Claudio Gandolfi - MDD-Claudio Gandolfi - MDD

Claudio Gandolfi - MDD-Claudio Gandolfi - MDD

  

                                            MDD - Diffrazione a Ritardi Multipli
MDD - Multi Delays Diffraction

 

Il solo cabinet per altoparlanti inventato nel XXI secolo.
The only loudspeaker enclosure invented in the 21st century.


Sono Claudio Gandolfi e dal 2013 ascolto musica riprodotta con casse acustiche autocostruite non convenzionali dal 2013. Caratteristica comune dei progetti MDD è la generazione di onde secondarie coerenti, ritardate di alcuni millisecondi emesse in punti diversi dello spazio utilizzando il fenomeno della diffrazione acustica.
Le casse acustiche MDD non sono in commercio, chi le volesse provare deve essere in grado di autocostruirle. Si tratta di progetti semplici ed economici, dai 40 ai 100 euro di materiale, compresi gli altoparlanti 3FE25 della Faital-Pro. La generazione di onde sonore ritardate e coerenti con la diffrazione prodotta da guide d’onda parallele di lunghezza diversa ha due conseguenze.

I am Claudio Gandolfi and since 2013 I have been listening to music reproduced with unconventional self-built acoustic speakers since 2013. A common feature of MDD projects is the generation of coherent secondary waves, delayed by several milliseconds emitted at different points of space using the phenomenon of acoustic diffraction. MDD loudspeakers are not on the market, those who want to try them must be able to build them themselves. These are simple and inexpensive projects, from 40 to 100 euros of material, including Faital-Pro 3FE25 speakers. The generation of sound waves delayed and consistent with the diffraction produced by parallel waveguides of different length has two consequences.

La diffrazione per il principio di Huygens rende il diffusore omnidirezionale sul piano orizzontale a tutte le frequenze.
The diffraction by the Huygens principle makes the diffuser omnidirectional in the horizontal plane at all frequencies.

L’uso di guide d’onda multiple con lunghezza in serie logaritmica rende il sistema poco sensibile a risonanze proprie alle basse frequenze. 
The use of multiple waveguides with length in a logarithmic series makes the system not very sensitive to its own resonances at low frequencies.

I ritardi sono ottenuti confinando all'interno di guide d'onda acustiche l'energia emessa da un altoparlante convenzionale. Nella pagina "acustica" sono descritti gli effetti delle onde secondarie. Nei primi progetti ho utilizzato la deformazione radiale della guida d'onda in carta, in seguito ho combinato la deformazione con la diffrazione delle onde sonore e infine nei progetti MDD uso solo il fenomeno della diffrazione. 
The delays are obtained by confining the energy emitted by a conventional loudspeaker inside acoustic waveguides. The effects of secondary waves are described on the "acoustic" page. In the first projects I used the radial deformation of the paper waveguide, then I combined the deformation with the sound waves diffraction and finally in the MDD projects I use only the diffraction phenomenon.

Ho aumentato il numero delle guide d'onda per aumentare l'effetto della diffrazione acustica. Nelle casse acustiche tradizionali si cerca di ridurre al minimo gli effetti della diffrazione, nei progetti presenti in questo sito l'obiettivo è massimizzare la diffrazione. 
I have increased the number of waveguides to increase the effect of acoustic diffraction. In traditional loudspeakers we try to minimize the effects of diffraction, in projects on this site the goal is to maximize diffraction. 
 

Progetti dal 2013 a oggi.
Projects from 2013 to today.


compact
(under 1 m )
 

medium
(from 1 to 1.5 m)
 

large
(over 1.5 m)
 

double
 

pellicola PVC trasparente .25 mm


transparent
PVC film .25 mm
 
621g
621g - (2018 08) Aggiornamento sistema audio Pc 2.1.
621g - (2018 08) Upgrade Pc 2.1 audio system.
665g
665g - (2017 09) La prima guida d'onda è cilindrica in PVC rigido, la seconda guida d'onda con fori è in pellicola di PVC. Per montaggio su desktop.
665g - (2017 09) The first waveguide is cylindrical in rigid PVC, the second waveguide with holes is in PVC film. For desktop mounting.
 
