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<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
'''パワーアンプ'''（英: power amplifier）は、音声信号を[[スピーカー]]を駆動できる電力まで増幅する音響機器である。PAシステムでは、[[ミキサー]]、[[DSP]]、[[クロスオーバー]]などから受け取った信号を増幅し、[[パッシブスピーカー]]へ出力する役割を持つ。<ref name="YamahaPowerAmp">[https://jp.yamaha.com/products/contents/proaudio/musicianspa/equipments/amplifier.html ヤマハ「音を増幅するパワーアンプとは」]</ref>
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
典型的なPAシステムでは、次のような位置に置かれる。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
<pre>
Microphone / Instrument
          ↓
        Mixer
          ↓
   DSP / Crossover
          ↓
     Power Amplifier
          ↓
   Passive Speaker
</pre>
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
パワーアンプは単体の機器として使用されるほか、[[パワードスピーカー]]や[[パワードミキサー]]の内部にも組み込まれている。<ref name="YamahaPowerAmp" />
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
== 基本的な役割 ==
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
マイク、電子楽器、オーディオインターフェース、ミキサーなどで扱われる音声信号は、通常そのまま大型のパッシブスピーカーを駆動するだけの電力を持たない。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
パワーアンプは入力された音声信号に対応して出力電圧と電流を供給し、スピーカーのボイスコイルを駆動する。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
概念的には次のように表せる。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
<pre>
音声信号
   ↓
Power Amplifier
   ↓
大きな電力を持つ音声信号
   ↓
Loudspeaker
</pre>
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
パワーアンプは音響システムの最終増幅段として使用されることが多い。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
== プリアンプとの関係 ==
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
音響機器では、信号の増幅を複数の段階に分けて行う。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
[[プリアンプ]]は、マイクや楽器などの比較的小さな信号を後段の機器で扱いやすいレベルへ増幅したり、ゲイン調整や信号処理を行ったりする。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
パワーアンプは信号経路の後段に置かれ、スピーカーを駆動するための電力を供給する。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
<pre>
Microphone
   ↓
Preamp
   ↓
Mixer / Processor
   ↓
Power Amplifier
   ↓
Speaker
</pre>
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
実際の機器では、これらの機能が一つの筐体に統合される場合もある。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
== パッシブスピーカーとの関係 ==
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
単体のパワーアンプは、主に[[パッシブスピーカー]]と組み合わせて使用する。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
パッシブスピーカーは内部にパワーアンプを持たず、外部のパワーアンプから供給された電力によってドライバーを駆動する。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
<pre>
Mixer
  ↓
Power Amplifier
  ↓
Passive Speaker
</pre>
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
[[パワードスピーカー]]は筐体内部にパワーアンプを備えている。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
<pre>
Mixer
  ↓
Powered Speaker
  ├─ DSP / Crossover
  ├─ Power Amplifier
  └─ Speaker Driver
</pre>
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
ヤマハは、パワーアンプを内蔵していないスピーカーをパッシブスピーカー、パワーアンプを内蔵したスピーカーをパワードスピーカーとして説明している。<ref name="YamahaPowerAmp" />
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
スタジオで使用される[[パワードモニタースピーカー]]も、この構成の一例である。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
パワーアンプの出力能力は一般にワット（W）で示される。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
という仕様であれば、8 Ωの負荷では1チャンネルあたり300 W、4 Ωの負荷では1チャンネルあたり500 Wを供給できることを示す。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
パワーアンプの出力値は、接続されるスピーカーの[[インピーダンス]]によって変化する。多くのアンプでは、一定の範囲内で負荷インピーダンスが低くなるほど供給可能な出力が増加する。<ref name="YamahaPowerAmp" />
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
実際の定格出力には、
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
* 負荷インピーダンス
* 測定周波数
* 歪率
* 測定時間
* 同時に駆動するチャンネル数
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
などの測定条件が付記されることがある。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
そのため、異なるパワーアンプのワット数を比較するときには測定条件も確認する。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
== インピーダンス ==
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
パワーアンプには、正常に駆動できる最低負荷インピーダンスが定められている。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
PA用スピーカーでは4 Ω、8 Ωなどの公称インピーダンスが一般的に使用される。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
同じインピーダンスを持つ2台のスピーカーを並列接続すると、合成インピーダンスは半分になる。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
<pre>
8 Ω + 8 Ω
Parallel Connection
       ↓
      4 Ω
</pre>
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
8 Ωのスピーカーを2台並列に接続した場合、パワーアンプから見た負荷は4 Ωとなる。<ref name="YamahaPowerAmp" />
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
スピーカーを追加して負荷インピーダンスが低下すると、パワーアンプに要求される電流も増える。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
アンプが対応する最低インピーダンスより低い負荷を接続すると、保護回路の作動、過熱、動作停止、故障などにつながる可能性がある。Crownも、アンプのシリーズや動作モードごとに使用可能なスピーカー負荷を示している。<ref>[https://www.crownaudio.com/ja/speaker-loads Crown Audio「スピーカー負荷とアンプのマッチング」]</ref>
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
== スピーカーとの出力の組み合わせ ==
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
パワーアンプを選定するときには、スピーカー側の仕様も確認する。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
