كابلات السماعات

كابلات الانظمة الصوتية

ما هي الكابلات المستخدمة في الانظمة الصوتية ؟ ما هي مواصفاتها ؟ هذا ما سنحاول أن نجيب عنه في هذه المقالة. حيث وجدت هناك كثير من اللغط في هذا الموضوع, و عدم وجود معلومات دقيقة و مفيدة.

في هذا المقال سأتكلم عن كابلات السماعات, و سأعرج مقال اخر على الكابلات الاخرى المستخدمة في أنظمة الصوت.

كابلات السماعات

يدعي بعض العاملين في مجال الهندسة الصوتية أن كابل السماعة لا يقل أهمية عن أي قطعة في النظام الصوتي, و انه لا بد من أن يكون ذو مواصفات عالية. بينما يدعي البعض الاخر أنه لا داعي لصرف مزيد من النقود على شراء كابل سماعة عالي الجودة, يكفي ان نستخدم اي كابل كهربائي و سيفي بالغرض و ستحصل على نفس النتيجة.

و برأيي الشخصي فإن كلا المقولتين مبالغ بهما, لأنه صحيح ان سلك السماعة الغير عالي المواصفات ممكن ان يضعف الاشارة الصوتية و يقلل من جودتها و لكن لايعني هذا ان يتم صرف مبلغ محترم من اجل كابل السماعة بينما نحصل على نفس الجودة من كبل ذو مواصفات جيدة, ما الذي يحدد الكابل الجيد؟ هذا ما سنحاول بحثه في هذه المقالة.

ما هو كابل السماعة؟

كابل السماعة هو عبارة عن ناقل كهربائي يقوم بنقل الاشارة الصوتية من مخرج المكبر الصوتي الى السماعة. و له عدة خصائص كهربائية مثل المقاومة و السعة و التحريض.

السعة و التحريض يجب أن تؤخذ بعين الاعتبار في حالة نقل الاشارات العالية التردد, و حيث ان اشارة الصوت لاتتجاوز 20 KHz , فيهمنا فقط مقاومة الكابل فقط.

لماذا ؟ لأنه كلما ازدادت مقاومة السلك الناقل كلما ازدادت الاستطاعة المفقودة في السلك. و التي يتم استهلاكها على شكل حرارة تتبدد في السلك و محيطه بدل ان تصرف في السماعة اذا وصلت كما تم ارسالها من المكبر الصوتي. لذا كلما قلت مقاومة السلك كلما وصلت للسماعة اشارة أعلى, طبعا السلك المثالي هو السلك الذي مقاومته (صفر) اوم. و هذا غير موجود عملياً.

مهما كان السلك المستخدم فإن له مقاومة, مثلا سلك من النحاس ذو قطر (1) ملم و طول (1) متر له مقاومة قيمتها (0,02) اوم. انها مقاومة صغيرة اليس كذلك؟

طبعا انها صغيرة جدا و لاتؤخذ بالحسبان عند نقل الكهرباء. و لكن أذا كان الحمل Load هو عبارة عن مقاومة صغيرة مثل مقاومة السماعة مثل (4) اوم و اذا كانت السماعة بعيدة عن المكبر الصوتي فإن هذه المقاومة للسلك يصبح لها قيمة يجب أخذها بعين الاعتبار.

كيف يتم حساب مقاومة السلك؟

من العلاقة التالية

R= r. L/S

R  هي مقاومة السلك المطلوب حساب مقاومته و تحسب بالاوم.

r هي المقاومة النوعية للسلك, وهي قيمة ثابتة حسب نوع المعدن المستخدم و تقاس ب اوم.متر

L هو طول السلك. بالمتر

S مساحة مقطع السلك بالمتر المربع.

من هذه العلاقة اذا اردنا ان نصغر قيم المقاومة R  علينا:

• استخدام معدن ذو مقاومة نوعية r صغيرة.
• ان يكون طول السلك قصير, وهذا قد لا يمكن تحقيقه اذا السماعة بعيدة عن المكبر.
• استخدام سلك ذو مساحة مقطع S كبيرة.

المعادن المستخدمة في الاسلاك الكهربائية هي النحاس و الالمنيوم. و ذلك لأنها تمتاز:

• رخصها وتوفرها بشكل كبير.
• ناقليتها الجيدة للكهرباء, (مقاومتها النوعية r صغيرة)

و معدن النحاس افضل من الالمنيوم من ناحية ناقليته للكهرباء, و هو الاكثر اسخداما في الاسلاك الكهربائية, بشكل عام, و لكن سيئة معدن النحاس هو قابليته للتأكسد, و هو ما تلاحظه باللوم الاخضر الذي يكسو سطح المعدن بعد تعرضه لفترة للهواء الطلق و خاصة في حال وجود رطوبة.

