オーディオケーブル

オーディオケーブルはオーディオ再生デバイスと音響機器などの音声の伝送に使われるケーブルのことである。オーディオケーブルにはデジタル信号を伝送するものとアナログ信号を伝送するものがある。

なおケーブルレスで音声を伝送するBluetoothのような規格も登場している。

デジタルケーブル

デジタルオーディオで使われるケーブルはデジタルオーディオ信号を伝送する。デジタルオーディオ用のケーブルでは導電体同士を繋ぐアナログケーブルの延長だけでなく、電気的絶縁が可能な光ケーブルも長らく使われている（S/PDIF等で使われるTOSLINK、MADIで使われるMADIケーブルなど）。しかしながら光ケーブルは同軸ケーブルよりもジッターが多くなり音質に悪影響が出るとも言われている同軸/光デジタルのジッターを捉えた!? DIGICheckで可視化に挑む! Impress 2021年4月12日The Audiophiliac asks the experts: Do digital audio connections sound different? CNET 2016年1月14日。

また映像向けのHDMIケーブルおよびその規格をオーディオ出力向けに転用したHDMI ARC/eARC技術も登場しており、これらに対応した民生向けテレビやアクティブスピーカー（アンプ搭載スピーカー）等のオーディオ機器が一般化してきているテレビに組み合わせたい“推し”スピーカー アクティブスピーカーを徹底レビュー - ホームシアターCHANNEL PHILE WEB 2021年12月8日。。

その他、HDMIやDisplayPortなどの通常の映像伝送インターフェースでも映像に付随してオーディオのデジタル伝送が可能となっており、テレビやPCディスプレイ（PCモニター）内蔵のスピーカーへの接続に使われているほか、映像に付随するオーディオ信号を取り出すための音声分離器 (Audio Extractor) も多数登場している。HDMIの映像に付随するオーディオ部分ではBCH符号による誤り訂正が行われているExpensive HDMI cables make no difference and here's why 2020年1月13日i.MX 6Dual/6Quad Applications Processor Reference Manual, Rev. 2 - Chapter 33 HDMI Transmitter (HDMI) p.1546 フリースケール・セミコンダクタ 2014年6月。

汎用伝送規格のユニバーサル・シリアル・バス (USB)にもデジタルオーディオ向けのUSB Audio Classが存在している。また汎用伝送規格のIEEE 1394 (FireWire) もデジタルオーディオの伝送に使われていたが、こちらは標準化されたプロトコルの-6IEC 61883-6:2014 - Consumer audio/video equipment - Digital interface - Part 6: Audio and music data transmission protocolだけでなく様々なベンダー固有プロトコル（BeBoBなど）が使われていたsnd-firewire-ctl-services ALSAプロジェクト。