主な項目は、
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
* 公称インピーダンス
* 連続許容入力
* PGM許容入力
* Peak許容入力
* スピーカー感度
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
などである。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
スピーカーの許容入力には複数の表記方法があり、メーカーや規格によって基準が異なる。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
例えばヤマハのPAビギナーズガイドでは、同社製パッシブスピーカーを組み合わせる際の目安として、スピーカーのPGM入力値に対して約0.8～1.25倍のアンプ出力を紹介している。<ref name="YamahaPowerAmp" />
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
CrownはContinuous Power Ratingを基準にし、リミッターの使用や必要なヘッドルームを考慮した別の選定方法を紹介している。<ref>[https://www.crownaudio.com/ja/how-much-amplifier-power Crown Audio「アンプの出力はどれくらい必要ですか？」]</ref>
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
実際のシステム設計では、使用するメーカーが定義する許容入力、音声信号のピーク、リミッター設定、必要な音圧などを合わせて検討する。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
アンプのワット数だけで実際の音量が決まるわけではなく、スピーカーの感度や使用環境も音圧に影響する。<ref>[https://www.crownaudio.com/ja/how-much-amplifier-power Crown Audio「アンプの出力はどれくらい必要ですか？」]</ref>
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
== 動作モード ==
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
2チャンネル以上のパワーアンプでは、複数の動作モードを備える製品がある。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
=== Stereo ===
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
各アンプチャンネルを独立して使用する基本的なモード。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
<pre>
Input 1 → Amplifier CH1 → Speaker 1
Input 2 → Amplifier CH2 → Speaker 2
</pre>
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
左右のステレオPAや、独立した2系統のスピーカーを駆動するときに使用される。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
=== Parallel ===
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
1つの入力信号を複数のアンプチャンネルへ送り、それぞれのチャンネルから独立して出力するモード。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
<pre>
             ┌→ CH1 → Speaker 1
Input ───────┤
             └→ CH2 → Speaker 2
</pre>
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
モノラル信号を複数のスピーカー系統へ供給する場合などに使用される。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
=== Bridge-Mono ===
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
2つのアンプチャンネルを組み合わせ、1つのスピーカー負荷を駆動するモード。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
<pre>
Amplifier CH1 ──┐
                ├── Speaker
Amplifier CH2 ──┘
</pre>
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
2つのチャンネルを利用して、1系統へより大きな出力電圧を供給できる。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
詳細は[[ブリッジモノモード]]を参照。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
ブリッジ接続では通常のStereo接続と使用する出力端子や負荷条件が異なる場合がある。ヤマハおよびCrownの資料でも、StereoとBridge動作では出力値と対応負荷が個別に規定されている。<ref name="YamahaPowerAmp" /><ref>[https://www.crownaudio.com/ja/speaker-loads Crown Audio「スピーカー負荷とアンプのマッチング」]</ref>
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
== ゲインと入力感度 ==
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
パワーアンプには、入力された信号をどの程度の電圧比で増幅するかを示す'''電圧利得（Voltage Gain）'''がある。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
また、定格出力を得るために必要な入力信号レベルを'''入力感度（Input Sensitivity）'''という。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
業務用パワーアンプでは、
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
などの固定ゲイン設定や、
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
などを基準にした入力感度設定を選択できる製品もある。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
例えばヤマハPC-D / DIシリーズでは、複数の電圧利得および入力感度設定が用意されている。<ref>[https://jp.yamaha.com/products/proaudio/power_amps/pc-d_di/specs.html ヤマハ PC-D / DI Series 仕様]</ref>
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
この設定は、ミキサー、DSP、複数台のパワーアンプなどを組み合わせる際の[[ゲインストラクチャー]]に関係する。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
パワーアンプの出力回路には複数の増幅方式が存在する。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
代表的なものには、
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
* Class A
* Class B
* Class AB
* Class D
* Class G
* Class H
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
などがある。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
Class ABは長くオーディオ用パワーアンプで広く使用されてきた方式である。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
Class Dは出力素子を高速にスイッチングさせることで高い電力効率を得る方式で、現代のPA用パワーアンプやパワードスピーカーで広く使用されている。高効率化によって発熱、重量、電源消費を抑えやすいという特徴を持つ。<ref>[https://usa.yamaha.com/products/contents/proaudio/training_support/micro_tutorial/20170914/index.html Yamaha, "Power Amplifiers Part One: Amplifier Classes"]</ref>
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
ヤマハのPC-D / DIシリーズなど、現行の業務用パワーアンプにもClass D出力段が採用されている。<ref>[https://jp.yamaha.com/products/proaudio/power_amps/pc-d_di/specs.html ヤマハ PC-D / DI Series 仕様]</ref>
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
詳細は[[アンプの動作クラス]]および[[Class Dアンプ]]を参照。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
== DSPを内蔵したパワーアンプ ==
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
現代のPA用パワーアンプには、[[DSP]]を内蔵する製品も多い。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
DSPによって、
