Környezetünk nagyfrekvenciás jelekkel telített, ezáltal sajnálatos módon, tele van nagyfrekvenciás zavarokkal. Mintha a vezeték nélküli technológiák és a mindenütt jelen lévő mobil készülékek által generált zaj nem lenne elég, az elektromos hálózaton keresztül is majdnem úgy folyik kommunikáció, mint az internethálózaton. A légkörben a több GHz-es tartományt alkalmazzák adathordozásra, amely az infravörös fényhez közeli frekvencia. Az átjátszó állomásokon és a műholdakon keresztül mindenki mindennel kapcsolatban van egyszerre. Valós idejű audio- videó-streaming, asztali számítógép megosztás, konferenciahívás, vagy felhő alkalmazások – mindez futótűzként terjed az éterben. Tény, hogy üres frekvencia-tartomány már egyszerűen nincs. Emelkedőben van az a tendencia, hogy az adatainkat egyre szűkebb és szűkebb frekvencia tartományra tömörítjük. Az audiofilek számára nincs egyetlen zajmentes sáv az elektromágneses térben és ennek árát drágán fizetjük meg az egyéni zenehallgatás minőségének romlásával.
A rádióhullámok hatása
A berendezéseink hálózati csatlakozókkal ellátott kábelekkel vannak „bekötve” az elektromos hálózatba, amelyek nem csak a teljesítményt szállítják, de egyúttal „antennák” is. Kapacitív, és induktív komponensek (pontosan úgy, ahogy az antennák) lehetővé teszik, hogy a rengeteg nagyfrekvenciás zavarjel, amit az elektromos hálózat kábelei és a készülékek hálózati kábelei összeszednek, akadálymentesen eljussanak a berendezésekbe. Odabent aztán, az áramkörökön belül kiszámíthatatlan, hogy mi minden történik. Ezt a jelenséget intermodulációnak hívjuk. A jelfeldolgozás folyamata során minden zavarjel hozzáadódik a hasznos jelhez, így az audio jel integritása (tisztasága) elvész.
Elektromágneses zavarjelet minden, az elektromos hálózathoz csatlakoztatott berendezés termel, amely a vezetékeken keresztül akadály nélkül eljut más készülékekbe és ott intermodulációs zavart okoz. Mire az audio-jel eljut a hangszórók lengő csévéjéhez, egyfajta „akusztikai pára” veszi körbe, amely hatására a pontos dimenzionálás, a hangszerek egyedi hangja romlik, ezzel együtt fokozódik a zajszint és a magas-hangok tartománya mesterségesen hangsúlyossá válhat. Ez egy bizonyos ponton túl olyan mértékben befolyásolja a hangzásélményt, hogy a zene hallgatása fárasztóvá, vagy zavaróvá válik. Rendkívül fontos, hogy az audiofil zenehallgatók komolyan vegyék a hálózati áram tisztaságát is.
Mi szükség van külső szűrőkészülékre, ha a készülékek már tartalmaznak hálózati zavarszűrőt és a rendszerben jól árnyékolt kábelek továbbítják a jeleket?
Az audio berendezések tápegységébe beépített szűrők csak egy szűk frekvencia tartományban hatásosak, nem nyújtanak védelmet a teljes spektrumra. A magasabb frekvenciás összetevők képesek átjutni az általános zavarszűrő egységekben alkalmazott kondenzátorokon és tekercseken. Még a legerősebben árnyékolt kábelek sem nyújtanak teljes védelmet – akkor sem, ha fémcsőbe vannak vezetve – mert szórt kapacitás lép fel a két árnyékolás között és a nagyfrekvenciás zavarjelek ezen a kapacitív csatoláson keresztül jutnak be a rendszerbe. Az induktivitásoknak is van kapacitása és a kapacitásoknak is van induktivitása – a hagyományos szűrők ezért képtelenek széles tartományban hatékonyak lenni. A hatalmas mennyiségű nagyfrekvenciás zavaró jel az, amely indokolttá teszi a szűrő alkalmazását.
Miért nem adják meg a nagyfrekvenciás csillapítás adatokat?