デジタルオーディオ伝送規格の比較 規格 ケーブル バンド幅 チャンネルレイアウト 主な対応コーデック その他 音声のみ S/PDIF 光ファイバ (TOSLINK) 同軸（RCA端子またはBNC端子） 1.5Mbpsホームシアターにおける「サラウンドの基礎知識」 p.3 ITmedia 2005年2月18日 非圧縮: 2ch圧縮: 5.1ch LPCM、IEC 61937 AES/EBU AES3 ツイストペアDigital audio: Inside the AES3-2003 digital audio standard TV Tech 2004年12月1日（XLR3端子）同軸（BNC端子） 3Mbps LPCM、IEC 61937 S/PDIFより長距離の伝送も可能Interfacing AES3 & S/PDIF p.2 Rane Corporation 2001年。 光ファイバ（TOSLINK互換） 12.28Mbps −8ch LPCM Digital AES59AES59 SOS Publications Group D-subケーブル 24Mbps（双方向） 片側AES3 4ch AESと同等 双方向 HDMI ARC (HDMI 1.4以降) HEAC対応HDMIケーブル 1Mbps 非圧縮: −2ch圧縮: −5.1ch LPCM、IEC 61937What Is HDMI ARC and eARC? Tom's Guide 2023年3月23日HDMIの「ARC」「eARC」って何？ テレビとオーディオ機器接続の重要ワード 価格.com 2024年2月20日 逆方向。S/PDIFの代替。シングルモードとコモンモードが存在するHDMI 1.4で注目の新機能「HEAC」の測定 ITmedia 2010年4月19日。 HDMI eARC(HDMI 2.1以降) HEAC対応HDMIケーブルHDMI 2.1 eARC コンプライアンステスト - チャネルアーキテクチャとエンコーディング Granite River Labs 2023年3月24日 37Mbps 非圧縮: −7.1ch圧縮: −32ch LPCM、IEC 61937、IEC 61937 ENHANCED AUDIO RETURN CHANNEL (EARC) HDMI Licensing Administrator 逆方向。HDMI ARCの後継。HDMIケーブルのHEAC+/-ラインを使用。 (AES10) 同軸（BNC端子）光ファイバ（SCコネクタ） 100Mbpsタムラ製作所の放送局向けデジタル音声卓NT880が販売開始 ProNews 2011年11月30日 −64ch LCPM USB Audio Class (UAC) USBケーブル USBと同等 フレキシブル PCM、PCM8、IEEE_FLOAT、ALAW、μLAW、DSD、IEC 61937UNIVERSAL SERIAL BUS DEVICE CLASS DEFINITION FOR AUDIO DEVICES pp.201-203 USB Implementers Forum 2023年7月28日 UACはUSBによる遅延が発生するFundamentals of USB Audio EDN 2012年6月27日。UAC 2.0対応はWindowsではWindows 10 Creators Update以降Windows 10新バージョン「Creators Update」でオーディオ機能は強化されたか!? Impress 2017年4月24日。UAC 3.0でノイズキャンセリングに対応。 映像に付随 HDMI 1.x HDMIケーブルType-Cケーブル 36.86Mbps −8ch LPCM、DST（1.2以降）、IEC 61937 （1.3以降）Comparison of HDMI 1.0-1.3 and HDMI 1.4 Usages in the Commercial and Residential Markets Key DigitalHDMI バージョン_1 Champway Electronics 順方向。オーディオデータは映像データの伝送で使われる複数TMDSチャンネルの水平・垂直ブランキング区間に重畳されるIntroduction to HDMI Protocol Display Moduleため、ピクセルクロック周波数と映像形式によって使えるオーディオ帯域も異なっているHDMI Interface - A Beginner's Guide Audioholics 2005年7月10日。オーディオ部分はBCH符号による誤り訂正あり。 HDMI 2.x HDMIケーブル 147.46Mbps −32chHDMI 2.0のできること ITmedia 2013年9月12日 LPCM、IEC 61937、DST、IEC 61937 High-Definition Multimedia Interface Specification Version 2.0 pp.84-85 HDMI Forum 2013年9月4日 DisplayPort 1.3以前 DisplayPortケーブルType-Cケーブル 36.86Mbps −8chVESA DisplayPort Standard Version 1, Revision 1a p.20, p.81 VESA 2008年1月11日 LPCM、IEC 61937、、IEC 61937 （1.2以降）VESA DisplayPort Standard, Version 1, Revision 2 p.84-85 VESA 2010年1月5日 順方向。デイジーチェーン対応。こちらもオーディオはHDMIと同じく映像データ伝送の水平・垂直ブランキング区間に重畳されるDisplayPort Technical Overview pp.27-29 VESA 2011年1月10日。 DisplayPort 1.4 DisplayPortケーブルType-Cケーブル −32chVESA Publishes DisplayPort™ Standard Version 1.4 VESA LPCM、IEC 61937、IEC 61937

アナログケーブル

アナログオーディオケーブルはアナログオーディオ信号を伝送する。デジタルオーディオとの変換はアナログ-デジタル変換回路 (ADC)及びデジタル-アナログ変換回路 (DAC) を通して行われる。

アナログケーブルの端子にはRCA端子、フォーンプラグ（その一種がミニジャック）、XLRタイプコネクターなどのAV端子やオーディオ端子が使われている。ポータブルオーディオに使われる端子はリケーブル#リケーブルの規格を参照。

