ピンプラグの入出力感度と入出力インピーダンスについて

質問

現在、プリメインアンプを二台所有しています。片方のアンプをフォノイコライザー代わりに使い、もう片方のアンプに接続したいと思っています。

フォノ代わりのアンプのREC OUT端子からもう片方のアンプのAUX端子につなぐつもりです。

が、REC OUT端子の出力レベルは190mV、出力インピーダンスは100Ω

AUX端子の方は、入力感度が150mV、入力インピーダンスが20kΩです。

入出力感度と入出力インピーダンスは違っていても大丈夫なのでしょうか。どなたかご存知の方、教えていただきたいです。

宜しくお願いいたします。

回答No.4

Yorkminster · ベストアンサー

>> ＞オームの法則で習った通り、電圧は抵抗値に関わらず常に一定です。
という所が今ひとつ分からないのですが（またオームの法則なのですね。） //

今回はオームの法則そのものではないのですが、原理は同じです。

オームの法則は、「電流(I)=電圧(E)/抵抗値(R)」です（したがって、E=I*Rともいえるし、R=E/Iともいえる）。このことから、抵抗値が一定であるならより多くの電流を流すにはより高い電圧が必要である、という答えが得られます。

抵抗は電流の通りにくさです。水でいえば、水道管の細さだと思えば良いでしょう。細い管であるほど圧力をかけて流し込む必要があります。逆にいえば、圧力が一定なら、管が細い方が電流が流れにくい訳です（上記の(a)）。この「圧力を一定に保つ」というのがキモで、水道管が太かろうが細かろうが、水圧は変わらないということです。

しかし、これが保証されるのは、一定の場合に限られます。つまり、あまりに太い水道管だと、水圧を保てなくなる訳です。例えば、口に入れた水を飛ばそうと思ったら、口をすぼめなければなりません。これは、唇で負荷（抵抗）をかけて圧力を高めている訳です。もし口を開けたまま水を飛ばせといわれたら、不可能でしょう。それは、圧力を保てない（圧力が下がる）ということです。

このように、「水圧を保てること」と「水が流れすぎないこと」とは裏表の関係にあることが分かります。

すなわち、出力レベル190mVというのは、あくまで電流が流れすぎない範囲、したがって入力インピーダンスが低すぎない範囲で保証される値だ、ということになります。

オームの法則それ自体の勉強では、そこまで厳密に考えません。どれだけ電流を流しても電圧は下がらない、という前提で考えます。ゆえに、「電圧は一定のものとして考える」訳ですが、現実はちょっと違うぞということです。

しかし、実は、このことはもう1つの式を組み合わせると氷解します。すなわち、電気のエネルギー量（仕事量。いわゆる「～～ワット」）は、電流×電圧で表せる（P=I*E）という話です。ここでも「I」と「E」が出てきている通り、オームの法則の「I」や「E」に代入することができます。

つまり、上限が決まっているのは実は「P（水道屋がこなせる仕事量）」で、「I（水流）」が大きくなりすぎると「E（水圧）」が下がることになります。「I」が大きくなるかどうかは「E/R」によって決まるので、けっきょく「E（水圧）」と「R（水道管の太さ）」の大小が問題になります。

そして、そのうち「Eについてだけ表したもの」がここでいう「出力レベル」、「Rについてだけ表したもの」が「入力インピーダンス」ということになります。本当はそこに表れていない「P」が支配的な影響力を持っている訳ですが、出力側の機器としては「まあ常識的な入力インピーダンスだろう」、入力側の機器としては「まあ常識的な出力レベルだろう」という暗黙の了解の下に設計しているので、より直接に問題となる「E」と「R」しか書かれていない、ということです。

関西電力や東京都水道局としては「まあこれだけの供給能力があったら需要に応えられるだろう」という想定で発電・給水し、われわれ市民としては「自分たちが必要とする水量・電力くらいは供給してくれるだろう」という前提で好き放題に使っている、というのと同じですね。

補足

遅い時間にも関わらずご回答くださり、ありがとうございます。

書かれている通り疑問が氷解しました。納得です。

＜関西電力や東京都水道局としては「まあこれだけの供給能力があったら需要に応えられるだろう」という想定で発電・給水し、われわれ市民としては「自分たちが必要とする水量・電力くらいは供給してくれるだろう」という前提で好き放題に使っている、というのと同じですね。

はいっ！

回答No.3

Yorkminster

接続すること自体に問題がないと思われるのは、良いとして...

