777投稿集 2638917


音がわからないオーディオマニアが良く引用する「オーディオの科学」の何処がおかしいか

1:777 :

2022/05/22 (Sun) 05:54:13

音がわからないオーディオマニアが良く引用する「オーディオの科学」の何処がおかしいか


2010年6月14日 「オーディオの科学」をちょっと読んでみました
http://avctnegy.cocolog-nifty.com/blog/2010/06/post-45cc.html


”ケーブルを替えても音は変わらない”とおっしゃる方々が良く引用されている資料に、

「オーディオの科学」
http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/Audio.htm

と題されたURLがあります。

この解析をされている方は、自己紹介から判断すると金属材料を専門にされていらっしゃる学者さんであるようです。

 私は金属材料の専門家では有りませんので、”スピーカーケーブル”や”分布定数回路論”のケーブル関連の解説を読ませていただきました。

一読したところでは間違えだらけです。
http://avctnegy.cocolog-nifty.com/blog/2010/06/post-45cc.html


▲△▽▼

悪名高いデマサイト 元京都大学工学部教授 志賀正幸の「オーディオの科学」 
インター・コネクトケーブル(ピンケーブル)
http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/connectcable.htm

オーディオに使われるケーブル類としては、CDプレーヤー(CDP)とアンプを結ぶインター・コネクト・ケーブル、CDトランスポートとDACをつなぐディジタルケーブル等があり、このページではこれらについての伝送特性を解析する。

さらに、バランスケーブルの是非、ターミナルの接触抵抗、各種メッキ材の特徴、ハンダの音?、ジッターの影響などについて述べる。


インター・コネクトケーブル(ピンケーブル)

 インター・コネクトケーブルとしてよく使われるのはCDプレーヤーとアンプ間、プリアンプとメインアンプ間の接続に使われるもので、いずれの場合も送り側が低インピーダンス出力、受け側が高インピーダンス入力で使われる。

伝送される電圧は1V程度の比較的ハイレベル信号である。

スピーカーケーブルの場合はパワーアンプ(半導体アンプの場合)の出力インピーダンスは1オーム以下、スピーカーのインピーダンスは数オームといずれも2桁ないし3桁異なる。従って、伝送特性を解析する時はこのインピーダンスの違いを考慮しなければばならない。


アンプの入力インピーダンス

アンプ(プリ、メイン)の入力インピダンスは普通表示されており、10kΩ以上あるのが普通である。手持ちのプリメインアンプの入力インピーダンスはプリ部メイン部とも20kΩである。


CDP・プリアンプの出力インピーダンス

こちらの方は、特性表に明示していない場合が多い。手持ちのアンプは、プリアンプ部の出力インピーダンスが50Ωと書いてある。CDPについては不明である。

出力インピーダンスは負荷抵抗による電圧降下を測定することにより推定可能だが、ネット上にはこうして求めたデータを見出すことが出来る。例えば、

http://www7a.biglobe.ne.jp/~sigotnin/audio/audio001.htm#mark007(リンク切れ 下のアーカイブサイト参照)
http://web.archive.org/web/20070220053130/http://www7a.biglobe.ne.jp/~sigotnin/audio/audio001.htm

この結果を見ると、低価格の普及型製品だと 1000Ω近いのも散見されるが、中高級品だとほぼ100Ω以下に抑えられているようである。


ケーブルの等価回路

左図は、ケーブルの等価回路である。

http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/connectcable.htm#transport

ここで、

R1 :CDP(またはプリアンプ)の出力インピーダンス
R2: ケーブルの直流抵抗、
L:ケーブルの自己インダクタンス
C: ケーブルの線間容量
R3:アンプの入力インピーダンス

を表す。


同軸シールド線の諸特性

普通、コネクトケーブルは中心に多芯信号線、周りに網状シールド線を持つ構造をしている。

簡単のため中心線を径 a = 0.5mm の単線、シールド線を径 w = 3mm パイプとして直流抵抗、インダクタンス、線間容量を求める。

それぞれに対するケーブル1m当りの理論値は、

  R2 = ρ/S ρ:比抵抗=1.72*10^(-7) Ωm S:断面積

  L = 0.46*log(w/a) μH

  C = 24.1*ε/log(w/a) pF  ε:絶縁体の誘電率 (以下の計算では ε=2 とする)

で与えられ、上記の寸法を当てはめると、R2 = 0.1×2Ω(網線も同じ抵抗値として計算)、 L=0.36 μH/m、 C =62 pF/m  となる。
なお、いわゆる特性インピーダンス Z0 = sqrt(L/C) は 75Ω となる。

ピンケーブルではこれらのデータが記載されている製品は少ないが散見されるデータではこの程度の値を示している。 


個々の素子のインピーダンス

上図の等価回路から、原理的には伝送特性を求めることは出来るが、面倒なのでどの素子が伝送特性に大きく効くのかを見積もるため個々の素子のインピーダンスを、可聴域よりはるかに高い 100kHz の交流について求めてみる。

まず、ケーブルの直流抵抗 R2 は1Ω以下なのでCDPの出力インピーダンス R1 より十分小さく無視できる。 自己インダクタンスによるインピーダンスは ZL = 2πf・L より 0.23Ω/m となり同様に R1 に比べ無視してよい。静電容量のインピーダンスは ZC = 1/(2πf・C) より、 25kΩ/m となり、入力インピーダンス R3 とほぼ同じ大きさとなる。

注:ケーブルのインダクタンス

インダクタンスは普通コイルの記号で表すが、ケーブルにはコイルがついているわけではない。ではどうしてインダクタンスがあるのか? この問いに答えるには、インダクタンスが生じる源因を知っておく必要がある。

インダクタンスは誘導係数ともいわれ、電流により発生する磁場がそれ自身の回路に誘起する起電力(逆起電力)が原因である。

誘導起電力は磁場(その原因となる電流)の時間変化が大きいほど大きくなるので周波数が高いほどその効果が顕著になり、インピーダンスの増加を招き、高音減衰の原因となる。 

その大きさは、ケーブルの構造によって決まり、同軸ケーブルでは発生する磁場は芯線と外皮の間に閉じ込められるのでインダクタンスは平行線より小さい。

また、同軸ケーブルや平行線をコイル状に巻いても、各々の線を流れる電流が互いに逆なの発生する磁場はキャンセルし外部には及ばない。
つまり、ケーブルをとぐろ巻にしてもインダクタンスを生じない。問題なしというわけである。


