アンプとスピーカーのインピーダンスの不整合は音を歪ませますか？

アンプを内蔵したヘッドフォンとオーディオインターフェイスを購入しようとしています。仕様では、アンプのインピーダンスは「<30オーム」であるとされています。

私が購入したいヘッドフォンは、異なるインピーダンスのバージョンを持つBeyerdynamic DT 990です。

私は、ヘッドフォンのインピーダンスが高いほど、同じ電力を得るために「増幅」（より良い言葉がないため）が必要であることを知るのに十分な電子工学の資格を持っています。

ただし、インピーダンスが大きく異なると音に歪みが生じることが心配です。私は必ずしも飽和について話しているわけではありませんが、伝達特性のわずかな変化かもしれません。これは明らかに対処したいことではありません。

このトピックに関する洞察は大歓迎です。

自宅のオーディオのインピーダンスマッチングを忘れることができます。

インピーダンスの整合は、信号の波長がその信号を伝送するケーブルの長さに近い場合にのみ必要です。電気信号は、ケーブルをほぼ光速で進みます。最高の可聴周波数（最短の波長を与える）の場合、波長は約15 kmです。私はあなたのケーブルがそれほど長くないと推測しています。

信号の反射と歪みを防ぐために、インピーダンスのマッチングが必要です。これは通常、オーディオではなく高周波信号にのみ関係します（例外：アナログ電話回線）。

私の意見では、オーディオアンプの「インピーダンスマッチング」は、「このアンプでこのスピーカーを駆動できますか？」とよく理解されています。

例：一部のアンプは、4オームスピーカーと8オームスピーカーにのみ適しています。2オームスピーカー（または2つの4オームスピーカーを並列）で使用すると問題が発生する可能性があります。

ヘッドフォンの場合、ヘッドフォンのインピーダンスが非常に低い（10オーム未満）または非常に高い（600オーム）場合を除き、これはほとんど問題になりません。そして、それでも、「不一致」がある場合、最大音量が低下する可能性があります。

通常、ホームオーディオアンプは、直列抵抗を介してスピーカー出力からヘッドフォン出力を駆動し、スピーカーよりも必要な電力がはるかに少ないため、ヘッドフォンの過負荷から少し保護します。このため、ほとんどすべてのヘッドフォンが家庭用オーディオアンプのドライバーになります。

バッテリーで動作するモバイル機器は、それほど多くの電力と電圧を供給できないため、過負荷は問題になりません。これらのデバイスの出力電圧は制限されているため、低インピーダンスのヘッドフォンを使用することをお勧めします。30オームまたは50オームが適しています。

どちらの場合でも、インピーダンスの整合について心配する必要はありません。それはヘッドフォンにとっては本当に問題ではありません。

サイドノート：

スピーカーの場合、アンプの出力インピーダンスが関係します。通常の推奨事項は、アンプの出力インピーダンスが低いことです。低いほど、スピーカーをより適切に「制御」できるようになるため、より適切です。これはインピーダンス整合ではなく、アンプの出力インピーダンス（<0.1オーム）とスピーカーインピーダンス（> 4オーム）が同じではないため、実際には「最良の不整合」状態です。

インピーダンスは意図的に整合されていないため、妥当な品質のアンプの「インピーダンス整合」を忘れてしまいます。

良質のオーディオアンプの出力インピーダンスは非常に低くなければなりません。通常は0.01オームまたは0.001オームのようなものです。ほとんどのスピーカーやヘッドフォンのインピーダンスは周波数によって大きく異なりますが、常にアンプの出力インピーダンスよりも数桁大きくなります。

その結果、スピーカーが信号電圧（電流ではなく）に応答するように設計されている場合、アンプによって供給される電圧はスピーカーの特定のメーカーのインピーダンス変動に依存せず、オーディオ応答に不要な影響はありませんオーディオ範囲の特定の周波数でのピークまたはトラフ。

