE. UN COMPONENTE DINÁMICO COMPLEJO  (Leído 35615 veces)

rocoa

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EL CABLE. UN COMPONENTE DINÁMICO COMPLEJO
« en: Abril 29, 2012, 19:29:05 »
Hace tiempo que nos referimos al equipo de sonido como un sistema complejo formado por los diferentes elementos que lo componen, cada uno de los cuales puede considerarse, a su vez, como un sistema complejo más reducido.
Complejidad puede definirse como aquella propiedad de ciertos sistemas entre cuyas características se encuentra una gran variabilidad, a múltiples dimensiones, una interconectividad de elementos, procesos, capas, subsistemas, microdinámicas….. que se interrelacionan. Los sistemas complejos generan una interminable cadena de acontecimientos sucesivos que se caracterizan por la variedad y multiplicidad de sus bucles de retroalimentación ("feedback") y el desencadenamiento de otros ("feedforward") -ver aquí-.

En este post trataremos de hacer una valoración de los cables como componentes dinámicos complejos que forman parte de un sistema complejo mayor, nuestro sistema de audio, y referirnos a ellos no como un accesorio. Se trata de valorarlos como un componente importante del sistema de audio, con altos requerimientos tecnológicos para que no introduzca distorsión en la compleja señal que transporta.

               

Se dice que un cable es sólo un cable. Como dice George Cardas en realidad en un cable habría que tener presentes la resistencia, capacitancia, inductancia, conductividad, velocidad de propagación, radiación y absorción de ondas electromagnéticas (EMI/RFI), interacción entre conductores, filtrado, reflexiones, resonancia eléctrica, factores de disipación, distorsión de fase y harmónica, corrosión, intermodulación.......en definitiva, la interacción de estas y muchas otras cosas.

La mayor parte de la gente ve el cable simplemente como algo que es utilizado para interconectar dos piezas del sistema de audio, sin prestar mucha atención a lo que contiene dentro. Incluso dentro del mundo del hi-fi hay quien piensa que los cables no son más que controles de tono ridículamente caros pero los cables pueden introducir ruido en la señal, actuar como un filtro (y por tanto cambiar la respuesta en frecuencia del sistema alterando el balance tonal), atenuar la señal (cambiando la amplitud), producir cambios en la fase de las distintas frecuencias (alterando el timing y mermando la consistencia de la imagen espacial), etc.

Idealmente los cables deben realizar su función sin añadir ni restar nada a la señal que transportan y los materiales utilizados en la construcción del mismo son determinantes en las prestaciones que obtendremos.

La tríada clásica de parámetros utilizada para referirse a las característica eléctricas de los cables es: impedancia, capacitancia e inductancia (y también la conductancia).
Los diseñadores de cables tienen que lidiar con estas características para minimizarlas dentro de lo posible. La capacitancia e inductancia están presentes de forma recíproca en un par de conductores.
No es fácil hacer que un cable sea poco resistivo, capacitivo e inductivo a la vez. De hecho, cuanto más disminuyamos su resistencia e inductancia (mediante un conductor más grueso), más aumentará su capacitancia. Además, el propio aislamiento puede actuar como dieléctrico y aumentar esta capacitancia puesto que puede absorber durante instantes muy cortos de tiempo parte de la energía que circula por el cable y esa energía, al ser liberada, añade distorsión a la señal.

La impedancia es el término equivalente, en corriente alterna, a la resistencia en corriente contínua. Consiste en la oposición al flujo de corriente de los electrones en un circuito y se expresa en ohmnios. La impedancia incluye la capacitancia reactiva y la inductancia reactiva, dependiendo ambas reactancias de la frecuencia de la señal que fluye por el circuito.
La capacitancia reactiva se incrementa a medida que la frecuencia disminuye y la inductancia se incrementa a medida que lo hace  también la frecuencia.
Debido a esta dependencia de la frecuencia la impedancia no es medible directamente con un tester de la manera que lo es la resistencia a la corriente contínua.

El término capacitancia describe la habilidad de dos conductores, separados por un aislante, para almacenar una carga.
El voltaje aplicado entre dos conductores crea un campo eléctrico entre los mismos que almacena energía, lo cual resulta en una oposición a los cambios de dicho voltaje.
Dos cables paralelos separados por un dieléctrico forman un condensador y cuanto mayor sea la capacitancia más tiempo tardará la señal en atravesar el cable.

                       

http://es.wikipedia.org/wiki/Capacidad_el%C3%A9ctrica

http://www.emilioescobar.org/applets/efecto_dielectrico_en_condensador.html

http://www.cirris.com/testing/guidelines/capacitance-swf.html

http://www.cirris.com/testing/guidelines/capacitance.html

El problema real con la capacitancia es que es afectada por la frecuencia de la señal en el cable. Esta reacción con la frecuencia crea la capacitancia reactiva, medida en ohmios. Como el efecto cambia con la frecuencia, la capacitancia juega un papel fundamental en la curva de respuesta en frecuencia de un cable.
La elevada capacitancia tiende a resistir los cambios abruptos en voltaje por lo cual minimizar la capacitancia en cables conectados a entradas de alta impedancia, que manejan más voltaje que corriente, es fundamental.
La capacitancia es directamente proporcional a la superficie de los conductores y a la constante dieléctrica del material dieléctrico utilizado e inversamente proporcional a la distancia de separación.
En definitiva, la capacitancia depende en gran medida de la constante dieléctrica del aislante, de la dimensión y del número de conductores, de la distancia entre los mismos y del apantallamiento.

http://emilioescobar.org/reportes/Unidad%20III/practica7/practica7.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Reactancia

La inductancia de un conductor está dada por la suma de la inductancia propia o interna más la externa o mutua.
El campo electromagnético que se forma alrededor del conductor se colapsa y se vuelve a formar y a colapsar sucesivamente cada vez que la corriente cambia de dirección. Esto produce un fenómeno denominado autoinductancia que reduce la conductividad efectiva del cable y su valor es constante e independiente de la configuración geométrica de los conductores.
Aunque no se indujesen corrientes entre los conductores, la sola creación de un campo magnético es una inductancia y causará resistencia en serie.
El grado en que la autoinductancia afecta al flujo de electrones es directamente proporcional a la frecuencia de la señal y el material del cual está hecho el conductor (la plata es más autoinductiva que el cobre).

                       

http://es.wikipedia.org/wiki/Inductancia

http://www.ndt-ed.org/EducationResources/CommunityCollege/EddyCurrents/Physics/selfinductance.htm

http://www.opamp-electronics.com/tutorials/characteristic_impedance_2_14_03.htm

La inductancia mutua depende de la configuración geométrica de los conductores.
La reactancia inductiva incrementa la impedancia del cable, siendo un filtro pasa bajos que progresivamente atenúa las altas frecuencias.

Toda circulación de cargas (corriente) produce campo magnético. Un campo magnético constante no puede inducir corrientes, pero uno variable sí. La señal de audio es variable (corriente alterna) y el campo magnético que crea un conductor del cable paralelo puede inducir corrientes en el otro.
Por tanto un conductor eléctrico en presencia de una corriente alterna crea un flujo magnético variable, el cual se concatena con los demás conductores que forman el cable.



La inductancia de una pequeña longitud de cable recto es pequeña, pero no despreciable, cuando la corriente que circula a través de él cambia rápidamente y las frecuencias son elevadas.
Una forma de reducir la inducción de corriente de un cable en otro es trenzarlos. Así los cables dejan de ser perfectamente paralelos, y los campos magnéticos creados por cada uno pierden eficiencia para inducir corriente en el otro. Esto tiene como contrapartida el aumento de la capacidad, ya que la superficie de los cables que está próxima al otro aumenta.







Con su inductancia y su capacitancia un cable de audio es un simple filtro pasa bajos de segundo orden. Reduciendo la inductancia y capacitancia se incrementa el ancho de banda del cable, extendiéndose la respuesta en frecuencia.
La inductancia depende del diámetro (o forma) y de la configuración de los conductores dentro del cable. Los cambios en inductancia causan diferencias audibles que serán distintas en diferentes componentes en función de las impedancias de entrada y salida.

Tomadas conjuntamente, la inductancia y el efecto peculiar, introducen varias distorsiones relativas a la dinámica y el dominio temporal que son muy dificultosas de detectar con simples mediciones de la onda senoidal. Cuando las complejas ondas que transportan la señal musical tienen su estructura armónica alterada la sensación de inmediatez y realismo se reduce. La combinación oído/cerebro es increíblemente sensible a estas distorsiones de fase y generalmente se necesitan comparaciones directas A/B para percibirlas.







Cuando el campo electromagnético (inductancia), que varía con la frecuencia, interactúa con el campo electrostático (capacitancia), esto causa diferentes resonancias eléctricas y efectos de filtraje en el cable.
Dependiendo del diámetro y configuración de los conductores dentro del cable, estos parámetros variarán considerablemente y el sonido se verá afectado por ello.
Mientras que el diseño que concierne a la resistencia es fácil, la inductancia y la capacitancia, como valores reactivos que son, pueden crear problema debido a la inherente naturaleza almacenadora de la capacitancia e inductancia.
La capacitancia es más reactiva a bajas frecuencias y la inductancia lo es más a altas frecuencias. Cuanto más reactiva, más esfuerzo se requiere para transmitir la señal de audio porque la capacitancia resiste el paso de bajas frecuencias y la inductancia resiste las altas.

