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デイパークスの音「学」室

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第2話  アンプのお話

前回のスピーカーに続き、アンプについて語って行きたいと思います。

アンプと言っても色々なものがありますね。ヘッドユニットの内蔵アンプから大型のハイパワーアンプまで。
しかし、どのようなアンプでも基本的な機能はまったく同じで音声信号を大きくしてスピーカーを駆動する電力を得る事です。
その他の機能があっても基本はまったく同じです。

では大型のパワーアンプと小型のヘッドユニット内蔵のアンプでは何が違うのでしょうか?
わかり易いことでは、パワー(W)の違いがありますよね。誰でもパワーの大きなものがより強い駆動力であることはお分かりですよね。
では、ハイパワーな外部アンプと内蔵型の40Wのものを例にとり比較してみましょう。
ここで「パワーとは」のおさらいをしておきましょう。
ワット(電力)を求めるには「ボルト(電圧)×アンペア(電流)」でした。覚えていますか?ですので、

P(電力)=E(電圧)×I(電流)

となります。
次にカーオーディオのスピーカーをこの電力で駆動するのですが、流れる電流を考えると、カーオーディオ用のスピーカーのインピーダンス(抵抗)に依存することが解ります。

では4オームのカーオーディオ用のスピーカーで40Wの出力を出す為には何ボルトの電圧が必要でしょうか?
この答えは中学生の時に習ったオームの法則(※忘れた方は最下部にこっそり書いておきますね)で解ります。
パワー(W)を求めるには P=I×(IR)となります。
つまり40W=χ×4オーム χ=√10≒3.16A
ここでスピーカーにかかる電圧は40/3.16≒12.7Vとなります。この電圧は殆どバッテリーの電圧ですね。

ここで伝えたいことは、内蔵アンプのパワーは、4オームのスピーカーを前提にすると≒40w位が理論値でそれ以上は出ません。実際には、歪率、ロスを無視し取り出せる出力の限界を現したものですので、そこまでは出ません。実際に厳正に出力を計ると20W台半ば位です。
一部のヘッドユニットで内蔵60Wなんて言うパワー標記もありますが、これは電圧を高く設定することでパワーを上げられるので、動作可能電圧の上限値=16Vでパワーの測定をおこなっています。
4オームですと64Wの標記まで理屈上は可能となります。
一部のヘッドユニットではパワーの切り替えのスイッチがあります。 これはヘッドユニット内部に電圧を上げる昇圧器(DC-DCコンバータ)を内蔵したモデル。この方式ですと、標記のパワーを電源電圧に拘わらず出力を安定させることが可能となります。

純正システム等でパワーを稼ぎたいけどコストを掛けられない、このようなケースでは電圧を上げるのではなくスピーカーのインピーダンスを下げる=流れる電流を増やすことでパワーを稼ぎます。
だから2Ω(2倍のパワー)とか1Ω(4倍のパワー)のスピーカーが使われているのです。

このように電流をいっぱい流せればパワーはあがる事が解りましたね。外部アンプでは電流を大きく流すために電圧を上げてパワーを稼ぐ手法を取っています。
内蔵アンプと外部のハイパワーアンプの違いは電源部の違いです。と言う説明を行ってきましたが、電源以外にも大きな違いを簡単に説明してみます。

出力を作り出す素子=ファイナルトランジスター部がIC(Integrated Circuit:集積回路)なのかディスクリート構成かの違いがあります。
ICアンプは4ch分のアンプを僅かキャラメル2〜3個分位の容積に収めてヘッドユニットの内部に収められるコンパクトなパッケージですから簡易的用途に広く使われています。
一方、ディスクリート構成のアンプは一つ一つのパーツを選択し拘った作りこみが行われている訳ですから当然ICで作られているアンプよりも高性能を引き出す事を前提としています。


さて、今回はアンプのお話をしました。しかし、アンプの説明はかなり範囲が広く(ヘッドユニットにも入ってる無くてはならないものですし)、今回はここまでとしておきます。
次回は「外部ハイパワーアンプ」について説明いたします。

※オームの法則 →  E=IR  I=E/R  R=E/I    E:電圧 I:電流 R:抵抗値

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