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2018年11月 7日 (水)

ケーブルで音が変わる理由(追加妄想)

 オーディオ、特にオーディオケーブルによる音質変化について、電圧と音波(縦振動)の変換現象がキーであるとするタイムドメインの由井社長が提唱(Facebook等に断片的に書かれている)している仮説について取り上げました。そして私は、由井所長の書いた文章を読んだうえで、確実にそれなりの量で発生していると思われる物理現象に絞ってオーディオ特にケーブルで音が変わる理由についてまとめてみました
 音波(縦振動)と電圧を変換する場としてはオーディオ機器や柱上トランス内部にあるコンデンサーやコイル、発振器と考えこれらにおいて電圧からの不要振動の発生および振動からの不要電圧の発生が起こるとしました。この場合、ケーブルの機能は電流と音波(縦振動)を伝達することとなります。そして、ケーブルによって音質が変化する理由はケーブルの機械的性質によってケーブルを伝わる音波(振動)の波形が変化するためであるということになります。そして、ケーブルによって大きく音質が変わる原因としては、振動が伝わる経路としてケーブルが比較的長い距離を占めるということが一つの原因であると考えられます。

 この仮説によって、ケーブルで音が変わる理由はほぼ説明できることになりますが、ケーブルが受動的に振動を伝えるだけではなくて、より積極的に温室変化に関与していることを期待したくなります。そこで、音に与える影響としてはより不確なものや、私の妄想などもを書き足してみようと思います。

 圧電性以外に、縦振動(圧縮引張応力、音波)と電圧(起電力)の相互作用が起きる現象が他に知られていないか、ちょっと調べてみました。すると、次のようなものが見つかりました。


音響電気効果
結晶内の自由電子が音波の影響を受ける現象。半導体結晶に超音波を照射すると、音波の進行方向に電位差が生じることが知られている。
(コトバンクより)

コリジョン‐ドラッグ効果
超音波が金属試料内を通過するとき,金属内の電子系のエネルギー状態が,格子が静止しているときのフェルミ分布からずれて,各瞬間にその時刻のイオンの速度 vi だけずれたフェルミ分布*をとろうとする.この現象をいう.
(コトバンクより)
 
火成岩の不均一圧縮に伴う起電力の発生
http://www.scc.u-tokai.ac.jp/iord/bulletin/files_for_bulletin/32_45-takeuchi.PDF
 この論文は、岩石試料の一部を圧縮することにより発生する起電力について述べています。花崗岩とはんれい岩について、不均質圧縮をすることによる起電力の発生を観測していますが、圧電鉱物である石英を含む花崗岩よりも石英を含まないはんれい岩のほうが起電力が顕著であったことから、石英の圧電現象が主要因とは考えにくく、正孔の移動により発生したものと考えています。

 これらを見ると、圧電現象以外にも縦振動(圧縮引張応力、音波)と電圧(起電力)の相互作用が存在しているようです。このように広範な現象であるのならば、ケーブル内でも圧力と電圧の変換現象がみられても不思議ではありません。そして、固体物質に圧力を印可した場合に、電気的に何が起きるかという問題は、意外と研究されていない印象を持ちます。およそ固体物質は荷電粒子からできており、地球のような固体からなる高密度の天体が存在できるのも、電磁気力のおかげです。振動によってオーディオの音質が変化する原因、ケーブルによって音質が変化する理由もより広範な圧力ー電圧の相互変換作用が広く関係していることも考えられます。

 もちろん、ここにあげたような効果が、音質の変化に定量的にどのくらい効くのか、検証ができないため、あくまで妄想の域にとどまるものであることはお断りしておきます。

 といいながらも、次回はさらにケーブルによって音が変わる理由についての妄想を膨らませていきたいと思います。
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2018年11月 6日 (火)

WiMAX Speed Wi-Fi Home L01s を導入

 自宅のインターネット回線に以前はNTT光回線を利用した光コラボの一つである「光ギガ」を利用していました。価格は普通であり、ポイント等の特典はなく、サポートが著しく悪いため、固定電話とも8月末に解約としました(記事にするまで2か月以上経ってしまいました)。
 固定電話は最終日の8/31に不通となりましたが、その日が金曜日だったためか、ネットは9/3(月)の朝までそのままつながっていました。たぶん切替作業が翌平日になったためなのでしょう。なぜか契約期間が切れた後の9/1~9/3はネットの速度が速くなったように感じられました。
 9月からのインターネット回線として、導入したのはこちらです。