集中定数回路近似による伝送特性

上に述べたように、コネクトケーブルの伝送特性を調べる場合、CDPの出力インピーダンス R1、線間容量 C 、アンプの入力インピーダンス R3 だけを問題にすればよい。

このうち、R3 は純抵抗性と考えてよいので減衰の周波数依存性には直接には寄与しないので、結局、R1 とC が作る、いわゆる R-C 回路の伝送特性を調べればよいことになる。

本文のスピーカーケーブルの例に倣って、上に示したモデルケーブルについての計算結果を表示する。

ここで、CDP(又はプリアンプ)の出力インピーダンス(R1)は廉価品の1000Ωとし、ケーブル長は2mとした。これを、中高級品の100オームとすれば 1MHz でも位相回転、信号減衰ともほとんど無くなる(0.7度、-0.02dB)


http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/connectcable.htm#transport


ということで、コネクトケーブルのインダクタンスや線間容量による高域の減衰は、とても人間の聴覚が検知できるようなレベルではないことがわかる。


その他の原因

表皮効果:スピーカーケーブルのところで述べたとおり、表皮効果により銅線の抵抗値は100kHz 位になると2倍程度増加する。しかし、この場合は、抵抗値自身がR1 に比べ小さく、負荷抵抗も大きく、さらに影響は小さい。

振動の影響: 比較的大電流の流れるスピーカーケーブルでも振動の影響は無視できることを示したが、ほとんど電流の流れないコネクトケーブルではなおさらである。また、スピーカー自身の作る振動(音)やその他の外部振動も、行き返りの線が同じモードで振動する場合は仮に磁場が存在しても起電力を生じないし、線間間隔の変わるような振動モードもスピーカーケーブルの解析から類推するととても検知できるような電圧を発生するとは考えられない。

雑音の影響: コネクトケーブルで一番問題となるのはノイズに対するシールド効果である。もともと、シールド線というのはマイクやアナログピックアップなどmV オーダーの微弱電圧を扱う信号線に外来ノイズが混入することを防止するために開発されたものである。シールド効果としては、外被網線が密なほどいいわけであるが、そもそも、CDPやプリアンプの出力は1V オーダーのハイレベル信号で外来ノイズは普通はそれほど心配することはない。しかし、これも電源ケーブルと同じく、例えば放送局の近くや、その他強い電波源が近くにある場合も考えるので一概には言えないだろう。


ところで、皆さんの装置のノイズ事情はどうでしょう? CDPを停止状態にしておき、トウィターに耳を近づけボリュームを上げると(或いは絞った状態でも)大なり小なり何らかのノイズが聴こえませんか? 

私の装置(買ってから5年経つアンプ)の場合ボリュームがいつも聴いている位置近くおよび80%(いわゆる3時の位置)近くでかすかながら聴こえるホワイトノイズが最大となる。

つまり、ノイズの最大原因はボリュームにあることがわかる。

もし、あなたの装置でもノイズが聴き取れたら(全く聴き取れなかったらノイズの問題は無いのでケーブルについても心配する必要は無いわけである)少し長めの安物ピンケーブル(ホームセンターで売っているミニコンポ用の安価品など。ただし、新品でないと後述の接点の問題があるので不可)を買ってきて現用のケーブルに替えて見てください。

もし、変化(ノイズの増加)があるなら、ケーブルがノイズを拾っている可能性があります。この時は、シールドの確かなケーブルを使用すると効果があるかもしれないが、それよりノイズ源を突き止めそれに対処する方が先決であろう。


注 バランスケーブルの効用

バランスケーブルというのは、シールド用の網線の中に2本または3本(内1本はアースレベル伝達用に使う)の芯線を持つケーブルで、マイクを引き回して使用するときに必要とされるものである。

つまり微弱な電圧信号を外来のノイズからより効果的に守る働きをする。

その理由は、外来の誘導性ノイズは行き返りの線にほぼ同じレベルで発生する(コモンモードノイズ)が両者は同位相で変化するので互いにキャンセルし回路に流れるノイズ電流(ノーマルモードノイズ)にはならない。

しかし、普通のシールド線だと芯線と外皮の直流抵抗の違いなどから完全には打ち消されず大きなコモンモードノイズの一部がノーマルモードノイズに転化し結局雑音を拾うことになる。

しかし、バランスケーブルだと誘導性ノイズを大地アースされた外皮網線で防ぎ、さらに侵入する電磁波は2本の信号線を完全に等しくすることによりノーマルモードノイズに転化することを防ぐ。

このように、微弱信号を取り扱う時には大変有効であるが、コネクトケーブルとして使うときはどうだろうか?

実はプリアンプは普通アンバランス回路なのでバランス入力をアンバランス入力につなぐ時、トランスかオペアンプなどの回路素子を途中に挟む必要がある。いわば余分な夾雑物を間に挟むことになり音質劣化の原因となりかねない。

どちらを取るか? 
結論的にはCDP-プリアンプ間を結ぶのにバランスケーブルは必要ない。


ターミナルの接触

スピーカーケーブルの場合ケーブルの接続は普通ネジを締めで行なう。

従って、時々締め直しをし、錆など生じていないかを確かめておけば接触抵抗値が大きく増加するといったことはまず心配する必要はない。

一方、いわゆるピン型端子の場合はどうだろう。
この場合はネジ締めでなく、金属のバネ力で接触を保っているだけなので、永年使用しているうちに、あるいは取り扱いの誤りにより変形し、バネ力が緩んで接触不良を起こしている心配がある。

特に、機器側のメス端子の内部などは簡単に調べられないので思わぬ接触不良を起こしている可能性があるので注意が必要である。また、しばらく使用していなかった機器側端子の接点が錆びている可能性もある。

対策としてはピンターミナルはなるべく丈夫そうで、かつ金メッキ注1を施してあるものを選ぶことがくらいであろうか。

トラブルが起こっている(例えば、ケーブルをゆすったりピンを手で押し付けてみた時ノイズが発生するなど)場合はケースバイケースなので一概にはいえない。

ターミナルの接触不良による音の変化は自分でも経験があり、また物理測定の経験からもコネクターの接触不良はしばしば経験しておりノイズの原因となる。

またケーブルとコネクター間の半田付け注2、圧着不良が原因になることもあるので注意する必要がる。


なお、接触不良が音質に及ぼす影響は直流抵抗の増加だけでなく、むしろ抵抗値の不安定性によるノイズの発生である。

アンプのボリューム起因のノイズは可変抵抗器の可動片と固定片間の接触不良から起こるものであり、全抵抗値に対して平均接触抵抗値が小さくてもそれが時間的に揺らぐことによりノイズが発生し音質劣化の原因となる。


