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【後編】駆動しやすい、しづらいとは——アンプ側の出力インピーダンス
【Part 2】What Makes Earphones Easy or Hard to Drive — The Amplifier's Output Impedance
前編の冒頭で、「駆動しやすい・しにくい」という言葉には2つの違うレイヤーが含まれる、というお話をしました。 At the start of Part 1 we noted that "easy or hard to drive" actually mixes two different concepts.
①音量がしっかり取れるか（動作の話）と、②音質が満足できる水準で鳴るか（音質の話）。 (1) whether enough volume can be reached (an operational matter), and (2) whether the sound quality is satisfying (a quality matter).
前編で扱ったのは主に①——必要な音圧をきちんと出せるかどうかという側面で、駆動しやすさはイヤホン単体では決まらず、アンプの実力——電圧をどれだけ出せるかと電流をどれだけ流せるか——との組み合わせで決まる、というところまでお話ししました。 Part 1 was concerned mainly with (1) — whether the required sound pressure can be produced at all — and arrived at this picture: drivability is not decided by the earphone alone, but by how it pairs with an amplifier's two underlying capabilities, how much voltage it can deliver and how much current it can supply.
後編では、もうひとつのレイヤーである②音質——同じ音量で鳴らしたときに、音そのものがどれだけ満足のいく水準で出るか——の側に踏み込みます。 In Part 2, we step into the other layer — (2) sound quality, the question of how satisfying the sound itself is at a given volume.
オーディオ好きのあいだでよく語られる「鳴らしきる」「本気で鳴る」といった表現も、その実体のかなりの部分が、この②音質の領域にかかってくる話だと思います。 Phrases that come up often among enthusiasts — "drives it fully," "really sings" — also live mostly in this (2) sound-quality territory.
そして、その音質を左右する大きな要素のひとつが、今回の主役となるアンプの出力インピーダンスです。 One of the larger factors deciding that quality is the subject of today's column: the amplifier's output impedance.
これは見方を変えると、前編末で整理した「アンプの実力＝電圧能力＋電流能力」の電流側を、もう一段深く掘り下げた話でもあります。 Seen from another angle, this is also a deeper-cut look at the current side of "amplifier capability = voltage + current" that closed Part 1.
「電流をどれだけ流せるか」というとき、実は「最大でどれだけ流せるか」だけでなく、流したときに、出力がどれだけぶれずに保たれるか——という別の側面が含まれています。 "How much current can be delivered" actually contains two sides: not only the peak amount, but also how steadily the output is held while that current flows.
同じイヤホンでもアンプを変えると聞こえ方が変わる——その理由のかなりの部分が、ここに集約されます。 A great deal of why the same earphone can sound noticeably different on different amplifiers comes down to this single concept.
ここで言う「アンプ」とは——信号チェーンの中のパワーアンプ A Note on the Word "Amplifier" — We Mean the Power Amplifier Stage
ところで、ここまで「アンプ」とひとくちに呼んできましたが、本コラムで取り上げているのは厳密には、信号チェーンのなかで振動板を実際に駆動するパワーアンプの話です。 A clarification on terminology: while we have used "amplifier" as a single word so far, what this column is really discussing is the power amplifier stage — the part of the signal chain that actually drives the diaphragm.
出力インピーダンス、電流を流したときの歪み、ダンピング——これらはいずれも、このパワーアンプの段に現れる指標です。 Output impedance, distortion under current demand, damping — all of these are characteristics that surface specifically at this power-amplifier stage.
スピーカーの世界ではパワーアンプだけで独立した製品が数多くありますが、ポータブルオーディオでは、ひとつの筐体の中にいくつもの段が組み合わさっています。 In the speaker world, power amplifiers often come as standalone products. In portable audio, however, multiple stages are typically packed into a single chassis.
おおまかな流れは、プレーヤー → DAC → DAC のアナログフィルタ → プリアンプ → パワーアンプ、という順になります。 The rough flow is: player → DAC → DAC's analog filter → preamplifier → power amplifier.
それぞれの段にも音質を左右する要素は数多くあるのですが、今回お話ししている内容は、このチェーンのいちばん最後、振動板に最も近いパワーアンプの段にフォーカスした話、ということになります。 Each of those stages has its own factors that shape sound quality, but the topics in this column are focused on the very last stage of the chain — the power amplifier, the one closest to the diaphragm.
