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インピーダンスとは,合わせるってどういうこと!?超基礎知識

どうも、PAやったり作曲したりの萩原悠です!

今回は

「卓とかは一応触れるけど実はあまり理解してない」

という方の多い、インピーダンスの話をしようと思います!

正しいインピーダンスで接続されてないと、特にギターやベースの音質が大きく損なわれる可能性があるのでめちゃめちゃ重要です!

でも、正直難しい話なので、なんとなくわかればいいとします!

大事なのは原理や理論を隅々までわかってるか

ではなく、

その原理を正しく使うこと

だけだから!

Impedance

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インピーダンスとは


電気用語で電気抵抗のことです。

うん、やっぱり全然わかんないですねw

ローインピーダンスだとかハイインピーダンスだとか言うんですけど、

簡単に言えば、“抵抗”という名の通り、

電気の流れに抵抗、抗う力ということで、

“この数値が大きければ大きいほど電流が流れにくく”なり、

つまりは音が小さくなります。

抵抗が大きいほど、音が小さくなります!

ハイインピーダンスの方が!音が小さくなります!

これを図にするとこんな感じです。
Impedance 02


インピーダンスをわかりやすく例えようとすると大体みんなこうやって水道とか水路とかを使って説明してますので、

うちもそれに倣っていきましょう。

で、この図はローインピーダンスを表すことにします。

水は左上(左奥?)から右下に流れてると思ってください。

水路の深さが音量、水路の幅は信号の強さとでもいいましょうか。


それに対して、ハイインピーダンスはこちら。
Impedance 01

さっきの画像より水路の幅が狭いですね。

つまり、一度に通る水の量が少ない、通りにくい。

水位は同じなので、この時点では音量は同じと思ってください。

そこまではOKですか?


インピーダンスを合わせる必要性


で、このインピーダンスが何故にそんな重要かと言うと、

その答えは簡単にまとめるとこの3つです。

  • 楽器によって出力するインピーダンスが違う
  • 楽器によって入力できる(受け入れられる)インピーダンスが違う
  • インピーダンスが合わないと音質劣化を起こしてしまう

ハイインピーダンスの信号を出す楽器からローインピーダンスでしか受けれない機材に音声信号を送ると、

その時点で音が劣化してしまうんです!

これはよくない!

ってことで、インピーダンスの鉄則に従って正しく接続しましょう!


インピーダンスの鉄則 ロー出しハイ受け


これです、インピーダンスの知識なんて、これだけわかってればもはやOKです!

インピーダンスは、来る信号よりも必ず高いインピーダンスで受けなければならない です!

例えばマイクから出力される信号が150Ωだった場合、600Ωのミキサーの入力端子なら問題ないのですが、(150<600)

この600Ωで受ける入力端子に、エレキギター(例.500kΩ)からの出力を入れてはいけないよと、(600>500000)

そういう意味です。

ローで出してハイで受ける、

低く出して高く受ける。

これがロー出しハイ受けの鉄則です!

これもさっきの水路のお話で説明しましょう。



もしその鉄則の反対で、ハイインピーダンス(狭い水路)からローインピーダンス(広い水路)に繋ぐとこういうことになってしまいます。

Impedance 03

わかりますか?

水路の幅が広がってしまったおかげで、同じ水の量だと水位が下がってしまいました。

(もちろん水はこんなにスパっと水位が落ちるわけではないけれど、これはたとえ話だから!)

つまり音質や音量が下がってしまうわけです!

よくない!

で、このままだと本当に音が悪くなったままなので、当然音量を上げたりしてごまかそうとするじゃないですか。

ここでは水位を上げるために、なんかで底上げしましょう。

こんな感じに。

Impedance 04

(厳密には、こうやって底上げしたら水が通らなくなっちゃうけどそこは無視して!)

そうすると、一見水位は同じに見えますが、深さがないので水としての質は下がってるのです。



“元の音源が小さいから後から音量でブーストさせる”

それはつまり”電話の相手の声が小さいからこっちで音量上げる”みたいなもんです。音量上げないよりかは聴き易いけれど、周りのガヤガヤとかも一緒に大きくなっちゃうし、サーーーというノイズも増えますよね。

これは高音質とは言い難いです。




逆に、ロー出しハイ受けの形はこういうことです。

Impedance 05


 
ローインピーダンス
のたっぷりある水の中から、

ハイインピーダンスの水路を通れる分だけが通り、

水位は全く下がらず、水質も落ちません。


これがロー出しハイ受けにするべきである理由です。

少しはわかったかな?