注1 端子のメッキ材

ピン端子は普通錆び防止の為メッキが施してあるが、普及品ではニッケルメッキ、最近のオーディオ用標準品は金メッキが施してある。

一部高級品にロジウムメッキを施したことをうたい文句にしているものがあるが、実はピンケーブルにロジウムメッキを施すのは高くつくだけでメリットはない。

ロジウムメッキは確かに高級接点用のメッキ材であるがその特徴は硬度が高くかつ高温に強いことである。そのため、頻繁にオン・オフを繰り返しかつスパーク放電が生じるようなリレー接点用として最適である。しかし、硬度が高いことは接触面積の点で柔らかい金メッキに劣り、ピンケーブル用の端子のようにあまり抜き差ししない、かつ温度が上がる心配のないところで使うには金メッキの方が適している。

ニッケルメッキでも問題ないが、少し錆びやすく、接触抵抗も大きいので、それほど高いわけでもないので金メッキ品を使うことをお奨めする。

なお、金は錆びることはないが、油汚れ等がついていると接触抵抗が増えるので、有機溶媒(アルコール類等)で良くふき取ればよい。また、機械的強度が弱いのでメッキがはげ易いので注意が必要である。決してサンドペーパーやコンパウンドなどで磨いてはならない。


注2 ハンダの音?

端子に限らず電流がハンダ部を通る時に音が悪くなるという話を聞く。
結論的にはこれは全く根拠のない迷信である。 

普通のハンダは鉛と錫の合金であり確かに比抵抗値は銅に比べ10倍ほど大きい(~150nΩm)。さらに、鉛と錫が主成分となると悪いイメージを与えるのもわからぬわけではない。

しかし、比抵抗値が高くとも、ハンダ部の長さはごく短く面積は比較的大きい。
下手なハンダ付けで、ハンダ層が厚さ 0.5mm 面積10mm2 とした場合でもハンダ部の抵抗値は10μΩ程度で接触抵抗値の100分の1くらいである。

ケーブルについての迷信のページ
http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/meisin.htm

で述べたように、可聴周波数帯では材料が影響するのは直流抵抗値のみであり、周波数特性、位相特性などには一切影響しない。

さらに、接触抵抗のように変動がないのでノイズの発生源にもならない。

ただし、半田鏝が過熱して銅表面に酸化物不動態が生じうまく半田が乗っていないとき(界面が合金化していない場合)は機械的にはつながっていても電気的には大きな抵抗値を示すことがあるので注意が必要である。
http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/connectcable.htm


▲△▽▼


悪名高いデマサイト 元京都大学工学部教授 志賀正幸の「オーディオの科学」
スピーカーケーブル   
http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/Audio.htm#Cable


表2 A社製スピーカーケーブルの価格と特性


スピーカーケーブルによって音が変わるということがよくいわれ、雑誌などで話題になっています。

結論を先にいえば、1m千円以下で手に入る太めのスピーカーケーブルを使っておけば充分で、それ以上この部分に投資する必要はありません。こんなところにお金を使うのがいかに無駄なことかを示すためその物理的側面を論じます。

参考のため、表2に代表的なメーカーのいろいろなレベルのスピーカーケーブルの価格と特性をあげておきます。

手短に要点だけ知りたい場合はここへジャンプしてください。
http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/Audio.htm#sumary


逆に、詳しい電磁気学的解析が知りたい人はケーブルの電磁気学をご覧下さい。

また、日本音響家協会の機関誌 SOUND A&T の"電気音響はケーブルで音が変わる?"というタイトルの特集号(No.88)に投稿した「オーディオケーブルを科学する」という記事も参考にして下さい。

http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/Audio.htm#Cable

そこでは、ピンケーブルを含めたオーディオケーブルについて電磁気学、材料科学、心理学の視点からケーブルの特性を総合的に論じています。


スピーカーケーブルが音質(正確にいうと信号伝達特性)に及ぼすと思われる要因は

(1) 直流抵抗値 
(2) 表皮効果 
(3) 静電容量 
(4) 自己インダクタンス
(5) 自己振動によるロス 
(6) その他、渦電流損失


などが考えられます。以下に各々の要因について半定量的な説明を加えておきます。

なお、量的な見積もりは、最も安価なケーブルAについて、長さを4m(往復8m)、負荷のスピーカーのインピーダンス(直流抵抗値)は8Ω(一定)、パワーアンプの内部抵抗(出力インピーダンス)は0.8Ω(DF=10)として計算しています。

以下の解析は最も安価なケーブルAを例として計算しています。

これは、直径1mm、線間間隔4mm程度の並行2芯線に相当する特性値です。
なお、表には書いてないですがこの場合の自己インダクタンスは約1μH/m となります。 


(1) 直流抵抗: 導線の電気抵抗は R=ρ×l/S で与えられます。
ここで、l は線の長さ、S は断面積、ρは抵抗率(単位長さ,単位断面積当りの抵抗値)で材料により決まる量です。

電気抵抗の原因は 

(i) 結晶格子の熱振動 (ii) 不純物 (iii) 格子欠陥(結晶粒界、格子歪など)

などです。ケーブルの宣伝文句などでは、(ii)と(iii)のみが論じられていますが、実は室温での電気抵抗の原因は殆ど(i)で、 99.999%程度の純度の銅線だと (ii) と(iii)の寄与は(i)の100分の1以下です。

つまり、安価なOFC材を高価な7N材に変えても温度が1,2度下がった程度の効果しかありません。

ところで、表2 を見ると1m当りの抵抗値は材料で決まっているわけでないことがわかります。すなわち、上式で l =1m なので、抵抗値を決めているのは 導線の断面積で決まっています。

要するに線の太さが太いほど抵抗が小さくなるわけです。

もちろん実際のケーブルは多芯構造なので素線の断面積の総和が S
表2の例では比較的安価なBが最小値となっています。

なお、抵抗の原因によって音が違うなどと言う人もいますがそんなことはありえないことです。


スピーカーケーブルの直流抵抗が音に及ぼす効果は2つ考えられます。すなわち、

(i)単純なジュール熱による損失
(ii)上記スピーカーの項で述べた電磁制動力の低下

です。

(i) ジュール損失は W=V*I=R*I 2  と抵抗値R に比例します。

ケーブルはスピーカーと直列につながっているので電流 I はスピーカーに流れる電流と同じです。

いま、スピーカの抵抗値を8オームとして、ケーブルはもっとも安価なAを4m(往復で8m)使ったとすると、約1%のパワーロスとなります。
Bの線を使うと0.3% に減少し多少効果はありますが、普通アンプの出力には充分余裕があるのであまり気にすることではありません。