419h_mdd_20190430_173155
419h - (2019 05) La prima guida d’onda quadrata è in legno, le guide d’onda a lunghezza progressiva sono in PVC trasparente, quadrate e 9 in tutto.
419h - (2019 05) The first square wave guide is made of wood, the progressive length waveguides are in transparent PVC, square and 9 in all.
PVC rigido

rigid PVC
222d7_19_L2C7 - (2019 11) Supporto cilindrico in PVC rigido, le guide d’onda a lunghezza progressiva sono in PVC rigido, circolari e 7 in tutto.
22C7 - (2019 11) Support is cylindrical in rigid PVC, the waveguides with progressive length are in rigid PVC, circular and 7 in all.
21M7 (to do list)

 

21L7 (to do list)
22d7_20_R

22L7
 - (2019 11)
Supporto cilindrico in PVC rigido, le guide d’onda a lunghezza progressiva sono in PVC rigido, circolari e 7 in tutto.

22L7 - (2019 11) Support is cylindrical in rigid PVC, the waveguides with progressive length are in rigid PVC, circular and 7 in all.
227h_mdd_20190501_120831
227h - (2019 05) La prima guida d’onda è cilindrica in PVC rigido, le guide d’onda a lunghezza progressiva sono in PVC rigido, circolari e 7 in tutto.
227h - (2019 05) The first waveguide is cylindrical in rigid PVC, the waveguides with progressive length are in rigid PVC, circular and 7 in all.
 
21D7
22C7 + 21L7
(to do list)

22d7_18
22D7
22C7 + 22L7

(2019 11)

alluminio


aluminum
 
34c9_L_0134c9 - (2019 08) Supporto in legno, le guide d’onda a lunghezza progressiva sono in alluminio, quadrate e 9 in tutto.
34c9 - (2019 08) Wooden support, the progressive length waveguides are in aluminum, square and 9 in all.
439h_mdd
439h - (2019 05) La prima guida d’onda quadrata è in legno, le guide d’onda a lunghezza progressiva sono in alluminio, quadrate e 9 in tutto.
439h - (2019 05) The first square wave guide is in wood, the progressive length waveguides are in aluminum, square and 9 in all.
 

polipropilene alveolare


alveolar polypropylene
 
54C42 (to do list)
54m42_03_left54m42 - Supporto in legno, le guide d’onda a lunghezza progressiva sono in polipropilene alveolare, quadrate e 42 in tutto.
54m42 - (2019 09) Wooden support, the progressive length waveguides are in alveolar polypropylene, square and 42 in all.
 
54L42
(to do list)
54m42_51

54m42
227h 

(2019 11)
 
carta

paper

66c9_13_right_top66c9 - (2019 09) Supporto in carta, le guide d’onda a lunghezza progressiva sono in carta, triangolari e 9 in tutto.
66c9 - (2019 09) Support in paper, the progressive length waveguides are in paper, triangular and 9 in all.
666g
666g - (2018 08) La prima guida d'onda è cilindrica in PVC rigido, le guide d'onda a lunghezza progressiva sono in carta, circolari e 7 in tutto. Per montaggio su desktop.
666g - (2018 08) The first waveguide is cylindrical in rigid PVC, the progressive length waveguides are in paper, circular and 7 in all. For desktop mounting.
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(2013 10)
 

667g
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- (2018 08) La prima guida d'onda è cilindrica in PVC rigido, le guide d'onda a lunghezza progressiva sono in carta, circolari e 7 in tutto. 

667g - (2018 08) The first waveguide is cylindrical in rigid PVC, the progressive length waveguides are in paper, circula  r and 7 in all.
669g
669g
- (2018 08) La prima guida d'onda quadrata è in legno, le guide d'onda a lunghezza progressiva sono in carta, quadrate e 9 in tutto.

669g - (2018 08) The first square wave guide is in wood, the progressive length waveguides are in paper, square and 9 in all.

Come scegliere? 
How to choose?

Se si vuole un effetto 3D e si ha spazio per 4 altoparlanti consiglio la configurazione doppia. Se ci sono problemi di spazio meglio utilizzare un'unica coppia di altoparlanti.
If you want a 3D effect and you have room for 4 speakers I recommend the double configuration. If there are space problems, it is better to use a single pair of speakers.