「電流を流せる」には2つの層がある "Delivering Current" Has Two Layers
先ほども触れた通り、「電流を流す力」と一口に言っても、実はこの中には2つの違うレイヤーが含まれています。 As just mentioned, "the ability to deliver current" actually contains two different layers within it.
- 一つ目は、必要な量の電流を出せること——最大電流の余裕。前編まででお話しした話 The first is being able to put out the required amount of current — peak current headroom. The story we told through Part 1.
- 二つ目は、電流を流しているあいだも、出力電圧がぶれないこと——今回の話 The second is holding the output voltage steady while that current is being drawn — the story of today's column.
どちらもアンプの「電流側の実力」ですが、性格はまったく違います。 Both belong to the amplifier's "current side," but they describe different qualities.
前者は「蛇口がどれだけ大量に水を出せるか」、後者は「大量に出している最中、その勢い（水圧）がぶれないか」。 The first is "how much water the tap can pour out"; the second is "how steadily the pressure holds while pouring it."
後者の良し悪しを一つの数字で表したものが、出力インピーダンスです。 A single number expresses how well an amplifier achieves the second: its output impedance.
出力インピーダンス——アンプ内部にある見えない抵抗 Output Impedance — The Hidden Resistance Inside the Amplifier
理想のアンプは、どれだけ電流を引かれても出力電圧が動かない——蛇口の根元の太さに余裕があり、勢いよく水を出しても元の水圧が落ちない、そんな姿です。 An ideal amplifier would hold its output voltage perfectly regardless of how much current is drawn — a tap whose root channel is so generous that even vigorous flow does not lower the source pressure.
実際のアンプはこの理想から少し離れていて、内部に「見えない抵抗」が小さいながら存在しています。 Real amplifiers fall slightly short of this ideal: every amplifier has a small "hidden resistance" inside it.
これが出力インピーダンスです。 This is the output impedance.
記号は前編に合わせてZと書きます。 We use the symbol Z, matching Part 1.
水のたとえに重ねれば、蛇口の根元に細い詰まりがほんの少しだけ残っているような状態です。 Picture a small constriction left at the root of the tap.
詰まりがなければ、いくら水を出しても元の水圧そのままで届きます。 With no constriction, the source pressure reaches the outlet unchanged no matter how much water flows.
詰まりがあると、勢いよく水を出すほど蛇口の出口側では水圧が落ちてしまう——これが、電流を引いたときに出力電圧が下がる現象です。 With a constriction, the more vigorously water is drawn, the more the pressure at the outlet drops — and that is exactly what happens to an amplifier's output voltage when more current is asked of it.
出力インピーダンスは小さいほど、この「詰まり」が薄いということになります。 The smaller the output impedance, the thinner that constriction.
理想は0Ω、現実のアンプはわずかながら値を持つ——程度の差はあっても、ゼロにはなりません。 Zero is the ideal; every real amplifier has some non-zero value, however slight.
だからこそ、どれだけ0Ωに近づけられるかが、アンプ設計上の腕の見せどころのひとつになります。 Because it can be made smaller but never erased, getting it as close to zero as possible is one of the disciplines where amplifier design earns its keep.
一つ目の影響：大電流を求められた瞬間に、電圧が下がる The First Effect: The Voltage Sags the Moment Large Current Is Asked For
出力インピーダンスが高いと、まず起きるのが「電流をたくさん引かれたときに、その分だけ出力電圧が下がる」現象です。 When output impedance is high, the first thing that happens is this: as more current is drawn, the output voltage sags by a corresponding amount.
前編で「電圧は出せても電流が苦手なアンプは、低インピーダンスのIEMで本領が出ない」とお話ししました。 In Part 1 we mentioned that "an amp able to put out voltage but weak on current will not show its best on low-impedance IEMs."
あれの正体は、まさにここにあります。 That very phenomenon traces back to here.
同じ音圧を出すのに、低インピーダンスのイヤホンほどたくさんの電流が必要になります（前編の「太いホースには大量の水」）。 A low-impedance earphone requires more current to reach a given sound pressure (Part 1: "a thick hose needs plenty of water").
電流が大きい場面ほど、内部の「詰まり」での電圧降下も大きくなります。 The larger the current at any moment, the larger the voltage drop across that internal constriction.