>> ロー出しハイ受け //

ここでいう「インピーダンス」は、電流の流れにくさだと理解すれば良いでしょう。アナログ音声信号は、電圧伝送です。つまり、大きな音は電圧が高く、小さな音は電圧が低くなります。アンプは、その電圧の大小を観察して、一定の割合で増幅し、スピーカーへ送り出します。その「観察している部分」が入力インピーダンスです。0ボルトを基準として、何ボルトの電圧が生じているかを見る訳です。

電圧は、抵抗体に電流を流すとその両端に発生します。オームの法則で習った通り、電圧は抵抗値に関わらず常に一定です。たとえば、1.5ボルトの乾電池は、裸（＝絶縁状態＝抵抗値は無限大）でも1.5Vですし、豆電球という負荷（＝抵抗）を繋いでも1.5Vです。

したがって、入力インピーダンスは、原則としていくら高くても構いません。むしろ、高くないと困ります。なぜなら、例えば乾電池の例で、プラスとマイナスをショート（＝抵抗値は0）させると電流が流れすぎ、電池が燃えてしまいます。そのため、入力インピーダンスは、最低でも10kオーム、標準的には20k～50kオームくらいに設定されます。エレキギターのように、きわめて小さな電力しか得られない場合には、入力インピーダンスは500k～1Mオームといった高い値に設定されています。電流が流れすぎると、音に歪みが生じるからです（もちろん、高ければ良いというものではなくて、適正値がある）。

つまり、「電圧は抵抗値に関わらず常に一定」というのは、電源が十分に電流を吐き出せること（＝出力インピーダンスが低いこと）、かつ、負荷が重すぎないこと（＝入力インピーダンスが高くて電流が流れ込みにくいこと）、という条件付きだということです。

そこで、出力インピーダンスは極力低い方が望ましいといえます。ライン出力では、高くても200オーム程度に設定されています。スピーカーのように大電流を必要とする負荷に対応するには、1オーム以下、望ましくは0.1オーム以下といった出力インピーダンスが必要な訳です。

このように、電圧によるアナログ伝送の場合には、「ロー出しハイ受け」が大原則になります。今回の場合、出力側が100オーム、入力側が20kオームなので、これに適っているということです。

>> 出力レベル・入力感度 //

出力レベルは、「その電圧までなら歪みなく出力できる」という意味で、現実にそのレベルで出続けている訳ではありません。

入力感度は、「それだけの電圧を入力すれば基準の出力まで無理なく増幅できる」という意味です。それを超えたからといって、直ちに壊れたり、歪んだりする訳ではありません（より低いボリューム位置で、より大きな音になるだけ。もちろん、度を過ぎて高いレベルを入力するのは御法度）。

したがって、「だいたい」合っていればそれで良く、ぴったり合わせないといけないとか、入力感度＜出力レベルだから使えないとか、そういうことはありません。　

なお、この辺りもご参考に。

http://www.harman-japan.co.jp/enjoy/word.html
http://www.dynavector.co.jp/lecture/howto.html

補足

返事が遅れてすいません。Yorkminsterさんも、以前ご回答いただいた事があると記憶しています。ありがとうございます。

＞オームの法則で習った通り、電圧は抵抗値に関わらず常に一定です。

という所が今ひとつ分からないのですが（またオームの法則なのですね。）、乾電池の例えでなんとなくイメージできました。

前回同様、簡潔なご説明で「電圧は抵抗値に関わらず常に一定」（たぶんかんたんな計算で分かるのだと思いますが。）の他は、よく飲み込めました。

ありがとうございました。

回答No.2

iBook 2001（@iBook-2001）

はじめまして♪

接続しようとしている方法は、今回の環境に置いて最も正しい方法です。　ご心配されずに実行して下さい。

さて、質問のタイトル
「ピンプラグの入出力感度と入出力インピーダンスについて」
だけでしたら、プラグの形だけで、規格等何も無いです。
と言う回答になるかと思います。

