ケーブル容量による高域ロールオフ
ケーブル容量とソースインピーダンスの相互作用による高域ロールオフ (-3 dB) を計算します。
公式
仕組み
このカリキュレータは、パッシブギターピックアップやピエゾトランスデューサなどの高インピーダンスのオーディオソースでケーブルキャパシタンスによって生じる高周波ロールオフを計算します。ギター奏者、オーディオ技術者、機器設計者はこれを使って高音損失を予測し、適切なケーブルやバッファリングソリューションを選択します。ケーブル容量 (通常は50～150 pF/m) は、ソース・インピーダンス fc = 1/ (2*pi*R*c) の RC ローパス・フィルタを形成します。100 pF/m（合計600 pF）の 6 m ケーブルと 250 kオームのギターピックアップでは、カットオフが 1.06 kHz になり、存在感と輝きが大幅に低下します。ピックアップメーカーの測定値（シーモア・ダンカン、ディマジオ）によると、パッシブ・シングル・コイル・ピックアップの共振時のインピーダンスは100～250kΩで、ハムバッカーの共振時のインピーダンスは200～500kΩです。ピックアップのインダクタンスとケーブルの容量によって生じる共振ピークは、エレキギターのトーンの決定的な特徴で、通常は2～5kHzで発生します。アクティブ・ピックアップ（EMG、Fishman）の出力インピーダンスは1kΩ未満なので、ケーブルのキャパシタンスの影響を基本的に受けません。
計算例
問題：ビンテージスタイルのストラトキャスターピックアップ（L = 3.3 H、R = 6.2 kohm DC、共振時で約180 kΩ）の高周波ロールオフを、7 mの標準ギターケーブルで120 pF/mで計算します。
解決策: 1。ケーブルキャパシタンスの合計:C = 7 * 120 = 840 pF 2.共振時のソースインピーダンス:Z_Source は約 180 kΩ (共振ピーク時のピックアップ) 3.RC カットオフ:fc = 1/ (2*pi*180000*840e-12) = 1.05 kHz
周波数応答解析: -1.05 kHz 時:-3 dB (パワーポイントの半分) -2.1 kHz (1 オクターブ上) で:-7 デシベル -5 kHz 時:-13 dB (大幅な高音損失) -10 kHz 時:-19 dB (プレゼンスは大幅に減衰します)
共振ピーク (ケーブルキャパシタンスを含む): -ピックアップインダクタンス:L = 3.3 H -総キャパシタンス:C_Cable + C_Tone_Pot は 840 + 22 = 862 pF (22 nF のトーンキャップ付き) にほぼ等しい -待ってください-トーン・キャップを並列に接続すると、22 pF ではなく 22000 pF が追加されます。トーンを最大にすると、C_Totalはケーブルだけで約840 pFになります。 -共振周波数:f_res = 1/ (2*pi*sqrt (LC)) = 1/ (2*pi*sqrt (3.3*840e-12)) = 3.02 kHz -この共振ピークはStratsの「クアック」特性を示します。ケーブル容量が大きいほどピークは小さくなります。
緩和策: -低キャパシタンス・ケーブル (60 pF/m): FC が 1.77 kHz に上昇 (69% 向上) -バッファ・ペダル (1kオーム出力): FCが188kHzまで上昇 (基本的に20kHzまではフラット状態)
実践的なヒント
- ✓5 mを超えるケーブルの場合は、ギター出力にバッファペダル（JHSリトルブラックバッファ、TCエレクトロニックボナファイド）を使用してください。バッファは高インピーダンスのピックアップ出力（100〜500kオーム）を低インピーダンス（100〜1000オーム）に変換し、fcを100kHz以上に上げます。ユニティ・ゲイン JFET バッファはノイズを発生させず、バッテリから 1 ～ 5 mA を消費します。つまり、実質的に高音を永続的に維持します。
- ✓バッファなしのパッシブギターには、静電容量が80 pF/m未満のインストゥルメントケーブルを選択してください。プレミアムケーブル (モガミ2524:50 pF/m、カナレGS-6:70 pF/m、エビデンスオーディオリリック:39 pF/m) は、標準の100-150 pF/mケーブルと比べて、高音域が目に見えて向上しています。この違いは、シングル・コイル・ピックアップのフル・トーン設定で最も顕著です。
- ✓プレーヤーの中には、意図的にケーブルキャパシタンスを使ってトーンを形作る人もいます。長いケーブル（100-120 pF/m x 10 m = 1000+ pF）は、共振ピークを4 kHzから2-3 kHzに下げることで、暖かみのあるビンテージサウンドを作り出します。エリック・ジョンソンは、特定の長さのケーブルを使って音を出すことで有名です。「アップグレード」に投資する前に、3 m と 6 m のケーブルを試して違いを確認してください。
- ✓ピエゾピックアップ（アコースティックギター、バイオリン）では、出力インピーダンスが1Mohmを超えることがあり、ケーブルの静電容量の影響が深刻になります。入力インピーダンスが 10 Mohm を超えるプリアンプ (LR Baggs Para DI などの FET ベース) は不可欠です。入力が 1 ミリオームのパッシブ DI ボックスは、ケーブルが短い場合でも大きな高音損失を引き起こします。
よくある間違い
- ✗問題が長いケーブルでのみ発生すると仮定すると、100 pF/m = 300 pF で 400 kオームのハムバッカーを搭載した3 mのケーブルでも、fc = 1.33 kHzになります。ケーブルが短いと、インピーダンスの高いパッシブソースでは依然として大きなロールオフが発生します。ロールオフは、ケーブル長だけではなく、電源インピーダンスとケーブル容量の組み合わせによって決まります。
- ✗ギターのトーン回路は無視すると、トーンポテンショメータとコンデンサ（通常は250k/500kポット、キャップが22〜47 nF）は、ケーブルのキャパシタンスと相互作用するパラレルRCネットワークを形成します。トーンポットを最大 (バイパス) に設定すると、ケーブルの容量だけが問題になります。トーンがロールオフすると、トーンキャップが支配的になります。これが、トーンノブのスイープ範囲がケーブルによって変わる理由です。
- ✗バランス型ケーブルの静電容量はゼロと考えると、バランス型 (XLR、TRS) ケーブルにも静電容量 (標準30〜80 pF/m) がありますが、ソースインピーダンスは低いです (マイク/ラインでは150～600オーム)。その結果の fc は MHz の範囲内です (完全に聞こえません)。信号レートが 3 MHz 以上の AES/EBU デジタルオーディオでは、バランスの取れたケーブルキャパシタンスが問題になります。
- ✗すべてのトーンロスはケーブルキャパシタンスのせいです。はんだ接合部の劣化、コネクタの腐食、接点の汚れは、ケーブルキャパシタンスの違いよりも10〜20倍多くのトーンロスを引き起こします。1/4 インチのジャックが腐食すると、直列抵抗が 10 kΩ以上増加し、それ自体でロールオフが発生する可能性があります。ケーブルをアップグレードする前に、接続部を清掃してメンテナンスを行ってください。