アンプが線形に動作している範囲では、この電圧降下は流れる電流にほぼ比例します（電圧降下 ＝ 電流 × 出力インピーダンス）。 While the amplifier operates in its linear region, this voltage drop is essentially proportional to the current drawn (voltage drop = current × output impedance).
結果として、本来出るはずだった電圧が出口では削られてしまい、波形がうまく追従できなくなります。 As a result, the voltage that should have appeared at the outlet is trimmed before it gets there, and the waveform can no longer follow the signal cleanly.
これは音楽信号で考えると静的な話ではなく、瞬間ごとに刻々と起きる動的な現象です。 With music, this is not a static effect but something that fluctuates moment by moment.
低音のキックや過渡的なアタックで電流が一気に増える瞬間ほど、電圧が瞬間的に沈み込みます。 The instants when current spikes — a kick drum, a transient attack — are precisely when the voltage dips.
聴感としては、力感の手前で音がふっと退いたり、音像が一瞬曇ったりする方向に現れます。 Perceptually it tends to show up as a slight pulling-back just before the impact, or as a brief blurring of the image.
出力インピーダンスが低いアンプでは、この沈み込みが小さく抑えられ、瞬時の電流要求に対しても電圧がぶれずに保たれます。 In an amplifier with low output impedance, this dip is kept small, and voltage stays steady even under sudden current demand.
「電流を綺麗に流せる」というのは、出せる電流の大きさだけでなく、こうした電流変動下での電圧の安定まで含んだ話なのです。 "Delivering current cleanly" is not only about how much current can be put out — it includes this voltage stability under fluctuating current.
二つ目の影響：同じイヤホンでも、周波数特性が変わる The Second Effect: The Same Earphone Develops a Different Frequency Response
前編で一度だけ触れたことを、もう一度引っぱり出します——イヤホンやヘッドホンのインピーダンスは、周波数によって大きく変わります。 Here we revisit something Part 1 only touched once: the impedance of an earphone or headphone varies considerably with frequency.
スペックに「16Ω」と書いてあっても、それは多くの場合1 kHzでの代表値で、低音域や高音域では数倍に跳ね上がったり、逆に下がったりすることが珍しくありません。 A spec sheet that reads "16Ω" is, in most cases, the value at 1 kHz alone — and in the low or high regions, the actual impedance can easily rise to several times that value, or fall well below.
アンプから見ると、イヤホンの「ホースの太さ」が周波数ごとに違って見えている、ということです。 From the amplifier's vantage point, the "hose thickness" of the earphone looks different at each frequency.
そして、アンプの出力インピーダンスとイヤホンのインピーダンスは、信号の経路上で直列に並びます。 And the amplifier's output impedance sits in series with the earphone's impedance along the signal path.
ここで何が起きるか——直列に並んだ2つのインピーダンスは、信号電圧を分け合います。 When two impedances sit in series like this, they share the signal voltage between them.
これを電気の世界では「分圧」と呼びます。 In electrical terms, this is called a voltage divider.
アンプ側の出力Zが負荷側に比べて十分小さければ、イヤホンの取り分はほぼ満額になり、周波数によらず信号がそのまま伝わります。 When the amplifier's output Z is much smaller than the load, the earphone receives essentially the full signal, regardless of frequency.
ところがアンプ側の出力Zが無視できない大きさだと、イヤホンの取り分は周波数ごとに変わってしまうのです。 But when the amplifier's output Z is not negligibly small, the earphone's share changes from frequency to frequency.
負荷側のインピーダンスが高い帯域では取り分が大きく、低い帯域では取り分が小さくなる——これは、もはやイヤホンの素の周波数特性ではなく、アンプ＋イヤホンの組み合わせで決まる別物の周波数特性になっています。 Bands where the load impedance is high get more, bands where it is low get less. What reaches the earphone is no longer its inherent frequency response — it is a different frequency response decided by the amplifier–earphone combination.
「同じイヤホンなのに、別のアンプにつないだら音色のバランスが変わる」と感じた経験は、多くの方がお持ちかもしれません。 Many listeners will have felt that "the same earphone takes on a different tonal balance on a different amplifier."