また USB Type-C の仕様には USB Type-C ケーブルを使ってアナログオーディオを伝送するための『オーディオ アダプタ アクセサリ モード』（いわゆるパッシブ型）も存在し、このモードは一部のスマートフォンやスマートフォン向けのオーディオデバイスに使用されていたUSB-C audio: Everything you need to know - Android Central Future PLC 2020年8月12日が、USB Type-C仕様 2.3で廃止されている。

構造 アナログケーブルでは導体に流れるアナログ信号のうち高い周波数成分ほど外周側に偏って流れる表皮効果が起き、流れるために使えうる導体部分が少なくなるため、高い周波数成分は低い周波数成分に比べて電気抵抗が強くなって減衰する。そのため、アナログケーブルではこの問題をどうにかするために対策が行われている。

例えば信号線毎に単体の導体（「単線」）を使ったケーブルでは、導体が太いほど電気抵抗が小さくなるものの、導体が太いほど前述の表皮効果による周波数間での抵抗の違いは大きくなる。単線ケーブルではこの問題を軽減するためか表皮近くだけより伝導率の高い導体をコーティングしたケーブルも存在する【第90回】「リケーブル」徹底解説！ 基礎知識から選び方、聴き比べまで濃密レポート p.4 PHILE WEB 2014年6月30日。また単線ケーブルでは導体同士のによって高い周波数成分ほど近隣導体の磁場から離れた側を流れるようになり、それによって発生する損失も大きいとされる。

単線以外では、信号線毎に複数の導体を用いて高い周波数を流しやすくした「撚り線」が存在する。撚り線ではそのままだと導体全体に表皮効果が発生するため、それぞれの導体を絶縁体のエナメルで被覆して表皮効果を抑制した「リッツ線」が良く使われている。リッツ線では表皮効果だけでなく近接効果も抑制されるリッツ線 SWCC一方、新たに循環電流が問題となる。そのためリッツ線では導体の各ストランドを適切に転置して長さと直流抵抗を揃えることで循環電流を抑制することが行われているUsing Litz Wire in Maxwell 2D and 3D Simulations ANSYS。

また複数の太さの導体を組み合わせて撚ったものも存在する（ヴァリストランド・カッパー【2024年】スピーカーケーブルのおすすめ15選 音質の良いケーブルを紹介 ビックカメラ 2024年1月26日、3E撚りなど）。

その他、ケーブルではインダクタンスによって誘導リアクタンスが生じ、高周波に減衰と共に位相シフトが発生する。特に導体の間隔の広いケーブルはインダクタンスが大きくなり位相シフトも大きくなるとされる。なお前述の表皮効果でも高周波領域の減衰が起きるものの、表皮効果の方は逆に位相シフトを減少させるとされる。

なおオーディオの出力部分に限ればスピーカーやケーブルの周波数毎に異なる減衰や位相シフトはソフトウェア的に補正可能であるが、スピーカーの制御部分ではボイスコイルで振動板を動かしたあとに起こる自由振動の逆起電力をアンプ側でフィードバックすることで自由振動の抑制が行われているため、スピーカーとアンプを繋ぐケーブルの減衰を少なくすることはスピーカーの制動力（）を高めるため特に低周波成分において重要となる技術資料：「ダンピングファクターは重要ではない」というオーディオの迷信 エミライ 2020年6月4日Amplifier damping factor: More is better! (….or is it?) 2014年1月17日。

その他、ハムノイズや混入ノイズ対策では金属シールドを設けて同軸ケーブルのようにシールドケーブルにしたものが存在する。またケーブルにはノイズに弱いアンバランスケーブルとノイズに強いバランスケーブルが存在するが、それぞれプラグも異なっており後者は対応機器が必須となる。

