Takao Kyotani en Yosuke Takubo, ingenieur bij Audio-Technica, bespreken de ontwikkeling van A2DC.

Populariteit van in-ear koptelefoons met afneembare kabels

In-ear koptelefoons met afneembare kabels zijn enorm populair geworden en deze populariteit heeft geleid tot een hele markt voor vervangkabels. Een van de meest gebruikte standaarden voor koptelefoonconnectoren is de MMCX (Microminiature Coaxial)-connector. MMCX-connectoren zijn echter niet perfect en sinds de komst van afneembare koptelefoonkabels hadden ze te kampen met problemen.

Audio-Technica gebruikte aanvankelijk ook de MMCX-connector, maar sinds het in 2015 de ATH-CKS1100iS koptelefoon op de markt bracht, gebruikt het zijn eigen A2DC (Audio Designed Detachable Coaxial)-connector, die het bedrijf zelf ontwikkelde voor al zijn in-ear koptelefoons (en sommige over-ear modellen) met afneembare kabels.  Het bedrijf produceert ook een reeks A2DC-compatibele vervangkabels, en sinds kort zijn er daarnaast ook A2DC-compatibele vervangkabels verkrijgbaar van andere bedrijven.

Problemen met de MMCX-connector

De MMCX-connector die gewoonlijk werd gebruikt voor in-ear koptelefoons, was oorspronkelijk niet ontworpen als audioconnector, maar als standaardconnector voor draadloze apparaten. Sommige fabrikanten van in-ear koptelefoons ontdekten echter dat een kabel met MMCX-connector een gemakkelijke oplossing was om kapotte kabels te vervangen, dus begonnen ze voor hun in-ear koptelefoons MMCX-connectoren te gebruiken. Later begonnen ook andere kabelmerken vervangkabels met MMCX-connectoren te verkopen en raakte de connector wijdverbreid in de industrie.

MMCX-connector (mannelijk) die gewoonlijk wordt gebruikt voor kabels.

Deze populariteitsgroei bracht echter bepaalde problemen aan het licht. Een bekend probleem is dat de verbinding te los zit en gemakkelijk los kan raken. Anderzijds zitten sommige kabels dan weer te strak, waardoor ze moeilijk kunnen worden losgemaakt. Er zijn ook problemen met draaiende connectoren, waardoor het geluid wegvalt en ongewenste ruis optreedt. Kabels met MMCX-connectoren kunnen ook gemakkelijk verdraaid raken.

"Het eerste probleem met MMCX-connectoren is dat de mannelijke en vrouwelijke stekkers elkaar soms niet raken wanneer de connector beweegt. Dat kan ruis of geluidsuitval veroorzaken", legt Takubo uit.

"Omdat het gedeelte dat geen verbinding maakt extreem klein is, merk je meestal geen verschil, ook wanneer je de connector beweegt terwijl je luistert. We wilden echter de mogelijkheid van ruis of geluidsuitval zoveel mogelijk elimineren."

Het probleem van MMCX-connectoren die niet goed op elkaar aansluiten, wordt veroorzaakt door hun constructie. Ook als MMCX-connectoren binnen het tolerantiebereik vallen (foutmarge op de afmetingen zoals toegestaan door de norm), kunnen de connectoren in bepaalde gevallen, als deze waarde groot genoeg is, slecht op elkaar passen. Als ze wel verbinding maken, maar de tolerantie te groot is, verergert het eerder beschreven probleem van contactloze zones en kan een stabiele verbinding niet langer worden gegarandeerd.

Omdat de MMCX eigenlijk geen audiospecifieke connector is, is dit niet te wijten aan zijn ontwerp. Maar voor luisteraars is het een groot probleem. Takubo zegt dat hij, zodra MMCX-connectoren populair begonnen te worden, "een connector voor in-ear koptelefoons wilde ontwikkelen die specifiek was ontworpen voor audiodoeleinden".

Redenen om de A2DC-connector te ontwikkelen:

De eerste in-ear koptelefoon van Audio-Technica met afneembare kabel was de ATH-CK100PRO, die in 2011 werd gelanceerd. Dit apparaat was een high-end model met drievoudig gebalanceerde armatuurdrivers, en het gebruikte MMCX-connectoren.

Onze eerste in-ear koptelefoon met afneembare kabel, de ATH-CK100PRO, maakte gebruik van MMCX-connectoren.

