音楽信号伝送用ケーブル

【課題】音楽信号に発生する混変調歪みを抑制して、音楽信号を正確かつ良好に伝送することができる音楽信号伝送用ケーブルを提供する。
【解決手段】中心導体１、内部導体２及び外部導体３を有する３重同軸ケーブル１０であって、入力側において、中心導体１と内部導体２とを接続し、出力側において、内部導体２を絶縁処理した音楽信号伝送用ケーブル１０を構成する。中心導体１に信号電圧を印加し、外部導体３を接地することによって、中心導体１と内部導体２とは同電位となり、その間に静電容量は発生せず、中心導体１と外部導体３とは内部導体２によって電気的に遮蔽されているから、その間に静電容量は発生しない。これによって、混変調歪みのない音楽信号の伝送が可能となる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音楽信号伝送線路に発生する静電容量による音楽信号の混変調歪みを減少させ、音質を改善する音楽信号伝送ケーブルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、音楽信号伝送線路であるオーディオ機器内の配線、オーディオ機器間の接続ケーブル、スピーカーケーブルとして、シールド線、同軸ケーブル、平行線、撚り線等が使用されてきた。
【０００３】
シールド線、同軸ケーブル等は、内部及び外部ノイズの影響を受け、信号音の音質が損なわれ易い。そこで、電気伝導性を向上し、内部ノイズの影響を除去するため、アルミニウムから成る単芯線を使用し、芯線とそれを囲繞する絶縁体との間に空気層を形成したケーブルが提案されている（特許文献１参照）。又、外部ノイズの影響を除去するため、マグネシウム金属箔からなるテープを螺旋状に巻き付けてシールド層を形成したケーブルが提案されている（特許文献２参照）。
【０００４】
一方、シールド線、同軸ケーブル内で絶縁物による線路特性変化が起きる現象が知られているが、このような誘電体現象を減少させるため、２本のシールド線を平行に配置し、梯子型構造に接続したケーブルが提案されている（特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２２０７９７号公報
【特許文献２】特許第４２８２７５９号公報
【特許文献３】特許第３７５３４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、同軸ケーブルを使用して音楽信号の伝送を行うと、同軸ケーブルの線間、絶縁材、接続ソケット、接続プラグ等に静電容量が発生して、この静電容量が再生音に影響を与えることはよく知られている。
【０００７】
以下、従来の同軸ケーブルを使用した際に生じる静電容量と、この静電容量による再生音への影響について、図面を参照して説明する。
図１１は、従来の音楽信号伝送用ケーブルの一実施形態の構成図であり、図１２は、その断面図である。
【０００８】
従来の音楽信号伝送用ケーブル５０は、中心導体５１と外部導体５２とを有する同軸ケーブルであって、中心導体５１に信号電圧を印加し、外部導体５２を接地するようになっている。
中心導体５１と外部導体５２とは互いに絶縁されており、同電位ではないから、その間に静電容量Ｃが発生することになる。そして、この静電容量Ｃは、ケーブルの長さに比例して大きくなる。
【０００９】
図１３は、中心導体５１と外部導体５２との間に信号電圧を印加して、流れる電流を測定し、その間のインピーダンスＺを算出するための構成図である。
発振器５３によって中心導体５１と外部導体５２との間に正弦波信号Ｖｐ−ｐを印加して、中心導体５１に流れる電流Ｉを電流計５４によって測定し、インピーダンスＺを次式によって算出する。