Las diferencias escuchadas entre diferentes marcas de cables son principalmente debidas a las reactancias producidas por los diferentes niveles de capacitancia vs. inductancia.

                         

« última modificación: Abril 30, 2012, 17:53:55 por rocoa »

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Re:EL CABLE. UN COMPONENTE DINÁMICO COMPLEJO
« Respuesta #1 en: Abril 29, 2012, 19:29:29 »
                                                                  ANATOMÍA DEL CABLE


                                                             

1.- METAL CONDUCTOR.

Dos metales tienen una conductividad superior, el cobre (98% de conductividad) y la plata (99% de conductividad) y por eso se utilizan para la confección de la mayoría de cables que encontramos en el mercado.

-El cobre TPC (Tough Pitch Copper) es el cobre típicamente encontrado en cables "standard". Es fundido y enfriado "al aire" por lo que posee mucho oxígeno.
TPC (Tough-Pitch Copper) cobre contiene unos 3500 granos de cristal por cada metro y entre 300 y 500 partes por millón de impurezas de oxígeno.

-El cobre OFC, procesado en ambiente libre de oxígeno, se desarrolló en Japón alrededor del año 1975 al evidenciar que la calidad del sonido está relacionada con la calidad del cobre utilizado.
También por esa época un nuevo método fue desarrollado por Hitachi para reducir el grano o número de cristales ya que los cristales generados durante el enfriamiento rápido en el proceso de fundición tradicional del cobre actúan como un impedimento para el flujo de la señal.
Este proceso patentado por Hitachi es LC-OFC. Después de que el alambre de cobre es expulsado, el cable se calienta de nuevo, es recocido, lo cual reduce aún más la formación de grano cristalino.

-OFHC (Oxigen Free High Conductivity Copper). Nos referimos a este cobre como "6 nueves" debido a que su pureza se aproxima al 99,9999%. Contiene aprox. 40 partes de oxígeno por millón y 1200 granos por metro.

-El cobre OCC es una estructura única, de grano largo, generada utilizando un molde calentado que resuelve los problemas surgidos en este sentido en el proceso de enfriamiento rápido. El resultado son pequeñas varillas de cobre puro OCC con granos de muchísima longitud.
El profesor Ohno desarrolló este método patentado para que el conductor de cobre se libre del grano en el proceso de extrusión. Fué introducido en 1986 y desde entonces utilizan este cobre muchos fabricantes de cables y conectores.
El proceso de fundición de Ohno utiliza moldes calientes para formar el cobre en forma de cristales de más de cien metros de largo, evitando las "fronteras" entre cristales y las impurezas que enturbian la señal.
Como el proceso de purificación del OCC se hace en atmósfera libre de oxígeno los efectos de oxidación a largo plazo son altamente reducidos (el óxido de cobre no conduce la electricidad).



Aproximadamente 1500 líneas divisorias por la cristalización del metal se encuentran en un metro de cobre libre de oxígeno mientras que más de 4500 en un cable de cobre normal.
El tamaño de cristal promedio en el cobre OCC es de 125 metros mientras que el del cobre libre de oxígeno es de 0,02 metros.



Entre los cristales se depositan metales contaminantes. Algunas de las impurezas encontradas en el cobre comercial incluyen oxígeno, plata, plomo, hierro, azufre, antimonio, aluminio y  arsénico unidos a los límites de los granos y causan distorsión de la señal debido a la colisión de los electrones con las mismas. Esto crea una mayor impedancia al flujo de electrones porque los fuerza a saltar esos límites pobremente conductores en los que los granos se unen.
Puesto que estos efectos ocurren a nivel molecular, es fácil comparar estas colisiones con la acción de un diodo, el cual utiliza impurezas en su diseño para controlar el flujo de electrones (recuerdo que en algún post Raúl hablaba del tema y del "efecto diodo").

http://www.mediafire.com/file/ln2lngm51n4/MythBusters.pdf

Por tanto, las barreras cristalinas añaden distorsión a la señal siendo un impedimento para el flujo natural de los electrones, añadiendo brillantez artificial al sonido y cambiando la estructura armónica, además de alterar la precisión de la imagen y la focalización dentro de la escena sonora.



El flujo de electrones de una señal musical o de video es increíblemente compleja, constituida por un flujo eléctrico y un campo magnético alrededor del cable, conteniendo cientos de paquetes de información. Esos paquetes contienen cientos y miles de diferentes frecuencias combinadas con una estructura de fase única.
Esta señal es extremadamente compleja y delicada puesto que los armónicos tienen muy baja energía en amplitud comparados con el tono fundamental.
Por estas razones es muy fácil corromper la delicada estructura armónica viajando en ondas por el interior del conductor y por fuera de la superficie del mismo y reduciendo el contenido de impurezas y el número de granos se puede conseguir que el cable sea más conductor.


http://www.google.es/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0CC0QFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.ysxbcn.com%2FdownPage.asp%3FsoftID%3D8690%26urlID%3D16296&ei=tSaXT8uiIIas0QXfs-mJDg&usg=AFQjCNF2QNyQsSYxpK1sOo-bfAQYkHWNeQ&sig2=8cshFFYBLy7gMKynVrO5rw

Pensemos que una nota musical es una delicada mezcla de sonidos en un momento dado, a veces compuestas por cientos de frecuencias sonoras.
Por ejemplo, cuando el martillo de un piano de cola golpea las cuerdas metálicas (contenidas dentro de la caja de madera), éstas vibran produciendo un sonido metálico que entra en resonancia con el cuerpo de madera del mismo.
Todos los elementos que componen la estructura del piano juegan un papel determinante en el tono del piano y producen una conjunción de armónicos particulares. Si algunos de los matices harmónicos son destruidos por la transmisión del sistema de audio, el sonido adquiere un carácter electrónico que permite darnos cuenta de que el equipo no proporciona un sonido realista y placentero.
Si escuchamos un piano plástico de juguete, que proporciona un sonido mate y sin harmónicos, podremos darnos cuenta de lo importantes que son los harmónicos para una reproducción musical apropiada.

http://www.cardas.com/content.php?area=insights&content_id=42&pagestring=Low+Eddy+Copper

http://www.scullcommunications.com/pressresources/furutech/cables_explained.pdf

Las investigaciones más avanzadas de la física moderna parecen estar arrojando luz a ciertas preguntas que nos hacemos desde hace tiempo. Empíricamente hemos comprobado infinidad de veces que es preciso rodar las soldaduras. También que el sonido obtenido no es igual dependiendo de la amalgama de metales utilizados para soldar.
Por otro lado percibimos que, en función de los materiales utilizados en las conexiones y del baño de los conectores, la presentación sonora varía. Independientemente de la conductividad de los metales empleados siempre me dije que "tiene que haber algo más". Y, ¿qué pasa con la criogenización?



Algunos gurús comentan que a medida que la señal atraviesa el entramado cristalino del metal conductor va buscando el camino con menos resistencia entre las impurezas del metal, de la misma manera que el agua que fluye alrededor de las rocas y otros obstáculos. Y con el tiempo ocurren cambios en la estructura molecular debidos al flujo de electrones que crean sus propios "senderos".
Este efecto se denomina quantum tuneling effect y ha podido ser filmado en UK con aparatos de muy alta resolución.
También se hace referencia a las Brillouin zones como características importantes de las estructuras cristalinas.

http://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_tunnelling

http://en.wikipedia.org/wiki/Brillouin_zone

http://www.jstor.org/discover/10.2307/96578?uid=3737952&uid=2129&uid=2&uid=70&uid=4&sid=55981730643





Obviamente, estas investigaciones se llevan a cabo en ámbitos de la ciencia y de la industria que poco tienen que ver con el audio.

Vale la pena echar un vistazo a la tecnología Galileo de Synergistic Research.

http://www.synergisticresearch.com/galileo-system/galileo-system-interconnect/

http://www.synergisticresearch.com/galileo-system/galileo-system-speaker-cable/


2.- MATERIAL AISLANTE.

La cubierta del cable tiene un efecto importante en la calidad de sonido y vídeo ya que los materiales utilizados absorben y ceden energía eléctrica. El problema es que el aislante que rodea al conductor actúa como un condensador que almacena y después libera energía. Todos los dieléctricos almacenan más energía a frecuencias elevadas pero algunos son más lineales que otros en su comportamiento relativo a la frecuencia.

La constante dieléctrica es la propiedad de un material que determina la velocidad relativa a la que la electricidad puede viajar por dicho material. La velocidad de la señal es aproximadamente inversa a la raiz cuadrada de la constante dieléctrica.
Por tanto una constante dieléctrica baja proporciona una velocidad de propagación de la señal mayor.



http://es.wikipedia.org/wiki/Constante_diel%C3%A9ctrica

http://www.emilioescobar.org/applets/efecto_dielectrico_en_condensador.html

http://www.tech-faq.com/dielectric-constant.html

La constante dieléctrica se expresa como la proporción entre la capacidad de almacenar energía por un volumen dado de material respecto al mejor dieléctrico posible (menor energía almacenada), que es el vacío.
El único aislante perfecto es el vacío y muy cerca está el aire.
La constante dieléctrica del vacío es 1 por lo que un material con constante diléctrica de 3 sería capaz de almacenar 3 veces más energía que el vacío para un volumen dado.
El teflón tiene una constante dieléctrica de 2, la más baja entre los dieléctricos de uso habitual, el polietileno 2,25 y el PVC de 4. Se puede disminuir utilizando un dieléctrico microporoso (foam).