L01

WiMax Speed Wi-Fi Home L01 (画像はUQのホームページより)
 置くだけでネットにつながる、類似製品のソフトバンクAirに比べて高速という評判、光回線よりも安い、ということで導入を決めました。
 導入してみると、置いて電源を入れるだけで立ち上がり、WiFiはパスワードを入力するだけでスマホもPCもあっさりと接続できました。ただ、Win10ノートの有線LANがなぜか接続できません。サポートに電話して、いろいろと設定をいじるもうまくいかず、とりあえずWiFiでは使えているのでいったん放置して当面はWiFiのみで運用としました。なぜかほとんど使わなくなったWindowsXPの古いノートPCの方を試してみるとこちらはあっさり有線LANでネットワークにつながりました。後日、Win10マシンを無線offの状態で再度LANケーブルにつないだら、あっさりと接続、釈然としませんが問題なく使用できるようになりました。(後日すぐにつながらなかった原因がわかります)

 このHome L01ですが、使用しているとどうも日や時間によってものすごく遅くなることがありました。どうしても遅い時には通常のハイスピードモードからLTEも使えるハイスピードプラスエリアモードに切り替えるとまあまあ実用的な速度でつながるため、切り替えが不便ながらもそのようにして使用していました。

 ところで、この製品ではWiMaxのみつながるハイスピードモードでは3日10GBの制限のみでそれ以外ま容量が無制限に使用できるのですが、ハイスピードプラスエリアモードでは1か月7GBという制限が加わります。(超えると速度が制限される)頻繁にエリアプラスモードを使っていたところ月末に7GBに近づいているという警告のメールはがました。その月は大丈夫でしたが、これでは自宅のネット回線としてはかなり不便です。

 WiMAXを契約したばかりで他に乗り換えたくもないので、何か対策がないか調べてみました。

 再起動やPCの環境見直しなどは効果がなかったので、あまりやりたくはなかったのですがHome L01の場所を動かして電波をより強く拾える場所を探すという対策が残りました。
 Home L01一階居間のこれまで光回線からのルーターを置いていた場所に置き換えて設置していました、受信電波の強度を示すランプは4つのうち3つがついていました。

 家の中をいろいろ動かしてみると、やはり1階よりも2階が有利のようであり、2階のなかでも家の端に近いところでランプがフルに点灯することが多く、また、さらに使いながら動かしてみると2階の中でもやや高いところが良いらしいことがわかりました。いくつかの場所を試して、機器の「すわり」が良く、速度が安定しているところを探して、移設としました。

 移設以降は、速度が安定して得られ、ハイスピードプラスエリアモードに切り替えることもなくなりました。超高速ではないものの私は十分満足しました。ただし家族は以前より少し遅いと言っているので私の家の環境では「光ギガ」よりも少しだけ遅いのかもしれません。

 いずれにしても、実用的なインターネット環境となったことで一安心です。

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2018年8月29日 (水)

振動によってオーディオの音が変わる機構

 ケーブルによって音が変化する理由は、ケーブルを伝わる縦振動(音波)であるとする由井社長が提唱している仮説は妥当であると考えました。電圧により機器内部で縦振動(音波)が発生し、ケーブルを振動が伝わり、その先に接続している機器で不要電圧が発生し、それにより音質の劣化が起きるという機構です。ケーブルの機械的な性質によって、伝わってくる振動(音波)の変調や減衰量が変化することにより、ケーブルによる音質変化が作られます。機器内部で振動が発生する、また、振動が音質を変化させる機構としてまず考えられるのが、圧電現象です。

 圧電現象とは物質(圧電素子)に圧力をかけることにより電圧が発生する現象です。また、物資に電圧をかけることにより圧力が発生する現象は逆圧電現象とも言いますが、圧電現象と一括することもあります。ここではどちらも圧電現象と呼んでおきます。縦振動は圧力波であり、交流電圧が印加された圧電体は縦振動(音波)を発生し、縦振動(音波)が印加された圧電体は交流電圧を発生することとなります。

 圧電性を示す物質は、天然結晶では水晶(石英)、電気石、トパーズ(黄玉)などがあり、人工物では圧電セラミックスなどがあるようです。特定の結晶が圧電性を示す原因は対称中心がないために圧力で変形したときに電荷が偏ることであり、金、銀、銅など対称中心がある結晶には圧電性がありません。

 オーディオ機器に使用する材料として圧電性を持つものを考えてみます。まず、コンデンサーは圧電性が問題となる素子として広く認識されています。そのほか発振子(クロック)は圧電体ですし、コイルも電圧と振動(音波)を変換する素子です。コイルについては圧電体であるとの表現は見かけませんが、コイルにおける電圧と振動(音波)の変換現象はフレミングの法則によって発生することから、圧電性という表現を用いないのかもしれません。
そのほか、機器内部には電圧がかかるものとして抵抗、ダイオード、トランジスタがありますが、これらが圧電性を持つかどうか、圧電性と呼ばれるものはなくとも振動(音波)と電圧の変換を行うのかどうか、よくわかりませんでした。最もこれらに振動(音波)と電圧の相互変換機能がなかったとしても、振動(音波)がこれらを通過したときにはそれぞれの機械的特性によって振動波形を変化させるので、抵抗等の種類や形状についても音に影響することが考えられます。