※ちなみに、厳密にはハイ出しロー受けになってしまっても”音量”はそこまで落ちません。

たとえ話で”音量”の方がわかりやすかったため使いましたが、主に落ちるのは”音質”です。

ご了承ください。


インピーダンスの高い楽器と低い楽器や機材


ここまでは単純にハイインピーダンスローインピーダンスかという2択でお話してきましたが、

実はインピーダンスってのは楽器ごとにまちまちなんです。

この辺がなかなかインピーダンスの話をより一層難しくさせてる要因です。

「一般的にこのあたりが境界だよね」みたいのはなんとなくありますが、

実際にどの楽器がどれくらいのインピーダンスかなんて細かい数字までを丸暗記している人はそう多くはありません。

それこそ、ロー出しハイ受けの鉄則だけ覚えているから。

ってことで、ざっくりとインピーダンスの高い楽器と低い楽器の紹介です。


ちょっとややこしいですが、
  • 出力インピーダンスの高い楽器
  • 出力インピーダンスの低い楽器
  • 入力インピーダンスの低い機材
  • 入力インピーダンスの高い機材
の順番に紹介をしますね。


わかりやすさのために色分けしてきたつもりが、もうチカチカして辛いですorz


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出力インピーダンスの高い楽器


インピーダンスが高い楽器、これはもう全楽器界の中でもかなり少ないです。

それは、

エレキギター、エレキベース、エレアコ

くらいです!

まぁ厳密に言えばエレガットだとか、エレキヴァイオリンだとか、そういうのもありますが、

つまり主にピックアップを使って音を拾ってシールドに流すタイプの楽器。

これは他の楽器に比べて格段にインピーダンスが高いです。


出力インピーダンスの低い楽器


では、次にインピーダンスの低い楽器ですが……

これはもう、“インピーダンスの高い楽器以外”ですよwww

高いとか低いとかって相対的なもんなので、まぁこうなりますよね。

例を挙げるならば、

マイク、シンセサイザー、DJミキサーなどなど。

これらの出力音はローインピーダンスであると言えます。


入力インピーダンスの低い機材


次は入力インピーダンスのお話です。

インピーダンスがどれくらいの楽器なら接続出来るのか、という受け側のお話ですね。

その入力インピーダンスが低い、ということはつまり、

出力インピーダンスが低い楽器しか繋げられないということです!

ミキサーだったりキーボードアンプだったりはそもそもあまり高いインピーダンスを受け付けられないので、

ギターとかを直接繋げることは出来ません!


入力インピーダンスの高い機材


逆に入力インピーダンスが高い機材、それはもう単純に、エレキギターとかを繋ぐための機材です。

例えばギターアンプやギター用エフェクター。(ベースも全て同様)

これらはギターを直接入力するために作られているので、

ハイインピーダンスを受け付けます。

あとは、D.I.ダイレクトボックスですね。

ここから先はこのダイレクトボックスが話の主役になってきます。



インピーダンスの合わせ方


“インピーダンスが合ってる”という言葉は、

ピッタリ同じ数値であるということではなく、ロー出しハイ受けの形になっているということです。

おさらいですが、ちゃんとロー出しハイ受けになってないと音質は劣化してしまいます。

つまりそのためにはどうするのかという、

ようやくここからが実用的なお話です。

大丈夫ですか?

一旦休憩する?

ではここで恋ダンスをどうぞ。




では、リフレッシュしたところで続きに参りましょう。

合ってる機材同士を繋ぐ


これは鉄則すぎて、逆にもう通常の製品は勝手にこうなってます。

繋ぐべきところに繋ぐべきものをインピーダンスのマッチングは取れます。

マイクをミキサーに入力するだとか、ギターをアンプに繋ぐだとか。

なにもしないでもインピーダンスマッチングが取れていればなんの問題もないんです。

では、ギターのようなハイインピーダンスの機材ミキサーなどのローインピーダンス入力の機材に接続するときにはどうするのか。


ダイレクトボックス(D.I.)






ここで登場します、ダイレクトボックス

これはギターなどのハイインピーダンスな信号をローインピーダンスに変換してくれるという機材です。

ライブハウスでエレアコを弾く際はほぼ必ずスタッフさんが用意してくれます。

これにエレアコ(ハイインピーダンス)から直接シールドで繋いで、

そしてダイレクトボックスでローインピーダンスに変換された信号をミキサーに送る。

こうすることによってインピーダンスのミスマッチによる音質劣化が起こらないというわけです!

このタイミングでシレッとバランス転送に変換されるので更にノイズに強くなるし、

スルーアウトとローインピ変換アウトとに分配できる機種も多いので、

エレキベースから繋いだ信号をアンプとミキサーの両方に分けるという使い方もド定番です。


Hi-Z


Hi Z
オーディオインターフェイスなどについている入力端子の機能で、

Zというのは電気抵抗の単位です。

ギターやベースは他の機材に比べて極端にインピーダンスが高いので、

宅録用のオーディオインターフェイスなどには

“ギターを繋ぐならここの入力端子にしてくれ!”

というHi-Z端子や、

“ギターを繋ぐときはこのスイッチを入れてくれ!”

というHi-Z切り替えスイッチがついてます。

これをやらないと、録音したギターやベースの音がクッソしょうもない音になってしまいますorz

宅録を始めたいギタリストは、必ずHi-Zがあることを確認するように!