またケーブルでは音質だけでなく取り回しの良さなどの使いやすさや、壊れにくさも重要となる。無線でリケーブルできる首掛け・耳掛けデバイスも登場している【第219回】そのイヤホン、Bluetooth対応にできます！タイプ別 BTリケーブル&レシーバー紹介 PHILE WEB 2018年11月17日好みのイヤホンを完全ワイヤレス化！ いま熱い「TWSリケーブル」2製品を試す - 価格.comマガジン 価格.com 2020年8月22日。

素材 導体 + ケーブルに使われる主な導体素材と電気抵抗率の比較 導体素材 電気抵抗率 [Ω･m] グラフェン 銀 (Ag) 1.59 ×10−8 銅 (Cu) 1.69 ×10−8 アナログケーブルの導体の素材では電気抵抗の低いグラフェンや銀、銅などが使われている。

またアナログケーブルに使われる銅や銀では純度の高い銅や銀が用いられている。例えば銅では無酸素銅 (OFC)【第90回】「リケーブル」徹底解説！ 基礎知識から選び方、聴き比べまで濃密レポート p.3 PHILE WEB 2014年6月30日や高純度無酸素銅 (OCC; 加熱鋳型式連続鋳造法による) が存在する。純度の単位はNで表され、4Nは純度99.99%、5Nは純度99.999%を意味し、銅では6N・7N・8N相当のものまで存在する。しかしながら純度の高い銅よりも銀メッキ銅や純銀を導体としたケーブルの方が導電性は上とされる。なお銀でも純度の高いものが存在する。

また銅では線形結晶のもの（LC-OFC）や単結晶のもの（PC-OCC）、特殊な加工を施したPC-Triple Cオーディオ界注目の新素材「PC-Triple C」とは何か? Impress 2024年1月23日なども存在する。また導体が（超低温処理）されていることを謳うケーブルも存在するALO audio、クライオ/アニール処理を施したポータブル用ステレオミニケーブル刷新 Impress 2017年11月16日。

絶縁体 + ケーブルに使われる主な絶縁素材と比誘電率の比較 絶縁素材 比誘電率 シルク（絹） 1.3−2.0比誘電率と推奨感度表 関西オートメーション比誘電率表 Y.E.I. ポリテトラフルオロエチレン (PTFE) 2.1 ポリエチレン 2.2−2.4 ポリ塩化ビニル (PVC) −8.0 アナログケーブルにおける絶縁体は導体同士の短絡を防ぐために使われているが、導体が絶縁体に挟まれることによってケーブルは静電容量を持つようになり、コンデンサとなって信号を濁らせてしまうとされるWhy Audio Cables Sound Different Audio Resurgence 2019年9月。この静電容量の問題は特に多数の導体をそれぞれ絶縁しているケーブルにおいて影響が大きいとされる。

ケーブルの形状では一般的にインダクタンスを減らすために絶縁体を薄くして導体同士の間隔を狭めると電界強度が高まり絶縁体の静電容量が増加するとされる。

ケーブルの静電容量は絶縁体の誘電率と正の相関にある。誘電率の低い素材にはポリテトラフルオロエチレン（PTFE、テフロンとして知られる）や低密度ポリエチレン (LDPE) が存在する。また絶縁体に誘電率の低いシルク（絹）を使ったケーブルも登場しているオーディオテクニカ、車載用スピーカーケーブルの最高級モデル発売へ　2万2000円/1m 価格.com 2018年11月15日。しかしながらオーディオメーカーのQEDによれば2019年時点のオーディオケーブルではまだ絶縁体に誘電率の高いポリ塩化ビニル (PVC) を使ったものが一般的になっているとされるThe Genesis Report QED。

QEDによればこのオーディオケーブルの絶縁体の素材や形状は導体の素材よりも重要だとされる。

はんだ アナログケーブルにおけるはんだはプラグと導体のろう接（はんだ付け）に使われている。そのため音響用（オーディオグレード）のハンダも存在する。一般的にハンダは錫が中心となっているが、音響用ハンダでは高い純度の錫を使ったり、銀や銅を多く配合して導電性を高めているものがあるオヤイデ、無鉛銀はんだの極細バージョン。イヤフォンのリケーブルなどに Impress 2016年7月1日。

注釈

出典