و لهذا السبب لا يتم استخدام النحاس في خطوط نقل الكهرباء على الابراج, حيث هذه الاسلاك تكون غير معزولة, لهذا يتم استخدام معدن الالمنيوم (و لأنه أخف ايضاً).

اما في اسلاك الصوت فإن النحاس يتم استخدامه, لأنه يكون معزولا عن الهواء الخارجي بطبقة من البلاستك او النايلون تحميه من التأكسد.

ملاحظة هامة:

عند نقاط التوصيل للسماعات الخارجية مثل سماعات المنارات في المساجد. قد يحصل تأكسد للسلك اذا لم يتم عزل السلك في نقطة التوصيل, وهذا التأكسد يضعف توصل السلك بالسماعة و يسبب ضعف في الصوت و قد يؤدي الى فصل الصوت بشكل كامل. (بينما المكبر و السماعة يعملان بشكل جيد).

لذا عليك دائما التأكد من عدم تأكسد أطراف الاسلاك.و اجراء صيانة دورية لهذه التوصيلات وذلك بتنظيف الاطراف المتأكسد, أو قطع طرفها المتأكسد و اعادة التوصيل, للحصول على أفضل نقل للاشارة.

عازل السلك

يصنع عازل السلك من مواد بلاستيكية خاصة, و هو يلعب دوراً هاما في الخصائص الفيزيائية للسلك. بمعنى انه يحمي السلك من عمليات الشد و الضغط و العوامل الجوية. و كلما زاد العازل كلما كان أفضل. و لكن لا يجب أن تنخدع بالعازل السميك, بينما السلك الداخلي ذو مقطع صغير, لذا عليك التأكد من مساحة مقطع السلك النحاسي و لاتنخدع بثخانة السلك كامل.

هناك انواع من الكابلات التي يكون فيها العازل من مواد شفافة, بحيث يمكنك رؤية السلك النحاسي الداخلي. وهو غاليا يستخدم في التمديدات الداخلية.

و النوع الاخر ذو العازل الغير شفاف و فيه يكون لدينا سلكين كل واحد منهما معزول بطبقة ذات لون مختلف للمحافظة على القطبية أثنا التوصيل. و عالبا تكون لون أحمر و أسود, او أبيض و اسود. ,  ويتم تغليف السلكين بطبقة نهائية.

 

 

طبعا توجد بعض اسلاك السماعات التي تحوي شيلد و ذلك و التي تستخدم في الاماكن ذات التحريض العالي, او وجود اشارات لاسلكية عالية القوة.

 

أنواع كابلات السماعات

• ان كابلات السماعات غالبا لا تحوي (شيلد Shield) وهو الشبكة المعدنية المحيطة بسلكي الكابل الداخليين. وهذه الشبكة تحمي الاسلاك الداخلية من التأثر بالاشارات اللاسلكية و التحريض و ان تتراكب على الاسلاك. و لكن بسبب أن اشارة السماعة هي عالية نسبيا لذا نادرا ما تتأثر بالاشارات الخارجية ( في بعض الاماكن يمكن ان تتأثر) لذا يمكن ان تستخدم الكابلت ذات الشبلد.
• كابل السماعة هو من النوع (Multi-strand) اي ذو شعيرات وليس ناقل واحد فقط. و كلما ازدادت عدد الشعيرات كلما كان أفضل لنقل الاشارة, ايضا ان الشعيرات تعطي مرونة للكابل مما يسهل عملية تمديده و التعامل معه,
  
• معظم كايلات السماعات هي من النحاس, أو النحاس المطلي بطبقة من القصدير, و لكن بعض الشركات تصنع اسلاك من الالمنيوم او الفضة!!.

ما هو مقطع السلك الذي اريده؟
وصلنا الى أهم نقطة في الموضوع و هو السؤال الذي تطرحة على نفسك عندما تريد شراء سلك للسماعة.

و لكن اولا لنستعرض الاسلاك القياسية لمقاطع الاسلاك, لأن كل منتجي الكابلات الكهربائية يعتمدون على نظام قياسي Standard لمقاطع الاسلاك التي ينتجونها. مثلا هناك مقطع سلك 2,5 ملم و بعده 4 ملم. لذا قد لا تجد سلك بمقطع 3,8 ملم.