【００１０】
（数式１）
Ｚ＝Ｖ／Ｉ
ここで、Ｖは印加電圧値、Ｉは測定電流値である。
【００１１】
長さ５ｍの音楽信号伝送用ケーブル５０に発振器５３より正弦波信号１０ｋＨｚ、２０Ｖｐ−ｐを印加して、電流計５４によって電流Ｉを測定したところ、電流測定値は０．０００４２Ａであった。よって、上記数式１によりインピーダンスＺを算出すると、４７６１９Ωとなる。
中心導体５１と外部導体５２との間の静電容量Ｃは、次式によって算出される。
【００１２】
（数式２）
Ｃ＝１／２πｆＺ
ここで、ｆは入力周波数、Ｚはインピーダンスである。
【００１３】
上記数式２にｆ＝１０（ｋＨｚ）、Ｚ＝４７６１９（Ω）を代入して算出すると、静電容量Ｃは、３３４ｐＦとなった。
実際に、中心導体５１と外部導体５２との間の静電容量Ｃを静電容量測定器によって測定したところ、３３１ｐＦであり、上記算出値と略一致した。
【００１４】
図１４は、上記で算出したインピーダンスＺと同量の負荷抵抗５５を中心導体５１に接続し、静電容量Ｃと負荷抵抗５５に流れる合成電流を測定するための構成図である。
【００１５】
長さ５ｍの音楽信号伝送用ケーブル５０の中心導体５１に負荷抵抗５５として４７ＫΩを接続し、発振器５３より正弦波信号１０ｋＨｚ、２０Ｖｐ−ｐを印加して、電流計５４によって電流を測定すると、静電容量Ｃに流れる電流ＩＣと負荷抵抗５５に流れる電流ＩＲとの合成電流Ｉを測定することができる。
前記のインピーダンスＺは４７６１９Ωであり、負荷抵抗５５は４７ＫΩであるから、
静電容量Ｃに流れる電流ＩＣ≒負荷抵抗５５に流れる電流ＩＲとなる。
【００１６】
図１５は、図１４に示すケーブル５０の静電容量Ｃに流れる電流ＩＣと負荷抵抗５５に流れる電流ＩＲとの合成電流Ｉの相関を示す図である。ここで、合成電流Ｉは二等辺三角形の斜辺になり、ＩＣ又はＩＲを２^１／２倍した値となる。
上記で測定した電流０．０００４２Ａを２^１／２倍すると０．０００５９Ａとなり、実際の電流計５４による測定値は０．０００５９８Ａとなり、略等しい値となった。
【００１７】
図１６は、ケーブル５０に複合波を入力し、出力波の混変調歪みを観測するための構成図である。ここで、市販のＲＣＡケーブル（長さ５ｍ、静電容量３５０ｐＦ）に複合波を入力し、波形観測により入力波形と出力波形の比較を行った。
複合器５６に高周波数の波形ＦＨ及び低周波数の波形ＦＬを入力して、複合波を発生させ、ケーブル５０の中心導体５１と外部導体５２との間にこの複合波を印加し、復調器５７によってケーブル５０の出力波形から低周波数の波形ＦＬを除き、復調された高周波数の波形ＦＨ１のみとした。
【００１８】
図１７は、複合器５６から出力された複合波（上側の波形）と復調された高周波数の波形ＦＨ１（下側の波形）とを比較して示す観測図であり、図１８は、複合器５６から出力された高周波数の波形ＦＨ（下側の波形）と復調された高周波数の波形ＦＨ１（上側の波形）とを比較して示す観測図である。
これによって、ＦＨの振幅（１００ｍＶｐ−ｐ）レベルに対して、ＦＨ１の波形頭の振幅は±３％変化し、さらに、波形頭が変形し、±３°位相がずれ、混変調歪みが発生しているのがわかる。
【００１９】
以上のように、従来の同軸ケーブルによって音楽信号の伝送を行うと、同軸ケーブルの線間、絶縁材、接続ソケット、接続プラグ等に静電容量が発生して、この静電容量が音楽信号に混変調歪みを発生させ、再生音の音質に悪影響を与えていた。