La scelta dei materiali dipende dalla destinazione dell'impianto. Se va inserito fisso nell'arredamento meglio l'alluminio o anche il plexiglass che permettono finiture più curate. Se volete sperimentare l'uso del PVC rigido è più economico delle guide in alluminio. Se l'uso è didattico si può usare anche la carta, ancora più economica.
The choice of materials depends on the destination of the plant. If it is fixed in the furniture better than aluminum or even plexiglass that allow for more refined finishes. If you want to experience the use of rigid PVC it ​​is cheaper than aluminum rails. If the use is educational you can also use paper, even cheaper.

I progetti "compact" hanno la miglior riproduzione della gamma alta, vanno posizionati a ridosso di una parete per aumentare la risposta sui bassi. Un subwoofer attivo completa l'impianto che diventa full-range e omnidirezionale su tutte le frequenze. Consiglio l'uso di serie di lunghezze distribuite su due ottave, Lmax = 4 Lmin, con la prima guida d'onda molto corta con ritardi inferiori a un millisecondo.
The "compact" projects have the best reproduction of the high range, they must be positioned close to a wall to increase the bass response. An active subwoofer completes the system which becomes full-range and omnidirectional on all frequencies. I recommend the use of series of lengths distributed over two octaves, Lmax = 4 Lmin, with the first very short waveguide with delays of less than one millisecond.

I progetti "medium" hanno una maggiore estensione in gamma bassa e posizionati a ridosso di una parete forniscono un'ottima qualità d'ascolto senza l'aggiunta di ulteriori altoparlanti. I punti di emissione per diffrazione acustica delle alte frequenze sono in parte all'altezza delle orecchie dell'ascoltatore e anche gli alti sono presenti nel punto d'ascolto. Consiglio l'uso di serie di lunghezze distribuite su una ottava, Lmax = 2 Lmin, la prima guida d'onda è più lunga in proporzione alla lunghezza massima e aumenta la risposta sui bassi.
The "medium" projects have a greater extension in the low range and positioned close to a wall provide excellent listening quality without the addition of other speakers. The emission points for acoustic diffraction of high frequencies are partly at the height of the listener's ears and even the high ones are present at the listening point. I recommend the use of series of lengths distributed on an octave, Lmax = 2 Lmin, the first waveguide is longer in proportion to the maximum length and increases the response on bass.

I progetti "large" hanno la massima estensione in gamma bassa hanno la necessità dell'aggiunta di ulteriori altoparlanti per l'emissione delle alte frequenze nella zona d'ascolto. Consiglio l'uso di serie di lunghezze distribuite su una ottava, Lmax = 2 Lmin, la prima guida d'onda è più lunga in proporzione alla lunghezza massima e aumenta la risposta sui bassi.
The "large" projects have the maximum extension in the low range they need the addition of additional loudspeakers for the emission of high frequencies in the listening area. I recommend the use of series of lengths distributed on an octave, Lmax = 2 Lmin, the first waveguide is longer in proportion to the maximum length and increases the response on bass.


MDD - DIFFRAZIONE A RITARDI MULTIPLI
MDD - MULTI DELAYS DIFFRACTION


La tecnologia MDD simula la presenza dello strumento musicale nella stanza di ascolto. L'emissione è omnidirezionale, ha molti fronti sonori secondari generati in punti diversi, ritardati e coerenti. I fronti sonori secondari e le riflessioni dell'ambiente di ascolto mascherano le riflessioni dell'ambiente in cui è avvenuta la registrazione. La musica è piacevole in tutta la stanza, puoi muoverti, ballare, ascoltare o guardare un film insieme. I suoni registrati sono sempre facilmente riconoscibili.
The MDD technology simulates the presence of the musical instrument in the listening room. The emission is omnidirectional, it has many secondary sonorous fronts generated in different points, delayed and consistent. The secondary sound fronts and reflections of the listening environment mask the reflections of the environment in which the recording took place. Music feels good all over the room, you can move, dance, listen or watch a movie together. The recorded sounds are always easily recognizable.

Quando l'amplificatore invia un segnale, il primo suono che arriva all'orecchio è quello emesso dalla parte posteriore dell'altoparlante, il suono proviene dalla parte inferiore vicino al pavimento. Questa emissione primaria é attenuata sulle alte frequenze.
When the amplifier sends a signal, the first sound coming to the ear is the one emitted from the back side of the speaker, the sound comes from the lower side near the floor. This primary emission is attenuated on the high frequencies.