Mert nem mennénk vele semmire. Az a probléma, hogy ezek hatása jóval kisebb mértékben befolyásolja a hasznos jelet, mint a nagy tömegben mérhető más zavarjelek. Mivel az elektromos hálózatnak nincs meghatározható impedancia karakterisztikája, lehetetlen hitelesen megmérni a magas frekvenciás komponenseket minden hullámhosszon. Emellett a mérés helye és a mért frekvencia-komponens is minden esetben eltérő eredményt okoz. Mikor olyan frekvenciát mérünk, amelynek hullámhossza rövidebb, mint a szóban forgó jel útja, azonnal szembeötlő csomópontokat és csúcsokat fog mutatni a grafikon. Ha a mérést egy másik pontos ismételjük meg, akár teljesen eltérő eredményeket is kaphatunk. Az adatok összegzés utáni átlagolásának pedig nem lenne semmi értékelhető/értelmes eredménye. Attól függetlenül, hogy nem lehet pontos mérésekkel kimutatni, a nagyfrekvenciás zavarok igenis befolyásolják az auditív megjelenítés végső minőségét, ezért ne mondjunk le az ellenük való védekezésről.
A harmonikus torzítás (az alap frekvencia egész számú többszörösei) az 50 és 60 Hz-es hálózatokban alapvető módon van jelen. A teljesítmény elosztók egyenetlen terhelése, a hálózati transzformátorok hiszterézis vesztesége, a generátorok szikrázása távoli zavarforrások, de például a mosógép, a porszívó és a ventilátor motorja közeli zavarforrások. Meglepő, de bizonyított, hogy ezek is mind befolyásolják a hangminőséget, ám ezek negatív hatása ellen hatékony szűrőkkel egészen jól lehet védekezni.
Ne engedje magát látszólagos nyugalomba ringatni, mert van más zavaró tényező is! Az ábra azokat a zavarforrásokat mutatja be, amelyek ellen hatékony szűrők vannak beépítve a komponensek tápegységeibe.
Mivel a frekvencia spektrum hatalmas sávszélességgel bír, egyéb zavarforrások befolyásolják a zene természetes bemutatásmódját. Mivel ezek nem lineáris és nem periodikus hatások, rendkívül nehéz a hatalmas fennmaradó sávszélességen hatékony szűrőt tervezni. A fennmaradó sávszélesség felöleli az összes ismert kommunikációs csatornát és minden más egyéb zavarforrást. Ha ezek hatását összeadjuk, együtt már komoly hatással vannak az audio-jel minőségére. Az ábra azokat a nagyfrekvenciás zavarforrásokat mutatja be, amelyek ellen semmiféle szűrő nincs beépítve az audio komponensekbe.
Az elektromos hálózat kábelei kilométerek százain futnak, mit számít az utolsó másfél méter?
Az általános nézet az, hogy mivel a nagyfrekvenciás zavar a teljes elektromos hálózatban jelen van, mindegy, hogy az utolsó másfél méteren mit csinálunk vele. Hiába alkalmazunk audiofil hálózati kábelt, a nagyfrekvenciás zavart nem lehet teljesen eltávolítani.
Mivel a hálózat több száz kilométeres hosszúságú, logikusnak tűnhet, hogy komolyabban képes befolyásolni a rendszer hangminőségét, mint egy rövid kábelszakasz az audio berendezésig. Ezzel a gondolkodásmóddal az a fő probléma , hogy nem veszi figyelembe azt a természeti törvényt, hogy egy adott frekvencia milyen hosszú utat képes megtenni egy vezetéken.
Az elv neve: csillapítás. Minél magasabb a frekvencia értéke, annál nagyobb csillapítást szenved egy vezetékben. Ez egy teljesen természetes jelenség. A nagyfrekvenciás kommunikációs hálózatokba megfelelő helyeken vonalerősítőket kell elhelyezni, ellenkező esetben adatvesztés és minőségromlás lép fel. Minél magasabb a hálózat üzemi frekvenciája, annál sűrűbben kell ezeket beépíteni. A nagyfrekvenciás kommunikációs hálózat kábelgyártói pontosan meg is adják az adott kábel csillapítás adatait.
