ライン出力を、抵抗で減衰させる時のオームとｄBの計算法について。

質問

ライン出力のレベルを減衰させようと思うのですが、
抵抗のオーム数と、減衰されるｄBとの関係、係数？がわかりません。
試しに、手持ちの抵抗で、何パターンか作ってみました。

抵抗値：0オーム：０ｄB
15.6オーム：－４．９４ｄB
23.5　　　：－６．４４
47.0　　　：－１０．１４

となりました。
目標値は、－１０．７０ｄBです。
どのように計算をしたら良いのでしょうか？
お分かりになる方、教えてください。

回答No.1

himiko_1947 · ベストアンサー

計算結果は書きません。参考だけ回答します。
信号を受ける側のインピーダンスがからむのでその考慮をされてますか？
増減衰量(G)は電圧計算で 20logG で計算出来ます。
ｄＢからでは逆の計算になります。電卓で計算してみてください。
-10dBではだいたい3分の1の減衰量があればいいので、受け側の入力インピーダンスの２倍くらいの抵抗を直列に入れればいいですよねぇ。
但し、この抵抗を受け側の機器に入れると入力インピーダンスが３倍になります。
ちょっと問題かも。
伝送ラインが平衡か不平衡かで抵抗の組み合わせ方が変わりますが、インピーダンス整合が問題になる時はＴ字型やＨ字型の構成にします。
Ｔ字型で３本の抵抗です。２本を直列に接続し、その２本の抵抗の真ん中にもう１本抵抗を繋いでこの抵抗の違う１端をＥに接続します。
インピーダンスが６００Ωになり尚かつ希望の減衰量になるよう方程式を作って計算してください。

お礼

ご回答ありがとうございます。

＞信号を受ける側のインピーダンス
考慮してませんでした。
既製の装置なのでスペック表記はありませんでした。
減衰量計算方法は、よくわかりましたが、
計算のしようがなさそうですね。
伝送ラインは、不平衡です。

状況をもっと詳しくご説明しますと。
車でのCDプレーヤー出力を、車の純正オーディオ入力につなぐ予定。
単純に直結するとオルタネーターノイズ＋音割れ発生。
電源を調整するもうまくノイズが消えない。
仕方なく、ピンケーブルの途中にトランスをはさみ、ノイズは消える。
トランスは、サンスイトランス（1次：１０ｋ、2次１０ｋ）のもの。
音源側をー５．６ｄB落とした状態だと音割れ（入力クリップ？）
が発生しないことが判明し、抵抗をかませて減衰をもくろむ。
1次側のアースの方（外側）に抵抗をかませるも、
周波数特性がめちゃくちゃ（低域にかけてだら下がり）になる。
2次側のアースの方に抵抗をつけたところ、特性的には問題なし。
でも適正抵抗値がわからず、皆様のお力をお借りしたく、
ここで質問させていただきました。

上記ご説明を読みますと、単純に外側だけに抵抗をかませるのは
あまりよろしくないようですね。
出力抵抗、入力抵抗等、必要な数値を測定、もしくは、
推定することは可能でしょうか？

最初の、質問中の抵抗値の単位は、ｋオームです。
訂正いたします。

2006-10-14　3：00

回答No.7

himiko_1947

ボリューム：ごめんなさい。可変抵抗です。Ａタイプ（Ａカーブ）が良いでしょう。
両端を出力側の芯線と網線側に入れて、真ん中の端子と網線側を入力側に入れます。

お礼

いろいろやってみたところ、車側の入力抵抗は１３９ｋオーム
直列５１ｋオーム
並列１４１ｋオーム
でうまくいきました。

何度もご回答いただきましてありがとうございました。

2006-11-5
1：45

回答No.6

cqw32653

No.2,4 です。
ああ、なるほど。でも計算とズレがあるといっても若干ですから、60kオームから大外れという訳ではありません。この手の装置の入力インピーダンスは47～51kオームが多いので、そのヘッドユニットも大体そのくらいでしょう。

入力インピーダンス測定は、まず保護抵抗（50kオーム程度でいいでしょう）を入力に直列でつなぎ、その抵抗とグラウンド間の抵抗値をデジタルテスタなどで測ります。測定された抵抗値から50kオームを引いた値が入力インピーダンスと考えてさしつかえありません。