振動が音質に影響する機構として、機器が動作する際の電圧によりコンデンサー、コイル等から音波(振動)が発生し、それが基盤や筐体、床、ケーブル等を波形を変えながら通過して、別のコンデンサー等に伝わって不要な電圧を発生するという機構が物理的に確実に発生しているものと考えられます。

このように考えてくると、オーディオ機器に足元に設置したインシュレーターの音や、ケーブルに巻いた物質の音などがスピーカーからの再生音に乗ってしまうという現象も納得できるところではあります。

 振動の発生源については、機器内部のコンデンサーや発振子等、柱上トランス、ボイスコイルであると考えましたが、ほかに可能性があるものとして、純粋な外部からの床の振動やスピーカーから空中に出ている音による振動を考える意見もあると思います。しかし、私は一般的な環境ならば、これらの効果は小さいと思っています。その理由としては

・USB-DAC(またはDDC)を2台接続し、1台だけを再生に使用し、1台はPCから認識するだけで使用していない場合、2台目のUSB-DACに対して振動対策をしても音が変わらない(事例は多くありませんが)。そのため、純粋な床からの振動はあまり影響していないと思われる。
・ヘッドホンを使用して聴いていても、オーディオ機器への振動対策やケーブルの変更によって音質が変化する。

といったことを考えています。

 今回は確実に発生している物理現象に絞りましたが、ケーブルで音が変わる理由についてはそれだけではないような気がしており、次回以降の機会では不確かな妄想を交えながら書いてみたいと思います。


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2018年8月24日 (金)

光ギガ(ハイビット)を解約へ

 自宅のインターネット回線は現在の家に住み始めたときNTTのフレッツ光を使っていました。約3年前に電話勧誘により、光コラボ業業者の一つである「光ギガ(ハイビット)」に切り替えました。
 光コラボはNTTの光回線をそのままに、別の事業者が回線を使用して利用者にインターネット接続サービスを提供する事業です。


 一度時間をおいて考えればよかったのですが、若干料金が安くなることは確かなようだったのでつい即決してしまいました。 請求が来てみると、確かに安くはなったのですが、不要なオプションがいろいろついてしまっており初月は高い料金を払うことになってしまいました。また、同様なサービスを提供している業者が他にいくつもあり、光ギガが特に安いわけでもないことがわかってしまいました。うまく電話勧誘に乗せられてしまったようです。さらに調べると、この光ギガは悪質な勧誘により総務省の行政指導まではいったとのことでした。


 確かに、調べてみると悪評がたくさん出てきます。

・サポート電話を日本語の不自由な外国人が担当しており、話が通じない。
・速度が遅い
・説明に反して安くならなかった。
・その他、説明が十分でなかった

などが出てきました。

私の場合、速度が遅くなった感じはありませんでしたし、サポート電は好印象ではありませんでしたがまあ普通の対応でした。日本語がわからないサポートなんてものはさすがにすぐに改善がされたようではあります。料金の方も不要なオプションさえ解除してしまえば、以前よりも安くはなっていました(かなり微妙ですが)。

私が不満だったのは、以下の項目です。

・安くなったとはいえ、小さな差であり、ほかの光コラボ業者と比べて特に安いわけではない。(人によってはむしろ高くなることもあるだろう)

・一度転用すると、フレッツ光に戻したり、ほかの光コラボ業者に再転用したりできない(これはほかの光コラボも同様、ほかの光に変更する場合は一度解約して新規となる)。また、そのことの説明はなかった。

・電話サポートが有料である。(通話料のほか、情報料が必要)

・Eメールならば無料で問い合わせができるが、返信が異様に遅かった(3週間かかったものもあった)。

・開通工事費は月々の使用料から割り引かれる「実質0円」方式であったが、工事費がかなり高く設定されており、途中解約した場合に支払う残り工事費が高い。

・解約方法が有料の電話のみであり、最後に嫌がらせのように金をとられる

赤字の部分が特に不満だったところです。

 今回更新月にあたり、ハイビットから更新案内が来ました。それによると「長とくプラン」という新料金プランが設定されたので、それに変更もできるとのことでした。
 「長とくプラン」はその名の通り長く使うと料金が安くなるプランであり、特に6年目からは4,500円/月という安い料金になるというものです。4,500円/月ならば続けようかなという気もしないではありません。しかし
 プラン変更したら、今から1年目になるんじゃないの?(更新案内の書きぶりだとそのようだ)3年間使ってきたんだから更新したら4年目の扱いにしてほしいものだなあ。
 という疑問が浮かびます。問い合わせてみればよいのでしょうが、上に書いたようにサポートが極めて悪い。問い合わせしてみようという気が起きません。
 ということで、ハイビット(光ギガ)とのおつきあいもこれまでとすることにしました。合わせてあまり使っていない固定電話は廃止しました。

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2018年8月18日 (土)