El centro del conductor, el dieléctrico y el blindaje forman un condensador y cuando las placas del condensador-cable son descargadas se genera un voltaje.

http://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_el%C3%A9ctrico

http://rimstar.org/zoltans/semicharge.htm

http://www.thebigger.com/physics/electrostatics/what-is-dielectric-polarization/

Tara Labs ha llevado la intención de mantener el conductor aislado del dieléctrico al extremo. Para ello utiliza un conductor rectangular inmerso en vacío.



http://taralabs.com/images/stories/whitepapers/ZERO-White-Paper.pdf

Cuando la corriente circula por un conductor aislado con dieléctrico dos campos distintos se forman, un campo electromagnético alrededor del propio conductor y un campo electrostático alrededor del dieléctrico aislante. La interacción de estos dos campos tiene una influencia considerable en el paso de la señal y afecta de manera intensa al sonido puesto que no toda la señal es transmitida directamente. Por el contrario, parte de la misma carga el dieléctrico aislante, exactamente como si fuese el dieléctrico de un condensador. Mucha de esa energía es almacenada hasta que la señal cambia la polaridad (cada 180 grados de la onda senoidal) y entonces revierte formando parte de la señal fuera de fase, como corrientes inducidas, cancelando parte de la señal transmitida y creando ruído. El resto de la energía se convierte en calor y se pierde.

Además del efecto de condensador, el dieléctrico tiene un efecto crucial en el desempeño de los cables sometidos a manipulación debido al efecto triboeléctrico.
Cuando dos materiales son frotados juntos, se genera una carga eléctrica entre ellos y este fenómeno eléctrico se conoce como efecto triboeléctrico. Es ruido interno inducido mecánicamente, generado por la flexión o vibración del cable, resultando corriente estática o efecto piezoeléctrico.
La cantidad de carga generada es dependiente de la composición de los materiales y de la cantidad de fricción entre ellos.

http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_triboel%C3%A9ctrico

Simplemente flexionando o retorciendo un cable normal se pueden generar picos de voltaje de decenas de milivoltios. El ruido es debido a la carga triboeléctrica de los materiales de aislamiento que actúan como condensadores y almacenan la carga.

El efecto triboeléctrico es el mismo que provoca el acúmulo de energía cuando caminamos sobre una gruesa alfombra en invierno. Aunque una alfombra de lana no puede transmitir electrones sabemos el efecto de la electricidad estática cuando caminas por ella y tocas una manilla de metal.
De forma similar la absorción de energía por el dieléctrico es cedida posteriormente en el conductor creando un emborronamiento en la integridad temporal de la señal, en la fase.
La absorción y disipación del dieléctrico en diferentes materiales puede ser medida y es muy audible.
La magnitud de los picos de voltaje depende mucho de los materiales seleccionados por los fabricantes del cable. El cobre y el polietileno microporoso, por ejemplo, son dos de los materiales que menos ruido triboeléctrico provocan por lo que estos materiales son muy utilizados para la confección de cables de calidad.

Todos sabemos que hay infinidad de procesos naturales relacionados con efectos vibracionales. Vivimos en un Universo resonante. En algunos casos ello posibilita buenas aplicaciones, como es el caso del habla y la escucha, pero en otros las vibraciones resultan perniciosas. Es el caso de los cables.
Bajo la influencia de vibraciones de origen interno y externo se produce el efecto mencionado más arriba al cual nos referimos también como "microfonía" o "efecto microfónico", causado por la acumulación de una carga estática.
Esas vibraciones se traducen en distorsiones en la transmisión de la señal al producirse inductancias variables y microarcos.
Este efecto puede ser reducido disminuyendo la capacitancia del cable con un aislante grueso y suave.

http://www.youtube.com/watch?v=Qm1x5DrVe3g

http://www.cardas.com/content.php?area=insights&content_id=10&pagestring=Measuring+Cable+Resonance

No cabe duda de que esto presenta un grave problema en cables sometidos a mucho movimiento (instrumentos, auriculares).
Para minimizar el ruido triboeléctrico pueden emplearse capas de dacron (poliester) impregnadas de carbón (Cardas auriculares), algodón y otros materiales que se utilizan en diseños muy sofisticados.



Cada día se utiliza más el PVC conductivo (conteniendo carbón) como apantallamiento electrostático en ciertos tipos de cables sometidos a mucho movimiento. Puede extruirse igual que el dieléctrico y garantiza la cobertura con una capa muy consistente y bajo coeficiente de fricción.Es más flexible que la cinta de dacrón. A pesar de que se usa para reemplazar la malla de cobre su efectividad se resiente por encima de los 10 KHz.
Disminuye la capacitancia y distribuye las corrientes de ruido proporcionando un espacio uniforme y libre de ruidos de entorno.
Las tiras semiconductivas o el PVC conductor se suelen utilizar en el cable coaxial para desviar la electricidad estática generada por el roce del apantallamiento con el dieléctrico. Cuando la impedancia de salida es muy alta, esas cargas electrostáticas pueden ser escuchadas como cracks si el cable es manipulado.

Estas soluciones no se aplican a los cables hi-fi de alta gama puesto que la constante dieléctrica de estos materiales es elevada si la comparamos con el teflón o polietileno.

3.- GEOMETRÍA DE LOS CONDUCTORES.

Puesto que los cables están cubiertos por un dieléctrico siempre se forma un campo electromagnético alrededor del conductor cuando la corriente alterna fluye por el mismo y también un campo electrostático formado alrededor del dieléctrico.





La interacción de ambos campos está fuertemente afectada por la geometría del cable y tiene un efecto significativo en el flujo de la señal.

Sólo hay dos caminos para reducir la resistencia, usar más metal o un metal más conductor y se utilizan diferentes geometrías para minimizar la capacitancia e inductancia. El camino elegido puede provocar cancelaciones y desfases, aberraciones en el timing de la secuencia positivo-negativo.

Para muchos fabricantes de cables la mayor causa de desfase entre frecuencias es el skin effect o efecto peculiar, que es más acusado en conductores de mayor diámetro puesto que las distintas frecuencias no viajan por el conductor de manera uniforme (la analogía hídrica sería el flujo laminar).

http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_pelicular

La diferente resistencia entre la superficie y el centro del conductor hace que cuanto mayor sea la sección del mismo mayores sean las diferencias.
En corriente continua, la densidad de corriente es similar en todo el conductor (figura a), pero en corriente alterna se observa que hay una mayor densidad de corriente en la superficie que en el centro (figura b). Este fenómeno se conoce como efecto pelicular, "skin effect" o efecto Kelvin. Hace que la resistencia efectiva o de corriente alterna sea mayor que la resistencia óhmica o de corriente continua.



El skin effect consiste en que las frecuencias más elevadas viajan por la superficie del cable en donde hay menos resistencia a su flujo. Por el contrario las frecuencias graves viajan por el centro del propio conductor.
Es un fenómeno que provoca que la corriente fluya en un conductor de sección circular concentrada en la superficie del mismo a medida que se incrementa la frecuencia, como si fuera un tubo hueco. Esto aumenta la resistencia del conductor a las frecuencias altas y provoca un desfase temporal (distinto tiempo de llegada de las señales que deberían ser sincrónicas).
Estas diferencias en la conducción llevan para el campo eléctrico diferencias en las señales causando problemas de desplazamiento de fase a frecuencias muy elevadas.
Aunque se dice que el rango de frecuencias afectado por esto está fuera del rango audible, y por lo tanto no afectan a la señal musical, sí parecen hacerlo por la reflexión de subharmónicos causada (ver aquí).

El skin effect es causado por el campo magnético generado por la corriente en el cable de modo que el flujo de electrones se concentra más y más en la superficie externa del conductor a medida que la frecuencia se incrementa. Si esta superficie es recubierta con estaño, que tiene mayor resistencia que el cobre, el cable tendrá una caída en la respuesta de alta frecuencia, actuando como un atenuador (Supra cables).

http://www.jenving.se/pdf/supra_catalogue_2009_spanish.pdf

En los conductores redondos el núcleo y el área de superficie aumentan proporcionalmente a medida que aumentamos el diámetro.
Una solución está en utilizar más superficie que calibre para controlar la cantidad exacta de skin effect recurriendo a conductores que tengan más superficie y que mantengan constante la densidad de corriente, como ocurre en los cables planos.

http://www.analysis-plus.com/pdfs/APhomeBrochure.pdf

http://www.hometheaterhifi.com/volume_14_2/legenburg-artemis-cables-4-2007-part-1.html

http://www.goertzaudio.com/contents/en-us/d16_MI_Speaker_Cables.html

http://taralabs.com/

La otra opción es usar cables finos, ya que en ellos se produce a frecuencias mucho mayores. Puesto que los conductores sólidos de gran diámetro no pueden transmitir a la vez y de igual manera las frecuencias altas y bajas debido al efecto superficie (la tendencia de las frecuencias altas para viajar en la superficie del conductor debido a la resistencia), un fajo de pequeños conductores es utilizado a veces en los cables (cable multifilar).
Esto es la pescadilla que se muerde la cola, porque evitamos este efecto pero la resistencia aumenta porque la proximidad de filamentos paralelos cercanos aislados incrementa la inductancia y capacitancia, lo cual altera la respuesta de fase y frecuencia de la señal.
Y además surgen problemas causados por la interacción de los filamentos ya que los electrones pueden saltar de filamento a filamento causando efecto arco y también hay movimiento físico de los mismos debido a los efectos de magnetización.