(ii) スピーカーの電磁制動力は

[アンプの出力インピーダンス+スピーカーのボイスコイルのインピーダンス+スピーカーケーブルの抵抗] 

が小さいほど強くなります。

アンプの出力インピーダンスは普通明示されていませんが、ダンピングファクターD がそれにあたります。

D の定義はスピーカーのインピーダンスをR、アンプの出力インピーダンスをZとすると、

D=R/Z

で与えられます。


従って、R=8Ω、D=100 とすると Z=0.08Ω となります。

従って、アンプの制動力を生かそうとすると,スピーカーケーブルの抵抗値はZより小さいことが望まれます。

さきのケーブルA 4mの場合,抵抗値は0.18Ωとなるので制動力低下を招きます。
Bの場合 0.052Ωとなりほぼ合格です。

このように、スピーカーケーブルの直流抵抗はエネルギーのロスについてははあまり問題になりませんが制動力低下には影響があるかもしれません。

ただし、全体のインピーダンスが約8Ωなので音質の変化として分かるかどうかははなはだ疑問です。


(2) 表皮効果
 
導線に高周波電流が流れるとき、電流が発生する磁場の影響で電流は表面部分を流れる傾向があります。これを、表皮効果と呼び、周波数が高いほどその影響は大きくなります。

すなわち、高周波になるほど実効抵抗値が大きくなり高域の低下を招く可能性があります。

では、これを定量的に考えて見ましょう。

周波数 f のとき、表皮効果の生じる厚さd は

d =sqrt[2ρ/(2πfμ)]

で与えられます。

(μは真空の透磁率、ρは比抵抗)

銅線についてf =20000Hzとして計算すると、d ~0.5mm  f =50000Hzでd ~ 0.3mm となります。

これより太い単芯線を使うと確かに表皮効果による高域の減衰が無視出来なくなります。

実際にどれくらいの抵抗変化が生じるかは簡単な式では表せませんが、理論的計算により求められており、下表に直径1.6mm(実測値と比較するためAより少し太めで計算)、長さ4m(往復で8m)の銅線について求めた結果を実測値とともに示します。

http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/Audio.htm#Skineffect


透過率(%)、減衰率(dB)はスピーカー負荷を8オーム一定とし,1kHz を基準として計算しています。なお、透過率は、スピーカー端子電圧/アンプ出力電圧×100 です。(直流抵抗による減衰(一定)を除くため)


表3 表皮効果
http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/Audio.htm#Skineffect


この表からわかるように、1.6φ単線の表皮効果による抵抗増加は100kHz で計算値、実測値とも約2倍となり、20kHzでも無視できませんが、これによる信号減衰は、ケーブルの抵抗値がスピーカのインピーダンスに比べ十分に小さいため極わずかです。

ここで、表皮効果の低減のため使われるリッツ線(互いに絶縁された細線を束ねた線)についても抵抗変化のデータがあり載せてありますが、確かに表皮効果による抵抗増加は抑えられているもののそれほど効果がないことがわかります。
(ちなみに、上の例の素線である0.25φ単線の表皮効果(抵抗増加)は100kHz でもせいぜい1%くらいです)

これは、表皮効果とほぼ同じ原理で生じる近接効果によるものでリッツ線を使ったからと言って高域の減衰は免れないことに注意する必要があります。

また、大多数のケーブルがそうである裸多芯線のケーブルについては単芯線とリッツ線の中間にあると考えられ多芯構造にしたことによる表皮効果の低減はあまり期待できません。

なお、太い単芯線と多芯線を組み合わせたハイブリッド線というのもあるようですが、少なくとも表皮効果という観点からはあまり意味はありません。


 なお、上の減衰率の計算は負荷のスピーカーのインピーダンスを一定としていますが実際には周波数とともに増加するので、減衰率はさらに小さくなります。

いずれにせよ、表皮効果による高域信号の減衰は以下の自己インダクタンスによる減衰より小さく、少なくとも可聴周波数では問題にする必要はなさそうです。


(3)静電容量:通常の並行2芯線では行き帰りの2線間に静電容量C があります。

これがケーブルの直流抵抗R +アンプの出力インピーダンスZ とでいわゆる直流RC回路を形成し、さらにスピーカーのインピーダンスRspを考慮しモデル化すると右図のような等価回路となり高域信号の減衰を招く可能性があります。

http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/Audio.htm#Capacity

しかし、具体的に4mのケーブルA (C=45pF×4=180pF)についてインピーダンス(Zc=1/2πf C)を計算すると20kHzでは約40kΩとなり、スピーカーのインピーダンスRspの5000倍にもなり、100MHz でやっと8Ωくらいになります。

つまり、ケーブルの容量成分は可聴周波数領域の減衰には全くといっていいほど寄与しません。

ただし、これはスピーカーケーブルの場合でありプレイヤーとアンプをつなぐピンケーブルの場合はRspに相当するアンプの入力インピーダンスが20kΩ程度なのでこちらの方が高音減衰の主役となります

(詳しくはここ)。
http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/connectcable.htm

(4) ケーブルの自己インダクタンス

平行2芯ケーブルは、単位長さ当り L=(μ/π)ln(線の間隔/線の半径) で与えられる自己インダクタンスを持ちます。

インダクタンスによるインピーダンスは ZL=2πf・L なので高周波数領域で減衰を招きます。

直径 1φ、間隔 4mm のケーブルA 4mについての自己インダクタンスの影響を計算した結果を下表に示します。

http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/Audio.htm#inductance

この線の直流抵抗は約 0.2Ω、スピーカーのインピーダンスは 8Ω(一定)としました。

 この表からわからわかるようにケーブルのインピーダンスは直流抵抗に比べ無視できない大きさとなります。

しかし、これはまず位相遅れに効き、出力の減衰は100kHz あたりまではあまり効いて来ません。
実際にはスピーカーシステムのインピーダンスそのものも高域で大きく増加するので、減衰率はこれより少ないはずです。

ということで、自己インダクタンスは超高域で微妙に影響を与える可能性は否定しませんが、少なくとも可聴周波数帯ではほとんど影響はないと言っていいと思います。

なお、周波数が高周波領域に入ると、平行2芯線の場合いわゆるフィダー線効果(分布定数回路効果)で減衰はこの計算より少なくなります。

この点についてはオーディオ雑学帳 8 分布定数回路を参照。
http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/coaxialcable.htm