医学部の合格者調整

 東京医科大学の入学試験で文部科学省局長の口利きによりその息子の入試得点がかさ上げされていた問題をきっかけに、医学部入試における合格者の男女比等の調整が話題となっています。

 これについてはいくつかの視点(入試の公平性、合格基準の透明性、医療の現場から見た合格者調整の必要性)から論じられていますが、最も根本的な問題でありながら、とんどと利上げらていないと感じるのが
文部科学省による医学部の新設・増員規制の是非
です。
 加計学園問題では、獣医学部の新設に関して長年申請を禁止しており、そのことの是非が問題となりました。結果として、国家戦略特区において文部科学省は新設規制が必要であることの根拠を示すことができずに敗北し、獣医学部の新設申請(申請であって認可ではない)が認められることとなりました。
 医学部については、世間一般で医師不足が騒がれる中、既存学部について多少の定員増が行われており、また、学部新設についても40年近く凍結されていたところが昨年、一昨年に認められることとなりました。(うち一つは国家戦略特区による)
 ただし、依然として、医学部の入学定員について、文部科学省が厳しく規制している状況には変わりがありません。
 女性の医師は、出産子育て等により、離職する場合が多く、当直もできないケースが多いことから、男性医師にくらべて一般には戦力が低く、それが、性別による医学部合格者調整につながったとのことのようですが、背景には、そもその医学部の入学定員が規制されているという事情があるはずですあり、女性医師の増加に伴って医者の総数をふやせるならば、女性の入学者数を制限する必要なはなく、問題は発生しません。
 したがって、問題の一つは文部科学省が医学部入学定員を規制することの是非や、仮に規制すすならばその定員の妥当性であるはずです。
 しかし、ほとんどこの問題に対する提起が見られないことはこの国の言論の貧弱性であると思います。
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2018年8月 7日 (火)

ケーブルで音が変わる理由6 縦振動仮説について

ケーブルで音が変わる理由シリーズです。

前回記事から1か月以上たってしまいました。

ここまで書いてきた内容は次のリンクの通りです。。

LCR表皮効果などの電気的特性による音の変化は小さい。少なくとも音が変わる主要な要因ではない。(スピーカーケーブルの抵抗によるダンピングファクターの変化によるものを除く)


思い込み(心理効果)による音質の変化は限定的と考えられ、ケーブルで音が変化することの主要な原因とはならない。

振動を原因として、ケーブルによる音質変化が起こっていることは、多くの根拠により確実である。


ケーブルの横振動(ケーブルに直交する方向、たとえばケーブルが水平な床に這っているなら上下左右方向の振動)が音質に影響しているとは考えられない。


ということで、オーディオにおいて、ケーブルで音が変わる原因となる可能性が残るものは、由井社長が主張する縦振動(粗密波)となります。

オーディオにおいて由井社長が言っていることをタイムドメインのfacebookから引用してみます。
縦振動は線や剛体の中を伝わる圧力波ですから。
音質を損なうのは縦振動です。
エレメントに電気(音声信号など)が加わると、応力(圧力=P)が
生じます。
抵抗、コンデンサー、半導体、導線(被覆)、圧電効果、熱電効果、電磁効果etc.
この縦波(P波)が配線や構造体を伝わって他のエレメントに加わると電気を発生します。
可逆反応。これが信号を壊します。色付けと言う場合もある。
縦振動は殆ど減衰しないで伝わる、殆どの金属線では0.1dB/100m。
線では拡散しないからだが、パネルや構造体でも拡散しないから同じ。
配線を伝わるのは、電気と縦振動です。
電気のことだけを考えて導体を伝わる縦振動を考えている人はまれです。
配線やケーブルで音は変わりますが、殆どは電気特性では無く、機械特性です。
電気は配線やプリント基板では銅箔で伝わりますが、機械振動は導体で無く
とも伝わるので厄介です。

 引用の通り、由井社長はその機構としてはコンデンサー等の圧電現象等により、振動が電圧に変換、または、電圧が振動に変換されることにより、音質の変化が起こるとしています。
確かに、コンデンサーは圧電効果が問題となると一般にもみなされている部品ではあります。由井社長はコンデンサーが特に厄介であるとしながらも抵抗や半導体にも(さらには導線やその皮膜にも)圧力と電圧の変換効果を認めています。
 この結論にどのように至ったのかは詳しく書かれたものを見たことはありませんが、機器内の素子で発生している振動音を聴診器で確認しており、その音がスピーカーからの再生音に乗っていることも聞き取っているようです。ですので、機器内の部品の振動が再生音に重層していることは間違いない事実なのでしょう。このことはインシュレーター等により機器の振動対策を行うと音質が変化することと調和的です。
 この仮説によれば、ケーブルの交換によって音質変化を生じる機構は次のようにまとめられると思います。

