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スピーカーとアンプの基礎知識

スピーカーで音楽を聴くにはアンプの使用が不可欠です。スピーカーにもアンプにも様々な種類があるので、音楽をスピーカーで聴くための基本的な知識を身につけてスピーカー選びに役立ててください。

スピーカーの基礎知識

スピーカーとはスピーカーシステムのこと

”スピーカー”は”スピーカーシステム”とも呼ばれ、スピーカーユニットとエンクロージャー、その他のパーツで構成されています。

左と右:スピーカーユニット、中央:エンクロージャー

スピーカーユニットは、音声信号を空気振動に変換して音として聴けるようにするための装置で、スピーカーとしての中心的な役割を担います。

エンクロージャーは、スピーカーユニットを取り付けるキャビネットですが、単にスピーカーユニットを取り付けるだけの箱ではなく音質的にも重要な要素です。このためキャビネットや筐体とは呼ばずにエンクロージャーと呼ぶのが一般的です。

その他のパーツは、パッシブスピーカーやアクティブスピーカーなどスピーカーの種類によって内容が大幅に異なります。

上の画像は、2つのスピーカーユニットがエンクロージャーに組み込まれるスピーカーシステムです。エンクロージャーの下部の丸いポートは空洞でこのポートからも音が出ます。エンクロージャーにはポートのあるバスレフ型とポートの無い密閉型があります。

スピーカーユニットの数と役割

スピーカーは機種によってスピーカーユニットの数が1つだったり複数だったりで様々です。スピーカーユニットが1つのものをフルレンジ、2つ以上のものをマルチウェイと呼びます。

画像は左から順にフルレンジスピーカー、2ウェイスピーカー、3ウェイスピーカーです。

スピーカーユニットの役割としては、フルレンジは入力された音声信号すべてが1つのスピーカーユニットに送られるのに対して、マルチウェイは音声信号を音の高さで分割してそれぞれのスピーカーユニットに送るという違いがあります。

2ウェイスピーカーは低音域と高音域に2分割し、3ウェイスピーカーは低音域・中音域・高音域に3分割します。更に細かく分割する4ウェイスピーカーや5ウェイスピーカーなどもあります。

3ユニットだから3ウェイとは限らない(4ユニットで3ウェイ、7ユニットで4ウェイのスピーカーも)

スピーカーユニットが3つだから3ウェイスピーカーであるとは限りません。

次の画像は左が3ユニット2ウェイスピーカーで、中央が4ユニット3ウェイスピーカー、右が7ユニット4ウェイスピーカーです。

左のスピーカーの場合、上下の大きなスピーカーユニットの働きが同じで、低音域・高音域に分割される2ウェイスピーカーです。中央のスピーカーは、左右の大きなスピーカーユニットの働きが同じで、低音域・中音域・高音域に分割する3ウェイスピーカーです。右のスピーカーも同様で、中央に1つある小さいスピーカーユニットを除いて上下または左右に3ペアのスピーカーユニットが配置される4ウェイスピーカです。

エンクロージャーの2つの方式

前述のとおりスピーカーシステムのキャビネットに相当するエンクロージャーには様々な方式があり、その代表的なものがバスレフ型と密閉型です。

外観からはバスレフポートがあるかないかでバスレフ型と密閉型を見分けることができます。バスレフポートは前面に限らず背面その他に付いている場合があるので、前面だけでバスレフと密閉を判断することはできません。

HEDD audioのMK2シリーズは非常にユニークなスピーカーで、バスレフ型としても密閉型としても利用することができます。これはDSPを搭載したアクティブスピーカーならではの芸当で、リアパネルでバスレフ時と密閉時の最適設定を簡単に切り替えることができるようになっています。

スピーカーとアンプの関係

ヘッドホンリスニングの場合はスマホなどのプレーヤーまたはヘッドホンアンプにヘッドホンやイヤホンを接続すれば音楽を聴くことができますが、スピーカーリスニングの場合はスピーカーの種類によって接続方法が異なるため基本的な知識を身につけたいものです。間違って接続すると最悪の場合、スピーカーやアンプを破損してしまいます。