ただし、ケーブル長が長くなると、例えば100 m とすると20kHz でも-3dB 程度の減衰が生じるので注意が必要です。

自己インダクタンスを減らすため、4芯のスターカッド線というのもスピーカーケーブルに使われますが、定量的にどれ位減少するのかは簡単には計算できませんが、その原理から考え、それなりの効果は期待出来るでしょう。私自身もこのタイプのケーブルを使っています。


(5) 自己振動による損失:平行ケーブルに電流が流れると発生する磁場により、同方向電流の場合は吸引力、逆方向電流の場合は反撥力が働きます。

従って、交流電流が流れているときは導線が振動し、位相遅れやエネルギー損失を生じる可能性があります。

この現象によるエネルギー損失とその周波数依存性を理論的に見積もるのは、上記の(1)、(2)、(3)の場合に比べ難しく現時点では適当な理論式が見つかりません。

最近のスピーカーケーブルの宣伝文句にこの現象をいかに抑えるかを強調したものも多いようですが、私の知る限り、実際にどの程度のロスがあり、それをどの程度抑えられるかを定量的に論じたり、測定で示したという例は見当たらず、測定不可能な微小効果だと思います 逆に、それだからこそ、耳で聞いて初めてわかるという神がかり的議論が横行する原因ともいえます。


この効果を抑えるには、コードの被覆材に出来るだけ強く(高弾性率の)重い材料を使うとか、平行線の間隔を離してやるとかが考えられます。


追記 自己振動の効果をモデルを使って計算してみました。

その結果、樹脂や合成ゴムなどの絶縁体にしっかり固定された平行2芯ケーブルの場合、自己振動によるエネルギー損失は多めに見積もっても、直流抵抗によるジュール熱損失のなんと1億分の一程度で、まったく問題にならないことがわかりました。

詳しい計算はここ。
http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/cable.htm


この他、磁場中で導線が、スピーカーからの音などの影響で、振動することによって発生する誘導起電力によるノイズあるいは混変調歪が考えられます。

これは、自作アンプやスピーカーなどで、しっかり固定していない配線が、トランスやスピーカーからの磁力線の影響下で振動する場合、その線を含む閉回路内の磁束量が変化しマイクロフォニックノイズまたは混変調歪の原因となるものですが、スピーカーケーブルの場合、行き帰り2本の線が一体となって振動する場合は誘導起電流は打ち消しあって流れず問題になりません。

2本の線の間隔が振動する場合は、上の計算のようにその振幅はきわめて小く、磁場も地球磁場くらいしか働かないので全く気にする必要はありません。
(大きめに見積もっても、これまた信号電流の1億分の1程度です)


(6) その他 渦電流損失による高域の減衰なども考えられますが、可聴周波数帯では殆ど問題にならないはずです。


実際の測定値ですが、ネット検索で2例見つけました。


(1)(データはここをクリック)

http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/cableexp.htm

これを見ると、4mのケーブルでは100kHz まではほとんどフラットで、可聴周波数内では、スピーカーケーブルにトーンコントロール効果など期待できないことがわかります。また、高域の減衰はほとんど自己インダクタンスの影響として説明できる大きさです

(ケーブルの電磁気学参照)。
http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/Audio.htm#Oscilation


(2)データ(pdf)はここ 

http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/Audio.htm#Oscilation

これはPA(構内放送など)用のプロ仕様のスターカッドケーブルです。

肝心の測定条件が明記していないのですが、前後の関係から、長さが200m、負荷 8Ω(一定)と思われます。

長さが200mくらいになっても可聴周波数帯では減衰はなく周波数特性はフラットです。ただし、100kHz付近にLC共振と思われるピークが観測され注意が必要です。

MHz以上の高周波信号、ディジタル信号を伝える同軸ケーブルの伝送特性は全く違う原理(分布定数回路)で考える必要があります。


なお、以上の解析は正確にいうと、アンプの出力端子からスピーカーのターミナルまでをつなぐケーブルの信号伝達特性について述べたものであり、この他、アンプとの相性(ちょっと漠然とした表現ですが)により音が変わるという話しがあります。これについては、やはり

オーディオ雑学帳 6.アンプ・ケーブル・スピーカーの相性
http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/interaction.htm

で取り上げています。

また、CDプレーヤーとアンプをつなぐコネクトケーブル、CDのトランスポートとADCをつなぐディジタルケーブルの交換によっても音が変わるという話もあるようですが、これらの場合、回路のインピーダンス、信号の周波数が違うのでスピーカーケーブルとは別に論じなければなりません。これについては、

オーディオ雑学帳 インターコネクトケーブルとディジタルケーブル
http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/connectcable.htm


を見てください。

また、電源ケーブルの交換によって音が変わるという話もあります。はなはだ怪しいですが、ケーブルの伝送特性に関する上記の解析については同じことがいえます。

ただ、電源ケーブルの場合はノイズの混入なども問題になるようで別の要因も考える必要があるようです。電源ノイズの問題については我が家の例を調べた結果を

雑学帳 10 電源とノイズ
http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/Power.htm

に掲載してあります。


以上の解析から結論として言えることは、


i ) 低音域への影響として、直流抵抗による電磁制動力の低下を招かないために、出来るだけ直流抵抗が小さいことが望ましい。

当然太い線を短く使うことが原則である。

表皮効果を避けるため 細線を束ねた多芯線の方が望ましいがあまり効果はなく、むしろ柔らかく扱いやすいと言う観点から多芯線を選べばよい。

もっとも、ダンピングの効いた音は嫌いという人は、その逆で細い線を使えばよい。

また、真空管アンプを使っている人は、もともと真空管アンプはダンピングファクターが小さいので(10以下)細い線でもかまわない。


ii) 高音域への影響としては、表皮効果、自己インダクタンスによる高域信号の減衰が考えられる。

ただし、通常家庭で使用する5m 以下の長さでは可聴周波数帶の上限20kHzでの減衰は0.1dB以下でとても人間の耳で聴き分け出来るような差は生じません。

なお、10m以上の長いケーブルの場合については、ケーブルの電磁気学のページに詳しく書いているので参考にして下さい。

http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/Audio.htm#sumary


iii) 2線間の磁力による幅方向の振動の影響はごく微小で問題にならない。


iv) スピーカーケーブルの信号伝達特性は太さを含めた構造できまり、使用している材質には依存しない。普通の無酸素銅で十分で、タフピッチ銅でも問題ない。


このように見てくると、物理特性から見て必要にして十分な(直流抵抗が小さく、100kHz くらいまでフラットな)特性をもったケーブルは、最初の表のAや、それに近い普通のACケーブルでも容易に実現可能です。