・電圧によって、機器内部において振動が発生する。
・機器内部によって発生した振動や外部からの振動により、機器内部において(不要な)電圧が発生する。
・ケーブルは機器内部やスピーカーで発生した振動、または壁(コンセント)の振動を縦振動(粗密波)の形で別の機器に伝達し、振動が伝達された先において(不要な)電圧が発生する。また、振動がケーブルを伝わる間にケーブルの機械的特性により、振動の波形が変化する。


 このように考えることにより、音の良いケーブルとは縦振動を伝えにくいケーブルであるといえるのではないかと思っています。なお、ケーブル構成する導線および皮膜においても圧力と電圧の相互変換が生じているとの考えもあるようですが、それについては別に書きたいと思います。

 ここでは、ケーブルにより音質が変わることの原因が縦振動であることの積極的な根拠について挙げていきたいと思います。


 ブレーカーにレゾナンスチップを張り付けるとオーディオの音質が変わるという現象があります。これは振動が音に影響している証拠ですが、ブレーカーからオーディオ機器までの距離を考えれば、その振動は、長距離を伝わりやすい縦振動と考えた方が説明しやすい。

 オーディオ機器への給電にクリーン電源を用いている場合、クリーン電源と壁コンセントの間の電源ケーブルを変更しても音が変わり、また、その壁コンセントのコンセントプレート(コンセントベース)を変更してもまた音が変わります。クリーン電源よりも上流側にあるケーブルに流れる電気的ノイズや横振動は、クリーン電源のところで減衰し、下流側のオーディオ機器に伝わる量はわずかとなりますが、縦振動であればクリーン電源装置を通って伝わることができるため、このような音質変化を説明することができます。

 音質の変化をもたらすケーブルの種類は特定のものに限られず、アナログケーブルでも、同軸デジタルケーブルでも、USBケーブルでも、LANケーブルでも、電源ケーブルでも音が変わるわります。電気的性質によって音が変わる原因を説明しようとすると、ケーブルにより異なる機構を考える必要が出てきてしまいます。一方で振動が原因と考えれば、すべてのケーブルで音質が変わる理由を統一的に考えることができます。

 固いケーブルは固い音がする、ケーブルに金属箔を巻くと金属的な音になるなどケーブルの質感と音質には相関があります。金属箔をケーブル延長方向に伝わる縦振動が影響していると考えるならば、それは金属を伝わる音波そのものであり、このような現象もケーブル延長方向の縦振動が影響しているとの仮説と調和します。

 以上により、ケーブルで音が変わる原因が縦振動である仮定すると、そのことによって説明できる現象が多々あり、かつ、電気的性質や心理効果などほかの原因が少なくとも音質変化の主たる原因とは考えられません。ですので、ケーブルによって音が変わる理由は縦振動であるとの仮説は妥当なものであろうと考えます。
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2018年6月 6日 (水)

ケーブルで音が変わる理由5 縦振動と横振動

 ケーブルの交換によって音質は変化しますが、その理由について書いています。まず電気的特性による変化は小さく、また心理効果によって変化して聞こえる現象も大きなも影響はないと推察しました。

 次に、振動について、前回はケーブルの振動によって音質が変化することについて、7つの根拠を挙げて議論しました。

 振動には縦振動と横振動があります。縦振動は波の進行方向に振動する(ケーブルでいうと伸長方向)波動であり粗密波です、横振動とは波の進行方向と垂直な方向に振動する波動です。タイムドメインの由井社長はオーディオの音質に影響するのは縦波であるとの考え方を提示しており、私はそれによってケーブルによる音質変化は決着していると考えています。ここではそのことの妥当性検証として、ケーブルの横振動が音の影響しないと思われることについて、理由を書いてみたいと思います。

・縦振動のほうが伝わりやすい
まず、単純に、横振動はケーブルのズレを伝播する波であるので、密度を伝播する縦振動にくらべて距離を伝わりにくいということがあります。遠くまで伝われば、その分だけ影響しやすくなります。

・横振動によって音質変化を生じる機構が不明である。
ケーブルが横振動するとどのような機構で音質変化を生じるのでしょうか。一つは、ケーブルが左右(上下)に振動したときにフレミングの右手の法則により電流を発生する現象が挙げられます。この電流発生には磁場が必要ですが、機器外部に出ているケーブルについて地磁気くらいしか働きません。地磁気だけのところで電線が運動したところで、全く問題はなさそうです。

 なお、フレミング右手の法則による起電力の大きさは
磁界B[T]
導体の速度v[m/s]
導体の長さl[m]
磁界と導体のなす角θ[°]
として、誘導起電力e[V]は、
e=Blvsinθ[V]
となります。

ケーブルが周波数1kHz、振幅0.05mm(目視できない程度の大きさ)で振動しているものとし、地球磁場を45μT、sinθを0.9とすると

e=6.4[μV/m]となります。

これは非常に小さい値ではないでしょうか。

 通信の規格によっては微妙に変化する可能性も全くなくはないのでしょうが、それならそれで小さい電圧の信号を使っている場合に限ってケーブルのよる音の違いがあるということになるはずであり、観測事実と一致しません。また、ケーブルの方角による変化も報告されていません(ただし、こちらは一般には変化幅が小さいため、わからなくても当然かもしれません)
このことを考えると、「ケーブルの横振動とフレミングの右手の法則による音質変化はない」と言ってよいと思います


