ヘッドホンアウトとラインアウトは別物？
Mr.わに
音響デザイン教室
簡単解説！マイクレベル・ラインレベル
Mr.わに
オーディオ機器を見ているとマイクレベルやラインレベルについて見かけることが多くあります。
私もそうでしたがなんとなくミキサーとかの機器は使えても、言葉がややこしくいまいちちゃんとした理解ができていませんでした。
音響信号のレベルについて理解しておくと、機器を繋いでも音が出ない時に原因を探りやすくなり、機材選びも上手になりますよ。
難しいことは苦手という人もオームの法則さえ知っていれば理解できる内容ですので、ぜひ最後まで読んで見てください。
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レベルってなんぞや
音響分野ではこの”レベル”という言葉が頻繁に出てきます。
直訳すると段階、高さ、水準ですが、音響分野では大きさを表す言葉として使われる場合がほとんどです。
また音響分野における大きさはdB（デシベル）という単位で表現されます。
ちなみに建築も現場で”レベル”と言うと、地面や基準からの高さを表す言葉になるので、建築音響の分野に身を置く人は使い方に注意してください。
このdBという単位は、長さや重さの単位のように絶対量を表しているわけではありません。
dBで表現される数値は基準値に対してどれだけ大きいかといった相対的な値になります。
基準値は、表現する指標によって決まっていて、騒音測定で使う音圧レベル（SPL）では基準値は人間が感知できる最小の圧力p0 = 20 μ[Pa]とされています。
デシベルは対数で表現され、音圧レベルは以下の式になります。
$$ SPL=20\log_{ 10 } \frac{p}{p0} $$
音圧レベルが0dBといった表現は言い換えると、人間が感知できる最小の音圧といった意味になります。
dBuとdBV
音響機器ではdBuやdBVといった表現をよく見ます。
これらはどちらも電圧の大きさを表す単位ですが、それぞれ基準値が違うため単位が微妙に違います。
業務用機器と民生機で単位の使い分けがされていましたが、近年その境界が曖昧で非常にややこしく、初心者にはわかりにくいことになっています。
dBuは基準の電圧が0.775V(正確には0.7746V)です。
なぜこんなに中途半端な数値を基準にするんだとお思いの人もいると思いますが、これにはちゃんとした理由があります。
業務用機器は出力も入力も標準インピーダンスとして600Ω（とりあえず電気分野で言う抵抗だと思ってください）とされていました。
dBuは元々電力が1ミリワットになるときの電圧を基準にしています。
オームの法則を思い出してください、電力と抵抗がわかれば電圧が計算できますよね。
$$ V=R\times{I} $$ $$ W=V\times{I}$$ $$V=\sqrt{W\times{R}}$$
この式から基準の電圧は0.775Vとなったのです。
一方、dBVは基準の電圧が1.0Vです。
民生機器は入出力に600Ωより高いインピーダンスが使われていて、その値も機器によってまちまちでした。
抵抗値が一定でないので、業務機器のような考え方はできず、わかりやすいように1.0Vを基準値にしたようです。
歴史的背景は置いといて、とりあえずこれだけ理解しておきましょう。
- dBuは基準値が0.775V
- dBVは基準値が1.000V
結局どっちも電圧
dBuとdBVも結局どちらも基準となる電圧が異なるだけで電圧を表していていることには変わりありません。
なのでdBuからdBVへの変換も、その逆も計算することが可能です。
同じ電圧の場合、x[dBV]=x+2.2[dBu]です。
民生機器から出力し、業務機器で受けるといったこともありますので、こういった時には単位に要注意して、どの程度の電圧のやりとりがあるのかを考えるようにしましょう。
音響信号の強さ
音響信号は電圧の強さによって、４種類に分けられることが多くあります。
電圧の強さの弱い順に並べると、
マイクレベル＜楽器レベル＜ラインレベル＜スピーカーレベル
になります。
では一つずつ見ていきましょう。
ラインレベル
最もよく耳にするであろうラインレベル、どの程度の電圧なのでしょうか。
業務用ラインレベルは+4dBuでやりとりと言うのが一般的です。
これはミキサーなどのメーターが0の位置で+4dBuつまり1.23Vの電圧がかかってますよと言う意味です。
民生機では-10dBVというものもありますが、これは電圧で表すと0.316Vになります。
マイクレベル
マイクレベルはオーディオ信号の中でも最も電圧の小さいものです。
マイク界で最も有名なSM58®（Shure）のスペックを見てみましょう。
感度（Sensitivity）を見るとどのくらいの電圧がかかるのかがわかります。
これは音圧レベルが94dB（結構でかい声です）の大きさの時、-54.5dBVつまり1.85mVの電圧がかかるという意味です。
ラインレベルが1.23Vだったのに対し、1.85mVですからだいたい1/1000ですね。
マイクレベルは非常に微弱な信号ということがわかったかと思います。
マイクからの信号を音に変えるには、まずラインレベルにまで電圧を引き上げなければいけません。
この作業はミキサー内に内蔵しているマイクプリアンプが行ってくれます。
楽器レベル
楽器レベルはラインレベルと混合されることも多いですが、電圧を見るとマイクレベルとラインレベルの中間ぐらいに位置します。
ギターやシンセサイザーは直接ミキサーに入れず、ダイレクトボックスをかましているのを見たことがあるでしょうか？
ダイレクトボックスはインピーダンスを合わせる目的で使われるイメージですが、楽器レベルをラインレベルに合わせることもやってくれています。
スピーカーレベル
オーディオ信号の中で最も電圧の強いのがスピーカーレベルです。
アンプのスペックを見ると最大出力50W + 50W(8Ω)といった表記を見かけます。
電力と抵抗がわかっているので、これまたオームの法則から電圧を計算します。
$$ V=\sqrt{50\times{8}}$$
この場合の電圧は20Vとなります。
イベント用だと出力500W(4Ω)といったものもあり、電圧にすると約45Vにもなります。
マイクレベルやスピーカーレベルに比べると遥かに大きな電圧がかかっていることがわかりました。
まとめ
オーディオ界でよく使われるマイクレベルやラインレベルについて解説しました。
単位が混在していてわかりにくかったりするこの分野ですが、結局全部電圧の話だということがわかれば理解しやすいかと思います。
要点をまとめておきますので、わからなくなったらこの記事と一緒に見返してみてください。
- 音響界で言うレベルとは音の大きさを表す単位でdBが使われる
- dBuもdBVも基準電圧が違うだけでどっちも電圧の話
- オーディオの信号レベルは電圧の大きさによって種類分けされている
- マイクレベル<<楽器レベル<ラインレベル<<スピーカーレベル
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ABOUT ME
音響設計・AVシステム設計をやっている自称アコースティック・エンジニアです。
日常の中で出くわす音のお悩み、音響機器紹介、ノウハウなど音に関することを色んな角度から記事にしていきます。
趣味でバンド活動・DTMをやってます。この辺のノウハウも発信していきます。