Una forma de mitigar el efecto superficie es el empleo en los cables del diseño Litz, consistente en un cable formado por muchos conductores de pequeña sección aislados unos de otros y unidos solo en los extremos. Se trata de construir el cable con filamentos individuales aislados y formando un haz juntos. De esta forma se consigue un aumento de la zona de conducción efectiva, minimizando las pérdidas encontradas en un conductor sólido debidas al efecto superficie, y además se mitiga el microarco entre filamentos.



http://en.wikipedia.org/wiki/Litz_wire

Hay cierta controversia respecto a si el efecto peculiar es relevante a las frecuencias de audio y para muchos sólo resulta relevante a frecuencias muy elevadas, por encima del rango audible, si bien parece estar claro que causa cambios en la resistencia e inductancia que provocan que las diferentes frecuencias de la compleja señal de audio se comporten de forma diferente.

Otro problema relacionado con la geometría de los cables sería la interacción magnética.
Un cable conduciendo corriente está rodeado por un campo magnético.



En el multifilar cada hilo tiene su propio campo magnético que interactúa de forma dinámica a medida que la señal en el cable cambia.

El paso de corriente eléctrica a través de los cables produce un campo magnético alrededor del mismo. Como ese campo se expande y colapsa con las señal musical, puede producir corrientes inducidas en otro conductor que esté en su campo de influencia.
Si el cable adyacente está transportando su propio campo magnético, los campos alrededor de los dos pueden atraerse o repelerse exactamente como dos imanes y estos campos electromagnéticos pueden incrementar la distorsión causada por el efecto superficie.
Se producen corrientes inducidas en los conductores cuando el campo eléctrico alrededor del mismo se colapsa y esto pasa constantemente con los cables de audio a medida que la señal varía continuamente entre el negativo y el positivo. Cada vez que la señal alcanza los 0 voltios el campo se colapsa alrededor del cable y eso produce voltaje opuesto hacia atrás en el mismo causando las corrientes inducidas en el conductor (como los remolinos en la corriente de agua).
Los más potentes campos magnéticos asociados con las frecuencias bajas causan la mayor interacción, modulando las frecuencias altas.
Reducir la interacción magnética es la razón fundamental por la que el bicableado de los altavoces preparados para ello resulta beneficioso, ya que evitamos una de las distorsiones más intrusivas y perniciosas que es la intermodulación entre frecuencias (porque produce harmónicos no relativos con la fundamental).



http://www2.audioquest.com/wp-content/uploads/2012/02/UndrstndgBiWr.pdf

Para conducir la señal positiva y negativa el par de conductores puede ordenarse de diferentes maneras.
Los conductores pueden discurrir paralelos lo cual permite que los campos positivo y negativo interactúen entre sí creando alta inductancia.
Un método muy usado para combatir ese efecto es retorcer los conductores entre sí. El enrollar el positivo y el retorno entre sí cancela gran parte de la interacción magnética, además de evitar interferencias.

Pueden estar separados por una distancia y situados en ángulos de cruce uno del otro, en un patrón tejido. Esto elimina la inductancia pero desafortunadamente incrementa la capacitancia.

Pueden estar en círculo, con el aislante en el centro para mantener los conductores simétricos. Esto es mejor ya que la geometría permite reducir la capacitancia e inductancia aunque no eliminarla, a no ser que se usen otros métodos en conjunción.

http://www.cardas.com/content.php?area=insights&content_id=18&pagestring=Solid+Round

http://www.cardas.com/content.php?area=insights&content_id=19&pagestring=Bare+Stranded+Wire

http://www.cardas.com/content.php?area=insights&content_id=20&pagestring=Multi-Gauge+Stranded+Wire

http://www.cardas.com/content.php?area=insights&content_id=21&pagestring=Litz+Wire

http://www.cardas.com/content.php?area=insights&content_id=50&pagestring=Clear+Tubular+Litz

http://www.cardas.com/content.php?area=insights&content_id=23&pagestring=Parallel+Multi+Solid+Core

http://www.cardas.com/content.php?area=insights&content_id=24&pagestring=Constant+%27Q%27+Stranding+%28Golden+Section%29

http://www.cardas.com/content.php?area=insights&content_id=24&pagestring=Matched+Propagation

Además dos conductores paralelos forman una especie de antena y por tanto captan radiofrecuencia. Cuanto más alejados estén uno del otro más radiofrecuencia absorben por lo que una manera sencilla de evitarlo es enrollarlos entre sí, minimizando de este modo la absorción de gremlims.
Las trenzas tienen una buena reflexión de RFI y baja inductancia pero sufren las consecuencias de un constante cambio de espacio para cada conductor.

4.- BLINDAJE.

Los cables ordinarios son dipolos y actúan como antenas. A no ser que el cable esté apropiadamente apantallado, puede actuar como una antena que absorbe las ondas electromagnéticas (EMI y RFI). Además los propios cables son elementos generadores de EMI.
El blindaje se utiliza para solventar el problema de la EMI/RFI en los cables.

http://www.cardas.com/content.php?area=insights&content_id=51&pagestring=Cable+Shielding,+part+2+%28video%29



Cada tipo de blindaje tiene sus ventajas e inconvenientes que deben ser considerados cuando se selecciona para una determinada aplicación.





El apantallamiento de cobre trenzado ofrece numerosas ventajas.
Dependiendo de la cobertura, que puede llegar al 95% (98% en la doble pantalla), es muy efectiva reduciendo la EMI pero no lo es tanto en el rango de RFI.
Resulta muy efectivo en el apantallamiento de interferencias causadas por las fuentes de radiofrecuencia que tienen ondas no muy cortas ya que si la longitud de onda de las radiaciones es pequeña pueden penetrar por pequeños agujeros en la malla.
No obstante la malla de cobre trenzada ofrece generalmente buenas prestaciones y protección frente a la radiofrecuencia (RFI) debido a la elevada conductividad de la malla y su baja inductancia, lo cual hace que presente una muy baja impedancia a las frecuencias altas.
En definitiva, el apantallamiento trenzado resulta ideal para minimizar la interferencia de baja frecuencia y tiene menor resistencia a la corriente contínua que la lámina de metal.



La malla de cobre envuelta en espiral alrededor del cable en una dirección es más  flexible, proporcionando menos restricciones a la manipulación del cable y más flexibilidad por lo que se utiliza en cables de instrumentos. Sin embargo es más fácil que se abran huecos entre los filamentos que permitirán penetrar la RFI.
La malla en espiral es muy inductiva (viene a ser como una larga bobina) y por eso puede comprometer el aislamiento frente a la alta frecuencia.



La lámina de metal consiste en aluminio habitualmente laminado en film de poliéster o polipropileno y es muy utilizada para apantallar conductores entre sí reduciendo el crosstalk.
Es generalmente más efectivo a altas frecuencias, para apantallar frente a RF, pero lo es menos bloqueando la EMI. También se usan láminas de cobre, reconocido como el mejor apantallamiento en transmisión de altas frecuencias.



El apantallamiento de un cable de audio no deja de ser una solución de compromiso puesto que va a tener repercusiones en el resultado sonoro del mismo, causando coloración audible debido al aumento de impedancia que produce. Está claro que el apantallamiento es necesario para mantener la señal inalterada en ambientes en los que abunda la polución electromagnética pero también es cierto que ello causa un incremento en la capacitancia del cable y, en algunos casos, puede dar lugar a un sonido más "cerrado" o "claustrofóbico"
(no nos olvidemos de que centro del conductor, el dieléctrico y el blindaje de un cable forma un condensador).
Es por ello que ciertos fabricantes optan por no utilizar mallas para apantallar y tratar de evitar los gremlims con diseños geométricos muy estudiados.

http://www.shunyata.com/Content/DTCD-faq.html

http://www.kimber.com/products/loudspeakercables/

http://www.xloelectric.com/downloads.php

5.- CONECTORES.

Se habla mucho de los cables pero nos olvidamos con frecuencia de un elemento importantísimo que forma parte de los mismos, los conectores. Los conectores son tan importantes como el propio cable cuando se trata de preservar la calidad del sonido.
Uno de los aspectos más importantes de un cable es la fiabilidad mecánica de los conectores y, en particular, la unión entre el conector y el cable y la unión entre el conector y el enchufe.
Es importante que la conexión sea firme y ajustada para garantizar la integridad de la señal eléctrica.
Los metales de los conectores son diferentes en muchos casos, pueden oxidarse con el tiempo produciendo un aumento significativo de la resistencia comparado con la resistencia del resto del circuito.
Diferentes metales también promueven la corrosión galvánica cuando están en un ambiente húmedo. Esto causa no sólo más resistencia sino también distorsión audible, como si hubiésemos instalado un diodo en la conexión.
George Cardas soluciona el tema de manera inteligente:

http://www.cardas.com/content.php?area=insights&content_id=43&pagestring=Compression+Die+Forging+%28video%29

Si la conexión tiene óxidos metálicos, entonces una ligera rectificación en la junta bloqueará la señal, produciendo compresión, distorsión y otros efectos de desfase.
El óxido de plata es conductor pero el de cobre es un mal conductor.