具体的に説明すれば、音楽信号は複合波で、主に、基本波と周波数が高く振幅の小さい倍音とから構成され、同軸ケーブルによって音楽信号を伝送すると、静電容量が信号の振幅の大きさと周波数に比例して発生する。そして、音楽信号伝送時には、静電容量に流れる電流ＩＣと負荷抵抗（アンプ等の入力抵抗）に流れる電流ＩＲとが重なって流れるが、静電容量に流れる電流ＩＣは突入電流であるから、負荷抵抗に流れる電流ＩＲが影響を受け、倍音は特に振幅が小さいので、倍音に混変調歪みが発生するのである。
【００２０】
本発明は、このような問題点を解決するために為されたものであって、その目的とするところは、同軸ケーブルの静電容量により音楽信号に発生する混変調歪みを除去することによって、音楽信号を正確に伝送することができる音楽信号伝送用ケーブルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するために、本発明は、中心導体、内部導体及び外部導体を有する３重同軸ケーブルであって、入力側において前記中心導体と前記内部導体とを接続し、出力側において前記内部導体を絶縁し、前記中心導体に信号電流を印加し、前記外部導体を接地するようにして、音楽信号伝送用ケーブルを構成したことを特徴とする。
【００２２】
かかる構成によれば、中心導体と内部導体とは接続してあるから、同電位となり、その間に静電容量は発生せず、しかも、中心導体と外部導体とは内部導体によって電気的に遮蔽されているから、その間に静電容量は発生しない。
【００２３】
入力側において、前記中心導体及び前記内部導体にバッファアンプを接続すれば、入力側の音楽信号を増幅することができ、ケーブルの長さを１００ｍに延長しても、十分に音楽信号を伝送することが可能となる。
【００２４】
前記音楽信号伝送用ケーブルにおいて、２重同軸構造プラグを入力側及び出力側に配置し、入力側において、前記音楽信号伝送用ケーブルの前記内部導体を接続した前記中心導体の線末端を前記２重同軸構造プラグの中心端子に接続し、前記ケーブルの前記外部導体の線末端を前記２重同軸構造プラグの外部導体に接続すると共に、出力側において、前記
音楽信号伝送用ケーブルの前記中心導体の線末端を前記２重同軸構造プラグの中心端子に接続し、前記ケーブルの前記外部導体の線末端を前記２重同軸構造プラグの前記外部導体に接続して、音楽信号伝送用ケーブルを構成してもよい。
【００２５】
又、前記音楽信号伝送用ケーブルにおいて、３重同軸構造プラグを入力側に配置し、２重同軸構造プラグを出力側に配置し、入力側において、前記音楽信号伝送用ケーブルの前記中心導体の線末端を前記３重同軸構造プラグの中心端子に接続し、前記ケーブルの前記内部導体の線末端を前記３重同軸構造プラグの内部導体に接続し、前記ケーブルの前記外部導体の線末端を前記３重同軸構造プラグの外部導体に接続すると共に、出力側において、前記音楽信号伝送用ケーブルの前記中心導体の線末端を前記２重同軸構造プラグの中心端子に接続し、前記ケーブルの前記外部導体の線末端を前記２重同軸構造プラグの前記外部導体に接続して、音楽信号伝送用ケーブルを構成してもよい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の音楽信号伝送用ケーブルは、中心導体と内部導体とを接続して同電位とすると共に、中心導体と外部導体とを内部導体によって電気的に遮蔽して、その間に静電容量を発生させないようにしたから、音楽信号に発生する混変調歪みを大幅に抑制することができ、音楽信号を正確かつ良好に伝送することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の音楽信号伝送用ケーブルの一実施形態の構成図である。
【図２】図１に示すケーブルの断面図である。
【図３】中心導体と外部導体との間に流れる電流を測定し、その間のインピーダンスＺを算出するための構成図である。
