unique-cae blog

機器間の接続ケーブルをLTspiceにより解析したところ、送り側のインピーダンスとケーブルのインピーダンスが合っていると周波数特性はフラットになる。
しかし、送り側のインピーダンスが高いとケーブルの静電容量により受け側で位相遅れが生じる。
定常信号で考えるとは遅れだけなので問題ないが、音楽信号には過渡的な信号が含まれており、位相遅れが立ち上がりのなまりとなり、にぶく聴こえると思われる。
送り側のインピーダンスが低い場合は、送り側の負担が大きくなるだけで、悪影響は小さい。

60Hzのwavファイルを作り、抵抗付きとなしのケーブル端の発生電圧からPCのマザーボード音源の出力インピーダンスを求めたところ200Ωだった。
これでは、音質を優先するとシールドケーブルは使えない。
ツィストペアケーブルのインピーダンスが100～200Ωといわれているので、うまく作れば周波数特性をフラットにできる可能性がある。

何種類か作った結果、基本的に以下のURLリンク先と同じ内容になった。
https://ecaps.exblog.jp/20376547/

(1) 市販のミニプラグ-RCAケーブル
　テスターで400～700pF、LCRメーターで250pF、周波数依存性がある。ホット間の静電容量が大きい。にぎやかでぼけている、落ち着きがない。最悪。
(2) RCA変換アダプタ+75Ω同軸
　にぎやかさはとれたが、ぼけている。
　RCA変換プラグ：10pF～30pFの静電容量、右が20pF程度大きい。
　このため、以下のケーブルではミニプラグにツィスト線をハンダ付けして、左右間の静電容量が小さくなるように左右の配線を横出しにした。
(3) LANケーブル
　チェンバロ、ピアノ、ギターの音がよくなった。色付けがある。
(4) φ0.4mm PEW線
　音がクリアになって、さまざまな音が良く聞こえる。
　高音が伸びてチェンバロがきれい。
　ギターの弦をはじく音もしっかり聞こえる。
　低音も出ている。
(5) φ0.6mm PEW線
　音はクリアだが、低音よりになる。
　落ち着いた音だがおもしろくない。
　レコードプレーヤー用カートリッジ「DL103」風の音。
(6) φ0.4mm PEW線+綿ワックスコード（2.2mm）
　落ち着きが出た。音のクリアさエナメル線のまま。Good。これを採用。
　ケーブルの静電容量は、20～30pF（1.2m）。

ミニプラグ側の処理が中途半端だが、困っていないので当面はこのまま使用予定。

シールドなしでも、パソコン起動時の高負荷時に高周波数ノイズが入るときがある（影響は配線の位置で変化している模様）程度で、音楽を聴くときは聞こえないので困っていない。

When the connecting cable between devices is analyzed by LTspice, the frequency response is flat if the impedance of the sending side and the impedance of the cable are matched.
However, if the impedance of the sender side is high, a phase delay occurs at the receiver side due to the capacitance of the cable.
This is not a problem when considering a steady signal, since it is only a delay, but a music signal contains transient signals, and the phase delay causes a tepid rise time, which can be heard as a dull sound.
If the impedance of the sender side is low, the burden on the sender side will only increase, and the adverse effect will be small.

I created a 60Hz wav file and calculated the output impedance of the PC motherboard sound source from the voltage generated at the cable end with and without a resistor, and found it to be 200Ω.
This means that a shielded cable cannot be used if sound quality is a priority.
Since the impedance of a twisted pair cable is said to be 100 to 200 Ω, there is a possibility that the frequency response can be flattened if the cable is made well.

As a result of making several kinds of cables, the contents are basically the same as the following URL link.
https://ecaps.exblog.jp/20376547/

(1) Commercially available mini-plug-RCA cable
　400-700pF by tester, 250pF by LCR meter, and frequency dependence. Large hot-to-hot capacitance. Lively, blurred, restless. Worst.
(2) RCA conversion adapter + 75Ω coax
　Loudness removed, but blurred.
　RCA conversion plugs: Capacitance of 10pF to 30pF, the right one is about 20pF larger.
　For this reason, in the following cable, twist wires were soldered to the mini-plugs and the left and right wires were wired horizontally to reduce the capacitance between the left and right sides.
(3) LAN cable
　Harpsichord, piano, and guitar sound better. Coloring is present.
(4) φ0.4mm PEW wire
　Sound became clearer and various sounds could be heard better.
　Harpsichord sounds beautiful with extended high notes.
　The sound of plucked guitar strings can be heard clearly.
　Bass notes are also produced.
(5) φ0.6mm PEW wire
　The sound is clear, but more bass-oriented.
　The sound is calm but not interesting.
　Sound like "DL103" cartridge for record players.
(6) φ0.4mm PEW wire + cotton wax cord (2.2mm)
　Sound became calmer. Good.
　Capacitance of the cable is 20-30pF (1.2m).

The treatment on the mini-plug side is halfway through, but since we are not having any trouble, we plan to use it as it is for the time being.

Even without shielding, high-frequency noise is sometimes heard at high loads when starting up a PC (the effect seems to vary depending on the wiring position), but not when listening to music, so I am not troubled.