Para evitar la corrosión se utilizan baños de metales nobles (fundamentalmente oro y rodio). La idoneidad de uno u otro depende de la aplicación y del perfil sonoro que queramos obtener.
Los conectores con superficies de oro tienen ciertas ventajas respecto a los conectores con cualquier otra superficie debido a que es extremadamente inerte. Por tanto, a menos que el oro esté expuesto a agentes químicos o fuertes vapores, no se corroerá ni oxidará y permanecerá como un material conductor de baja resistencia.La corrosión es a menudo un problema y los terminales y conectores bañados en oro evitan algo este problema.
Además el oro es muy blando, de manera que si un conector bañado en oro se aprieta entre dos superficies metálicas, se deformará ligeramente rellenando los arañazos y los huecos, obteniendo así un área de contacto amplio y de baja resistencia.

Las variaciones en la impedancia a lo largo del recorrido de la señal causan reflexiones hacia atrás en el cable. Esto incluye diferencias de impedancia entre el cable, los conectores y los aparatos entre los que se instala dicho cable. Normalmente los conectores y la interface entre los mismos suelen producir la mayor contribución a la reflexión. De ahí que sea muy importante tomar medidas para no introducir resistencia al paso de la señal en las conexiones.

Sólo desconectando y limpiando las conexiones podemos obtener una mejora importante en el sonido, muy palpable en muchos casos cuando reconectamos de nuevo.
Es una tarea que no suele realizarse y los resultados siempre son satisfactorios.

http://www.auriculares.org/foro/index.php/topic,5316.msg62704.html#msg62704

Hoy disponemos de excelentes conectores confeccionados con los mejores materiales y chapados en diferentes metales, evitando el níquel, cuyos efectos perniciosos en el sonido son sobradamente conocidos.
El standard en el mundo profesional, en lo que se refiere a conexiones XLR, ha sido Neutrik desde hace mucho tiempo aunque hoy podemos acceder a propuestas mucho más elaboradas como Furutech y Cardas. La integridad mecánica de la conexión al utilizar estos XLR es mucho mayor y los resultados sonoros son superiores.

   

« última modificación: Mayo 06, 2012, 23:21:35 por rocoa »

rocoa

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Re:EL CABLE. UN COMPONENTE DINÁMICO COMPLEJO
« Respuesta #2 en: Abril 29, 2012, 19:29:49 »
Continuamos con un vistazo a los white papers de diferentes fabricantes.

AUDIOQUEST

Bill Low, de Audioquest, comenta que los problemas causados por el skin effect son muy reales y audibles debido a que antes que causar una pérdida de señal sustancial, causa cambios en la resistencia e inductancia y ello es la causa de que diferentes frecuencias encuentren diferentes valores a diferentes distancias de la superficie del conductor y, por tanto, que las diferentes frecuencias componentes de la señal de audio se comporten de forma diferente.
El resultado es que algunos de los delicados componentes de la información de alta frecuencia puede ser emborronado.
Su solución para evitar esto es utilizar un único hilo de metal que sea lo suficientemente pequeño para poner la distorsión debida al efecto superficie fuera del rango de frecuencias audibles.
Dice que hay muchas  razones por las que el skin effect causa más distorsión en un haz de conductores que en un único conductor sólido más grande. Los filamentos están continuamente cambiando de posición. Algunos dejan la superficie y van al interior y otros se desplazan a la superficie. Como la densidad de corriente en el conductor no cambia, alguna salta de un conductor a otro para estar cerca de la superficie. El contacto entre filamentos es simplemente un circuito que posee su propia capacitancia, inductancia y rectificación de diodo produciendo múltiples problemas. Esto pasa miles de veces en un cable y causa el sonido con grano y confuso típico de los cables de baja calidad.
Este mecanismo de distorsión es dinámico y extremadamente complejo y, debido a la oxidación, empeora con el tiempo.

Respecto al rodaje comenta:
Puesto que el dieléctrico está en contacto directo con el conductor, interactúa con el mismo cuando la corriente fluye, absorbiendo energía del conductor.
Lo que hace el dieléctrico con la energía absorbida depende finalmente de su calidad. El PVC retorna la energía absorbida en el conductor una fracción de segundo después, causando una especie de emborronamiento de la señal. Por el contrario el teflón absorbe mucha menos energía, transformando parte de ella en calor y la restante la devuelve al conductor de manera virtualmente instantánea. Ésto causa mucho menos daño en la señal, razón por la que los cables que montan teflón como aislante proporcionan mejor sonido que los mismos conductores utilizando un dieléctrico peor.
Esta absorción de energía provoca que las moléculas del dieléctrico se reordenen, pasando de un estado aleatorio a otro uniforme.
Una vez que las moléculas están totalmente ordenadas el cable está rodado y ahora el aislante absorberá menos energía del conductor causando menos daño y mejorando las prestaciones.
Para asegurarse de que el cable permanece rodado se precisa que haya una señal presente en el mismo de manera contínua.
No es práctico mantener el sistema tocando 24/7 pero si dejamos los componentes encendidos habrá un potencial mínimo presente, aunque no toque música.
Esto asegura que los cables rindan al máximo.
Si no hay señal presente en el cable, por apagar el sistema o retirar el cable del mismo, las moléculas del dieléctrico se reorganizan de nuevo en un patrón aleatorio. En otras palabras, el cable vuelve a estar como nuevo.

Para evitar esto Audioquest ha desarrollado el DBS System:



Un conductor conectado al terminal negativo de la batería discurre por todo el recorrido del cable y el positivo de las baterías se conecta al apantallamiento que envuelve los conductores.
El positivo y el negativo de la batería no están conectados juntos por lo que no fluye corriente. Por tanto la batería durará años.
La idea es saturar y polarizar el dieléctrico para que funcione de manera óptima siempre y así no requiera rodaje.
AQ manifiesta que polarizando y alineando las moléculas del dieléctrico y el blindaje el cable se comporta como si estuviera tocando música continuamente, evitando las distorsiones en el dominio temporal.



http://www.google.es/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0CCwQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.audioquest.com%2Fpdfs%2Faq_cable_theory.pdf&ei=Q4-dT96NGYfL0QWe6fnmDg&usg=AFQjCNHWk0vSn9dU59Xtf6iXlA5fyo95JA&sig2=wPHTsEFb7uajA630Vr3pTg

http://www2.audioquest.com/wp-content/uploads/2011/12/DBS.pdf

http://www2.audioquest.com/wp-content/uploads/2011/12/NoiseDis.pdf

http://www.wel-signatureseries.com/designer.html

http://www.positive-feedback.com/Issue18/audioquestinterview.htm

http://www.positive-feedback.com/Issue18/audioquestdbs.htm


TARA LABS

Tara Labs defiende el uso de un conductor rectangular incluido en un tubo de teflón de manera que el metal se encuentra casi suspendido en aire, con un contacto mínimo con el dieléctrico.

http://taralabs.com/images/stories/science-cable1.pdf

http://taralabs.com/images/stories/science-cable2.pdf

http://taralabs.com/images/stories/science-cable3.pdf

http://taralabs.com/images/stories/science-cable4.pdf

http://www.soundscapeav.com/papers/consAl.html

http://www.soundscapeav.com/papers/decade.html

http://www.soundscapeav.com/papers/cczt.html

NORDOST

Nordost también incide en la importancia de mantener el metal conductor separado del dieléctrico para minimizar la influencia "almacenadora" del mismo. La tecnología Micro Mono-Filament, propietaria de la marca, consiste en utilizar un hilo enrollado de forma helicoidal en torno al conductor de manera que el teflón extruído no se pone en contacto con el metal. De este modo está  prácticamente suspendido en aire y la constante dieléctrica se reduce a un nivel muy bajo (1,38).
Esta tecnología ha sido introducida en los nuevos modelos Leif Series.



http://www.soundbysinger.com/manf.php?doc_id=337

http://www.google.es/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0CCkQFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.nordost.com%2Fdefault%2Fdownloads%2FNordostRangeGuide.pdf&ei=D-WaT_HGBabA0QXc2ajmDg&usg=AFQjCNGPx9PnhgS_q1dAb7CNfTAEJYVImQ&sig2=L16Av3coSoFR8tmc6r6KxA

http://www.google.es/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=9&ved=0CHEQFjAI&url=http%3A%2F%2Fwww.hifinesse.nl%2Fpdf%2Fnordost_odin.pdf&ei=D-WaT_HGBabA0QXc2ajmDg&usg=AFQjCNHbP3Gtb50QHtLxcD1B303GXSEZig&sig2=Zy7heiGuHJzDnOQHU4nnug


CARDAS

CARDAS: MATCHED PROPAGATION TECHNOLOGY
Cardas proclama que soluciona un problema intrínseco a todos los cables. El problema es el dieléctrico. Los mejores dieléctricos sólidos transfieren la carga un 22% más lenta que los conductores standard.
Sincroniza la velocidad de transmisión de la señal por el conductor con el dieléctrico utilizando una geometría en los conductores que mitiga los efectos de la capacitancia del cable. De este modo elimina el enmascaramiento de las señales de bajo nivel preservando la integridad de la señal y el rango dinámico.