逆に、変に凝ったケーブルは、物理特性を悪くし、一見(一聴?)聴きやすい音にしている可能性があります。

というわけで、ケーブル類については、信頼出来るメーカー(主要なデータを公表していることが必要)のこのあたりの価格帯で上記の物理特性の解析を参考に、合理的と思う製品を決め、後はあれこれ迷わず、本来の音楽を楽しむことをお勧めします。


左右のスピーカコードの長さについて、短かれば短いほどいいというのは直流抵抗がそれだけ小さくなるのでそのとおりです。

アンプがスピーカの中央にないときはどうすべきか?
やはり同じ長さにすることを推奨します。

その理由は、ダンピング因子を左右スピーカーでそろえるためです。

直流抵抗値の項で述べたようにケーブルの長さが異なると見掛けのダンピングファクターが結構変わります。もっともダンピングファクターは20程度あれば充分とも言われていますので気休め程度かもしれません。

なお、超高域ではインダクタンスにより位相の回転角が少し変わりますが、これは聴く位置を1,2mmずらした位の差しか生じないので問題はありません。

同じ長さにした場合の余ったコードの処理ですが、巻いておいても大丈夫です。
リングにすると大きなインダクタンスになりそうな気がしますが、そもそも、コイルのインダクタンスとは電流が作る磁場の逆起電力が原因なので、行き帰りの並行2芯線をリング状にしてもリング内部の磁場は打ち消しあいインダクタンスとはなりません。

さらに忘れてはならないことは、ターミナルでの接触抵抗です。

古いケーブルで素線の表面の金属光沢が失われている場合は、端を数センチ切断し被覆をはがすかサンドペーパーで磨くなどしてきれいにし、多芯線の場合は少し捩ってはみ出す素線がないように注意し、出来るだけ強く圧着するのが基本です

が、電気についての経験がないと以外と変なつなぎ方をしている場合もあるようです。自信がなければ、少し高くなると思いますが、必要な長さを予め計っておき、両端にターミナル接続用の金具などを装着したケーブルを使うのもいいかもしれません。

最後に一つ、あえて言いたいことは、

抵抗の原因によって音質が変わる、つまり、OFC(無酸素銅)の音だとか PCOCC(単結晶銅)の音,さらには銀線の音などというものはあり得ません。

それにもかかわらず、ケーブルの広告などで線材に何を使っているかが重視されているのはなぜか? 

おそらく、純粋な材料を使えば純粋な音がする、銀を使えばいぶし銀のような音がするといえばイメージ的に訴える所があるからでしょう。

それに対し、インダクタンスがどうのこうのといっても難し過ぎてピンとこないのではないでしょうか?
要するに、金属が持つイメージを利用して心理効果に訴える作戦なのでしょう。

線材を変えた時の効果については

オーディオ雑学帳 5.導線の材質
http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/materials.htm


でも取り上げています。


追記2:銅を超高純度にすると、どういう効果があるかについてはここをご覧下さい。

http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/OFCCu.htm


また、

オーディオ雑学帳 1.ケーブル線材
http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/meisin.htm

についての3つの迷信でも取り上げています。


追記
Audio FAN という Webサイトの掲示板(すでに閉鎖されています)にこのページとスピーカーケーブルについての要約を投稿したところ約2週間の間に200件近くの応答があり、この問題についての関心の深さを実感しました。その応答の一部を再録します。 

http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/audiofan.htm


それでも何故高価なケーブルを求める人がいるのか?  について、

オーディオ雑学帳 9 心理効果とブラインドテスト
http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/why.htm

でとりあげました。

http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/Audio.htm#Cable

▲△▽▼


デマサイトの「オーディオの科学」には信者が多い


スピーカーケーブルによって音質が変わる?……オーディオの科学と迷信 


スピーカーケーブルはアンプとスピーカーをつなぐ電線でありながら、1mあたり10万円を超える製品がある。電気に関わる技術者の私には、ごく普通のビニール線で間に合いそうに思えるのだが、高額なスピーカーケーブルを購入する人がいて、あちこちのサイトに 「ケーブルを替えたら明らかに音が良くなった」 などと感想を記している

ケーブルによって音が変わることはないと結論づける記事もあるはずだと思い、ネットを検索してみたところ、

「オーディオの科学」
http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/Audio.htm

なる面白いサイトがあった。


元京都大学工学部教授志賀正幸氏は、クラシック音楽の愛好家であって、バッハ音楽祭に参加するために、ドイツのライプツィヒまで出かけるような人だが(同氏のホームページに詳細な体験記が記されている)、そのホームページには、「オーディオの科学」なる興味深いページがある。

「オーディオの科学」には、オーディオに関する理論や技術に加えて、関連する様々な情報が盛り込まれている。その中にはスピーカーケーブルに関する記述があり、「物理的にはスピーカーケーブルで音が変わることはなく、カネをかけるのは無駄である」と記されている。

さらに検索してみたところ、「モンスターケーブル対針金ハンガー対決」なる記事(注1)が見つかった。アメリカで行われたブラインドテストの結果を報じたものである。

それによると、80万円もの高額ケーブルと、衣服をかけるための針金ハンガーで作った代用ケーブルを、交互に使ってブラインドテストをしたところ、音質の差がわからなかったという。針金ハンガーは鉄かステンレスで作られているから、スピーカーケーブルとして使った場合、通常のビニール線とは比較にならないほどに劣るはずだが、超高額ケーブルとの差がわからなかったとのこと。

どうやらやはり、高価なケーブルを使う必要はない、と結論づけても良さそうである。にもかかわらず、ケーブルによって音が変わるとする情報が広く行き渡っており、高額なケーブルが販売され続けている。

ネットの世界を覗いてみたら、スピーカーケーブルによって音が変わるかどうかを論じるサイトが幾つもあった。音が変わるとする人たちは、執拗なほどにそれを主張するのみならず、音は変わらないと主張する人を非難したり貶めたりする傾向がある。ブラインドテストによって確認すれば決着がつきそうなものだが、「音が変わる」と主張する人たちには、ブラインドテストにチャレンジしようという気はなさそうである。

高級ケーブルの販売業者が製品に対して自信があるのであれば、希望する者には試用品を貸し出すべきであろう。試用によって真に価値があるとわかれば、売れ行きが伸びる可能性があるゆえ、貸し出し方式は販売業者にとっても利点があるはずである。にもかかわらず貸し出しを渋るのであれば、その製品には価格に見合うだけの価値がないということであろう。もしかすると、ほとんどの業者は試用品の貸し出しを拒むかも知れないのだが。

