アンバランスケーブルとＧＮＤについて

質問

http://www12.ocn.ne.jp/~oooo/taneakashi_recording-diary07.html

こちらのページを読みまして、いくつか疑問が浮かびましたので質問させてください。

１．
> 逆相同士のHOTとCOLDの音声信号を合成すると音が打ち消されてしまうので、
> COLD側の音声信号をアンプ側で位相反転させる構造になっている。
とありますが、
アンバランスのステレオフォンプラグのようにＬとＲがＧＮＤ（＝COLD?）を共有しているような場合には
どのようになるのでしょうか？

２．
バランスケーブルと、「2芯+普通のシールド」で作ったアンバランスケーブルとで
音質に差が出るのは何故なのでしょうか？
（このページにある解説だけでは説明が付かないような気がしました）

よろしくお願いします。

回答No.1

iBook 2001（@iBook-2001） · ベストアンサー

はじめまして♪

！）の疑問に関しては　アンバランス伝送には　逆位相のラインが有りませんので、位相の事は考えなくて良いのです。　あえてプラスとマイナスを逆接続すると　単にショートの状態になります。（アンプに悪影響が考えられますので、実験もダメですよ）

２）のバランスとアンバランスの音質差　ですが、ケーブル自体の構造その他による影響よりも　バランス伝送の場合は入出力間で伝送レベル等の標準規格がかなり上位になります。　そもそもプロ現場で標準のバランス伝送は、外部からの影響やケーブルの影響が受けにくいので利用されています。　
　つまり　ケーブル構造もありますが、伝送方式の違いの方が　格段に大きく影響してますので、入出力がバランンス対応ならば　バランス接続する方がてっとり早いと言う事でしょう。

趣味のオーディオとしては　あーでもない　コーデモナイとピンケーブルをイロイロ買い込んで音質の違いを楽しむのも　アリです。

回答No.8

yamame3497

No.6のyamameです
答えになってなかったですねｗ

１）１本のケーブルにバランスで２ｃｈ及びそれ以上の多信号を送る場合は、信号ケーブルにツイストペア線（撚り線）を使いそれを束ねてシールドしています。
オーディオの２ｃｈだと、TW－L（HOT、COLD）、TW-R（HOT、COLD）、SHIELDの２組＋シールドの５本となります。
ツイストペア線を使うと平行線に比べて格段にCMRRが高くなります。
平行線でそのまま４本束ねるだけだとL-R間のクロストーク歪が大きく発生してしまいます。ツイストペア線でも少し発生します。
ですのでシールド２芯線を２本以上束ねたケーブルもあります。
※プロ用は、ツイストペア線のシールドケーブルを使っています。

２）音質について追記
家庭用のオーディオの場合、アンバランスケーブルによるロー出しハイ受けです。（電圧伝達）
ロー出しと言うのは、低出力インピーダンスの事で、ハイ受けというのは、高インピーダンス入力です。
この場合、静電容量の大きな同軸ケーブルで長距離引っ張ると高域特性が悪化してしまいます。

バランスの場合、インピーダンスマッチングを取っています。（電力伝達）
オーディオの場合は、６００Ω出し（片チャンネル３００Ωで両チャンネルの等価直列抵抗が６００Ωとなる）、６００Ω受けとなっています。
伝達ロスが半分となり減衰すると思われますが差動出力なので２倍の信号レベルとなっているので差し引き０dB（１倍）となります。
また、この方式は静電容量による高域特性の劣化が起こり難く距離を伸ばしても数メガ台の帯域はあると思います。５０Ωなら数百MHz送れます。

また、シールドなしのバランス伝送では、CMRRに優れたツイストケーブルを使っても６～７０ｄB程度しかS/N比を確保できないので、ダイナミックレンジが最大１３０ｄBにもなるオーディオではシールドが必須です。

回答No.7

noname#80277

質問１に関して；
引用ＵＲＬの説明は他の方もご指摘になっているようにイーサネットＬＡＮ等で使用されている差動伝送方式の説明のようで、対ケーブルの２心に乗るコモンモードノイズに対する対処方法です。
アンバランスケーブル（同軸ケーブル）の信号は差動方式では伝送されませんのでこの議論は無しです。