L'energia dell'emissione frontale è frazionata e confinata nelle singole guide d'onda, sale verso l'alto e viene riemessa nell'ambiente sfruttando la diffrazione del suono con ritardi fino a 8 msec. I fronti sonori secondari ritardati sono coerenti in fase tra loro perché sono generati dallo stesso altoparlante. Ogni guida d'onda emette tutte le frequenze medie e alte.
The energy of the frontal emission is fractionated and confined in the single waveguides, it rises upwards and is re-emitted in the environment exploiting the sound diffraction with delays up to 8 msec. The delayed secondary sound fronts are coherent in phase with each other because they are generated by the same speaker. Each waveguide emits all the mid and high frequencies.

Alle basse frequenze le cose si complicano perché una guida d'onda può creare interferenze costruttive o distruttive a frequenze con la lunghezza d'onda dello stesso ordine di grandezza della lunghezza della guida d'onda. Le cose cambiano anche in considerazione del fatto che la guida d'onda ha uno o due lati aperti. Le lunghezze delle guide d'onda sono calcolate in modo da essere distribuite su un'ottava, ogni bassa frequenza ha sempre percorsi disponibili per trasferire la sua energia nell'ambiente di ascolto.
At low frequencies things get complicated because a waveguide can create constructive or destructive interferences at frequencies with the wavelength of the same order of magnitude as the length of the waveguide. Things also change in view of the fact that the waveguide has one or two open sides. The waveguide lengths are calculated so that they are distributed over an octave, each low frequency always has paths available to transfer its energy into the listening environment.

I progetti MDD oltre ad essere omnidirezionali hanno altre caratteristiche positive:

TIn addition to being omnidirectional, MDD projects have other positive features:


Le guida d’onda non alterano i fronti che le attraversano quindi con la tecnologia MDD non si hanno superfici interne in grado di generare riflessioni sonore.
The wave guides do not alter the fronts that pass through them therefore with MDD technology there are no internal surfaces capable of generating sound reflections.

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Una staffa a risonanza subsonica sostiene in verticale le guide d'onda. I filmati mostrano come oscillano i progetti 54m42 e  34c9, la frequenza è talmente bassa che si possono contare direttamente le oscillazioni. In 10 secondi oscillano 20-30 volte da cui si si calcola una frequenza di risonanza di 2 Hz 34c9 e 3 Hz 54m42. L'elevato Q si può intuire per il fatto che l'oscillazione non si smorza rapidamente. Il vantaggio di avere una frequenza di risonanza non udibile evita interazioni indesiderate tra il pavimento e la guida d'onda che sostiene l'altoparlante. Nello spettro acustico è come se la guida d'onda fosse sospesa a pochi centimetri dal pavimento.
A subsonic resonance bracket supports the waveguides vertically. The videos show how the 54m42 and 34c9 projects oscillate, the frequency is so low that oscillations can be counted directly. In 10 seconds they oscillate 20-30 times from which it is calculated a resonance frequency of 2 Hz 34c9 and 3 Hz 54m42. The high Q can be guessed by the fact that the oscillation does not fade quickly. The advantage of having an inaudible resonance frequency avoids unwanted interactions between the floor and the waveguide that supports the speaker. In the acoustic spectrum it is as if the waveguide were suspended a few centimeters from the floor.


Sul lato basso delle guide è fissato l’altoparlante rivolto verso l’interno, la serie di guide d’onda affiancate hanno lunghezza crescente. Il suono prodotto dall’altoparlante attraversa le guide d’onda ed emette per diffrazione onde sonore secondarie coerenti in punti diversi e con ritardi diversi rispetto all’emissione primaria prodotta dal lato posteriore dell’altoparlante.
On the lower side of the guides the loudspeaker is fixed facing inwards, the series of waveguides placed side by side have increasing length. The sound produced by the loudspeaker passes through the waveguides and emits, by diffraction, secondary sound waves coherent in different points and with different delays with respect to the primary emission produced by the rear side of the loudspeaker.