運良く借りることができたなら、家族や友人たちに協力してもらい、ブラインドテスト方式で試聴すべきである。2015年11月21日の投稿記事「高級ブランド製品のブランド名を隠したとき……ある実験の興味ある結果」(注2)にも書いたが、音楽の友社主宰のブラインドテストにおいて、300万円のアンプが9800円のデジタルアンプより低く評価された事実がある。ブラインドテストでなかったならば、300万円のアンプは高い評価を受けたに違いない。

2016年12月31日に投稿した記事「評論家の言葉・・・・・・映画評とドラマ評そしてオーディオ機器の評価」は、次のような文章で終わっている。
「雑誌に掲載されるオーディオ機器の評論記事が、ブラインド試聴に基づいて行われるなら、記事に対する信頼度は高まり、ユーザーにとっては好ましいものとなる。そうであろうと、評論家やメーカーにとってはリスクを伴ううえに、費用と時間もかかるから、そのような方法が採用される見込みはなさそうである。結局のところは、オーディオにしろ映画にしろ、評論家の耳や感性を頼りにするのは程々にしたほうがよい、ということであろう。」


(注1) 「モンスターケーブル対針金ハンガー対決」
グーグルで検索すれば見ることができる。オーディオの世界における有名なできごとのひとつとされているようである。

(注2) 2015年11月21日の記事「高級ブランド製品のブランド名を隠したとき……ある実験の興味ある結果」の概要

著名バイオリニストのジョシュア・ベルがストリートミュージシャンに扮して演奏したところ、コンサートのプログラムと同じ曲目を演奏しても、通行人からは無視された。オーディオアンプのブラインドテストをしたところ、300万円の高級製品が1万円以下のアンプに負ける結果になった。

ジョシュア・ベルの実験はユーチューブで見ることができ、アンプに関するブラインドテストについては、その結果をネットで検索して見ることができる。
https://nagi-sumu.blog.so-net.ne.jp/2017-01-17

▲△▽▼

私が今現在の音を聴くに至る為に、非常に参考にさせて頂いたWebサイトをいくつかご紹介させて頂きます。

『オーディオの科学』 元京都大学工学部教授 志賀正幸
http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/Audio.htm

 こちらはとても科学的な考察がされており非常に勉強になるサイトなんですが、やはり、ご自身の知識に絶対的な自信をお持ちでいらっしゃる為、途中のちょっとした考えの欠落により、間違った結論に達していてもお気づきでないような記述も見られます。

又、ご自身自らトライ&エラーするような試みがあまり見られず、全てが他からの知識で成り立っているように見受けられ、それらの物もご自身の主張に沿う物だけを集められているようで、読んでいるとちょっとしんどい気分になってしまいます。

____


『PRO CABLE』
https://procable.jp/


 こちらは数年前、ネットを賑わせたサイトですね。オーディオ機材の販売店です。

何と申しましょうか、表現の仕方が煽情的で、かつ独善的。名前通り、プロ用が一番、それ以外は粗悪品という言い方がピュアオーディオファンの気持ちを逆なでにし、非常な怒りを買っておりますね。事象の解釈が独りよがりで、お客様の声も自身のサイトを絶賛する物だけを掲載していますので(当り前ではありますが)、読んでいて辛いものがあります。

 ところが書かれている内容の7~8割は本当に当っていて、今まで全く気付かなかった事を色々教えてくれた、私にとっては出会えてホントに良かったという貴重なサイトであります。

目から鱗という話が満載ですので、一度は目を通して見る事をお勧めします。
http://masedoine-de.mond.jp/new1049.html


『PRO CABLE』で、「音の焦点」として語られている事
https://procable.jp/setting/28.html
https://procable.jp/setting/42.html
https://procable.jp/setting/90.html

で、今まで誰からも聴いた事がない事でした。

しかし、私はスピーカーの自作をし始めた段階で、ダンピングファクターと周波数特性の変化については知っており、上のグラフも当時から見ていた物ですので、『ナ~ルほど~』と、まさしく目から鱗状態で、さっそく試してみたのです。

 よく言われる、「スピーカーケーブルは太い物をアンプと最短に繋ぐのが良い」という事が全くの間違いだという事をお分かり頂けるでしょうか。

これは真空管アンプ時代に、悪いダンピングファクターをさらに悪化させない為に言われていた事で、こんな言葉は過去の遺物でしかありません。

しかし、同じく④で紹介しました、科学的に考察しているサイト『オーディオの科学』でもこのように書かれているんですよねぇ~。

 今のダンピングファクターの非常に大きいアンプに太いケーブルを短い距離でつないだ場合、過制動を起こし、躍動感のない、暗く沈んだつまらない音しか出てこないでしょう。

大多数のオーディオファンは、こういう場合、原因を機材に求めてしまいます。
アンプを変え、スピーカーを変え、そして、更に太く、有名で高額なスピーカーケーブルを購入するのでしょう。

全ては無知のなせる技。

オーディオ雑誌やオーディオ評論家の言う事、書く事を鵜呑みにしてはいけません。

彼らは無知なのか? あるいはお金の為に真実を語らないのか?
http://masedoine-de.mond.jp/new1051.html


「オーディオの科学」の元京都大学工学部教授 志賀正幸氏が大好きなブラインドテストでは音の差は全くわからない


⑦ブラインドテストの嘘

 よくオーディオ雑誌には、アンプやスピーカー、スピーカーケーブルや色々なアクセサリーなどのブラインドテストなる比較試聴記事が掲載されていますが、それらの記事内容には全く信憑性がないという事に、⑥を読まれた方はお気付きのことと思います。

 例えばアンプを変えた場合、アンプの出力インピーダンスはそれぞれ異なりますので、システムのインピーダンスが変わってしまい、ダンピングファクターの変化によりスピーカーの周波数特性が変化します。

アンプの音を正確に比較したいのであれば、スピーカーケーブルのインピーダンスとアンプの出力インピーダンスの和が、全ての組み合わせで同じになるようにしなければなりません。

そこまでした上でのテストでないと、結局はダンピングファクターの変化による音の変化を試聴している事になってしまいます。

これらはスピーカーやスピーカーケーブルのテストの場合も同じことが言え、つまりは最高の状態を比較試聴している訳ではなく、結果は全て出鱈目であるという事が出来ます。

 問題は、このような事を知ってか知らずか、名の知れた雑誌がこんなテストを堂々と行い、高名な評論家と言われる人達が物の価値を決めているという事です。
これらにより、如何に多くの人達が間違った方向へ導かれ、多大な犠牲を払わされてきた事か。