リアンピングボックス






これは番外編。

オーディオインターフェイスやミキサーから出るローインピーダンスの信号をハイインピーダンスに戻すための機材で、

通称“逆D.I.”

ハイインピーダンスローインピーダンスに変換するD.I.とは真逆の、

ローインピーダンスハイインピーダンスに変換するためのものです。

……でもあれ、

そんなことする必要ある?

ロー出しハイ受けが鉄則なら、別にローインピーダンスのままハイインピーダンス入力の機材に突っ込んでもよくない?

まぁそうなんですけどね〜ダメじゃないんですけどねぇ〜。

実は受け側がハイインピならいくらでも全く問題ないという訳ではなく、

適正値みたいのがあるんです。

それよりも圧倒的に高すぎたりすると、音が悪くとは言わないけれど、音が変化してしまいます。

オーディオインターフェイスからギター用エフェクターとかアンプに繋ぎたいなら持っておくといいかも知れません。

ただ、普通はあまり使う機会がありません。


アクティブギターやアクティブベース(EMGなど)


EMG
電池の力を使って通常(パッシブタイプ)のギターやベースよりも力強いサウンド、つまり高出力なサウンドを作ることが出来る、

それがアクティブギター、アクティブベースです。

ギターやベース自体がアクティブだというよりも、”アクティブのピックアップが搭載されている”ということですね。

代名詞と言えばEMGです。

EMGを載せてるギターやベースは通常よりも出力が高く、インピーダンスも低いです!

そう、ローインピーダンスと言われます。

ギター&ベース界の中では!!(←重要)

EMG搭載ギターがローインピーダンスなら、

直接KAOSSPADとかに突っ込むことが出来るのかと思ったそこのあなた!

惜しいぃぃぃいい!!!

これがインピーダンスの話をより分かりにくくしている現象のひとつで、

ハイインピーダンスだとかローインピーダンスだとかってのは、相対的な言い方でしかないので、

パッシブピックアップに比べたらアクティブピックアップは確かにローインピーダンスなのですが、

それはあくまでギターやベースの中で比べたらの話。

シンセサイザーやマイクと比べたらまだまだ全然ハイインピーダンスです。

具体的な数字出しましょう。

パッシブギターが2500000kΩ〜500000Ω

アクティブの代名詞であるEMGは10000Ω

おぉ!

かなりローインピーダンスじゃないか!

と思うでしょ。

しかし、

シンセサイザーが600Ω、ダイナミックマイクが150Ωとかですwww

もうさ、太刀打ち出来ないですよねwww

ギター用ボリュームペダルを選ぶ際はパッシブギターはハイインピーダンスモデルを、

アクティブギターはローインピーダンスモデルを選ぶべきです。

なのでわたしの中では

ギタリスト同士で話すときはアクティブはローインピーダンス、

PAさんと話すときはなんでもかんでもハイインピーダンス。

そんな認識でいます。


エフェクターを通せばローインピーダンス?


ボリュームペダルを選んだりする際の知識としてあるのが、

エフェクターを1つでも通せばローインピーダンスになる

という定説です。

これはまさにその通りなのですが、

これまたアクティブピックアップと同じ感じです。

パッシブのエレキギターからの出力が250000Ω、

アクティブのエレキギターからは10000Ω、

ミキサーの入力は600Ω。

エフェクターから出るのは……

大体1000Ωくらいです。

ギターとしてはかなり小さくなりましたが、それでもまだまだミキサーに直挿し出来るところまでは行ってませんね。

しかしここまで下げれば、多くのオーディオインターフェイスの入力インピを下回るので、

Hi-Zにしなくても音質劣化を引き起こさないはずです。

ホント、ややこしいねぇ。


まとめ:つまりロー出しハイ受け


さて、こんな感じで一旦概念のお話は終わりなのですが、

皆さん少しはわかりましたでしょうか?

つまり、まとめるとこんな感じです。

Impedance

改めてちゃんと数値を調べたのはわたしもこれが初めてなのですが、

全ての数値は厳密なものではなく”大体これくらいのものが多い”ですのでご了承ください。


どうでしょう、ギター関連の項目だけだけひたすらインピーダンスが高いってことがわかりますね。

(そしてそれを変換すると意気込んでるダイレクトボックスの化け物じみた超ハイインピーダンスwwww)

なので、普段普通にPA機材を繋ぐときは問題なし、

ギターをしかるべき機材に繋ぐときも問題なし。

気をつけなければいけないのはギターからミキサーとか、

インターフェイスからギターアンプとか、

そういったときだけですね。

なかなか話だけ聞いても理解するのは難しいかもしれませんが、

少しずつ実践の中で覚えていって、楽器のポテンシャルを損なわないようにしたいですね!

ってことでこのページはここまで。

お疲れ様でした!

続きは以下のリンクからお願いします!

萩原悠(Twitter→@hagiwarau)でした!








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