Az ábra azt mutatja be, hogy a különböző frekvencia tartományok milyen hosszúságú vezeték szakaszon képesek utazni.
Mint látható, a magas frekvencia értékű jelek szenvedik el a legnagyobb csillapítást, azaz ezek képesek a legrövidebb kábelszakaszon utazni. Az ábra a nagyfrekvenciás zavarjelek hálózaton keresztül történő továbbítását mutatja be. A bal oldali ábrarész az úgynevezett biztonságos távolság, amely a csillapítás miatt semmi módon nem zavarja a rendszer hangminőségét. A jobb oldali ábrarész példájában az 1-es szakasz azt a távolságot jelenti, amelyről már bejut a zavarjel a lakás berendezéseibe. Ehhez adódik hozzá a 2-es szakaszban indukálódott zavarjel, illetve a 3-as szakasszal jelzett a lakás saját berendezései által generált zavarjel.
Mi is történik valójában?
Attól függetlenül, hogy a hálózat kábelezésének teljes hosszában indukálódik zavarjel, ennek csak az a része tud ténylegesen torzítást okozni, amely a hatásos kioltás távolságon belülről érkezik. A természetesen kioltott zavarjelekkel nem kell foglalkozni. Az alacsonyabb frekvenciák hosszabban továbbítódnak a kábelen, míg a magasabb frekvenciák esetében a hatásos távolság rövidebb.
A fentiek alapján tehát a probléma egy részét a hálózati kábelezés kültéren és falban futó része megoldja, elegendő csak az utolsó rövid szakasszal foglalkozni. Ennek a védelemnek a része a hálózati csatlakozás utolsó másfél métere. Más szavakkal fogalmazva a hálózat első 99 kilométere az, ami a zavart okozza, de ez számít a legkevésbé a védelem szempontjából, mert a zavaró jelek nagy része elvész. Az utolsó másfél méteren dől el a hangminőség!
Összegzés
A nagyfrekvenciás jelek, amelyek messzire terjednek a néhány GHz-es tartományban, olyan mértékben feltöltik az atmoszférát, hogy sokan nem is veszik észre a zenehallgatásban a zajt és az élmény-csökkentő hatást. Amíg a mélyebb tartományban hatékony szűrést tartalmaznak az audio berendezések tápegységei, a nagyfrekvenciás zavarok gond nélkül jutnak át a kapacitív és induktív csatolások révén. Többféle káros zavaró tényező közül tehát a nagyfrekvenciás zavar az, amely a készülék minden részébe akadály nélkül bejut, és intermodulációs problémákat okoz. Megfelelő szűrés nélkül jelentős torzulást képes okozni a hasznos jelben. Mivel a nagyfrekvenciás zavarokat hatékonyan csökkenti a kábelek természetes csillapítása, csak a berendezéshez közeli zavarokkal kell foglalkozni. A készülék előtti tápkábel szakasz képes a leghatékonyabban kiszűrni a hálózatban indukálódott zavar feszültséget. Audio célokra tehát kritikus, hogy a hálózati kábel megfelelő minőségű és hatékony nagyfrekvenciás zavarvédelemmel legyen felszerelve.
Amire szükség van, az egy, a zenehallgatás minőségére is kiható megoldás. Olyan hálózati kábel kell, amely a teljesítményt veszteség nélkül csatol, de hatékony védelmet biztosít a nagyfrekvenciás zavarok ellen. A Skin szűrésmód egy elegáns megoldás a nagyfrekvenciás zajok ellen. A kifejlesztett és szabadalmaztatott technológiák biztosítják a kívánt hatékonyságot. Ha tökéletesen alkalmazzuk a fizikai törvényeket és az 1883-ban felfedezett u.n. Skin-hatást a nagyfrekvenciás zavarjelek kiszűrésére, akkor megőrizhető a természetes hangzás és a zenei dinamika együtt. A világon nagyon sok felhasználó tanúsíthatja a szűrőrendszerek és hálózati kábelek hatékonyságát és a hangzásban megtérülő árát.
