Audio

케이블 커패시턴스에 의한 고역 롤오프

케이블 커패시턴스와 소스 임피던스의 상호작용에 의한 고역 롤오프 (-3 dB)를 계산합니다.

Loading calculator...

공식

f_c = 1 / (2π × Z_s × C_total)

Z_s— 소스 임피던스 (Ω)

C_total— 총 케이블 커패시턴스 (F)

작동 방식

이 계산기는 패시브 기타 픽업 및 피에조 트랜스듀서와 같은 하이 임피던스 오디오 소스의 케이블 커패시턴스로 인한 고주파 롤오프를 결정합니다.기타 연주자, 오디오 기술자 및 장비 설계자는 이를 사용하여 고음 손실을 예측하고 적절한 케이블 또는 버퍼링 솔루션을 선택합니다.케이블 커패시턴스 (일반적으로 50-150pF/m) 는 소스 임피던스가 fc = 1/ (2*PI*R*c) 인 RC 로우패스 필터를 형성합니다.100pF/m (총 600pF) 속도의 6m 케이블과 250kohm 기타 픽업 성능의 경우 1.06kHz 컷오프가 발생하여 존재감과 밝기가 크게 떨어집니다.픽업 제조업체의 측정치 (시모어 던컨, 디마르지오) 에 따르면 패시브 싱글 코일 픽업은 공진 시 임피던스가 100-250kohm이고 험버커는 200-500kohm입니다.픽업 인덕턴스와 케이블 커패시턴스에 의해 생성되는 공진 피크는 일렉트릭 기타 음색을 정의하는 특징이며, 일반적으로 2~5kHz에서 발생합니다.액티브 픽업 (EMG, Fishman) 은 출력 임피던스가 1kohm 미만이므로 케이블 커패시턴스 영향을 거의 받지 않습니다.

계산 예제

문제: 120pF/m의 7m 표준 기타 케이블을 통해 빈티지 스타일의 스트라토캐스터 픽업 (L = 3.3 H, R = 6.2 kohm DC, 공진 시 약 180kohm) 의 고주파 롤오프를 계산하십시오.

해결 방법: 1.총 케이블 커패시턴스: C = 7* 120 = 840pF 2.공진 시 소스 임피던스: Z_소스는 약 180kohm과 같습니다 (공진 피크에서의 픽업) 3.RC 컷오프: fc = 1/ (2*pi*180000*840e-12) = 1.05 킬로헤르츠

주파수 응답 분석:

1.05kHz에서: -3dB (하프 파워 포인트)
2.1kHz (1옥타브 이상) 에서: -7 dB
5kHz에서: -13dB (상당한 트레블 손실)
10kHz에서: -19dB (프레즌스 감쇠가 심함)

케이블 커패시턴스를 사용한 공진 피크:

픽업 인덕턴스: L = 3.3H
총 커패시턴스: C_케이블 + C_톤_포트는 대략 840 + 22 = 862pF (22nF 톤 캡 사용) 와 같습니다.
잠시만요. 톤 캡을 병렬로 연결하면 22pF가 아닌 22,000pF가 추가됩니다.톤이 최대인 경우 C_Total은 대략 840pF 케이블과 같습니다.
공진 주파수: f_res = 1/ (2*pi*sqrt (LC)) = 1/ (2*pi*sqrt (3.3*840e-12)) = 3.02 kHz
이 공진 피크는 스트랫의 '돌팔이' 특성을 나타냅니다. 케이블 커패시턴스가 높을수록 피크가 낮아집니다.

완화:

저용량 케이블 (60pF/m): fc가 1.77kHz로 상승 (69% 향상)
버퍼 페달 (1kHz 출력): fc는 188kHz까지 상승합니다 (기본적으로 20kHz까지 평탄한 상태).

실용적인 팁

✓5m 이상 케이블의 경우 기타 출력에 버퍼 페달 (JHS 리틀 블랙 버퍼, TC 일렉트로닉 보나파이드) 을 사용하십시오. 버퍼는 하이 임피던스 픽업 출력 (100-500k옴) 을 로우 임피던스 (100-1000옴) 로 변환하여 fc를 >100kHz로 높입니다.유니티 게인 JFET 버퍼는 노이즈를 전혀 추가하지 않고 배터리에서 1~5mA를 소모하므로 기본적으로 영구적인 트레블 보존이 가능합니다.
✓버퍼링되지 않은 패시브 기타의 경우 커패시턴스가 80pF/m 미만인 악기 케이블을 선택하십시오.프리미엄 케이블 (모가미 2524:50 pf/m, 카나레 GS-6:70 pF/m, 에비던스 오디오 가사: 39pf/m) 은 표준 100-150pF/m 케이블에 비해 고음 성능이 눈에 띄게 향상되었습니다.이 차이는 풀 톤 설정의 싱글 코일 픽업에서 가장 잘 들립니다.
✓일부 연주자는 의도적으로 케이블 커패시턴스를 사용하여 음색을 조절합니다. 긴 케이블 (100-120pF/m* 10m = 1000+ pF) 은 공진 피크를 4kHz에서 2-3kHz로 낮춰 더 따뜻하고 빈티지한 사운드를 만듭니다.Eric Johnson은 특정 길이의 케이블을 사용해 음색을 내는 것으로 유명합니다.'업그레이드'에 투자하기 전에 3m 케이블과 6m 케이블을 시험해 보고 차이점을 들어보세요.
✓피에조 픽업 (어쿠스틱 기타, 바이올린) 의 경우 출력 임피던스가 1Mohm을 초과하여 케이블 커패시턴스 효과가 심각해질 수 있습니다.입력 임피던스가 10Mohm 이상인 프리앰프 (LR Baggs Para DI와 같은 FET 기반) 가 필수적입니다. 입력이 1Mohm 이상인 패시브 DI 박스는 짧은 케이블에서도 상당한 고음 손실을 초래합니다.