في النظام الامريكي لمقاييس الكابلات هنا ما يسمى AWG و الذي هو اختصار ل

American Wire Gauge أي (المعيار الامريكي للأسلاك). و فيه لا يتم ذكر مقطع السلك كما هو في معظم العالم و لكن يتم ذكر قيم مثل10AWG أو 14AWG.

و في هذا النظام كلما كان الرقم أصغر كلما كانت مساحة مقطع السلك أكبر.

الجدول  التالي يبين لك هذا الستاندرد الامريكي  و مايساويه بالملم:

American Wire Gauge (#AWG) السلك حسب النظام الامريكي	Diameter (inches)القطر (انش)	Diameter (mm)القطر(ملم)	Cross Sectional Area (mm2)مساحة مقطع السلك(ملم2 )
0000 (4/0)	0.460	11.7	107
000 (3/0)	0.410	10.4	85.0
00 (2/0)	0.365	9.27	67.4
0 (1/0)	0.325	8.25	53.5
1	0.289	7.35	42.4
2	0.258	6.54	33.6
3	0.229	5.83	26.7
4	0.204	5.19	21.1
5	0.182	4.62	16.8
6	0.162	4.11	13.3
7	0.144	3.67	10.6
8	0.129	3.26	8.36
9	0.114	2.91	6.63
10	0.102	2.59	5.26
11	0.0907	2.30	4.17
12	0.0808	2.05	3.31
13	0.0720	1.83	2.63
14	0.0641	1.63	2.08
15	0.0571	1.45	1.65
16	0.0508	1.29	1.31
17	0.0453	1.15	1.04
18	0.0403	1.02	0.82
19	0.0359	0.91	0.65
20	0.0320	0.81	0.52
21	0.0285	0.72	0.41
22	0.0254	0.65	0.33
23	0.0226	0.57	0.26
24	0.0201	0.51	0.20
25	0.0179	0.45	0.16
26	0.0159	0.40	0.13

لذا مثلا كابل AWG14 من الجدول السابق, يعني ان هذا الكابل ذو قطر سلك 1.6 ملم او ذو مساحة مقطع 2 ملم2.

هذا الموقع يقوم بتحويل مقطع السلك من النظام الامريكي الى مقطع السلك بالمليمتر او قطر السلك بالملم.

http://www.rapidtables.com/calc/wire/awg-to-mm.htm

 

الجدول التالي يعطيك أقصى طول لسلك السماعة حسب مقطع السلك:

 

ممانعة السماعة
8 اوم	6 اوم	4 اوم	2 اوم	مقاس السلك AWG		قطر السلك (ملم)	مساحة مقطع السلك (ملم2 )
60 متر	45.7 متر	30.4 متر	15.2 متر	10		2.59	5.26
36.5 متر	27.4 متر	18.2 متر	9 متر	12		2.05	3.31
24.4 متر	18.2 متر	12 متر	4.2 متر	14		1.63	2.08
14.8 متر	11 متر	7.3 متر	3.6 متر	16		1.29	1.31
9.7 متر	7.3	4.8 متر	2.4 متر	18		1.02	0.82
6 متر	4.5 متر	3 متر	1.5 متر	20		0.81	0.52
3.6  متر	2.7 متر	1.8 متر	1 متر	22		0.65	0.33

 

طبعا هذه الجداول هي اقصى طول مقترح او المفضل ان لا يتجاوز هذه المسافة.

• اذا اردت ان تقلل مقطع السلك عليك ان تستعمل سماعة ذات ممانعة أعلى, لأنه كلما كانت السماعة ذات ممانعة قليلة, يجب استخدام مقطع سلك أعلى. مثلا

اذا فرضنا انه لمسافة محددة فإن السماعة ذات الممانعة (4 اوم) تحتاج الى مقطع سلك أكبر بمرتين من سماعة ذات ممانعة (8 اوم) و السماعة ذات الممانعة (2 اوم) تحتاج الى سلك أكبر بأربع مرات من السماعة ذات الممانعة (8 اوم). وهذا ما تلاحظه في الجدول أعلاه.