インピーダンスマッチングは、あるデバイスから別のデバイスへ可能な限り最大の電力伝送を得る必要がある場合にのみ重要ですが、それはオーディオアンプの設計には無関係です。（ただし、数千マイルの海底ケーブルで信号を送信しようとした場合、それは非常に重要です！）

アンプの仕様がスピーカーまたは電話の許容出力インピーダンス範囲に言及している理由は、単にアンプのボリュームコントロールを最大まで上げたときに、（1）スピーカーインピーダンスが高すぎる場合、サウンドレベルが低くなることを確認するためです。 （2）インピーダンスが低すぎる場合、アンプから過大な電流を引き出そうとするため、歪みが発生する可能性があり、（おそらく）アンプのどこかでヒューズが切れます過負荷を防ぎます。

歴史的注記：上記は最新のアンプ設計に適用されます-ソリッドステートとチューブ（バルブ）の両方。（1950または60年代）一部の古いは、真空管アンプの設計した高かかわらず、通常はどちらか（当時8または16オームそれらに接続されたスピーカの出力インピーダンスに敏感で、かつ使用されている実際のインピーダンスを選択するために、背面パネルにあるスイッチを持っていましたパワードモダンスピーカーは、多くの場合、4または2オームのような低インピーダンスです。スピーカーを接続せずにこのような「ビンテージ」アンプを操作すると、場合によってはアンプに損傷を与える可能性がありますが、真空管アンプの最新の設計にはそのような問題はありません。

アンプの「<30 Ohms」の指定は、ほとんどの場合、アンプの出力インピーダンスではなく、設計された負荷のインピーダンスです。優れたオーディオアンプの出力インピーダンスは1オームを大きく下回ります。

インピーダンス整合はオーディオ機器ではないため、このようなラベル付けは一般的です。ただし、アンプの設計領域外でインピーダンスのあるスピーカーまたはヘッドフォンを駆動すると、音に影響する場合があります。

アンプの設計された駆動インピーダンスよりも高いインピーダンスでヘッドフォンを駆動することは、おそらく問題ありません。唯一の欠点は、アンプが十分な出力電圧を生成できないため、アンプがフル出力電力を供給できず、かなり低い出力レベルにとどまる必要があることだと思います。ボリュームノブを使用するのは面倒かもしれませんが、ヘッドフォンはあまり電力を必要としないので、電力量は実際には問題になりません。

ほとんどの場合、受け入れられた答えは受け入れられます。チューブアンプについても説明されています。アンプがより一般的になりつつあるクラスDである場合はどうでしょう。ローエンドの低消費電力は、スピーカーのインダクタンスと非常に短いスピーカーワイヤに依存しています。LCフィルターは、長いスピーカーワイヤーからの放射を低減します。ボールパーク数はPWM 200KHz F cut 25 KHzおよびQ .7です。スピーカーインピーダンスはフィルターパラメーターを変更します。インピーダンスを上げると、ほとんどのオーソドックスLCフィルター設計でQが上がります。これにより恐ろしいハイエンドピークが得られ、負帰還ループを台無しにします。単純なパッシブネットワークで対処できるパフォーマンスが低下する場合があります。

（特定の入力と特定の音量設定で）8Ωインピーダンスのスピーカーに50ワットを供給するように設計された典型的なアンプは、通常、これらの条件下でわずか25ワットで16Ωスピーカーを駆動し、 100ワットで4オームのスピーカーを駆動します。通常、16オームのインピーダンスは何も損傷せず、音も悪くありませんが、アンプは8オームの負荷を駆動するときほどの電力を供給することができません。4Ωの状況は、アンプが異なる条件の下で8Ωスピーカーに100ワットを供給するように設計されている場合、何も損傷しないかもしれませんが、低インピーダンス負荷が原因でアンプが意図した設計よりも多くの電力を出力しようとする場合最大、歪みおよび/または損傷が生じる可能性があります。

出力段は、インピーダンス整合（周波数領域）である「すべての周波数で」負荷電流を整形します。出力回路は、「マッチング」と予測される周波数の一部と、実際に動作する周波数（および電流）の「マッチングアプローチ」によって大きく異なります。