質問の本文を拝見して、接続は問題無しと判断いたします。

オーディオ信号の受け渡し（機器間の接続）には、いくつかの標準ルールがあります。
厳密な規格じゃ無いので　極端に違う製品も有るのですけれど、今回は正常です♪

基本的にはケーブルの影響を受けないように、ロー出しハイ受け　つまりローインピーダンスで出力して、より高いハイインピーダンスで受け取る。　

今回の組み合わせは　きちんと合ってますね♪

基準出力と基準の入力ですが、これは誤差範囲です。
オーディオ製品ではレベルメーターの付いた録音機などが有りますが、小さい音だと－２０dB　最大が０dBや　アナログだと＋１２dBなんて機器も有ります。
このdB表示は人が感じる音量感に近いと言うことで対数圧縮された表示です。
電気的には３dBの違いが２倍に相当します（６dBだと４倍ね）

つまり、ボリュームの操作で調整可能範囲と言いますか、ほんの少々の動作でしょう。

ちなみに　一般的なアンプでスピーカーを駆動するパワー段は出力インピーダンスが0.2Ωとかです。　大抵は電源規模や電流制限等から４～１６Ωのスピーカーを推薦してます。
パワー段の場合は電力を送るため１００倍以上の負荷は推薦出来ませんし、１０倍以下の場合はアンプの破損に繋がりません。

ラインレベルの場合ですと、電力ではなくて、電圧が伝われば良いので、送り出しより１０倍以上高ければもんだいありません。１万倍でも、何も接続していない無限大のインピーダンスでもへっちゃらですよ。（一部の真空管アンプなどでは１００倍以上のインピーダンスが必要な接続環境の製品もありますけれどね）

そもそも　昔からの慣習で決まった感度なのですが、世の中にCDと言うメディアが出現した時に、０dB出力を２V（２０００mV）に設定してます。

まぁ、アナログオーディオの場合は基準値を前後１０倍の中程、デジタルの場合はフルビット最大値です。

その上で昔のアナログ製品は基準値から下のノイズまでをSN比６０dBなど、基準値より上の許容範囲をヘッドルーム等と言い、製品により３dB（２倍）とか１０dB（１０倍相当）とか２０dB（１００倍相当）なんて言いましたよ。
　これを前提にすると、基準値を半分とか２倍にすると、カタログスペックで３dBの違いが出てきますね。

昔の機器ですと入力感度に0.7V/RMS と言うのを見た事が有ります。耐入力が＋１０dBの回路でしたら最大７V（７０００mV）の入力まで壊れないということでしょう。

大丈夫ですし、最も理想的な接続環境ですよ～。　端子が酸化（錆び）していなければね♪

補足

iBook-2001さんには、以前もご回答していただいていると記憶しています。度々ご回答いただき、ありがとうございます。

＞基本的にはケーブルの影響を受けないように、ロー出しハイ受け　つまりローインピーダンスで出力して、より高いハイインピーダンスで受け取る。　今回の組み合わせは　きちんと合ってますね♪

組み合わせが合っているということで余計な心配がなくなり、良かったです。端子は一応クリーニングしていますので大丈夫と思います。

ですが、先の補足で書きましたとおり、理由がいまいち理解できません。詳しくご説明いただいた上恐縮ですが、よろしければご教示願えませんでしょうか。

宜しくお願いいたします。

回答No.1

P0O9I

出力インピーダンス＜入力インピーダンス、入出力感度は桁違いレベルで無ければ、VR等の調節で大丈夫です。その値なら問題は無いでしょう。

補足

早速、ご回答いただき、ありがとうございます。

特に問題が無いようで安心しました。

＞出力インピーダンス＜入力インピーダンス、入出力感度は桁違いレベルで無ければ大丈夫です。

との事ですが、当方電気についてはよく分かっていませんのでどういった理由で大丈夫なのか理解できません。

質問で返してしまい、恐縮なのですがもしよろしければ理由をご教示願えませんでしょうか。

宜しくお願いいたします。