• في المسافات البعيدة فإنه من المفضل استخدام محول رفع, و كلما زاد الجهد المستخدم فإنه يمكن ان نزيد المسافة بين السلك و السماعة, و لذلك لنفس مقطع السلك. جهود المحولات القياسية هي 25 فولت, 50 فولت, 70 فولت, 140 فولت, و 200 فولت.
• الجدول التالي يعطي طول السلك المناسب لكل حمل باستخدام محول رفع 70 فولت و هو مأخوذ من موقع شركة (بيلدين Belden) وهي من أشهر شركات انتاج الكابلات في العالم و هي تقترح هذه المسافات و ذلك حسب النسبة المئوية ل (الفقد) او (الضياع) في القدرة.علما ان القدم Feet يعادل 0.305 متر:
• الجدول التالي يعطي طول السلك ال يمكنك تحميل هذا الجدول من موقع الشركة من هنا

 https://www.belden.com/

وهنا جدول مشابه من قبل شركة توا TOA

 يمكنك تحميل هذا الجدول من موقع الشركة:

http://www.toacanada.com/

مناسب لكل حمل باستخدام محول رفع 100 فولت:

طبعا اذا اردت توصيل اشارة الى مسافة أبعد و لم تجد المقطع المناسب حسب الحمل الذي لديك من الجداول السابقة, فيجب ان ترفع جهد الاشارة الى 140 فولت او حتى 200 فولت.

هناك بعض المكبرات الصوتية Amplifier التي تعطي مثل هذا المخارج مباشرة دون الحاجة الى استخدام محول رفع خارجي. مثل هذا  المحول

• هناك بعض الانواع من اسلاك السماعات التي يتم تغليفها او (تغطيسها) بطيقة رقيقة من القصدير لمنع تأكسدها.
• اسلاك السماعات المنزلية غالباً تكون جاهزة. بمعنى انها تحون نهايات الكابل من أجل توتصبلها على السماعة و على المكبر الصوتي.

أنواع الموصلات لكابلات السماعات SPEAKER CABLE CONNECTORS:

لايوجد نظام محدد للموصلات اي مأخذ سلك السماعة أو نهابته هناك انواع وأشكال عديدة نستعرضها فيما يلي:

نوع Binding post 

وله الشكل التالي وهو الذي يكون على جسم السماعة او المكبر الصوتي و بسمح بتوصيل عدة انواع موصلات الاسلاك. و حتى بدون (موصل) يمكن توصيل السلك مباشرة عليه.

نوع Spade lugs

و يشبه المجرفة, و يتم توصيل سلك السماعة عليه مياشرة. و يتم تثبيته بواسطة برغي (مسمار).

 

نوع Banana plugs

اي موزة لأن شكلها يشبه الموزة. جوانبها مثل النابض لإحكام التوصيل في المأخذ.

نوع Pin plug

وهو بشيه الابرة او الدبوس. و استخدامها قليل, تسبه موصل الموزة و لكن بدون نابض.

 

نوع RCA connectors

وتسمى احيانا فونو phono و يستخدم كثيرا في الاجهزة المنزلية

و اخذت اسم rca من اسم الشركة التي اخترعته و انتجته.

 

نوع XLR connectors

و هو النوع المعروف جدا في توصلات الاجهزة الصوتية.

 

 

نوع 1/4” Phone connectors

اي موصل ربع انش, و هو يعرف احيانا ب TRS و لكن ولكن هذه التسمية هي للمأخذ الستيريو, بينما هنا هو مونو.

 

 

نوع Speakon connectors

موصل سبيكون تم اختراعه من قبل شركة نوتريك Neutrik وهو المعتمد كثيرا في السماعات الاحترافية و لذلك لجودته و لتأمين التةصيل الجيد و المحكم, و ايضا لقابليته لتوصل جاك الربع انش ايضاً.

 

 

 

• بقي ان أذكر لك في نهاية هذا الموضوع معلومة قد تكون مفاجئة للبعض, وهو وجود بعض اسلاك السماعات الغالية جدا و المبالغ بسعرها و الذي قد تظن انه (مزح) او (جنون) و سمه مشئت, حيث يصل سعر المتر الواحد من هذا السلك الى (500) دولار امريكي وبعضها أغلى من ذلك بكثير حتى يصل الى 76000 دولار) نعم ستة وسبعون الف دولار لطول 6 امتار, , و يوجد عدة شركات تنتج مث هذه الكابلات مثل AudioQuest و Nordost  وMusic Interface Technologies MIT و عدة شركات اخرى.
  و السؤال هو هل يستحق مثل هذا الكابل هذا السعر؟ بالتأكيد لا, مهما ادعى منتجه انه ذو مواصفات عالية جدا, و هو مصنوع من النحاس الصافي جدا, او انه من الفضة او مطلي بالفضة, و لكن من يشتري مثل هذا الكابل؟

حقيقة لا أعرف.

اذا أعجبك الموضوع الرجاء مشاركته على الفيس بوك بالضغط غلى الزر الاسفل.

لا تنسى الاشتراك بالقائمة البريدية ليصلك كل جديد في الموقع.

المهندس سعيد سليمان

 

ِ