http://www.cardas.com/content.php?area=insights&content_id=53&pagestring=Matched+Propagation+Conductor

http://www.cardas.com/content.php?area=insights&content_id=6&pagestring=Golden+Ratio,+Constant+

http://www.cardas.com/content.php?area=insights&content_id=47&pagestring=Cable+Resonance+%28video%29

http://www.cardas.com/content.php?area=insights&content_id=49&pagestring=Current+Through+A+Cable+%28video%29

http://www.cardas.com/content.php?area=insights&content_id=7&pagestring=Golden+Section+Stereo+Magic

http://www.cardas.com/content.php?area=insights&content_id=10&pagestring=Measuring+Cable+Resonance

También defiende que uno de los mayores problemas en el diseño de cables es la resonancia. Cuando pinzas la cuerda de una guitarra y escuchas las otras cuerdas vibrar por simpatía, eso es la resonancia (mal asunto cuando ocurre en los cables).
Cuando la señal es conducida a través de un cable con varios filamentos, cada uno de ellos es causa de que los otros vibren y entren en resonancia. Cuando dos o más filamentos tienen la misma masa y tensión, entonces tienen un punto de resonancia común y cada uno de ellos causa una resonancia simpática en los otros. Esto producirá una interacción que crea una frecuencia de resonancia con todos los filamentos entre sí produciendo coloraciones y picos y valles en la respuesta en frecuencia del sonido.Es por eso que Cardas utiliza un método propietario patentado, Golden Section Stranding, con el que los filamentos individuales se ordenan en capas concéntricas disminuyendo de tamaño hacia el centro del cable de acuerdo a la regla dorada (proporciones aúreas), lo cual disminuye el punto de resonancia. Además los filamentos de cada capa se cruzan con los adyacentes formando un ángulo de 90 grados de manera que se evita el efecto dipolo (reduciendo la inductancia y evitando de este modo problemas de interferencias EMI/RFI) sin necesidad de distanciar unos filamentos de otros lo cual comprometería la capacitancia del cable. Fabrica sus propios conductores en atmósfera de nitrógeno puro para evitar contaminaciones del cobre y barniza los filamentos para evitar la interacción con el ambiente externo y los conductores colindantes. De este modo también se previene la corrosión y se aumenta la longevidad.











HARMONIC TECHNOLOGY

Balanced Field Geometry consiste en separar los haces positivo y negativo en espiral utilizando un tubo hueco lleno de aire. Como el aire es mejor dieléctrico que cualquier material sólido nuestro tubo de aire elimina la distorsión causada por el flujo de electrones no deseado a través del hueco. Los fajos aislados son retorcidos y luego en espiral de forma alterna lo cual reduce la capacitancia e inductancia. Permite que las frecuencias largas y cortas viajen simultáneamente a través del cable a igual velocidad. Ésto reduce el desplazamiento de fase a niveles no medibles en el rango de audio.

http://www.harmonictech.com/support/technical_overview.html

XLO

Roger Skoff, de XLO, comenta que para crear un simple filtro se precisan sólo dos componentes, una resistencia y un condensador o una resistencia y una bobina.
Si la combinación es resistencia/condensador se dice que es paso alto y las frecuencias por debajo del punto de cruce son eliminadas (paso alto).
La combinación resistencia/bobina realiza lo opuesto, es paso bajo de manera que las frecuencias por encima del punto de cruce son retenidas y las que están por debajo pasan.
Las frecuencias de cruce son determinadas por los valores de resistencia y capacitancia o resistencia e inductancia presentes en el filtro.
Esto afecta al sonido porque todos los cables poseen determinados grados de los tres elementos básicos de un filtro.

http://es.wikipedia.org/wiki/Filtro_pasa_bajo

Son resistivos, capacitivos e inductivos y por tanto pueden afectar al sistema alterando las frecuencias, precisión, escena sonora.....
También incide en el problema del skin effect y de la absorción dieléctrica, y en las cancelaciones y desfases que provocan.

http://www.xloelectric.com/downloads/whitepaper.pdf

http://www.xloelectric.com/

MIT

Los ingenieros de MIT exponen los criterios que consideran importantes para el diseño de un cable y para ello ahondan en tres áreas:
- Dominio de la potencia (el ritmo de flujo de la energía).
- Dominio de la frecuencia (amplitud vs. frecuencia).
- Dominio temporal (voltaje vs. tiempo).

http://ww2.mitcables.com/

Comentan que la compleja impedancia del cable y su inverso, la admitancia (la facilidad con que la corriente fluye a través del cable), tiene una parte reactiva que atenúa la corriente pero en vez de consumirla como calor es revertida más tarde al cable como ruido reactivo aleatorio. Y esto causa cambios tonales, dureza, pérdida de precisión, alteración de la imagen,etc.

Inciden también en que el almacenamiento de energía no lineal respecto a la frecuencia que sufren los cables ordinarios es responsable de énfasis a determinadas frecuencias, del empobrecimiento de la dinámica y de la distorsión de las dimensiones de la escena sonora y de la imagen.

http://ww2.mitcables.com/pdf/Transportable_Power_101.pdf

http://ww2.mitcables.com/pdf/wp101.pdf

http://ww2.mitcables.com/pdf/wp102.pdf

http://ww2.mitcables.com/pdf/energy_efficiency_noise_wp.pdf

http://ww2.mitcables.com/pdf/output_term_series2_wp.pdf

TRANSPARENT CABLE

Los ingenieros de Transparent comentan que la capacitancia e inductancia introducen un problema en el diseño ideal del cable pues son elementos de almacenamiento, lo cual significa que tienen una fuerte resistencia para entregar toda la señal que transportan.
Más aún, la inductancia y capacitancia funcionan de especial manera ya que el cable es primariamente inductivo pero a algunas frecuencias se transforma en capacitivo.
El punto de frecuencia en el que el cable cambia de inductivo a capacitivo coincide con lo que se llama punto de resonancia y éste es aprox. 1300 Hz, en general.
A medida que la frecuencia se acerca a 1500 Hz y más allá, el cable comienza a ofrecer un aumento de resistencia a la LF de la señal.
El ruido aleatorio provoca que el cambio no sea en un punto específico sino en una amplia y variada banda en la cual la señal cambia de inductiva a capacitiva y viceversa.
El oído percibe esta interacción como cancelación, perdiendo información que no va a ser recuperada.
Además el cable conecta elementos de diferente impedancia y la señal es reflejada hacia el origen enmascarando el detalle de bajo nivel.

http://www.transparentcable.com/products/products.php?modCAT=1

Defienden el uso de circuitos en el recorrido del cable (las famosas cajitas negras) y lo argumentan:
Incrementando el nivel de inductancia cambiamos el punto en el cual el cable cambia a capacitivo.
Con el network eliminamos las frecuencias ultraelevadas. Alguna gente no entiende como esto afecta favorablemente la escucha. Nuestro modelo proviene de la termodinámica: si tu pones calor en un sistema, cierta parte del mismo es transformado en una forma de energía más baja y no se utiliza como calor. Lo mismo ocurre en el cable, si tienes mucha energía de alta frecuencia como la RF alguna de ella se transforma realmente en una forma de energía de más baja frecuencia. Y ésta interfiere en la banda audible, como ruido, lo cual enmascara el detalle de bajo nivel como las primeras y segundas reflexiones de las paredes de las salas de conciertos.

La segunda cosa que hace el network es ajustar impedancias puesto que siempre hay un cambio en la impedancia entre un componente y otro. La señal que no atraviesa la interface del componente siguiente el cable se refleja hacia atrás, fuera de fase, en el componente de salida.

La tercera y más importante función es que disminuye el punto de resonancia en el que la inductancia cambia a capacitancia, añadiendo inductancia al cable. Esta es la parte propietaria, tú no puedes añadir sólo inductancia.
Cuando escuchas un platillo oyes la baqueta golpeando el metal, seguido inmediatamente de la estructura armónica de la resonancia del mismo.
Sólo añadiendo inductancia al cable podríamos tener una impresión más precisa de la frecuencia fundamental (el golpe de la baqueta) pero eso puede destruir la estructura temporal y la relación de armónicos subsecuentes.
Al añadir un network es posible disminuir el punto de resonancia sin afectar el decaimiento o la respuesta en frecuencia. Es la manera de conseguir la relación apropiada entre la fundamental y los armónicos.

http://www.transparentcable.com/news/files/reviews/ref_wesphillips_stereophile.html

« última modificación: Junio 26, 2012, 23:13:07 por rocoa »

rocoa

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Re:EL CABLE. UN COMPONENTE DINÁMICO COMPLEJO
« Respuesta #3 en: Abril 29, 2012, 19:30:11 »
Es fascinante la idea de que si el sonido es diferente la señal también lo es. Quiero decir que, por ejemplo, si se escucha la diferencia entre dos cables eso quiere decir que la señal eléctrica que manejan los transductores es distinta. La causa es que los transductores se mueven de manera diferente creando un cambio en los patrones de las moléculas de aire vibrando.Y este cambio es interpretado por nuestro cerebro como más o menos realismo musical.