【図４】インピーダンスＺと同量の負荷抵抗を中心導体に接続し、静電容量Ｃと負荷抵抗に流れる合成電流を測定するための構成図である。
【図５】ケーブルに複合波を入力し、出力波の混変調歪みを観測するための構成図である。
【図６】複合器へ入力された高周波数の波形ＦＨ（下側の波形）と復調された高周波数の波形ＦＨ１（上側の波形）とを比較して示す観測図である。
【図７】本発明の音楽信号伝送用ケーブルであって、ケーブルの長さを１００ｍに延長する場合の構成図である。
【図８】本発明の音楽信号伝送用ケーブルの両端にＲＣＡピンプラグを装着する場合の構成図である。
【図９】本発明の音楽信号伝送用ケーブルの一端にトライアキシャルコネクタを、他端にＲＣＡピンプラグを装着する場合の構成図である。
【図１０】本発明の音楽信号伝送用ケーブルをオーディオ機器内における音楽信号伝送ケーブルとして使用する場合の概略構成図である。
【図１１】従来の音楽信号伝送用ケーブルの一実施形態の構成図である。
【図１２】図１１に示すケーブルの断面図である。
【図１３】中心導体と外部導体との間に流れる電流を測定し、その間のインピーダンスＺを算出するための構成図である。
【図１４】インピーダンスＺと同量の負荷抵抗を中心導体に接続し、静電容量Ｃと負荷抵抗に流れる合成電流を測定するための構成図である。
【図１５】ケーブルの静電容量Ｃに流れる電流ＩＣと負荷抵抗に流れる電流ＩＲとの合成電流Ｉの相関を示す図である。
【図１６】ケーブルに複合波を入力し、出力波の混変調歪みを観測するための構成図である。
【図１７】複合器から出力された複合波（上側の波形）と復調された高周波数の波形ＦＨ１（下側の波形）とを比較して示す観測図である。
【図１８】複合器へ入力された高周波数の波形ＦＨ（下側の波形）と復調された高周波数の波形ＦＨ１（上側の波形）とを比較して示す観測図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
以下、本発明の音楽信号伝送用ケーブルの好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【実施例１】
【００２９】
図１は、本発明の音楽信号伝送用ケーブル１０の一実施形態の構成図であり、図２は、その断面図である。
【００３０】
本発明の音楽信号伝送用ケーブル１０は、中心導体１、内部導体２及び外部導体３を有する３重同軸ケーブルであって、入力側において、中心導体１と内部導体２とを接続し、出力側において、内部導体２を絶縁し、中心導体１に信号電圧を印加し、外部導体３を接地するようにしたものである。
【００３１】
音楽信号伝送用ケーブル１０では、中心導体１と内部導体２とを接続してあるから、同電位となり、その間に静電容量は発生しない。一方、内部導体２と外部導体３とは接続していないから、同電位とならず、その間に静電容量Ｃが発生する。
しかし、中心導体１と外部導体３とは内部導体２によって電気的に遮蔽してあるから、その間に静電容量は発生しない。この電気的な遮蔽を確実にするため、内部導体２は外部導体３の両端より外方に所定長さ、例えば５ｍｍ程度、延長させてある。
【００３２】
図３は、中心導体１と外部導体３との間に流れる電流を測定し、その間のインピーダンスＺを算出するための構成図である。
発振器４によって中心導体１と外部導体３との間に正弦波信号１０ｋＨｚ、２０Ｖｐ−ｐを印加して、中心導体１から内部導体２に流れる電流を電流計５によって測定したところ、電流の測定値は０Ａであった。
上記数式１によってインピーダンスＺを算出すれば、０ｐＦである。
【００３３】
上記のように、中心導体１と内部導体２とは接続してあるから、同電位となり、その間に静電容量は発生せず、しかも、中心導体１と外部導体３とは内部導体２によって電気的に遮蔽されているから、その間に静電容量は発生しない。
