ローインピーダンスのアンプにハイインピーダンスのスピーカーを接続する

質問

秋月電子通商のオーディオアンプキット（ＴＡ７２５２ＡＰ）を使った自作アンプがあります。
オーディオパワーＩＣのＴＡ７２５２ＡＰは、２Ω以上のスピーカーが対象だということです。
このアンプから距離の離れた場所にスピーカーを設置したいと思っています。
３０ｍ以上離れていますのでハイインピーダンスのスピーカーを使用したいと思っています。

質問としては、
１．ＴＡ７２５２ＡＰにハイインピーダンススピーカーを直接接続することは可能でしょうか？
２．上記回答が、「出来ない」である場合、マッチングトランスを使いたいと思います。
距離を伸ばすのが目的なのでマッチングトランスはアンプ側に置く必要があります。
マッチングトランスについて調べてみました。
http://noguchi-trans.co.jp/index.php?main_page=index&cPath=148
１次側がハイインピーダンス、２次側がローインピーダンス
というものはありましたが、逆が見つかりません。
マッチングトランスの１次側、２次側を逆につかうことは可能なのでしょうか？
つまり、上記様のマッチングトランスの
２次側（ローインピーダンス）アンプ------１次側（ハイインピーダンス）スピーカー
となります。

電気的知識が少ないのでわかりにくい部分がある場合はご指摘下さい。
よろしくお願いします。

回答No.3

candle2007 · ベストアンサー

先ずご質問内容に対して簡単にご回答します。

１．>ＴＡ７２５２ＡＰにハイインピーダンススピーカーを直接接続することは可能でしょうか？

接続することは問題ありませんが（安全上）、ハイインピーダンス駆動に十分な”電圧”が得られないので期待した音量は得られません。
（多分蚊が鳴くような声）

２．>マッチングトランスの１次側、２次側を逆につかうことは可能なのでしょうか？

マッチングトランスのスペックが貼られてないのではっきりしたことは言えませんが、「逆に接続する」ことは問題ありません。
しかし、これほど高価なマッチングトランスをわざわざ購入するほどのことがあるでしょうか？(^_^;)

>・・・スピーカーの能力に対してアンプ側の能力が低いものでしたが、ＢＧＭとしては十分な音量で、音質的にも問題がありませんでした。

このことをちょっと検証してみましょう。

先ず銅線の抵抗ですが、下記データによると1.0mm径で22.87Ω/kmとあります。
www.fine.hitachi-cable.co.jp/ICSFiles/products/pdf/hhc/elec_hcw.pdf

これから、30mの抵抗値を計算すると1.38Ω(往復)と算定されます。
しかし質問者さんは1.25sqのケブルを使われたわけですから、
　1.38Ωx0.7854/1.25=0.87Ω

これは、6Ωのスピーカーインピーダンスに対してほとんど問題にならないインピーダンスですね。
（アンプから”送り出した電力”の87.3%がスピーカーに供給されている）

では60mではどうなるでしょう。
　0.87x2=1.74Ω
　1-1.74/(1.74+6)=77.5%　（∵ W=RI^2）
87.3%が77.5%に落ちたところで僅か0.5dBです。

ただし、このICのスペックでは、「4Ω負荷で出力5.9W」となっています。
6Ω負荷では4W程度になるでしょう。（直近接続でも）
これは電源電圧が、[13.2V]という制約によります。
このICは18Vまでかけられるので、”十分な放熱対策をとれば”更に出力は増加し得ます。
（出力は電源電圧の２乗に比例する）

（最後に・・・）
以上の計算は、TA7252APの出力インピーダンスを全く無視して計算しました。
ICの出力インピーダンスが無視できないほど大きいなら、これも考慮する必要があります。
（ICの出力インピーダンスを考慮すると計算が煩雑になるので、上記の説明ではこれを無視しました。しかし無視しっ放しではあまりにも無責任ですので、この問題も含めて検証しておきます）
http://www.alldatasheet.com/view.jsp?sSearchword=TA7252

出力インピーダンスがはっきり表示されていないのですが、下記２条件から出力インピーダンス(Ro)が算定されます。
　(1)4Ω負荷では出力5.9W
　(2)2Ω負荷では9.6W