Toen ontdekte het ontwikkelingsteam van het bedrijf echter dat er problemen waren met de MMCX-connectoren. Om de ATH-CK100PRO zo klein mogelijk te maken en de pasvorm te verbeteren, gingen ze in de tegenovergestelde richting van de industriestandaard, door een kleinere mannelijke stekker voor de koptelefoon te ontwerpen en een grotere vrouwelijke stekker voor de kabel. Daarom was het niet langer mogelijk om universele vervangkabels van derden te gebruiken, waarbij de mannelijke stekker aan de kabel zat. Het leek de fabrikant verstandig een alternatieve connector te ontwikkelen en zo een betrouwbaardere verbinding te garanderen, om een product te bouwen dat zo "kogelvrij" mogelijk was.

De in-ear koptelefoons van de IM-serie, die in 2013 werden uitgebracht, maakten geen gebruik van de MMCX-connector, maar gebruikten een 2-pins connector van eigen makelij. Hoewel deze 2-pins connector een stabielere verbinding creëerde dan de MMCX, was er nog steeds het probleem dat deze te strak of te los kon zitten. Bovendien veranderde Audio-Technica van koers en ontwikkelde het een andere gepatenteerde connector, de A2DC, omdat het van plan was zijn assortiment afneembare kabels in de toekomst uit te breiden naar over-ear en on-ear koptelefoons.

De constructie van de A2DC lost de structurele problemen van de MMCX-connector op

In de ATH-E70 wordt de A2DC-connector gebruikt.

Meestal hebben MMCX-connectoren een pen in het midden van de mannelijke stekker, met daarrond een buitenring. De vrouwelijke stekker heeft in het midden een penreceptor. Geleiding vindt plaats wanneer de centrale pen (binnenste geleider) en de buitenste ring (buitenste geleider/aarde) van de mannelijke stekker op de vrouwelijke stekker wordt aangesloten.

Dit is de standaard MMCX-connector (mannelijke stekker).

De A2DC-connector is echter zodanig ontworpen dat het ringgedeelte van de mannelijke stekker (buitenste geleider/aarde) is verdeeld in lipjes die naar buiten zijn gericht en als veren naar buiten drukken. Op die manier kan het ringgedeelte van de mannelijke stekker betrouwbaarder worden aangesloten op de ring van de vrouwelijke stekker. Deze constructie lost het probleem op van mannelijke en vrouwelijke stekkers die niet volledig op elkaar aansluiten.

Mannelijke stekker van de A2DC-connector. Sleuven verdelen het ringvormige gedeelte in lipjes.

De mannelijke stekker heeft een met plastic omringde receptor.

Deze structuur blijft sterk, zelfs bij herhaaldelijk bevestigen en losmaken. Takubo: "De vorm van de A2DC-connector zorgt ervoor dat hij altijd stevig is aangesloten. De naar buiten openende ring op de mannelijke stekker buigt mee als een veer. Dat is meteen het voordeel: zelfs als de connector herhaaldelijk wordt bevestigd en losgemaakt, verslijt hij niet gemakkelijk. Hierdoor garandeert hij voor langere tijd een stabiele connectie, ook al wordt hij herhaaldelijk aangesloten en losgekoppeld."

Kyotani: "Dat het ringgedeelte meegeeft, is een troef ten opzichte van de MMCX-connector. De connectiviteit blijft immers behouden, zelfs bij een grote tolerantie."

Dwarsdoorsnede van de A2DC-aansluiting.

Een grotere connector verbetert de geluidskwaliteit

De middelste pen bevindt zich bij de MMCX-connector op de mannelijke stekker, terwijl die bij de A2DC-connector op de vrouwelijke stekker zit, met de receptor op de mannelijke stekker. Bovendien is het gebied rond de receptor met plastic versterkt, waardoor die niet breder kan worden en de pen niet kan breken.

De A2DC-connector van de ATH-CK2000Ti (vrouwelijke stekker).

De A2DC-connector is groter dan de MMCX-connector, de ring is langer en heeft een grotere diameter. Dit zorgt voor een groter aansluitgebied, meer stabiliteit, lagere impedantie en een betere geluidskwaliteit in vergelijking met de MMCX-connector.

Vrouwelijke stekker van de A2DC-connector.

"De A2DC is groot in vergelijking met de MMCX-connector, omdat wordt verondersteld dat hij wordt gebruikt met over-ear of on-ear koptelefoons", legt Takubo uit. De A2DC-connector wordt overigens gebruikt op het vlaggenschipmodel van de koptelefoons met open achterkant, de ATH-ADX5000, en ook op de ATH-MSR7b met gesloten achterkant, bestemd voor gebruik onderweg.

Rechts op de foto wordt de MMCX-connector (vrouwelijke stekker) van de ATH-CK100PRO afgebeeld. In het midden staat de A2DC-connector (vrouwelijke stekker). Let op het verschil in grootte tussen de twee connectoren.