Este concepto es axiomático. Pero en el mundo real algunas de las diferencias en las ondas musicales que viajan a través de los cables pueden dar lugar a diferencias en los patrones de las ondas musicales lo suficientemente pequeñas para poder detectarlas o medirlas, incluso con la tecnología más sofisticada. Y nosotros cuando escuchamos, no sólo discriminamos tales diferencias, sino que encontramos significado en las mismas.
Hay una falta de relación lineal entre la magnitud objetiva de la distorsión y la percepción musical que esa distorsión produce.
Podemos reemplazar un cable y repentinamente en una grabación familiar en la que "veíamos" un violín en el fondo de la escena sonora resulta que apreciamos realmente dos violines.
La diferencia en las señales eléctricas y acústicas producida por los diferentes cables puede ser infinitesimal pero la diferencia en la percepción musical (un violinista o dos) es profunda.

Los humanos estamos capacitados para discriminar diferencias muy pequeñas entre cosas similares. Pensemos en los expertos en diferentes campos: vinos, cafés, habanos......
Está claro que todos diferenciamos el café del té pero no todo el mundo esté interesado en las pequeñas diferenciaciones dentro de una misma categoría general.
La música es diferente de otras formas de comunicación y expresión ya que su significado y expresión está incrustado en el propio sonido.
Las moléculas de aire vibrando y moviendo nuestros tímpanos no son la representación de la música sino la música misma.



Contrastemos la escucha de música con la lectura de una página o los pixels de una pantalla, en donde las letras son meros símbolos que están ahí con su significado subyacente. Distorsionemos las letras y el significado no cambia. Incluso podríamos hacer algo así:

Sgeun etsduios raleziaods por una Uivenrsdiad Ignlsea,no ipmotra el odren en el que las ltears etsen ecsritas,la uicna csoa ipormtnate es que la pmrirea y la utlima ltera esetn ecsritas en la psiocion cocrreta. El retso peuden etsar ttaolmntee mal y aun pordas lerelo sin pobrleams, pquore no lemeos cada ltera en si msima snio cdaa paalbra en un contxetso.


Sin embargo si cambiamos la forma de la onda musical, la expresión del compositor o del ejecutante es transformada.
Ello es debido a que el propio sonido contiene el significado. No es la representación del significado y por tanto no puede ser separado del fenómeno físico que lo transporta.

Todas estas observaciones conducen a la falacia de que las medidas técnicas pueden reemplazar la habilidad de discriminación del proceso auditivo, de nuestro sistema oído-cerebro.
De hecho dos aparatos de audio pueden presentar una respuesta en frecuencia similar y sonar de manera diferente. Uno puede proporcionar un sonido cálido y el otro puede resultar excesivamente analítico.
No podemos menospreciar la sensibilidad de nuestro sistema auditivo a las pequeñas variaciones en las respuesta en frecuencia. Pensemos que gracias a ello reconocemos las voces de nuestros amigos a través del teléfono.
Incluso si pudiéramos ver las distorsiones de la onda musical, este análisis no podría sustituir no ya nuestro sistema auditivo sino la interpretación de como esa distorsión afecta a la comunicación de la expresión musical.

http://www.cardas.com/content.php?area=insights&content_id=11&pagestring=Do+Measurements+Matter?

Puesto que la música habla de nuestra humanidad, de nuestras emociones, un instrumento de medida, por muy sofisticado que sea, nunca puede sustituir la experiencia obtenida al sentarnos en nuestro sillón favorito escuchando nuestro sistema de audio.

Hasta no hace mucho los objetivistas justificaban la imposibilidad de medir la distorsión introducida en los cables en el marco estricto de la física clásica tomando como modelo el conductor ideal y, por tanto, hablando de la impedancia, inductancia y capacitancia de los cables. Pero un cable es una estructura compleja sometida a procesos dinámicos que interactúan entre sí provocando distorsiones en la señal que los atraviesa.
La complejidad de los procesos que ocurren en un cable cuando transmite la señal musical provoca que se pierdan detalles de la misma, alterándose el timbre de los instrumentos, y produciendo distorsión temporal.
Y no se puede restaurar la señal de bajo nivel perdida o las distorsiones temporales que degradan la integridad temporal de la señal musical.

Por analogía con el efecto de reverberación acústica, la señal es dividida en diferentes partes que fluyen con diferente velocidad dentro del cable. Aunque no sea posible detectar este fenómeno fácilmente con los instrumentos de medida actuales, porque la amplitud de las señales de bajo nivel (armónicos) es mucho más baja que la de la fundamental y el retraso es de pequeñísimas fracciones de segundo, nuestro sistema auditivo puede percibir la diferencia en tiempo de llegada debido a la extraordinaria sensibilidad de nuestro sistema oído-cerebro. Gracias a ello podemos orientarnos fácilmente en un "espacio sonoro". Si esto no estuviese desarrollado en el sistema auditivo del hombre de las cavernas podría haber tenido dificultad para cazar y sería más fácil que fuese cazado.
El patrón de sensibilidad auditiva en este sentido se encuentra próximo a los 10 microsegundos!

El compositor vanguardista francés de comienzos del siglo XX Edgar Varèse (precursor de la música electrónica) definió su música como "sonido organizado". Con esta definición lo que pretendía era distinguir sus audaces exploraciones sonoras de la música convencional. Este término es citado frecuentemente en los intentos de definir la música y, a nivel particular, me parece bastante acertado para referirse a un arte tan abstracto.
Aunque la palabra organización tiene varias acepciones en este contexto nos referiremos a ella como un proceso, o sea, un conjunto de actividades o eventos que suceden, alternativamente o simultáneamente, bajo ciertas circunstancias. Ello nos lleva a la existencia de una correlación temporal entre los diferentes eventos.

Las ondas de la señal musical se definen, entre otras cosas, por su:
- Amplitud.- Las gradaciones de la señal, máximo y mínimo.
- Frecuencia.- Agudos, medios y graves, incluyendo los harmónicos.
- Fase.- Indica la situación instantánea en el ciclo de la onda. Tiene una importancia crucial para indicar la dirección y distancia de donde procede el sonido, la huella sonora del espacio en el que se produce el sonido, que instrumento está más cerca que otro.......en definitiva, la "geografía" del sonido.
El término desfase se refiere al desplazamiento de dos señales en el tiempo que deberían discurrir de manera sincrónica, al mismo tiempo.
Todos estos elementos interaccionan y son instantáneamente interpretados por el oído-cerebro.



El oído humano puede detectar pequeñas diferencias en amplitud y en amplitud vs. frecuencia pero esas diferencias no son las que realmente, cuando se perciben, distinguen un buen equipo de uno no tan bueno sino que son las muchas formas en que el timing de la información, la fase, puede ser dispersada, mezclada y movida de sitio.
No importa lo buenos que sean los componentes y lo bien que gestionen la frecuencia y la amplitud si la fase de la señal no se mantiene entre los elementos de la cadena musical.
Para ello es imprescindible que no se vea alterada durante el recorrido de la señal desde la fuente de sonido.



La naturaleza capacitiva del cable introduce un retraso de un grupo de frecuencias en una compleja manera de distorsión en el dominio temporal, una diferencia temporal entre una banda de frecuencias y el resto del espectro. Puede, por ejemplo, hacer que los harmónicos sean reproducidos en un tiempo diferente al que les corresponde respecto a la fundamental.
Y esa falta de sincronía en el tiempo y en el tono perjudica la compleja estructura rítmica de la reproducción musical afectando al PRaT.



Cuando escuchas una sóla nota ejecutada en un instrumento, estás oyendo en realidad muchísimos tonos al mismo tiempo, no un tono único. El que tiene la velocidad de vibración más lenta (el tono más bajo) se denomina frecuencia fundamental, y los otros se denominan colectivamente armónicos. Los armónicos son múltiplos de la frecuencia fundamental y son elementos constituyentes de las complejas ondas sonoras que conforman la música.
Es esencial escuchar la fundamental junto con los armónicos y que se conserve su estructura temporal, sin grietas ni discontinuidades aunque el cerebro está tan sintonizado con la serie armónica que si nos encontramos con un sonido que tiene todos los componentes excepto el fundamental, el cerebro lo llena por nosotros en un fenómeno denominado “restauración de la fundamental ausente”.



Cuando escuchamos un platillo se percibe la baqueta golpeando el metal (el ataque), seguido inmediatamente de la estructura armónica de la resonancia del mismo (resonancia), que finaliza con la progresiva atenuación de los armónicos subsecuentes (decaimiento o "decay").
Aunque nos referimos por separado a la estructura armónica que sigue por encima de la fundamental, no deja de ser una quimera para ilustrarlo gráficamente, ya que en la realidad los harmónicos son inherentes e inseparables de la fundamental pero los describimos como si tuviesen una existencia separada porque nuestro sistema auditivo favorece algunos rangos de frecuencias más que otros.



La razón por la cual un do menor tocado en un piano suena diferente de la misma nota tocada con una flauta es porque los dos instrumentos  generan diferentes ondas. Los armónicos del piano están presentes en diferentes cantidades y tienen diferente características de ataque y decay que los armónicos de la flauta.
Cuando las complejas ondas que conforman la señal musical están atravesando el cable lo ideal es que las relaciones de frecuencia, fase y amplitud que entran sean las mismas que salen.
Cuando se producen alteraciones en la fase (por ejemplo cuando los armónicos superiores que definen el pinzado inicial de una cuerda de guitarra se retrasan con respecto a la fundamental (lo cual formaría el "cuerpo" de la nota) se percibirá un cierto emborronamiento, disminuyendo la sensación de inmediatez y realismo de la música.