【００３４】
図４は、インピーダンスＺと同量の負荷抵抗６を中心導体１に接続し、静電容量Ｃと負荷抵抗６に流れる合成電流を測定するための構成図である。
中心導体１の出力側Ｂに負荷抵抗６として４７ＫΩを接続し、発振器４により正弦波信号１０ｋＨｚ、２０Ｖｐ−ｐを印加して、電流計５によって中心導体１に流れる電流を測定したところ、０．０００４３Ａであった。
この時のインピーダンスＺは、上記数式１によって４６．５ｋΩであるから、音楽信号は負荷抵抗６のみに伝送されることがわかる。
【００３５】
図５は、ケーブル１０に複合波を入力し、出力波の混変調歪みを観測するための構成図である。
複合器７に高周波数の波形ＦＨ及び低周波数の波形ＦＬを入力し、複合波を発生させ、ケーブル１０の中心導体１と外部導体３との間にこの複合波を印加し、復調器８によってケーブル１０の出力波形から低周波数の波形ＦＬを除き、復調された高周波数の波形ＦＨ１のみとした。
【００３６】
図６は、複合器７へ入力された高周波数の波形ＦＨ（下側の波形）と復調された高周波数の波形ＦＨ１（上側の波形）とを比較して示す観測図である。
高周波数の波形ＦＨ（下側の波形）と復調された高周波数の波形ＦＨ１（上側の波形）とを比較すれば、ＦＨ１の波形頭の振幅、波形頭の変形、位相のずれともに、従来のＲＣＡケーブルのように大きくはなく、混変調歪みも小さいことがわかる。
【実施例２】
【００３７】
図７は、本発明の音楽信号伝送用ケーブルであって、ケーブルをより長く、例えば１００ｍ程度にまで、延長する場合の構成図である。
【００３８】
本発明の音楽信号伝送用ケーブル２０は、入力側Ａの中心導体１及び内部導体２にバッファアンプ２１，２２を接続したものであり、これによって、入力側Ａの音楽信号を増幅することができて、ケーブル２０の長さを１００ｍに延長しても、十分に音楽信号を伝送することが可能となる。
【実施例３】
【００３９】
図８は、本発明の音楽信号伝送用ケーブル１０の両端にＲＣＡピンプラグ３０を装着する場合の構成図である。
【００４０】
音楽信号伝送用ケーブル１０のＡ側は、音楽信号入出力機器の出力側に接続する。内部導体２を接続した中心導体１の線末端１１をＲＣＡピンプラグ３０の中心端子３１に、外部導体３の線末端１２を外部導体３２に接続する。
音楽信号伝送用ケーブル１０のＢ側は、音楽信号入出力機器の入力側に接続する。中心導体１の線末端１３をＲＣＡピンプラグ３０の中心端子３１に、外部導体３の線末端１４を外部導体３２に接続する。
【実施例４】
【００４１】
図９は、本発明の音楽信号伝送用ケーブル１０の一端にトライアキシャルコネクタ３４を、他端にＲＣＡピンプラグ３０を装着する場合の構成図である。
【００４２】
音楽信号伝送用ケーブル１０のＡ側は、音楽信号入出力機器の出力側に接続する。中心導体１の線末端１５をトライアキシャルコネクタ３４の中心端子３５に、内部導体２の線末端１６を内部導体３６に、外部導体３の線末端１２を外部導体３７に接続する。
音楽信号伝送用ケーブル１０のＢ側は、音楽信号入出力機器の入力側に接続する。中心導体１の線末端１３をＲＣＡピンプラグ３０の中心端子３１に、外部導体３の線末端１４を外部導体３２に接続する。
【実施例５】
【００４３】
図１０は、本発明の音楽信号伝送用ケーブル１０をオーディオ機器内における音楽信号伝送ケーブルとして使用する場合の概略構成図である。
ここで、オーディオ機器としてＲＣＡジャツクを備えたものを例として説明する。
【００４４】