スピーカーに不可欠なパワーアンプ

音楽プレーヤーの音声信号はスピーカーにとっては微弱な信号のため、音楽プレーヤーをスピーカーに直接つないで聴くことはできません。このため、音楽プレーヤーの出力する音声信号を増幅してスピーカーを駆動できるようにするのがパワーアンプの役割でスピーカー出力端子が装備されています。プリメインアンプはパワーアンプが内蔵されているため、パワーアンプ同様にスピーカーを駆動することができます。

どんなスピーカーでもパワーアンプに接続して使う訳ではないので注意が必要です。パワーアンプに接続するスピーカーはパッシブスピーカーです。アクティブスピーカーはパワーアンプを内蔵しているため別途パワーアンプは必要ありません。

これを知らずにパワーアンプのスピーカー出力端子とアクティブスピーカーの入力端子をつなぐと破損の原因にもなるためくれぐれも注意してください。パワーアンプやプリメインアンプにライン出力端子がある場合は、ライン出力端子をアクティブスピーカーの入力端子に接続して利用することができます。

パッシブスピーカーとアクティブスピーカー

前述のとおりスピーカーにはパワーアンプが必要ですが、スピーカーの種類によってこのパワーアンプを別途用意しなければならないタイプと、パワーアンプを内蔵していて他にパワーアンプは必要ないタイプがあります。前者をパッシブスピーカー、後者をアクティブスピーカーと呼びます。

パッシブスピーカーは電源不要ですがアンプを内蔵するアクティブスピーカーは電源が必要ですから、外観から容易に区別することができます。

Bluetoothスピーカーでバッテリーを搭載しているタイプの機種によっては電源端子を容易に判別し辛いものがあるかもしれませんが、Bluetoothスピーカーはアクティブスピーカーです。

パッシブスピーカーのユニット数とアンプ数

パッシブスピーカーの場合は、フルレンジでも2ウェイでも3ウェイでも1チャンネルぶんのアンプで1台のスピーカーを駆動します。

マルチウェイのパッシブスピーカーの内部には前述の”その他のパーツ”としてパッシブクロスオーバーネットワークが入っていて、ここを通過することでアンプから来た音声信号は低音域、中音域(3ウェイの場合)、高音域に分割され各スピーカーユニットに送られます。

次の画像は自作スピーカー用に販売されている2ウェイ用のパッシブクロスオーバーネットワークです。アナログ回路(コイル、コンデンサー)により低音域と高音域に分割され各スピーカーユニットに送られます。

出典:https://www.daytonaudio.com/product/593/xo2w-2-5k-2-way-crossover-2-500-hz

一般的にパワーアンプやプリメインアンプはステレオ再生を前提に2チャンネルぶんのアンプが1つの筐体に収まっているので、1台のアンプで左右2台のスピーカーを駆動することができます。

アクティブスピーカーのユニット数とアンプ数

パワーアンプを内蔵したアクティブスピーカーの場合、パッシブスピーカーのように1つのパターンで説明することはできません。というのもアクティブスピーカーには、パッシブスピーカーに単にステレオアンプを内蔵したシンプルな構造のタイプと、音質劣化の原因となりやすいパッシブクロスオーバーネットワークを排除してスピーカーユニットごとにアンプを持たせた高度な構造のタイプの2種類があるからです。

PCスピーカーの多く(特に安価なもの)は前者のタイプで、アンプを内蔵したモニタースピーカーの多く(安価なものを除く大多数)は後者のタイプになります。後者のタイプが音質的で有利であることは言うまでもありません。

アクティブスピーカーについて単に”アンプを内蔵したスピーカー”とだけ説明されている記事が多く、本来のアクティブスピーカーのメリットが埋もれたままで伝わっています。アクティブスピーカーをパッシブスピーカーの下位に位置付けるステレオタイプな考えを排除すれば本来求めているスピーカーに辿り着くことができるようになります。結果的にパッシブスピーカーに辿り着く場合もあれば、アクティブスピーカーに辿り着く場合もあります。