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
* [[クロスオーバー]]
* [[イコライザー]]
* [[ディレイ]]
* [[リミッター]]
* スピーカープロセッシング
* 信号ルーティング
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
などをパワーアンプ内部で行うことができる。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
ヤマハも、近年の単体PAパワーアンプではDSPを内蔵した製品が一般的になっているとしている。<ref name="YamahaPowerAmp" />
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
このタイプでは、
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
<pre>
Mixer
  ↓
Power Amplifier
  ├─ DSP
  ├─ Limiter
  ├─ Crossover
  └─ Power Stage
       ↓
     Speaker
</pre>
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
のように、従来は外部機器で行われていた処理の一部をアンプ内部で実行できる。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
== 入出力端子 ==
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
業務用パワーアンプの入力には、
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
* XLR
* TRSフォーン
* Euroblock / Phoenix
* RCA
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
などが使用される。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
用途や機種によって端子構成は異なる。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
スピーカー出力には、
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
* [[speakON]]
* バインディングポスト
* スクリューターミナル
* スピーカー用フォーン端子
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
などが使用される。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
PA用途では、ロック機構を持ち、大電流を扱えるspeakONが広く使用されている。ヤマハもプロ用パワーアンプとスピーカーを接続する端子としてspeakONを紹介している。<ref name="YamahaPowerAmp" />
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
== スピーカーケーブル ==
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
パワーアンプとパッシブスピーカーの間には[[スピーカーケーブル]]を使用する。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
スピーカーケーブルは、パワーアンプから供給される比較的大きな電流を伝送するため、用途に適した導体断面積を持つケーブルが使用される。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
<pre>
Mixer
   │
   │ XLR / TRSなど
   │ Line-level cable
   ↓
Power Amplifier
   │
   │ Speaker cable
   ↓
Passive Speaker
</pre>
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
マイクケーブルや一般的なラインケーブルは、パワーアンプとパッシブスピーカーを接続するスピーカーケーブルとして設計されていない。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
ヤマハは、マイク／楽器用ケーブルをスピーカー接続に使用すると発熱する可能性があるとして、スピーカー専用ケーブルの使用を案内している。<ref name="YamahaPowerAmp" />
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
== ハイインピーダンス出力 ==
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
設備音響用のパワーアンプには、一般的な4 Ωや8 Ωのローインピーダンス出力に加えて、
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
などの[[ハイインピーダンススピーカーシステム]]に対応する製品がある。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
ハイインピーダンス方式は、多数のスピーカーを長距離配線する商業施設、学校、公共施設などの設備音響で使用される。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
例えばヤマハPC-DIシリーズには70 Vおよび100 Vモードを備えたモデルが存在する。<ref>[https://jp.yamaha.com/products/proaudio/power_amps/pc-d_di/specs.html ヤマハ PC-D / DI Series 仕様]</ref>
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
パワーアンプは大きな電力を扱うため、多くの製品に保護機能が搭載されている。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
代表的なものには、
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
* 過熱保護
* 過電流保護
* 出力短絡保護
* DC保護
* クリップリミッター
* スピーカー保護用リミッター
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
などがある。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
機種によって保護方式や動作条件は異なる。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
== 選定時に確認する主な仕様 ==
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
パワーアンプを選定するときには、主に次の項目を確認する。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
* チャンネル数
* 負荷インピーダンスごとの定格出力
* 最低負荷インピーダンス
* Bridge-Mono対応
* 入力感度
* 電圧利得
* 入力端子
* スピーカー出力端子
* DSP機能
* リミッター機能
* 周波数特性
* S/N比
* THD+N
* 冷却方式
* 消費電力
* 重量
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
スピーカーとの組み合わせでは、アンプ側の出力仕様とスピーカー側のインピーダンスおよび許容入力を同時に確認する。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
パワーアンプは、音響システムの中でスピーカーを駆動するための電力を供給する増幅器である。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
PAシステムでは、
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
<pre>
Mixer / DSP
     ↓
Power Amplifier
     ↓
Passive Speaker
</pre>
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
という信号経路を構成する。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
パワーアンプの動作は、接続するスピーカーのインピーダンスと密接に関係しており、同じアンプでも4 Ω、8 Ωなどの負荷によって出力が変化する。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
また、Stereo、Parallel、[[ブリッジモノモード]]など複数の動作方式を持つ機種や、DSP、リミッター、クロスオーバーなどを内蔵する機種も存在する。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
パワードスピーカーでは、このパワーアンプ機能がスピーカー筐体内部に組み込まれている。
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
* [[アンプ]]
* [[プリアンプ]]
* [[パッシブスピーカー]]
* [[パワードスピーカー]]
* [[スピーカー]]
* [[スピーカーケーブル]]
* [[インピーダンス]]
* [[ブリッジモノモード]]
* [[モノブリッジケーブル]]
* [[speakON]]
* [[ゲインストラクチャー]]
* [[DSP]]
* [[クロスオーバー]]
* [[リミッター]]
* [[Class Dアンプ]]
</div>

<div lang="en" dir="ltr" class="mw-content-ltr">
[[Category:音響機器]]
[[Category:PA]]
[[Category:アンプ]]
</div>

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