質問２に関して；
バランスケーブルとは往復の２線心が大地（接地電位）に対して同じ位置関係にあるものを指し、シールドの有無と関係有りません。シールドの無いラインケーブル（ＬＡＮ用ＵＴＰケーブルと同様に）も市販されています。外来ノイズ的に問題なければ、シールドは不要で、その分、静電容量が低下し、減衰量も減りますから、音質が良くなる可能性があります。
１線心とシールドを端末で接続した場合には、平衡型ケーブルを不平衡で使用したことになりますので、あたかも中心導体が中心に無い、歪んだ同軸ケーブルとなります。当然静電容量も増加しますので、音質的には悪い方へ行く可能性を持っています。
以上の如く、ケーブルの接続方法で電気的特性は変化しますので、音質が変わるのは当然なことと思います。
ただ、音質とケーブル特性には（ロスの少ないケーブル）＝（良い音質）の等式は必ずしも成立しませんので？？・・・　です。「ＡＶケーブルの教科書」と題したＵＲＬもありますので探してみては如何でしょう。

回答No.6

yamame3497

１）
> COLD側の音声信号をアンプ側で位相反転させる構造になっている。
この表現は、分かり易くする為の表現で正確には、差分を増幅又は、取り出すが正しいと思います。実際には、（機器の入力で）トランス受けや差動アンプにより単相信号に変換されています。
差動信号（バランス）の利点の一つは、グランドを繋がなくても良い点です。

スタジオや放送局等では、信号が入り組んでいるのでグランドループを形成しまいがちで、場合によってはシャシーレベルでグランドして信号レベルは、未結線の場合も有ります。
グランドループを形成するとアンテナとなってハム（電力線ノイズの50/60Hz）を拾ってしまいます。
また、入力側機器のグランド（信号間）ノイズも分離できます。
グランドを接続しない場合の大半は、トランス受けです。

２）伝送間ノイズの影響を受けに難くなります。S/N比が良い。
バランスの場合、１）の表現を借りて説明するとCOLD側を反転して加算する事で逆相信号は、残り同相信号は引かれて消えます。
伝送中にケーブルに入り込む信号は、HOT、COLDとも同じ同相信号なので消え音は逆相信号なので残ります。
この信号のみを取り出す能力の事をコモン・モード・リジェクション・レシオ（CMRR：Common Mode Rejection Ratio）と呼んでおります。
音が良いと言うより悪化し難いというのがより正確な表現だと思います。

回答No.5

nokata

1、アンバランスのステレオフォンプラグはもともとバランス接続としての信号が無いので3芯のコードを有効に使う事は不可能です。
現場でよく使う手はＣＯＬＤとＧＮＤをまとめることです。
しかしアンバランス伝送なので長尺の配線ではノイズを拾いやすいです。個人的な実験では3芯目のＣＯＬＤを出力側を結線し入力側をアースせずに断線させて置くと広域の減衰や歪に有効であると感じました。
2、アンバランス接続である限り、バランスケーブルをつかってもアンバランスケーブルを使っても理論的には違いはないと思います。
ただ１にもかいたように、シールド用の線の接続方法によっては音質に違いが出ることは間違いありません。外部からのノイズから遮断するはずのシールドが意外と音質に悪影響を与えています。

回答No.4

kenta58e2

ある程度、お答えも出ている所ですが…

1)については、資料サイトの書き方があんまり良くないですね。
アンバランスについて、GND+COLDという考え方が、混乱の元です。

ここは、
バランス＝HOT、COLD、GND
アンバランス＝HOT、GND
つまり、COLDというのはバランス伝送の時だけに用いる物で、アンバランスの場合は、そもそもCOLDなんていう信号は無い…と割り切った考え方で、問題はありません。
（この種の信号を扱う電子回路を設計する時には、いわゆる『電子工学』の学問的な解釈の中で、バランス＝HOT、GND&COLDという考え方で設計計算しなきゃならない時は確かにあるので、そういう面では全くの間違いとは言えないのですが、そういう機器を使用する立場では「アンバランスはHOTとGNDだけ」と考える方が良いのです。）

ステレオフォンプラグの場合は、ＬのHOTとＲのHOTとGNDという関係になりますが、GNDは機器の中で、右も左も、もともと電子回路内で共通になっているから、ＬＲ２本ずつの４本でなく、L、R、GNDの３本の端子でも実用上問題ないんだ…というのは、他の方のご回答の通りです。

2)については、この音質の差の話は、ケーブルの説明（茶色？の字のとこ）の直後にある、
>マイクプリアンプ（TPS2）→オーディオインターフェイス（FA-66）のケーブルを
>アンバランス（モンスターケーブル：Performer500）からバランス
>（ACROLINK：6N-A2110 II XLR）へ取り替えてみての感想
という部分の話でしょうか？