Per il principio di Huygens ogni punto di un fronte d’onda è origine di un ulteriore fronte d’onda sferico. I fronti d’onda piani che percorrono le guide d’onda in corrispondenza dei bordi dei fori di uscita danno origine a una serie di fronti d’onda sferici coerenti e ritardati che distribuiscono l’energia acustica a 360 gradi sul piano orizzontale.
Due to the principle of Huygens every point of a wave front is the origin of a further spherical wave front. The flat wave fronts that run along the waveguides at the edges of the exit holes give rise to a series of coherent and delayed spherical wave fronts that distribute the acoustic energy at 360 degrees on the horizontal plane.

La presenza delle onde secondarie coerenti, ritardate e omnidirezionali emesse in punti diversi facilita il riconoscimento dei suoni riducendo il tempo necessario alla loro decodifica e migliora l’esperienza d’ascolto. I percorsi interni compresi tra 1 e 2 metri producono ritardi da 3 a 6 millisecondi circa.
The presence of coherent, delayed and omnidirectional secondary waves emitted in different points facilitates the recognition of sounds, reducing the time necessary for their decoding and improves the listening experience. Internal paths between 1 and 2 meters produce delays of about 3 to 6 milliseconds.


Le lunghezze delle guide d’onda affiancate sono ricavate da una serie logaritmica così anche le differenze di lunghezza fra le possibili coppie di guide sono distribuite in modo logaritmico e si evitano picchi nella risposta alle medio-alte frequenze che generano suoni sibilanti.
The lengths of the waveguides side by side are obtained from a logarithmic series so also the differences in length between the possible pairs of guides are distributed in a logarithmic way and peaks in the response to medium-high frequencies that generate hissing sounds are avoided.
22D7_FR_Damped_Left_red_-_22L7_blue_-_22C7_green54m42_30_AVG_ZFR34c9_AVG_ZFR_03439h3_2019_04_28_12_11_avg
La misura dell’impedenza nel dominio delle frequenze mostra risonanze a λ/4 e λ/2.
The impedance measurement in the frequency domain shows resonances at λ / 4 and λ / 2.

La lunghezza massima è in relazione al picco a λ/4 tipico delle guide d’onda con un lato chiuso, con 1,8 metri si ha una frequenza di circa 45 Hz (439h). Con un percorso di 1,4 metri si ha una frequenza di circa 65 Hz (54m42). Con un percorso di  un metro si ha una frequenza di circa 80 Hz (34c9). I percorsi sonori interni di lunghezza diversa contribuiscono a rendere più regolare la risposta alle basse frequenze rispetto a configurazioni con un’unica guida d’onda senza ricorrere a materiale smorzante.

The maximum length is in relation to the peak at λ / 4 typical of waveguides with a closed side, with 1.8 meters there is a frequency of about 45 Hz (439h). With a path of 1.4 meters there is a frequency of about 65 Hz (54m42). With a distance of one meter there is a frequency of about 80 Hz (34c9). The internal sound paths of different lengths contribute to making the response at low frequencies more regular than configurations with a single wave guide without resorting to damping material.

La lunghezza crescente delle guide d’onda affiancate è in relazione ai picchi a λ/2 tipici delle guide d’onda con entrambi i lati aperti. Con lunghezza comprese fra 0,5 e 1 metro si ha una serie di picchi fra 150 e 300 Hz circa. Nel progetto 54m42 le lunghezze vanno da 0,7 a 1,4 metri e le risonanze delle 42 guide si sovrappongono nel picco tra 100 e 200 Hz circa.
The increasing length of the waveguides side by side is related to the λ / 2 peaks typical of waveguides with both sides open. With lengths between 0.5 and 1 meter there is a series of peaks between approximately 150 and 300 Hz. In the 54m42 project the lengths range from 0.7 to 1.4 meters and the resonances of the 42 guides overlap in the peak between 100 and 200 Hz approximately.
22D7_FR_THD_Damped_Left54m42_31_L09_FRD34c9_L_FRD_04 439h3_frd_L09_2019_04_28 
Le casse acustiche MDD sono ottime. La frequenza riproducibile più bassa dipende dalla lunghezza delle guide d’onda, con una lunghezza massima di circa 1,8 metri (439h) si riproducono i 40 Hz in ambiente. L’emissione sulle alte frequenze è omnidirezionale e arriva a circa 15 KHz. La distorsione è ridotta e prevale quella di seconda armonica (linea rossa). RIducendo la lunghezza aumena la frequenza di risonanza, si sentono meno i bassi profondi ma le alte frequenze emesse per diffrazione si concentrano all'altezza all'altezza delle orecchie dell'ascoltatore. Aumentando la lunghezza a 1,4 metri (54m42) si ha una situazione intermedia sui bassi pur mantenendo la generazione della diffrazione acustica all'altezza delle orecchie dell'ascoltatore.
MDD loudspeakers are excellent. The lowest reproducible frequency depends on the length of the waveguides, with a maximum length of about 1.8 meters (439h) 40 Hz are reproduced in the environment. The high frequency emission is omnidirectional and reaches around 15 KHz. The distortion is reduced and the second harmonic one prevails (red line). Reducing the length increases the resonance frequency, the deep bass is heard less but the high frequencies emitted by diffraction concentrate at the height of the listener's ears. Increasing the length to 1.4 meters (54m42) there is an intermediate situation on the bass while maintaining the generation of acoustic diffraction at the height of the listener's ears.



