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2019年3月

2019年3月10日 (日)

高音質ケーブルの条件2

 縦振動(音波)を伝えにくいケーブルがオーディオ用として高音質のケーブルであるということで、そのように縦振動(音波)を伝えにくいケーブルとはどのようなケーブルなのか、いくつかの物質の振動の伝わり方(音波速度)を調べてみました
 その結果、物質の代表的な音波速度だけでは、決め手にはならないように思えました。ただし、音波速度がケーブルの音質に対する重要なファクターであることは本当らしいという傾向は認められたと思います(例えば、アルミを導体としたケーブルは音質評価が悪いことや絶縁体ではテフロンがPVCよりも高音質材料とされていることなどが説明できる)。

 銅などの性質からたどる方法は限界になったため、別の方法を考えます。そこで、細い線状の固体を通して音波を伝える道具である「糸電話」を取り上げます。音の良いオーディオ用ケーブルとは、縦振動(音波)を伝えにくいケーブルであり、糸電話の糸としては性能の悪いケーブルであると考えられます。

 糸電話の糸について調べて見ます。

 糸電話の研究についてはいくつか見つかれるのですが、やはり教育目的の実験や小中学生の自由研究のようなものがどうしても多くなります。


・糸電話について、調べてわかった参考になりそうな項目です。

 多くの資料に書かれていることとしては、以下のものがあります。(たとえば、https://dramacontents.com/archives/1489など)

・音を媒介する振動は主として縦振動である。
・低音は高音よりも減衰しやすい。
・糸電話は糸の長さが100m以上でも聞こえる
・細くてしなやかな材料が良い
・太い糸は低音を伝えやすく、細い糸は高音を伝えやすい
・ゴムを使うとあまり聞こえない
・細い方が遠くても聞こえやすい、しかし、いろいろな実験結果を見ると太さを変えてもさほど変わらないとか、まれに、太めの方がよく聞こえたというものもある。
・針金を糸の代わりに使うとエコーがかかって聞こえる
・針金をばねにするともっとエコーがかかって聞こえる
・しっかり糸を張ると振動がよく伝わり、良く聞こえる。糸がたるむと聞こえない。針金の場合多少曲がっても聞こえる。

こちらも小学生の研究ですが、小学生とは思えないほどよく書けています。
https://www.city.chiba.jp/kyoiku/gakkokyoiku/kyoikushido/documents/14oto.pdf
固い材料の方が減衰が小さい
糸の代わりに針金を使うと非常に減衰が少ない
細くて固い針金と太くて柔らかい針金を比較すると前者の方が音がよく伝わった。絹糸、水糸などでは太さを変えても音の伝わり方は変わらなかった。

ゴムを糸の代わりに使った場合一応音は伝わるが小さい。引っ張るとゴムが変位しなくなるため、もっと聞こえなくなる。
(file://kjd-prof/redirect/t-mura/Downloads/kojinkasei13-20.pdf)

針金を使った糸電話の場合、たるんでいても音が伝わる。(たるんだ状態の)細い針金では音が伝わらず、太い針金ならば聞こえやすくなる。
(https://www.kitashirakawa.jp/yama-blog/?p=6257)

 こんなところで、なかなか明快な情報はありませんが分かること、考えられることをまとめると、

 ケーブル状の形状をした比較的固さのあるもの(針金のほか、しっかり張った糸を含む)は振動の減衰が少ない。そのため、ケーブルを伝わる振動は減衰しにくい。

 糸電話に使う糸の太さと音の伝わり方の関係は明快ではありませんが、http://kozu-osaka.jp/cms/wp-content/uploads/2017/08/2013020.pdf(糸の本数を増やして実験)をみると、糸が太い場合に聞こえにくくなるケースは、振動が拡散して不明瞭になることが原因ではないかと思いました。もしかして、波長の長い低音の場合は糸が太くても不明瞭になりにくいのでしょうか?総合的にみると、同じ材料で同じ状態であれば、伝わる振動の大きさ自体は太い糸の方が大きいように思えます。 

 太くても柔らかいものは音を伝えにくい。

 針金を使うとエコーがかかる理由については、針金は振動の減衰が小さいことを原因に挙げる見解が多いようです。これについては針金と紙コップの底という二つの物質の音響インピーダンスの違いが大きいために反射しやすいという原因もあると思います。


 以上のことから、高音質ケーブルの条件について考えます。縦振動を伝えにくいケーブルがオーディオ用として高音質のケーブルであるという仮説から考えると「柔らかい」という性質が有利に働くと思われます。太さについては明瞭ではないが、細い方が振動が伝わる量としては少ないようであり、オーディオ用ケーブルは太さが細い方が有利と考えます。金属線については柔らかくなる傾向にあることも併せて考えると、細い方が望ましい可能性が高いが、柔らかさがより優先度の高い事項ではないかと思います。


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