違ってたらすいませんが、私の認識で合ってたら、まずはここでの実験は、マイクプリアンプもオーディオインターフェースも、どちらもそもそもバランス入出力用の設計になっている…という点が、重要なミソです。
どっちもバランス用なのに、わざわざアンバランスで繋いでみている…という点で、本来は比較対照実験としてはおかしい実験をやっていることになります（が、アマチュア実務ではよく発生する接続方法なので、意味はありますね）。

それを踏まえて、その後の記述については

(1)については、ノイズに強いバランス伝送用ケーブルを使った方が、ノイズが改善するのは当たり前という話（そうでなきゃ、面倒で高価なバランスケーブル使う意味がないし(^^ゞ）

(2)については、これはどっちかというと信号を受けているFA-66の設計の問題なんですが、だいたいFA-66クラスの価格帯（ずばり言ってアマチュア向き）のバランス入力回路では、本来バランスの所にアンバランスで入力すると、信号レベルが下がる場合が多いです。
これは、バランス入力回路が、解説にあるように「HOT信号とCOLD信号を合成することでノイズを消す」という回路なんですが、この「合成する」ということは、
　もともと、COLDというのは-HOTと同じ
　合成とは、HOTとCOLDを足すことと同じ意味
　ところが、合成前にCOLDの信号を反転している（解説読んでね）
　　…ということは、HOT+(-COLD)=HOT+HOTと意味同じ=２HOT
と、回路構成上は受けた信号の電圧が倍になるんです。（理論値で、絶対二倍になる訳じゃないけど）

なので、バランス信号なら２倍HOTの信号になるところが、アンバランスだと１倍HOTの信号にしかならないので、「バランスの方が出力が上がる」のは当たり前です。

アマチュア用機器はだいたいこんなもんですが、プロではケーブルによって露骨に信号レベルが変わるのは困る（仕事だからね(^^ゞ）ことがあるので、プロ機器ではそういう不便が起きないように入力端子をアンバランス用とバランス用で分けたり、切替スイッチが付いていたりする物も多いですが、その分機器の価格が高いです。
また、そういうプロ機器しか触ったことのないプロの中には、逆にこういう「アンバランスだとレベルが下がる」ということを知らない人もたまに居てます。

3)は、私も実際の機器の音を聞いてみないと何とも言えないですね(^^ゞ
これは機材にもよるでしょう。単にケーブルだけでは論じられないですね。
ただ、FA-66に限っては、バランス接続の方が信号レベルが上がる分、音にハリが出た感じがする…というのは、私も経験がありますから、ここのサイトに書いてある範囲では、なんとなく納得しますけどね(^^ゞ

質問の意図の認識が間違ってたらすいませんが、質問内のサイトの記事に関しては、こういうことです。

回答No.3

musekininn

こんにちは。

＜アンバランスケーブルとＧＮＤについて＞
　(1)バランス伝送でも、アンバランス伝送でも、通常の機器は「グランド」はシャーシアースに繋がっています。
　ステレオ再生が出来る音響機器で、左（Ｌ）と右（Ｒ）が一つの筐体に収められている場合、よほどの高級機（超怒級の）でも無い限りアースライン（グランド）は左（Ｌ）右（Ｒ）共通です。
　これがグランドは左右共通でも良い理由です（結果クロストークという左右お互いに音が滲み出す現象が発生します）。

　モノラル再生ではない限り、一つの筐体に収められた左右二つの機器の端子は、物理的に左右に分かれています。
　或いはモノブロックの音響機器を２台並べてステレオ再生する場合でも、入力端子は（物理的に）各々分かれています。
　結果として各機器間を接続するケーブルは２本が独立した状態が要求されるので分割されています。

　もし、位相反転の部分についての質問でしたら、アンバランスのラインはその様な「バッファーアンプ」は最初から挿入されていません。

　(2)家庭内のオーディオ機器は、ケーブルを変えると、理由は分かりませんが音に変化があります。
　私の所有している機器にもバランスとアンバランスの端子を備えた機器がありますが、バランスの端子を使うと音がトゲトゲしく無く柔らかくなります。
　明確なシャープなエッジが立った音を聞きたい場合は、アンバランスの方が適していると感じます。

回答No.2

saru1234

> アンバランスのステレオフォンプラグのようにＬとＲがＧＮＤ（＝COLD?）を
> 共有しているような場合にはどのようになるのでしょうか？

１信号に必ず２本の導線を使い、複数信号で共有する繋ぎ方はしません。

> 音質に差が出るのは何故なのでしょうか？

その点はわかりません。確かにリンク先にはノイズに強い・弱い件は
明記されていますが、
音質(高音が減衰しやすいなど)うんぬんとの関連は書かれてませんね。
私も２方式と音質の関係はあまりないように思います。