それと、いくつか確認させてください。
(1) オルタネータノイズが生じた時に、CDプレイヤーとカーオーディオの筐体アース（ケース）を太い線でつないでみましたか？たいがいのオルタネータノイズはこれで消えます。

(2) その時に、何もしなくても「音割れ」も同時に消失するかどうか確認してください。

(3) LINE OUTをLINE IN に単純につないで入力過多による「音割れ」というのは通常考えにくいです。何か別の原因があると思われます。CDプレイヤーの出力は本当にラインレベルでしょうか？

いずれにしろ、対症療法でノイズが消えたとの事なので、当面はお試しになられた「47kオーム直列」でお聞きになられれば良いかと思います。ただし、その47kオームをグランドではなく信号側にしたとたん、ノイズは再発する可能性はあります。最終的には原因究明と本格対策をした方が良いように思います。

お礼

ご回答ありがとうございます。

通常、オーディオ機器に入力インピーダンスは、600オーム
と思っていたのですが、カー用は違うのですね。

ちなみに、出力CDプレーヤーは、パイオニア、入力車は、松下です。

５０ｋオーム抵抗を入手次第、入力インピーダンスを測定してみたいと思います。

質問の回答
（１）アースの取り直し：ほとんど効果なし。
フェライトコア：まったく効果なし。
コンデンサチューニングとして、電気二重層、電解、セラミック、計6種類、
約200個、３F弱のものをつくり装着してみましたが、ちょっと
ノイズは減りましたが、消えるとは程遠い状態でした。
（余談ですが、車の動力的な部分に対しては、明らかな効果がありましたが、ホット稲妻でも良かったかも。）

（２）PC出力→車入力　のときでも、同様な音われが生じ、
CD→車の時と同様に、音源自体を減衰させるとなくなりましたので、
オルタネータノイズと、音割れは、あまり関係がないような気がします。

（３）試しに、CDの出力（ピン）を、スピーカーに直接つないで見ましたが、
ほとんど音は出ませんでしたので、ラインでいいと思います。
ほかに確認法がありましたら、教えてください。

今まで、ノイズが消えたのは、トランス＋CD音源自体のレベル減少、
の時のみです。

まずは、入力インピーダンスの測定と、No,４の回路を試してみたいと思います。

2006-10-16　03：50

補足

保護抵抗を入力に直列でつなぎ測定してみましたが、
測定を始めると、だんだん数値が下がっていってしまい、
まるで、コンデンサーの直流抵抗を測っているような感じです。

2006-10-22　14：38

回答No.5

himiko_1947

音割れですか。
それなら単純でインピーダンスとか減衰量ＸＸｄＢとかは気にしなくて、20kΩぐらいのボリュームを間にいれて調節します。
オルタネートノイズって云うのが僕は不勉強で分からないのですが、単純にレベルがでっか過ぎて要らんノイズをひっぱたのでは。
それと減衰抵抗をアース側（グランド側）に入れちゃ駄目です。
入力インピーダンスは、測定用の発信器から0.5Vなり、決まった電圧の信号を発生させて、抵抗を入れ、入力に接続します。この抵抗の両端の電圧と入力端子の電圧が等しくなった時の抵抗値が入力インピーダンスになります。
どちらにしろ、アプローチが変ですねぇ。
要は音割れがなくなればいいのなら、ボリュームを入れて気に入った所を探し、テスターでボリュームの抵抗値を計って、固定抵抗に置き換えます。そこまでしなくても、ボリュームをそのままつけておいても、ＯＫかな。
山水のトランスはいただけませんねぇ。
ちっちゃなトランスは周波数特性が悪いので、低音なんかカットされてませんか？
減衰器（アッテネータ）と、カーステの現実の問題とは切り離して考えてみては。
厳密にＸＸｄＢ減衰させて、インピーダンスがＸＸΩという問題とは違うと思いません？

お礼

追加のご返答ありがとうございます。
グランド側への抵抗挿入は、論外のようですね。了解いたしました。
アプローチが変なのは、中学レベルの知識？（直流？）
しか無いせいです。すいません。
なんとなくの想像でいろいろと試していましたが、
無理があるようです。
「ボリューム」と言うものを使ったことが無いのですが、
可変抵抗と考えてよろしいのでしょうか？
ちょっと調べてみましたが、カーブ？が何種類かあるようでして、
何をどうつかったら良いのか解りませんでした。
山水トランスは、ダメですか？
プリメインアンプを山水のものを使用してるので、
なんとなく信用してみたのですが。
特性に関しては、以下のページを見つけたので参照願います。
http://www.geocities.jp/audiocarcar/newpage1.html
５Hzで、－１２ｄBあたりのようです。
とりあえず、入力インピーダンスの測定を目指してみようと思います。