いい加減ここら辺で、正しい知識が知れ渡り、全ての人が本当に楽しいオーディオライフが送れるような時代が来る事を心より望みます。

アンプやCDプレーヤー、ましてやスピーカーケーブル等にお金をつぎ込む事は愚の骨頂。

唯一お金をかける意味があるのはスピーカーでしょうか。それにしても、セッティングを完璧に行う事が絶対条件です。

こちらに『ステレオ』誌によるアンプのブラインドテストの記事が載っています。


これは④で紹介した『オーディオの科学』というサイトで紹介されていたのですが、一時かなり話題になったそうです。

それというのも、オーディオファンの間では超有名なア○○○○ーズの高級アンプが、全員から最下位と判定されてしまったという事で、ネットでも驚きと嘲笑の声があふれていました。

 しかし、これなんかもインピーダンス調整は全くされてない訳で、高級アンプほど自身のダンピングファクターは高い事が多いですので、短く太いケーブルでつなぐと、暗く沈んだ音になる事は当たり前です。この時もこんな理由で最下位になってしまったことは容易に想像できます。

 やはり問題は、こんなテストを平気で行ってしまう雑誌編集者と、何の知識も持ち合わせていない評論家という事になるでしょう。

更にこのテストでは、音の悪い物はデジタルアンプであるという勝手な思い込みに支配されている事が図らずも証明されてしまっていますから、評論家ってどんだけ無能なんだって気分になってしまいます。

 又、このサイトの主宰者がこの記事にコメントしていますが、自分の主張の正しさを証明したいが為か、無理やり自分の都合の良い様に解釈していますね。

例えば、 「とりあえず、アンプによる聴感の差は、これ程の価格差があるにもかかわらず、ほとんど無い」

と書いていますが、全員の評価にそれほどばらつきがみられず、同じ物を最下位に選んでいるという事は、このテストではそれだけはっきりとした差があったという事じゃないんですか、それが真に正しい評価か否かは別にして。

 ほんとはこのテストの本当の問題点に気づき、それに対しての正しい考察を行うべきで、それが出来ていないと、「科学」を標榜するこのサイトの価値を高めることには繋がらないでしょう。
http://masedoine-de.mond.jp/new1052.html

▲△▽▼


2010年6月14日 「オーディオの科学」をちょっと読んでみました
http://avctnegy.cocolog-nifty.com/blog/2010/06/post-45cc.html


 ”ケーブルを替えても音は変わらない”とおっしゃる方々が良く引用されている資料に、

「オーディオの科学」
http://www.ne.jp/asahi/shiga/home/MyRoom/Audio.htm

と題されたURLがあります。この解析をされている方は、自己紹介から判断すると金属材料を専門にされていらっさる学者さんであるようです。

 私は金属材料の専門家では有りませんので、”スピーカーケーブル”や”分布定数回路論”のケーブル関連の解説を読ませていただきました。

 幾つかのデーターを基に解説をされていますが、ケーブル構造の記述が無いので、この理論展開が正しいのかを検証できません。

まず、音声帯域のケーブルは波長に対して充分短いので、分布定数回路論で解析するのは誤りです。

電気回路論の教科書では、ケーブル長と波長が一致する長さが目安とされています。

MJの本年度3月号に「ケーブルの減衰量と挿入損失」と題して、特性インピーダンスのミスマッチ問題を掲載していただきましたが、

1mの高周波同軸が1波長と成る周波数は約200MHzで、音声帯域とは大きくかけ離れています(Cat.5ケーブルの場合;添付資料の黒線)。

音声帯域のケーブルに対しては、ケーブルの等価回路は集中定数回路の4端子回路論を適用するのが正しい解析方法です。

PCオーディオ等で使用されるケーブルは、分布定数回路での解析が必要となりましょう。

この様にこのURLでは適応している解析方法が課題にしているケーブルに適しているかを判断する必要があります。一読したところでは間違えだらけです。


 分布定数の項に、”R=0近似”と言うことを述べられていますが、ケーブルの導体は周波数が上がれば、表皮効果が発生するので、この領域では導体抵抗は両対数グラフで描くと、傾き1/2で上昇します。

一方、ケーブル理論では、高周波域ではR<<ωLと成る為に、Rを無視する事が出来ます。

ではR<<ωLと成る周波数はどの程度なのでしょうか? 

皆さんがお使いのCat.5LANケーブルの特性を添付資料にしておきました。仮にωLがRの100倍以上で無視できるとしますと、約100MHzと成ります。

少なくとも1MHz以下の周波数で使用されるケーブルではRを無視する事は出来ないのです。


 MJの本年度6月号に「表皮効果を正しく理解しよう」と題して、表皮効果の説明をさせていただきましたが、この項も”素線が細ければ良い”等の記述があり、正しく理解されていないようです。

 以上のように「オーディオの科学」での誤ったケーブルに対する理論展開から、”ケーブルを替えても音は変わらない”と主張するには無理があります。


追加;添付資料の説明

「Cat5Cabletokusei」にはCat.5LANケーブル(導体外径は0.52mmで単線です)の各特性を周波数特性として示しています。

導体抵抗(茶色の線)は表皮効果の影響で約50kHzから抵抗が上がります。
50kHz以上では導体が円筒状になりますので、インダクタンスは小さくなり、グラフのωLでは傾きが1から、50kHz以上では1より小さくなります。

 減衰量;α(赤い線)は導体抵抗とインダクタンスの値が等しくなる帯域で、変極点を持ちます。この帯域は導体に表皮効果が発現する帯域でもあります。この帯域を境にケーブルの特性には変化が出ますので、この変極点が可聴帯域に入らないようにするのが大切だとAVCTでは考えて、ケーブル設計をしています。
http://avctnegy.cocolog-nifty.com/blog/2010/06/post-45cc.html


http://west.wramp.jp/datawr35.html


▲△▽▼


インピーダンスが全てを決める - 麻瀬憧庵(正)
http://masedoine-de.mond.jp/new1051.html

ダンピングファクター(DF)という言葉があります。

簡単に言うと、スピーカーの振動板の余分な動きを止める力を表すとでも申しましょうか。

 この数値が大きい程、振動板を強烈に制御し、特に低音においては過度特性の良

  • 名前: E-mail(省略可):

Copyright © 1999- FC2, inc All Rights Reserved.