オーディオを知る: ケーブルの混乱

私たちはこのシリーズで数か月かけてオーディオの世界を旅し、その過程でスピーカーからソースに至るまで、Hi-Fi システムのさまざまな部分を調べてきました。 技術的な詳細と Hi-Fi 神話を同等に検証する楽しい旅でしたが、今度はオーディオ再生の最も単純でありながら最も物議を醸す領域の 1 つに降りる時が来ました。 デジタルであれアナログであれ、すべてのオーディオ コンポーネントは、それが属するシステムの一部に接続する必要があります。これは、インターコネクトと呼ばれることもあるオーディオ ケーブルの役割です。 これらはおそらく、その性能についての微妙な主張に最も影響されやすい単一のコンポーネントであり、オーディオファンは、追加のリスニング性能を提供すると主張されるケーブルに巨額のお金を費やす準備ができています。 何かが入っているのでしょうか、それとも高価なものは詐欺で、どれも同じワイヤーの切れ端なのでしょうか？ 見てみましょう。

デジタル信号とアナログ信号を使用する一般的な家庭用オーディオ システムでは、アナログ信号またはデジタル信号を伝送できる電気相互接続と、デジタル信号用の光相互接続の 2 種類のケーブルが使用されることが予想されるかもしれません。 ここではアナログ信号に使用される電気ケーブルについて説明するためにここにいます。そこで、少し伝送線路の理論から始めましょう。

おそらく、あなたがこれまでに構築した最初の電気回路の 1 つは、バッテリーと懐中電灯の電球が 2 芯フレックスの長さで接続されていたものでしょう。 ワイヤーをバッテリー端子に接触させると電球が点灯し、手を離すとライトが消えます。 それはオフとオンの 2 つの状態を持つ DC 回路であり、それだけで十分でした。 しかし、電球を接続するときと同じようにストレージ オシロスコープをワイヤに接続すると、興味深いことに気づくかもしれません。 実際、電圧は瞬時にオフからオンに変化するのではなく、数マイクロ秒かけて上昇します。 DC 回路は、最初に考えられていたほど完全なバイステートではなくなりました。何が起こっているのでしょうか?

ワイヤーと電球が完全ではないため、電圧は上向きに曲がります。 これらには寄生と呼ばれる少量の抵抗、インダクタンス、および容量があり、これらの間の相互作用によって電圧がすぐに上昇するのではなく、短時間にわたって上昇します。 ほぼ即時なので懐中電灯には問題ありませんが、信号を運ぶために同様のワイヤが使用されるとすぐに、この寄生 RCL 回路が影響を及ぼし始めます。 初期の電信および電話の技術者は、ワイヤが数百マイルに伸びたため、ローパス フィルタの影響を与える重要な R、C、および L 値があったため、この問題に直面しました。 この現象を理解しようとする彼らの試みは、現在私たちが伝送線路理論と呼んでいる理論を​​生み出しました。これは、RF を扱ったことがある人なら誰でもよく知っているはずです。

そうは言っても、オーディオ インターコネクトは寄生 R、C、および L 値を考慮する必要がある伝送ラインですが、ここではそれを完全にひっくり返して、インターコネクトの伝送ラインのパフォーマンスが合理的な範囲内であると言いたいと思います。無線回路の場合は理解できると思いますが、可聴周波数ではあまり重要ではありません。 その理由は、オーディオ相互接続の長さが短いことにあります。数フィート (または 1 メートル) 程度の寄生値は、ローパス フィルターとしてはほとんど違いを生じないほど非常に小さいものです。 これを可聴周波数の波長 (1 kHz で 300 km) と比較すると、取るに足らないものです。

懐中電灯の電球に戻ると、バッテリーからのワイヤーに流れる電流は DC で、常に同じ方向に流れていました。 それらを太い銅線の単線として想像すると、その中の電流を、あたかも理想的な配管システム内の水流のように、その断面全体に均一に分布していると想像できます。 電流が磁場を生成することはわかっているので、電球に電力を供給するワイヤーは、DC 電流が流れている限り静磁場に囲まれます。