PCスピーカーの場合

一般的なPCスピーカーの内部構成は、下図のように”アンプ”と書かれた部分を除いてパッシブスピーカーと同じです。

2チャンネルぶんのアンプが片方のスピーカーに内蔵されていてプレーヤーと接続します。1チャンネルぶんのアンプはそのスピーカーのパッシブクロスオーバーネットワークに内部接続されています。もう1チャンネルぶんのアンプはもう片方のスピーカーに接続する必要があるためスピーカー出力端子に内部接続され、スピーカーケーブル(赤線)でもう片方のスピーカーに接続します。

前者はアンプを内蔵したアクティブスピーカーで、後者はパッシブスピーカーということになります。また、パッシブクロスオーバーネットワークを使っている点ではどちらのスピーカーもパッシブスピーカーと変わりはありません。

このように、一般的なPCスピーカーはアクティブスピーカーと説明されてはいるものの、実際には1台がアクティブスピーカーでもう1台がパッシブスピーカーのセットです。通常、2台のスピーカーを接続するためのスピーカーケーブルが付属されています。

オーディナリーサウンドでは、このタイプ(アクティブとパッシブのセット)をセミアクティブスピーカーと呼んで他と区別しています。

モニタースピーカーの場合

アンプを内蔵したマルチウェイのモニタースピーカーのほとんどは、分割された帯域ごとのアンプをエンクロージャーに内蔵し”バイアンプ”や”トライアンプ”などと呼ばれています。2ウェイスピーカーの場合がバイアンプで、3ウェイスピーカーの場合がトライアンプです。

PCスピーカーとの主な違いは以下の点になります。

  • パッシブクロスオーバーネットワークが排除され、分割帯域ごとにアンプを内蔵している。
  • PCスピーカーのようなアクティブとパッシブのセットではなく、1台ずつが完全に独立したアクティブスピーカーである。(なので、5.1chのようなサラウンド再生用にも利用できる)

マルチアンプシステム

究極のオーディオとしてマルチアンプシステムがあります。パッシブスピーカーで問題視されるパッシブクロスオーバーネットワークを排除して分割帯域ごとにパワーアンプで駆動するシステムです。下図のようにアンプの前段にチャンネルデバイダーと呼ばれる音域を分割する機器を用いることで、分割された音域(2ウェイなら低音域と高音域)ごとに異なるアンプに音声信号を送り出します。

音質向上として理に適ったシステムですが、このような形で販売されている製品は通常はないので自力で構築します。デメリットはシステムの構成要素が多くなってしまうためコスト的にも設置スペース的にも不利な大掛かりなシステムになることです。

前述のアンプを内蔵したモニタースピーカーは、このマルチアンプシステムをスピーカーのエンクロージャーに全て納めた理想的なスピーカーシステムです。配線のコストと手間を大幅に軽減できる点もメリットの1つです。

アンプの種類・用途

この記事ではスピーカーにとってのアンプを対象にしていますが、スピーカー用途以外のアンプの種類も多数あります。

ヘッドホンヘッドホンアンプ
パッシブスピーカープリメインアンプ、パワーアンプ
アクティブスピーカー(不要※アンプ内蔵)
マイクマイクアンプ
レコードフォノアンプ
ギターギターアンプ
※多くの場合、ギターアンプはスピーカーキャビネットにアンプがビルドインされています。スピーカーなしのアンプはギターアンプヘッドと呼ばれます。
入力セレクター、音量調整コントロールアンプ(プリアンプ)
主なアンプの種類

上記アンプの多くは機能として何らかの機器に内蔵されていることもあるので、別途揃える必要があるとは限りません。

パソコン使いにとってモニターはモニターディスプレイを指し、DTM使いにとってモニターはモニタースピーカーを指します。

アンプとだけ言うと話がかみ合わなくなることが多々あります。


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