 ・横振動しにくいケーブルの音質は良いわけではない
 ケーブルを太く重くすれば横振動しにくくなりますが、太く重いケーブルほど音が良いという現象はありません。
 また、振動対策としてケーブルに重しを載せたり、上下から挟み込んだり、留め具で固定したりする手法もあります。これらは横振動を強力に抑制します。同時に縦振動にも変化をもたらし、音質は変化しますが、むしろ音が悪くなったり、あるいはある部分はよくなるが、固有の色がつくなど一長一短である」例が見られ、必ず良くなる手法ではないようです。


 以上3つの根拠により、ケーブルの横振動はケーブルによる音質変化の主要因ではなく、ケーブルの振動により音が変わるならば、それは縦振動が原因と推測されます。

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2018年5月13日 (日)

ケーブルで音が変わる理由4 振動で音が変わる7つの根拠

 ケーブルの話が続きます。

 繰り返しになりますが、ケーブルで音質が変化する原因については、タイムドメインの由井社長が、ケーブルを伝わる縦振動が原因であるという考え方を示しています。私はこれをもってケーブルで音が変わる主な原因については決着したものと考えています。しかし、だれもこのことについてまとめて書くものが現れず、一方で、いまだに、やれ、ケーブルを変えても電気的特性はわずかしかかわらないからケーブルで音はかわらないとか、いやそのわずかな電気的特性の変化を人間は聞き分けるのだとか、やれ心理効果だといった主張が多くみられるため、書き手としての力量、資格に疑問を持ちながらも書いているところです。

 ケーブルで音が変わる原因として、これまでに電気的特性による影響はマイナーと思われること、そして、心理効果による影響も、すくなくともオーディオケーブルの音質評価を俯瞰する際には考慮するほどのこととは考えられません。
 そこで、その次として、振動の影響について書いていきます。固い電線に指を触れると電流が観測されるため、振動は電流の影響することが考えられます。振動によりケーブルの音質が実際に変化していると考えられる根拠について列挙します。

・かないまる氏の「ケーブルのへそ

 かないまる氏はケーブルの振動をコントロールして音質を調整する方法として、ケーブルの途中にテープを巻付け、テープの種類や巻付位置によって音質を調整するという方法を提唱しています。この場合、テープを巻いた位置では電気的特性が変わりますが、あまりにも小さく問題にならないと思われます。さらに、ケーブルの途中のどの位置にテープがあってもそれによるケーブル全体の電気的特性は一切変化しません。
 ですから、この方法により音質が変えられることは振動によりケーブルの音質が変動していることを示しています。

・コンセントカバー(コンセントベース)によって音質が変わる
 オーディオ機器に給電するAC電源ケーブルによって音質が変わりますが、ケーブル本体のほか、電源プラグやコンセントを変えても音質が変化します。さらにコンセントカバー(コンセントベース)によっても音質が変わります。コンセントカバーは電源ケーブルと接触していないため、電源ケーブルの電気的特性を変えません。コンセントカバーがシールドになると思うかもしれませんが、コンセントの外側はシールドされていないのが普通であるので、コンセントカバーのみではシールドとしての効果はほとんど期待できません。したがって、電源ケーブルへ伝わる振動を変えることにより音質を変えていると考えられます。

・ケーブルスタビライザーによって音が変わる。
 ケーブルの下に設置したり挟んだりしてケーブルの振動対策を行うケーブルスタビライザーという製品があります。このような製品を使用する、また、製品ではなくても洗濯バサミなどでケーブルを浮かす(これは音が悪くなるようですが)ことにより、音質をかえる事例があります。ケーブルスタビライザーはケーブルの電気的特性をほとんど変えないため、ケーブルの振動が変化したことにより音質が変化する事例であるといえます。

・オーディオ機器は振動対策により音が変わる
 アンプやCDプレイヤー、DACだけではなく、PC本体や音源ファイルを保存するNAS、USBハブにおいてもおよそオーディオ用の機器は置き場所やインシュレーター、鉛テープ貼り付けなどの振動対策によって音が変動します。このことを考えるとケーブルだけがその例外であるとは考えにくいところです。


・金・銀・銅といった線材により固有の音質傾向がある。
 金線、銀線、銅線といった導線材料は固有の音質傾向を持っていると言われています。金、銀、銅は電気的特性が異なりますが、大きな差があるわけではなく、太さや長さ、構造を変えれば容易に逆転するものでしかありません。したがってこれらの音質の違いは材質の機械的な物性によるものと考えたほうがより蓋然性があります。