De A2DC-connector draait niet gemakkelijk mee

Een van de troeven van de A2DC-connector is dat het verbindingsdeel niet gemakkelijk meedraait. MMCX-connectoren bieden gewoonlijk weinig rotatieweerstand en draaien mee zodra het verbindingsdeel rotatiedruk ondervindt. Hierdoor wordt de verbinding minder stabiel en verslijt de connector. Door deze slijtage kan zich vuil ophopen in de stekkers, wat dan weer ruis veroorzaakt. Op de A2DC-connector waaiert het ringgedeelte uit, voor een verhoogde draaiweerstand. Daardoor is het moeilijker de connector onbedoeld te draaien en slijtage te veroorzaken.

Hoe goed een kabel ook geleidt, zonder een stabiele connectie is die geleiding zinloos. De stevige A2DC-connector elimineert geluidsuitval en maakt optimale geluidskwaliteit mogelijk.

Er bleven vervangkabels met MMCX-connectoren op de markt komen van verschillende bedrijven, waardoor de specifieke tolerantieproblemen van de MMCX-connector niet werden opgemerkt, legt Kyotani uit.

Kyotani: "Ook toen er vervangkabels met MMCX-connectoren op de markt kwamen, bleef er een grote foutmarge bestaan op de afmetingen van deze connectoren, ook al ging men ervan uit dat die binnen de toleranties vielen. Daarom hadden reviews van in-ear koptelefoons het vaak over problemen met geluidsuitval, naargelang de gebruikte vervangkabels. Door A2DC-connectoren te gebruiken, hopen we deze problemen te verhelpen."

Volgens Kyotani zag Audio-Technica sinds het de A2DC-connectoren is beginnen te gebruiken het aantal vragen over defecten en problemen met de connectoren voor in-ear koptelefoons drastisch dalen.

De vervangkabels van de HDC-serie gebruiken A2DC-connectoren

In 2016 bracht Audio-Technica de HDC-serie vervangkabels uit, met A2DC-connectoren. Dit is een uitgebreid assortiment kabels, gemaakt voor verschillende soorten koptelefoons en met verschillende uitgangsconnectoren, gaande van een standaard 3,5 mm-stekker tot gebalanceerde connectoren van 2,5 mm en 4,4 mm.

HDC-serie: Vervangkabels van Audio-Technica met A2DC-connectoren

Kyotani: "Al onze koptelefoons met afneembare kabels met A2DC-connectoren zijn ontworpen voor een uitmuntende geluidskwaliteit bij gebruik van de meegeleverde kabel. Het aantal gebruikers dat graag vervangkabels gebruikt, is echter gegroeid, net zoals de vraag naar kabels met een betere geluidskwaliteit. Daarom hebben we de A2DC-connector ook aan ons assortiment toegevoegd."

De kabels van Audio-Technica zijn ontworpen met als doel de hoge bestaande prestaties van zijn koptelefoons met permanent aangesloten kabels te evenaren. Audio-Technica dacht er dus niet aan een serie op de markt te brengen die het geluidskarakter zou kunnen wijzigen.

Audio-Technica wil dat dit een algemeen gebruikte standaard wordt

Om terug te keren naar de discussie over de A2DC-connector: het ontwikkelingsproces van een eigen connector gaat gepaard met vallen en opstaan. Audio-Technica heeft een hele reeks vormen en types uitgeprobeerd, met verschillen in ontwerp en materialen, legt Takubo uit.

"Toen we nog prototypes van de A2DC-connector aan het maken waren, was het probleem bij de materiaalselectie dat de veerverbinding te sterk was en we de connector niet los kregen (lacht). Met de vorm hadden we een vergelijkbaar probleem. We maakten een prototype voor een schroefstekker, maar de connector was te klein en moeilijk los te krijgen. Uiteindelijk kwamen we bij de specificatie voor de A2DC-connector, door te experimenteren met een groot aantal prototypes."

Kyotani (links) en Takubo (rechts) zeggen allebei dat ze het gebruik van A2DC-connectoren willen uitbreiden naar een groot aantal in-ear koptelefoons en kabels.

De A2DC-connector is ontwikkeld vanwege problemen met de MMCX-connector, maar het gebruik van deze nieuwe connector blijft vooralsnog beperkt tot de in-ear koptelefoons van Audio-Technica. Het bedrijf wil echter van de A2DC-connector een specificatie maken die ook voor andere fabrikanten beschikbaar is, zodat meer mensen de superioriteit ervan kunnen ervaren. Audio-Technica begint ook aanbiedingen van derden te zien waarin wordt gebruikgemaakt van A2DC-connectoren.

Kyotani stelt dat "als fabrikanten geïnteresseerd zijn in de A2DC-connectoren, ze ons dit moeten meedelen, zodat we aan de vraag kunnen voldoen." Audio-Technica heeft immers al vragen gekregen van fabrikanten die A2DC-connectoren willen gebruiken.