De la misma manera que la reverberación en diferentes espacios puede cambiar las frecuencias percibidas de un instrumento, en tiempo y tono, los cables pueden hacer lo mismo al modificar las señales de bajo nivel.
Casi todos los componentes tienen un efecto en el balance tonal de la música reproducida y los cables no son una excepción.

Lo que llamamos escena sonora, como en la vida real, surge de multitud de pequeños eventos, cada uno de los cuales se presenta como la imagen estéreo. La sensación de que uno está en un espacio más grande se produce porque el cerebro combina los miles de pequeñas reflexiones y reverberaciones percibidas produciendo una impresión del tamaño y forma del espacio acústico en el cual ocurre el evento musical.
Incluida en la escena sonora, nos referimos también a la imagen sonora, haciendo una analogía visual, como la capacidad de un sistema de colocar los instrumentos en el espacio.
La imagen sería la habilidad de reproducir el evento en el espacio y la escena sonora define el espacio en el cual ese evento tiene lugar.  A veces utilizamos también el término focalización.
Cuando un sistema proporciona la señal musical con el timing correcto (la secuencia de eventos finos y gruesos que van dentro del sonido de una nota) entonces es espacialmente correcto. No sólo escucharemos lo que está pasando claramente sino que "veremos" la imagen de cada instrumento y ejecutante más claramente.



La especificidad de la imagen está relacionada con la velocidad de las señales transitorias. Esto es, el cerebro utiliza los transitorios iniciales del sonido para localizar los instrumentos en la imagen. De ahí que muchos aficionados comenten que pueden distinguir los diferentes ejecutantes de una sección orquestal al cambiar los cables de su sistema por unos de mayor calidad.

Con frecuencia también refieren un mayor nivel de silencio entre notas durante la escucha cuando utilizan buenos cables en su sistema.
Pensamos que el silencio es la ausencia de ruido pero en música es no sólo la ausencia de algo, no es sólo un valor físico, es también psíquico en la medida en que podemos escuchar detalles de bajo nivel que antes no habían sido percibidos debido al ruido inherente al cable.
Pongamos por caso que encendemos una cerilla en un ambiente ruidoso. En ese caso puede que sea despreciable el ruido que se produce al hacerlo pero si eso mismo lo hacemos en una catedral en la que impera el silencio el ruido puede ser considerable.



Bien, todo esto no es más que "literatura" por lo que, bajo una perspectiva heurística, lo ideal es que los integrantes de la comunidad de auriculares.org opinen al respecto tras experimentar diferentes modelos de cables, con distintos materiales y diseños, y hagan públicas sus impresiones.
Y para ello ponemos en marcha el "Cable Kit" en otro post:

http://www.auriculares.org/foro/index.php/topic,7966.msg90541/topicseen.html#msg90541

Saludos y felices audiciones.
« última modificación: Abril 30, 2012, 19:40:58 por rocoa »

azelais

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Re:EL CABLE. UN COMPONENTE DINÁMICO COMPLEJO
« Respuesta #4 en: Abril 29, 2012, 19:42:24 »
Enhorabuena por el largo aperitivo (voy preparando El anillo del Nibelungo en versión íntegra para lo que venga después ;D ;D ;D) y, ciomo siempre muy interesante.

Hay una duda, bueno varias pero esta me corróe más.

[quotedependiendo ambas reactancias de la frecuencia de la señal que fluye por el circuito.
][/quote]

Entiendo el cambio de frecuencia que fluye en un cable de modulación. Pero. ¿En un cable de red, en base a que se modifica esa frecuencia?. Quizás sea un soberana estupidez lo que pregunto pero, más tonto es quien tiene dudas y no pregunta....


Un saludo

villegas63

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Re:EL CABLE. UN COMPONENTE DINÁMICO COMPLEJO
« Respuesta #5 en: Abril 29, 2012, 20:54:15 »
¿Para cuando el Nobel de Física para Rodrigo?

 :ostras: :ostras:

Me gustaría ver la cara de los de Matrix Hifi al leer esto.

Manuel.

FRR

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Re:EL CABLE. UN COMPONENTE DINÁMICO COMPLEJO
« Respuesta #6 en: Abril 29, 2012, 22:00:18 »
Está muy bien, Rodrigo. Lo que no entiendo es una cosa. El cable y el conector son importantes, pero en realidad el cable no está físicamente unido al conector. En medio hay una pátina o una pelota de estaño, que es lo que realmente comunica el cable con su conector. ¿Eso no es malo?
ACTUAL: AKG K701, Grado 60, Yuin G1A, iGrado, Senn CX 300-II, HD407 // MF V8p + Little Pinkie, clones RA1, Fiio E7 // Marantz CD6003 + PM6003, EB Acoustics EB1 // Rega Dac, Beresford Caiman Gator, CAL Delta CD, Naim Nait XS, EB Acoustics EB2 // Pure i20, Cambridge id100

azelais

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Re:EL CABLE. UN COMPONENTE DINÁMICO COMPLEJO
« Respuesta #7 en: Abril 29, 2012, 22:05:51 »
Continúa interesante.

Sobre lo que comentas del "netwrok" las cajitas utilizadas por MIT o Trasparente, me gustaría incidir en la necesidad de un rodaje importante. La primera vez que llegaron unos cables MIT a mi casa, fué la primera vez que un fabricante de cables insitía en la necesidad de rodar el cable durante unos 360h para un rendimiento pleno; no ya solo al conectarlos por vez primera, sino cada vez que los cambiásemos de equipo por la necesidad de adaptación de impedancias. Lo que puedo asegurar es que el cambio ofrecido tras el periodo de rodaje era muy importante.

Un saludo.

v87a

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Re:EL CABLE. UN COMPONENTE DINÁMICO COMPLEJO
« Respuesta #8 en: Abril 29, 2012, 22:37:37 »
Tiene una pinta muy interesante y eso que de momento solo me e leído el primero de los post y parte del segundo. Haber si mañana con calma me leo el resto y ya otro día con calma me tocara un una segunda lectura para entender muchas cosas.

Sin duda un aporte magnifico.

constajadis

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Re:EL CABLE. UN COMPONENTE DINÁMICO COMPLEJO
« Respuesta #9 en: Abril 29, 2012, 22:58:32 »

  Una vez más, extraordinario artículo para tener archivado como texto de cabecera.

Gracias y un saludo

Constantino

azelais

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Re:EL CABLE. UN COMPONENTE DINÁMICO COMPLEJO
« Respuesta #10 en: Abril 29, 2012, 23:13:01 »
Joder, rocoa, ya tenía el coco en "modo reposo" y cuando me disponía a leer este interesante artículo: http://www.visordown.com/motorcycle-racing-news-moto-gp/motogp-grid-girl-gallery---jerez-2012/20545.html
Me encuentro con este Simposio, no sé si reiniciarme o dejarlo para mañana...


Los cables tiran mucho pero..............................
« última modificación: Abril 30, 2012, 10:47:27 por jorgillo »

mcamarero

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Re:EL CABLE. UN COMPONENTE DINÁMICO COMPLEJO
« Respuesta #11 en: Abril 30, 2012, 01:48:49 »
Es muy difícil tratar de explica estos conceptos.

Rocoa tiene un gran mérito al tratar e hacerlo y de paso enseñarnos algo.

Felicidades Rocoa

sembrador

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EL CABLE. UN COMPONENTE DINÁMICO COMPLEJO
« Respuesta #12 en: Abril 30, 2012, 09:40:55 »
Impresionante, magnifico, grandioso.
Gracias Rodrigo por compartir toda esta  información tan bien trabajada.

Lo leeré, una, dos y tres veces, para sacarle todo el jugo.

Nuevamente gracias.

Saludos
Jose Manuel
Me encanta el olor a Leben por la mañana.

cmac

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Re:EL CABLE. UN COMPONENTE DINÁMICO COMPLEJO
« Respuesta #13 en: Abril 30, 2012, 09:47:53 »
CABILLAS, te has cargado el artículo de rocoa!  ;D

No, en serio, rocoa, gracias por este regalo que nos has dejado. Para imprimirlo y leerlo cómodamente en el sofá con unos buenos auriculares sonando y un té  ;)

GGF

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Re:EL CABLE. UN COMPONENTE DINÁMICO COMPLEJO
« Respuesta #14 en: Abril 30, 2012, 10:38:11 »
Impresionante articulo de gran valor audiófilo.

Ahondar en estos conceptos y explicar de forma clara y compresible el por qué y como los cables modulan la señal es una tarea muy costosa que requiere muchas horas de investigación y trabajo.

Rodrigo pone todo esto de forma altruista a nuestro alcance y por si fuera poco lo completa con el "cable kit" para ensayar de forma empírica lo aquí expuesto y tener la posibilidad de acceder a un material exquisito que de otra manera sería en muchos casos complicado llegar a tener en casa para hacer pruebas.

En fin, muy grande Rodrigo.


  Una vez más, extraordinario artículo para tener archivado como texto de cabecera.

Gracias y un saludo

Constantino

+1.
 Es una pena que los numerosos artículos de gran valor didáctico se pierdan en el avance constante de los hilos editados.
Quizá se pudieran guardar en una carpeta de "fundamentos teóricos"...

Saludos
-Gerardo-