・ケーブルの固さや手触りなどの機械的な物性が音の影響する
 アナログケーブル、デジタルケーブル、電源ケーブルとも、固いケーブルは固い音、柔らかいケーブルは柔らかい音というようにケーブルの機械的な物性は音質と相関があることが知られている。このような物性は電気的特性とは相関がないため、振動が関係していると推測できます。

・同一製品の色違いケーブルで音が違う
 同一製品の色違いならば、導線の材質・構造は同一と推定され、被膜のみが異なると考えられます。このような色違いケーブルでも色によって音が異なることがわかる場合がある。電気的には静電容量が微妙に変化しますが、それが原因ならば長さを変えると音質が逆転するはずであるので、皮膜の機械的な物性による可能性が高いと思われます。

 まだまだあるかもしれませんが、これらによりケーブルの振動が有意に音に影響していることは間違いのない事実と考えられます。


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2018年5月12日 (土)

ケーブルで音が変わる理由3 心理効果(プラシーボ)

 ケーブルの音質変化について、ケーブルの電気的特性に続き、引き続き書いていきます。
 ケーブルによって音質が変わるか、ということについての見解は、大体、

1.ケーブルを変えることによる電気的特性の変化は極わずかであり、したがって音はほとんど変わらない。変わって聞こえるのは思い込みによる心理効果である。

2.ケーブルを変えることによる電気的特性の変化は極わずかであるが、それによっておこるわずかな音質の変化を敏感な人間の耳は聞き取ることができる。違いが分かる人間のために、良好な電気的特性を持ったケーブルが必要である。

3.ケーブルによって音は変化する。電気的特性が影響すると思われるため、電気的特性の向上対策を施したケーブルが望ましい。また、経験的には振動が影響するので、ケーブルには振動対策も施すべきである。

4.ケーブルの音質は振動を支配的な要因として変化する。

 このうち1はケーブルで音は変わらないとする意見、2~4は変わるとする意見ですが、このうち1で主張される心理効果について、検討します。

 良い音のはずである等の思い込みによって音が変わって聞こえる現象は定性的には間違いなく存在しますが、それはどのくらい支配的なのでしょうか。

 例えば、有名な「オーディオの科学」の管理人である志賀正幸氏はこう書いています(ただし、(専門ではない)心理学や脳科学についての問題であるので素人考えであると断ってはいます)。
(前略)
したがって、超高純度の銅を使ったり、凝った構造をした、高価なケーブルに変えて音が激変したという話しはまず心理効果と見て間違いないでしよう。
では、ケーブルの音質評価はどうなっているのかというと
・高純度銅を売りにしたケーブルはあるが、銅の純度が高いほど(高い純度を主張しているほど)音質評価が高いという現象は見られない。

・ケーブルの音質比較において、価格の低いケーブルの評価がより価格の高いケーブルを上回ることがあり、価格が高いほど評価が高いというはっきりした相関はない。(ただし、同一メーカーの製品については価格が高いもののほうが高音質である傾向がある)。

・上記の現象は、検聴者がもっている思い込みがバラバラであり、たとえば高純度銅に良いイメージを持っている者もいれば、高価格が良いと思い込む者もいることによるとの反論があるかもしれないが、それぞれのケーブルの試聴結果はランダムではなく、製品により一定の傾向があることからイメージに基づく思い込みで音質評価が大きく影響されている可能性は低い。

・ケーブルの交換は、音質が向上することを期待して行うことが多く、それによって交換した後のケーブルを期待感により高評価してしまうことが考えられる。しかし、期待してより音のよさそうなケーブルに変更したが良くならなかった、むしろ悪くなったという事例が一定数存在する(エージング不足などによりその後良くなったとしているものも心理効果に支配されなかったという意味では同様なのでこのケースに含まれる)。

・USBケーブルやLANケーブルでは、音が変化するというイメージが持ちにくい。オーディオ用USBケーブルやオーディオ用LANケーブルと一般ケーブルの比較ならば、オーディオ用の法yが高音質であるという思い込みを待ちやすいことが考えられる。しかし、このようなケーブルが登場する以前から通常のPC用ケーブルを使った比較試聴による音質変化が報告されている。このような比較試聴の場合、特にどのケーブルが高音質であるかの予断は持ちにくいはずであるが、それでも違いや優劣が報告されている。

以上のような状況があるが、果たして心理学的には説明がつくのか、大いに疑問であり、ケーブルの音質変化に占める心理効果の寄与は限定的ではないかと考えています。


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2018年5月 6日 (日)

ケーブルで音が変わる理由2 電気的特性による音質変化2

 前回の記事に続き、ケーブルの電気的性質による音質変化がマイナーな効果しかないと考えられる別の理由について、列記します。

 スピーカーケーブルの抵抗によるダンピングファクターの変化による音質への影響については広く認められているところでありますが、これについては別に書くこととし、そのほかの電気的特性について書いていきます。