　I1^2x4Ω=5.9W　また　I1=E/(4+Ro)・・・(1)式
　I2^2x2Ω=9.6W　また　I2=E/(2+Ro)・・・(2)式
　　　ただし、Eは有効な電源電圧(Vrms)
　　　　　　　I1,I2は上記(1),(2)における出力電流(Arms)
　　　　　　　Roは出力インピーダンス(Ω)
この式を計算すると、 Ro=0.49Ω　と求まります。

スピーカーインピーダンスに比べて十分小さいので、問題にする必要はないでしょう。
（参考　一般的に言って、オーディオアンプの出力インピーダンスというのはこの程度のものです）

お礼

ご回答ありがとうございます。
スピーカー、線材、アンプのインピーダンスについての詳しい解説ありがとうございました。
大変よくわかりました。
VVF 0.75sq 24.4Ω/1000m
VVF 1.25sq 14.4Ω/1000m
VVF 2.0sq 9.5Ω/1000m
1.25sqで30m時の抵抗が0.882Ωです。これと同じ抵抗値は2.0sqだと46mまで伸ばせることがわかりました。

ハイインピーダンスのアンプ、スピーカーが対象としているのは数100mや数十W以上のＰＡが対象なんでしょうか。
いずれにしても、戸建住宅の屋内ＢＧＭ程度ではローインピーダンスで十分なことがわかりました。

ありがとうございました。

回答No.2

JT190

A1：接続は可能ですが、SPの入力インピーダンスに反比例して、アンプ出力が低下します。
（アンプの出力「電圧」は負荷によらずほぼ一定なので、SPのインピーダンスが2倍になると、電流が半分になり、電力も半分になる）

6Ω→3.3kΩにすると、アンプ出力は約4W→約0.008Wに激減しますから、接続は出来ても「殆ど使い物にはならない」と思います。

A2：マッチングトランスの1次側、2次側を逆に使うことは可能です。

> ローインピーダンス版を３０ｍの配線で接続したことがあります

30mで問題なかったのであれば、そのまま60m程度まで伸ばしても（さして）問題はないと思います。

お礼

ご回答ありがとうございます。
「インピーダンスが2倍になると、電流が半分になり、電力も半分になる」なるほどそうですね。ハイインピーダンスのアンプで出力を得るようにつくるのは大変なんですね。

＞30mで問題なかったのであれば、そのまま60m程度まで伸ばしても（さして）問題はないと思います。
1.25sqの平行コードを１００ｍ巻きで買ってありますので距離を伸ばしてテストしてみようと思います。

ありがとうございました。

回答No.1

KappNets

私の知識も万全ではありませんが、常識的に、2ohmのアンプならそのままで問題なくスピーカーを鳴らせると思います。highインピーダンスのスピーカーって32ohmぐらいでしょうか。インピーダンスの差で幾らかピーク電力が損する？とか、その程度のことだと思います。
インピーダンスの差以上に気にすることはアンプとスピーカーの電圧・電力的に見た能力のバランスで、能力に大きなアンバランスがあると、(アンプの力が弱いと音量最大にしても)スピーカーの能力一杯の音が出ない、(スピーカーの能力が小さいと音量最大で)スピーカーに負担がかかる(音が割れるなど)と言ったことになると思います。回路の電源電圧とスピーカーの電力的能力を見比べることです。
トランスはよほどインピーダンスの差が大きい(１時側がhighの)場合に使うものだと思います。大昔のアンプの回路ですとしばしばそのような必要がありました。音質的に損をしますし、回路が絡みますので、ただつなげばよいというものではありません。
30mも離すのは一般的にやりたくないことですが、おっしゃる通り高インピーダンスのスピーカーの方が有利でしょうね。

お礼

ご回答ありがとうございます。
検討しているスピーカーはオースミ電機のＣＬ－１３５ＷＲというものです。防水の天井付けタイプです。用途はＢＧＭです。
http://www.osumi.co.jp/
このスピーカーにはローインピーダンス（６Ω）とハイインピーダンス（３．３ｋΩ、５ｋΩ、１０ｋΩ）のものがあり、ローインピーダンス版を３０ｍの配線で接続したことがあります。
スピーカーの能力に対してアンプ側の能力が低いものでしたが、ＢＧＭとしては十分な音量で、音質的にも問題がありませんでした。
今回はそれより長い配線を敷設する必要がありそうです。
設置後に、ローインピーダンス版とハイインピーダンス版を比較し良いほうを採用したいと考えています。