PROGETTI MDD 
MDD PROJECTS 

 

Nella pagine seguenti sono descritti i progetti:

54m42 - Supporto in legno, le guide d’onda a lunghezza progressiva sono in polipropilene alveolare, quadrate e 42 in tutto.

34c9 - Supporto in legno, le guide d’onda a lunghezza progressiva sono in alluminio, quadrate e 9 in tutto.

66c9 - Supporto in carta, le guide d’onda a lunghezza progressiva sono in carta, triangolari e 9 in tutto.

439h - La prima guida d’onda quadrata è in legno, le guide d’onda a lunghezza progressiva sono in alluminio, quadrate e 9 in tutto.

419h - La prima guida d’onda quadrata è in legno, le guide d’onda a lunghezza progressiva sono in PVC trasparente, quadrate e 9 in tutto.

227h - La prima guida d’onda è cilindrica in PVC rigido, le guide d’onda a lunghezza progressiva sono in PVC rigido, circolari e 7 in tutto.
The following pages describe the projects:
54m42 - Wooden support, the progressive length waveguides are in alveolar polypropylene, square and 42 in all. 
34c9 - Wooden support, the progressive length waveguides are in aluminum, square and 9 in all.
66c9 - Support in paper, the progressive length waveguides are in paper, triangular and 9 in all.
439h - The first square wave guide is in wood, the progressive length waveguides are in aluminum, square and 9 in all.
419h - The first square wave guide is made of wood, the progressive length waveguides are in transparent PVC, square and 9 in all.
227h - The first waveguide is cylindrical in rigid PVC, the progressive length waveguides are in rigid PVC, circular and 7 in all.


Tutti i progetti sono monovia e utilizzano un altoparlante 3FE25 prodotto da Faital-Pro.
All projects are single drive and use a 3FE25 speaker manufactured by Faital-Pro.

3fe25_013fe25_02

Per i collegamenti dell’altoparlante si usano fili di lunghezza leggermente diversa, 2 - 3 cm.
For the speaker connections, wires of a slightly different length are used, 2 - 3 cm.
 

Si salda un connettore a banana rosso allo spezzone di filo più corto e poi l’altro capo del filo al polo positivo dell’altoparlante.
A red banana connector is welded to the shorter length of wire and then the other end of the wire to the positive terminal of the speaker.
 

Si salda un connettore a banana nero allo spezzone di filo più lungo e l’altro capo del filo al polo negativo facendolo passare dietro il raggio del cestello dell’altoparlante, in questo modo si evita di creare una spira con all’interno materiale ferromagnetico. Si deve evitare che il filo tocchi la membrana o lo spider dell’altoparlante, si produrrebbero vibrazioni molto fastidiose alle basse frequenze.
You weld a black banana connector to the longest piece of wire and the other end of the wire to the negative pole making it pass behind the radius of the loudspeaker basket, in this way you avoid creating a loop with ferromagnetic material inside. It must be avoided that the wire touches the diaphragm or the speaker spider, producing very annoying vibrations at low frequencies.

3fe25_03
Attorcigliando i fili e mantenendo i connettori a banana affiancati si minimizzano le interferenze elettromagnetiche.
By twisting the wires and keeping the banana connectors side by side, electromagnetic interference is minimized.