・抵抗値が高音質をもたらす可能性について
 抵抗を下げてやればもしかしてよい音になるのではないかとは考えがちなところだと思います。オーディオケーブルの世界では抵抗値が低い高純度銅を使ったケーブルが販売されています。これについては純度を高めることによるわずかの抵抗の低下の効果を疑問視する意見や、低抵抗が功奏する理論的根拠がないことからの批判があります。
 私が注目したいのは、高純度銅のケーブルを売っているメーカーは高純度についてはアピールしていますが、低抵抗だから高音質との明確な主張がないところです(筆の勢いで書いてしまったような記述はわずかにあります)。外野からの批判だけでなく、販売しているほうも主張していないのですから、低抵抗が高音質をもたらすとは誰も主張していないことになります。このことは低抵抗が高音質をもたらすものではないことを意味していると私は考えます。

・あらゆる種類のケーブルでケーブルによる音質変化があること
 ケーブルによる音質変化については、とくにアナログケーブルについて電気的性質であるL,C,R表皮効果に原因を求める見解があります。当然これらによって少しは音質が変化することは事実です。このことによる音質変化を主張する場合、デジタルケーブルについては言及しないかまたは変化について否定的な傾向があるように思います。ただし、実際にはアナログケーブルだけではなく、デジタルケーブルでも、USBケーブルやLANケーブルでも、さらには電源ケーブルでもケーブルによる音質変化が認められます。
 L,C,R,表皮効果が音質変化の主要因であるとすると、アナログケーブルは電流の変化がそのまま音になりますが、デジタルケーブルや電源ケーブルには異なる効き方をするはずです。それよりは、あらゆるケーブルに音質変化をもたらす共通の原理を考えたほうが、より説明がつきやすいはずです。

・ケーブルによる音質変化が多彩であること
 ケーブルにはそれぞれ音質に個性があり、多彩な変化を見せる。アナログケーブルの音質はL,C,R表皮効果による電流への影響を反映して定性的には変化するが、これが音質変化の主要因であるとすると、4つだけのパラメーターで多彩な個性を再現できるかという疑問がわきます。仮に、この4つのパラメーターでケーブルの音質変化が生じるとすると、これらはパラメーターごとの音質変化傾向がすでにまとめられそうですが、そのようなものはありません。したがって、L,C,R表皮効果は音質変化の主要因ではないと思われます。
 デジタルケーブルについて考えると、L,C,表皮効果はどれも矩形波の角を丸めて正弦波のような形状に近づける効果であり、似たような変化をもたらすと予想されます。L,C,(R),表皮効果が音質変化の主要因であるとして、それならば、デジタルケーブルによる音質変化は一方向になってしまいます。そうすると、音の異なるケーブルであっても、長さを調整して、ほぼ同じ音にすることが可能であることになりますが、そのような事実はありません。
 電源ケーブルでも交換により様々な音質変化がありますが、L,C,R表皮効果の影響ということならば、柱状トランスまたはブレーカーからの全延長分の電気的性質が影響するはずであり、末端の電源ケーブルのみの交換では電気的性質の変化が非常に小さく、多彩な音質変化を説明することは困難です。また、電源フィルターを挟むと、大きなL,Cが入ることになるため、電源ケーブルによる変化は電源フィルターに比べて無視できるくらい小さくなるはずですが、実際には、電源フィルターを挟んでも電源ケーブルで音が変わります。したがって電源ケーブルにおいても、L,C,R表皮効果は音質変化の主要因ではないと考えられます。

・電気的性質について対策を施したケーブルの評価
 電気的性質について、対策を施したオーディオケーブルがあります。オーディオテクニカのこちらのラインケーブルはインダクタンスの低減対策を講じたケーブルですが決して最高評価されているケーブルではありません。

・測定してみても
 こちらのサイトではラインケーブルを多数聞き比べ、合わせてLCRメータで測定を行っています。測定精度は不明ながら、こちらのサイトでは音質と電気的特性は必ずしも一致しなかったと書かれています。

・許容電流値は関係あるのか
 特に電源ケーブルによる音質変化について、許容電流値による電力供給能力により、音質に差が出るとする主張があります。これが本当ならば、消費電力が大きく、かつ電力変動が大きい大出力のパワーアンプでは電源ケーブルによる音質差が大きいが、プリアンプやDACではそれほどではなく、DDCやドライブを外付け化し余計なタスクが動いていないPCなどでは電源ケーブルではほとんど音質差が出ないといった現象が予想されますが、PCやDACの電源ケーブルでも音質の変化があります。また、許容電流値が問題ならば電源ケーブルが温まるにしたがって音が悪くなるような現象もありそうですが、聞いたことがありません。したがって、許容電流値は電源ケーブルによる音質変化には関係がないと考えられます。

以上のような理由で、ケーブルの電気的特性による音質変化はマイナーなものでしかないと考えています。内容に間違いなどございましたら、指摘いただければ幸いです。


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