オーディオ機器は、背面パネルに入力端子ＩＮ、出力端子ＯＵＴを備え、音楽信号の入出力を行うものが一般的である。入力端子ＩＮから入力された音楽信号は、オーディオ機器内で適宜信号処理を行い、出力端子ＯＵＴから出力される。
【００４５】
入力端子ＩＮからオペアンプ４０までの配線方法について説明する。入力端子ＩＮの中心端子３１に音楽信号伝送用ケーブル１０の中心導体１と内部導体２の線末端１１を、外部導体３２と外部導体３の線末端１２を接続する。一方、オペアンプ４０の入力端子４１に音楽信号伝送用ケーブル１０の中心導体１の線末端１３を、オペアンプ４０のグランド端子４２に外部導体３の線末端１４を接続する。又、上記の通り、内部導体２は外部導体３の両端より外方に５ｍｍ程度延長して、絶縁処理を施すようにする。
【００４６】
オペアンプ４４から出力端子ＯＵＴまでの配線方法について説明する。オペアンプ４４の出力端子４５に音楽信号伝送用ケーブル１０の中心導体１と内部導体２の線末端１１を、オペアンプ４４のグランド端子４６に外部導体３の線末端１２を接続する。出力端子ＯＵＴの中心端子３１に音楽信号伝送用ケーブル１０の中心導体１の線末端１３を、外部導体３２と外部導体３の線末端１４を接続する。同様に、内部導体２は外部導体３の両端より外方に５ｍｍ程度延長して、絶縁処理を施すようにする。
【００４７】
以上説明した配線方法によれば、オーディオ機器内の入力回路、出力回路のケーブルの静電容量は０ｐＦとなり、静電容量による混変調歪みの発生を抑えることが可能となる。
【符号の説明】
【００４８】
１中心導体
２内部導体
３外部導体
１０音楽信号伝送用ケーブル
１１線末端
１２線末端
１３線末端
１４線末端
１５線末端
１６線末端
２１，２２バッファアンプ
３０２重同軸構造プラグ
３１中心端子
３２外部導体
３４３重同軸構造プラグ
３５中心端子
３６内部導体
３７外部導体
Ｃ静電容量

【特許請求の範囲】
【請求項１】
中心導体、内部導体及び外部導体を有する３重同軸ケーブルであって、入力側において前記中心導体と前記内部導体とを接続し、出力側において前記内部導体を絶縁し、前記中心導体に信号電圧を印加し、前記外部導体を接地するようにしたことを特徴とする音楽信号伝送用ケーブル。
【請求項２】
入力側において、前記中心導体及び前記内部導体にバッファアンプを接続したことを特徴とする請求項１に記載の音楽信号伝送用ケーブル。
【請求項３】
前記音楽信号伝送用ケーブルにおいて、２重同軸構造プラグを入力側及び出力側に配置し、入力側において、前記音楽信号伝送用ケーブルの前記内部導体を接続した前記中心導体の線末端を前記２重同軸構造プラグの中心端子に接続し、前記ケーブルの前記外部導体の線末端を前記２重同軸構造プラグの外部導体に接続すると共に、出力側において、前記音楽信号伝送用ケーブルの前記中心導体の線末端を前記２重同軸構造プラグの中心端子に接続し、前記ケーブルの前記外部導体の線末端を前記２重同軸構造プラグの前記外部導体に接続したことを特徴とする請求項１又は２に記載の音楽信号伝送用ケーブル。
【請求項４】
前記音楽信号伝送用ケーブルにおいて、３重同軸構造プラグを入力側に配置し、２重同軸構造プラグを出力側に配置し、入力側において、前記音楽信号伝送用ケーブルの前記中心導体の線末端を前記３重同軸構造プラグの中心端子に接続し、前記ケーブルの前記内部導体の線末端を前記３重同軸構造プラグの内部導体に接続し、前記ケーブルの前記外部導体の線末端を前記３重同軸構造プラグの外部導体に接続すると共に、出力側において、前記音楽信号伝送用ケーブルの前記中心導体の線末端を前記２重同軸構造プラグの中心端子に接続し、前記ケーブルの前記外部導体の線末端を前記２重同軸構造プラグの前記外部導体に接続したことを特徴とする請求項１又は２に記載の音楽信号伝送用ケーブル。

【図１】