CIMA LABORATORY

みなみなさま、おはようございにゃす!

「としのせ」ですね~きょうじゅの おてつだいせずに こたつでまったりしたぁ~~~い!!

いきなり本音がだだ漏れすぎやで。

さて!以前「第二十一弾 スピーカーを作ってみた」という記事を覚えていますでしょうか。

そこでも少し紹介しましたが、音を鳴らすものと再生するもののインピーダンス(抵抗値)が合っていれば

余計な負荷なく、効率よく音を聴くことが出来ます。

つまり、インピーダンスが合っていなければ余計な負荷がかかり、

再生機のボリュームを上げなければならず、音が歪む場合もあります。

インピーダンスを決定するものはコイルの巻き数で、巻いた数が多ければ多いほど

インピーダンスは高くなります。これは大きければ大きいほど良いなどというものではなく、

再生機と適合しているか、使用されている金属の純度が高いかなどが音を左右してきます。

本題

前置きが長くなりましたが、なぜまたインピーダンスを調べようと思ったかと言いますと

じょしゅが家電量販店で設置してあるプレーヤーを使用して、イヤホンの聴き比べをしていますと、

聞こえる音量がイヤホンの種類で違ったと言うのですよ。

それはインピーダンスや音圧感度に起因するのですが、私が日常的に音楽を再生して聞いている

スマホやノートパソコンは仕様書を見てみてもインピーダンスは書いてなかったんですよね。

そこで今回はスマホ、ノートパソコン、イヤホン等のインピーダンスを調べてみました!!

まずはいつも通りのやつですが、測定器を手作りしました!!!

とくいのやーーーつーーー!!!

配線図↓

再生機を測定する時とイヤホンを測定する時の配線は同じではダメで

イヤホンを測定する時は、Cを回避した配線にするためスイッチを付けました。

材料

・プラスチックケース 250円

3.5mmステレオジャック×2 65円×2

3.5mmステレオミニプラグ×2 50円×2

100Ω可変抵抗+カラーつまみ 40円+50円

電線(PCと測定器を繋ぐ用) 159円

片面ガラス・ユニバーサル基板 60円

ターミナルブロック×2 20円

合計約 800円

今回は秋月電子様多めです。こちらもワタクシの一方的な片思いになります。

ろんりーぼーい。

では、じっけんはーーじめるよーーー!

スマホやパソコンのインピーダンスを調べる方法

再生機のインピーダンスを調べるためには、インピーダンスを100Ω可変抵抗で

仮に設定してからその電圧を測定します。

いくつかの値で測定し、電圧÷抵抗=電流、 電圧×電流=パワーを計算します。

その中で一番高い数値(電力)のものの抵抗値がその測定物のインピーダンス付近となります。

100Ω可変抵抗を細かく設定すれば精度は増しますが、インピーダンスそのものも多少違っても影響ありません。

測定に使用する音源は1kHzを使用します。普通の音楽で測定すると、電圧が変動するので正確な測定は出来ません。

もし良かったら「第二十一弾 スピーカーを作ってみた」で使ったものですが、コレ使ってください。

上記の方法で、スマホ、iPod touch、ノートパソコンを測定してみました。

実験機材

・スマホ(HTC_htv31)
・iPod touch(第4世代)
・ノートパソコン(DELL_Vostro3350)