흔한 실수

✗긴 케이블에서만 문제가 발생한다고 가정하면, 100pF/m = 300pF의 3m 케이블과 400kΩ 험버커를 사용하더라도 fc = 1.33kHz가 생성됩니다.케이블이 짧으면 임피던스가 높은 패시브 소스에서는 여전히 상당한 롤오프가 발생합니다.소스 임피던스와 케이블 커패시턴스의 조합에 따라 케이블 길이만이 아니라 롤오프가 결정됩니다.
✗기타의 톤 회로를 무시하면 톤 전위차계와 커패시터 (일반적으로 22-47nF 캡이 있는 250k/500k 포트) 는 케이블 커패시턴스와 상호 작용하는 병렬 RC 네트워크를 형성합니다.톤팟이 최대 (바이패스) 인 경우 케이블 커패시턴스만 중요합니다.톤이 낮으면 톤 캡이 우세합니다.케이블에 따라 톤 노브 스윕 범위가 달라지는 이유가 바로 이 때문입니다.
✗밸런스 케이블의 커패시턴스가 0이라고 생각하면 밸런스드 (XLR, TRS) 케이블도 커패시턴스 (일반적으로 30-80pF/m) 가 있지만 소스 임피던스는 낮습니다 (마이크/라인의 경우 150-600옴).결과적으로 fc는 MHz 범위 (완전히 들리지 않음) 에 속합니다.밸런스 케이블 커패시턴스는 신호 속도가 3MHz 이상인 AES/EBU 디지털 오디오에만 중요합니다.
✗모든 톤 손실의 원인을 케이블 커패시턴스 탓으로 돌리면 솔더 조인트의 성능이 저하되고 커넥터가 부식되고 접점이 더러워지면 케이블 커패시턴스 차이보다 10~20배 더 많은 톤 손실이 발생합니다.1/4인치 잭이 부식되면 저항이 10kΩ 이상 증가하여 자체적으로 롤오프가 발생할 수 있습니다.케이블을 업그레이드하기 전에 연결을 청소하고 유지하세요.

자주 묻는 질문

긴 케이블을 사용할 때보다 인터페이스에 직접 꽂았을 때 기타 소리가 더 밝게 들리는 이유는 무엇인가요?

오디오 인터페이스는 일반적으로 1Mohm+ 입력 임피던스 (기기 입력) 를 가지며 내부 배선이 매우 짧습니다.총 커패시턴스는 1m 케이블과 조합할 경우 100-150pF인 반면 앰프까지 6m 구간의 경우 600pF 이상일 수 있습니다.이로 인해 fc가 1-2kHz에서 5-10kHz로 증가하여 훨씬 더 높은 트레블을 보존할 수 있습니다.또한 인터페이스 입력은 튜브 앰프 입력의 복잡한 임피던스 없이 순수한 저항 부하를 제공하므로 톤을 컬러링할 수 있는 공진 상호 작용이 없습니다.

케이블 커패시턴스가 밸런스드 (XLR) 마이크 케이블에 영향을 주나요?

무시할 수 있겠지만, 마이크 출력의 소스 임피던스는 50-200ohm입니다.100pF/m = 5000pF에서 50m 케이블을 사용해도 fc = 1/ (2*pi*200*5e-9) = 159kHz가 출력되므로 가청률보다 훨씬 높습니다.-3dB 포인트는 20kHz보다 높은 8옥타브입니다.밸런스 케이블 커패시턴스는 100m 실행으로 인해 파형 저하가 발생할 수 있는 디지털 오디오 (3.072MHz의 AES/EBU) 에만 해당됩니다.아날로그 마이크 및 라인 레벨의 경우 AES48 지침에 따르면 케이블 커패시턴스는 실질적인 문제가 아닙니다.

액티브 픽업은 어떻게 케이블 커패시턴스 롤오프를 방지합니까?

액티브 픽업 (EMG, 피쉬맨 플루언스, 시모어 던컨 블랙아웃) 에는 패시브 픽업보다 1000-10,000배 낮은 출력 임피던스가 10-100ohm의 내장 프리앰프가 포함됩니다.이로 인해 RC 롤오프 주파수가 1~5kHz에서 MHz 범위로 밀려나 케이블 길이나 유형에 관계없이 케이블 커패시턴스가 전혀 들리지 않게 됩니다.단점은 배터리 의존성 (일반적으로 9V, 1000-3000시간 지속) 과 서로 다른 톤 특성 (패시브 픽업의 '유기적' 임피던스 상호 작용에 비해 '임상적' 또는 '현대적' 이라고도 함) 입니다.