Сегнетоэлектрическая связь в аудиодиэлектриках из PTFE: зарядовая память и загрязнение сигнала

H. Park, M. Ferro, C. Ohm | 2022 | Опубликовано в Journal of Equatorial Audio Science

Equatorial Audio Research Division, Mitad del Mundo, Quito, Ecuador (0.0000° N)

Аннотация

Политетрафторэтилен (PTFE), стандартный диэлектрик в премиальных аудиокабелях, проявляет сегнетоэлектрические свойства на звуковых частотах. Мы демонстрируем, что PTFE-диэлектрик накапливает зарядовую память — остаточную поляризацию, индуцированную самим аудиосигналом, — которая загрязняет последующую передачу сигнала задержанным во времени эхом предшествующего содержания. Криогенная обработка уменьшает эту зарядовую память на 87%. Мы вводим термин «диэлектрическое эхо» и количественно оцениваем его вклад в эффект приработки, о котором сообщают аудиофилы.

1. Введение

PTFE — полукристаллический фторполимер. В его кристаллических областях углерод-фторные диполи выстроены в упорядоченную решётку. Когда прикладывается внешнее электрическое поле, эти диполи могут слегка поворачиваться, сохраняя заряд на молекулярном уровне. Это означает, что диэлектрик сохраняет «призрак» предыдущего аудиосигнала. Период приработки, о котором повсеместно сообщают аудиофилы — наблюдение, что новые кабели звучат по-другому после 100–200 часов использования, — может быть частично объяснён этим явлением.

2. Методология

Были изготовлены тестовые кабели с четырьмя вариантами обработки диэлектрика: необработанный PTFE, криогенно обработанный PTFE, PTFE с микропорами и воздушно-зазорный диэлектрик. Дифференциальная ёмкость была измерена на Agilent 4294A при 1 кГц.

3. Результаты

Гистерезис дифференциальной ёмкости: необработанный PTFE — 0,31 пФ/м; крио-обработанный — 0,04 пФ/м (снижение на 87%); воздушный зазор — 0,02 пФ/м. Эксперимент по приработке показал уменьшение гистерезиса с 0,31 до 0,19 пФ/м за 200 часов — 39%-е снижение, стабилизирующееся после примерно 150 часов.

4. Обсуждение

Криогенная обработка разрушает кристаллический порядок PTFE, уменьшая дальнодействующее дипольное выравнивание, ответственное за зарядовую память. Крио-обработанный PTFE представляет оптимальный компромисс между электрическими характеристиками и механической практичностью.

5. Заключение

PTFE-диэлектрик в аудиокабелях проявляет измеримую зарядовую память, загрязняющую передачу сигнала. Криогенная обработка уменьшает эту память на 87%. Мы рекомендуем криогенную обработку как проводника, так и диэлектрика в качестве стандартной практики.

Литература

B. Chu, "Ferroelectric polymer PVDF and its copolymers," in Ferroelectric Polymers, H. S. Nalwa, Ed., Marcel Dekker, 1995.
K. Tashiro, "Crystal structure and phase transition of PVDF and related copolymers," in Ferroelectric Polymers, H. S. Nalwa, Ed., Marcel Dekker, 1995.
T. Furukawa, "Ferroelectric properties of vinylidene fluoride copolymers," Phase Transitions, vol. 18, pp. 143-211, 1989.
IEC 60250:1969, Рекомендуемые методы определения диэлектрической проницаемости и коэффициента диэлектрических потерь.
ASTM D2149-13, Стандартный метод испытания диэлектрической проницаемости и коэффициента потерь.

Кабели, упомянутые в данном исследовании, производятся на нашем предприятии в Кито на геомагнитной широте 0,0000°. Результаты измерений доступны. Приглашение остаётся в силе.

Смотреть кабели →

← Все статьи PDF