スマホ測定結果

スマホで測定した結果ですが、抵抗値を変えても電圧がほぼ変わらなかったので

スマホの抵抗値は限りなくゼロΩとなっています。

スマホ

つまり、イヤホンの抵抗値が低いほどパワーが出ます。

負荷電流に関わらず出力電圧が変動しない理想的な出力インピーダンスは0Ωなので

スマホはそのど真ん中を行っていることになります。

音というのは、低いインピーダンスから高いインピーダンスに入力するのは問題ありませんが

高いインピーダンスから低いインピーダンスに入力すると音が歪む可能性があります。

iPod touch測定結果

抵抗値(インピーダンス)に小数点が付いているのは、つまみで丁度の整数にするのが難しかったからです。

にくきゅうでは つまみにくいのよ

インピーダンス実験データー

この結果を見ると、インピーダンス(抵抗値)が4Ωの時が最大電力になっているので

iPod touchのインピーダンスは4Ω付近ということになります。

ノートパソコン測定結果

PC

この測定結果を見ると、52Ω付近がノートパソコンのインピーダンスとなります。

やや高めですね。このノートパソコンで32Ωのイヤホンを使用すると

52Ωのイヤホンを使用するよりも若干音が小さく聞こえるかもしれません。

再生機のインピーダンスを調べる方法が分かれば、今使っているイヤホンやヘッドフォンが

何Ωなのか気になってきていませんか~!?

きになる きにーーなーーるぅ!!

イヤホンのインピーダンスを調べる方法

可変抵抗(A-B)と測定物(B-C)間の電圧が同じになれば、抵抗値は可変抵抗=測定物になります。

図のようにPC等からの1kHzの信号を入力し、測定したいイヤホンを右から2つ目に挿します。

1KHzの音声を流しながらテスターを電圧測定の交流~VモードにしてAB、BC間を測定し

それぞれ同じ電圧になるようにボリュームを調整します。

例えば、AB間が0.2VでBC間が0.4Vだとしたら、それぞれの中間である

0.3V程度に調整すると、だいたい両方が同じ数値になります。

その状態で、パソコンからの入力ケーブルを抜き、テスターをV(電圧)からΩ(抵抗)に変えて測定し

その数値がイヤホン、またはヘッドフォンのインピーダンスになります。

では、実際に実験してみましょう。

実験イヤホン

・iPod touch(第4世代)付属イヤホン

・FOSTEX T40

iPod touch付属イヤホン測定

1KHzの音声を流しながらテスターを電圧測定の交流~VモードにしてAB、BC間を測定し

それぞれ同じ電圧になるようにボリュームを調整します。

同じ電圧になったら、パソコンからの入力ケーブルを抜き、テスターをV(電圧)からΩ(抵抗)に変えて測定すると

34.8Ωという結果が出ました。

これがイヤホンのインピーダンスになります。

このような数値が出たらだいたいイヤホンの仕様書には32Ωと書いてあります。

iPod touchが4Ωで、その付属イヤホンが32Ωだとインピーダンスが不適合じゃないの?と思ったアナタ。

目の付け所がGOODです。そうです。不適合です。

しかし、前述しました通り、再生機が低いインピーダンスでイヤホンが高いインピーダンスだと

問題ありませんが、再生機よりもイヤホンの方がインピーダンスが低ければ音が歪む可能性があります。

このようなことを避けるために、汎用性のある32Ωにしたのだと考えられます。

FOSTEX測定

ヘッドフォンを繋いだ瞬間、iPodの付属イヤホンよりも音の小ささを感じたので

34.8Ωよりは高いだろうなという予想は出来ました。

その結果がこちら↓

FOSTEXは56.5Ωみたいだね。

さすがじゃぁ~ん!!!!(とりあえず褒めとこう精神)

誰だと思ってんだ、教授さんだぞ( ・´ー・`)どや

このようにして、仕様書を失くしてしまってからでもインピーダンスの測定は可能です。

型番をネットで検索した方が早いという突っ込みはご遠慮ください(小声)

そうだぞーーぶんめいのりきに たよりすぎるの よくない!

いちばんつよいのは じきゅうじそくだよ。

結論

上質な音楽を最高の状態で聴こうとすると、ハイレゾ音源をハイレゾ再生機で再生し

上質なイヤホンorヘッドフォンで聴くと良いということは誰でも分かると思います。

しかし、そこにインピーダンスを適合させるというちょっとしたスパイスを入れると完璧です。

インピーダンスが分からない時には、ここで紹介した測定器を作ってみてください^^

余談ですが、聴き比べる際108円のイヤホンも使用したのですがビックリするほど音質が違いました。

音が軽い軽い。奥行きが無くとにかく表面上で聞こえている感覚でした。

100円均一は大好きですが、イヤホンに関しては少し上等のものを選んだ方がいいかもしれませんね。

では、じかいも よろしーーーま!!

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