2006-09-15　21：48

回答No.4

cqw32653

47No.2です。
私の式は見事に間違っていましたので訂正しておきます。
　減衰量[dB] = 20 x log( R2/(R1+R2) )
で、この式と、頂いた測定減衰量をもとに計算すると R2 つまり受け側インピーダンス（ヘッドユニットの入力抵抗）は60kオーム内外でした。
ところで、この減衰量はどうやって測定したものでしょうか？ある程度厳密な測定値でしょうか？というのは、計算と若干ズレが大きいからです。

さて、Lpadを入れても見かけ上の受けインピーダンスが60kohm一定に見せかけるようにするには、直列抵抗として42.5kオーム、並列抵抗として24.7kオームをかませばいい事が分かりました。

-----42.5k----+-----Audio
^^^^^^^^^^^^^^^^|
^^^^^^^^^^^^^^24.7k
^^^^^^^^^^^^^^^^|
--------------+-----GND
　※図中、オーディオの60kohmは省略しています。
これで、減衰量約 -10.7dB、入力インピーダンス＝60kオーム一定になります。ただ、10.7などという下一桁までの厳密な減衰量は本当に必要なのでしょうか？
抵抗値は近い値、減衰量も”だいたい”で十分な気がします。

それから、外側というのはアースラインに抵抗を挿入したという事でしょうか。その方法は良くありませんね。あくまでも、直列抵抗は信号側に。並列抵抗は信号とアースの間に、挿入してください。

お礼

イラストまで付けて頂きご丁寧な回答ありがとうございます。

この減衰量「47.0ｋオーム：－１０．１４ｄB等」の測定は、
１ｋHzサイン波の音源を車載プレーヤーから出力させて、
PCのUSB音源で、ライン入力したものをアドビ、オーディションという
ソフト上で数値を見ています。
入力側のインピーダンスの影響を考えていなかったので、
本当の実測値ではないです。

聴感上、実際に車載したときに音われが起こらなくなるのは、
音源（CDに書き込むもの)を－５ｄB下げた状態でした。

PC測定ですと、－５ｄB下げるのに必要な抵抗は、15.6kオーム
だったので、アースラインに挿入した物をつくり
車載しましたが、音われが直りませんでした。

そこで抵抗値を変えたデータをもとに、
PC測定で、-10.7kオーム程度下げると大丈夫そうな予想を立てたため、
質問のような文章になってしまいました。

信号側に入れると音が悪くなるような気がしたので、
アースラインに抵抗を入れてしまいました。
基本的なことまで教えていただきありがとうございます。

音割れがなおるのであれば、厳密な減衰量は必要ありません。
このような測定のデータなので、車側の入力インピーダンスは、
60kオームではないかもしれませんね。

計算に必要なデータ、測定法等ございましたら、
ご指定いただけたらと思います。

2006-10-15　0：00

回答No.3

noname#39970

デシベルは10の底による倍数
20 log10 ｙ = x
(10はほんとはlogの下付きね)
yが倍数。
つまり　xが20の時　10倍。(log10 10＝1)
xが-10.7として　yを求めれば良い。
およそ0.2917だから　0.2917倍になる抵抗をはめればいいみたいだけど・・・

お礼

ご回答ありがとうございます。
計算までしていただきありがとうございました。

2006-10-14　3：04

回答No.2

cqw32653

その抵抗は直列抵抗の値ですね。
受け側である装置の入力インピーダンスが正確に分からなければ、減衰比の計算はできません。

単純なLpadであると考えた場合、計算式は次のようになります。
　　　※R1 : シリーズ抵抗[ohm]
　　　※R2 : パラレル抵抗[ohm] とおいて、
減衰量[dB] = 20 x log( R1/(R1+R2) )

logはln（自然対数）ではなく、10を底とするlogです。
この場合、R2が受け側装置（パワーアンプ？）の入力インピーダンスになります。ご参考まで。

お礼

ご回答ありがとうございます。
やはり入力インピーダンスが必要なのですね。

2006-10-14　3：02