理由はもちろんひとつではありませんが、その中でも分かりやすく説明できるのが、この出力Zと負荷Zの分圧で帯域バランスが動く、という現象です。 There are of course several reasons for this, but one of the cleanest explanations is the voltage-divider effect just described: output Z and load Z share the signal, and the share shifts with frequency.
とくに、負荷インピーダンスの変動が大きい機種——マルチBA構成のIEMや、ネットワークを持つマルチドライバ機——では、出力Zの違いによる聞こえ方の差が出やすくなります。 Models whose load impedance swings more across the band — multi-BA IEMs, or multi-driver designs with crossover networks — tend to show the influence of output Z most clearly.
逆に言えば、アンプの出力インピーダンスが十分に低ければ、こうした「アンプによってイヤホンの音色が動いてしまう」現象を抑えられるということでもあります。 Stated the other way around: when the amplifier's output impedance is sufficiently low, this "amplifier-induced shift in the earphone's voice" is suppressed.
設計者が狙ったイヤホンの素の周波数特性を、なるべくそのまま振動板に届ける——出力Zを小さく抑える設計には、こういう意味もあります。 The frequency response the earphone designer intended is delivered to the diaphragm largely intact — designing for low output Z carries that meaning, too.
定量的な目安としては、アンプ側の出力Zが負荷インピーダンスの1/10 以下に抑えられていれば、分圧による帯域内の電圧変動はおおむね1 dB 以内に収まります。 As a quantitative rule of thumb, when the amplifier's output Z is held to about one-tenth of the load impedance or less, the in-band voltage swing from the voltage divider stays within roughly 1 dB.
1/100 以下まで踏み込めれば、変動は0.1 dB 前後——ここまで来ると、聴感としてはほとんど検知できない領域です。 If the ratio reaches one-hundredth or less, the variation falls to around 0.1 dB — at that point, perceptually, it sits below what most listeners can detect.
逆に、出力Zが負荷Zと近いオーダーまで上がってしまう場面——たとえば出力Z 1Ω のアンプに 8Ω クラスの低Z IEM を繋ぐような組み合わせ——では、分圧による帯域変動がはっきり可聴域に乗ってきて、「アンプによって音色が変わる」という印象として顕在化します。 Conversely, when output Z creeps up toward the load's order — for instance, an amp with 1Ω output Z driving an 8Ω-class low-impedance IEM — the in-band variation enters the audible range, and surfaces as "the sound shifts when I change amps."
三つ目の影響：振動板の動きを止めきれない（ダンピング不足） The Third Effect: The Diaphragm's Motion Cannot Be Reined In (Insufficient Damping)
3つ目の影響は、少しイメージが新しくなります。 The third effect calls for a slightly new picture.
これまで「電気が振動板を動かす」という方向だけを考えてきましたが、振動板は動かされたあとに自分でも動こうとする性質を持っています。 So far we have only considered electricity driving the diaphragm in one direction, but the diaphragm also has a property of its own: once moved, it continues to move under its own inertia.
一度押されたら、惰性ですぐには止まれない——そんなふうに想像してください。 Imagine a pushed object that cannot stop the instant you let go.
振動板は、空気を押す働きと引き換えに、自分も「行ったり来たり」を続けようとします。 As the diaphragm pushes air, it itself wants to keep going back and forth.
このとき、ボイスコイル——前編でいう「ホース」の部分——は逆向きに動かされるかたちになり、ちょうど発電機のように、わずかな電圧をアンプ側に押し返してきます。 As it does, the voice coil — the "hose" of Part 1 — is dragged in the reverse direction, and behaves like a tiny generator: it pushes a small voltage back toward the amplifier.
これを逆起電力と呼びます。 This is called back-EMF.
水のたとえに置き換えるなら、水車が回り続けようとして、上流に向かって水を押し返してくる、そんな景色です。 In water terms, picture the wheel continuing to spin and shoving water back upstream.
この押し返された電圧を、アンプはきちんと受け止めて吸収しないと、振動板は惰性で動き続けてしまい、本来止まるべきタイミングで止まってくれません。 If the amplifier cannot absorb that returning voltage properly, the diaphragm rides on its own inertia and fails to stop where it should.
聴感としては、低音の輪郭がぼやけたり、音が尾を引いて締まりがなくなる方向に出ます。 Perceptually, this shows up as smeared low-end definition and notes that trail off without firm boundaries.
この「押し返された電圧を吸収する力」が、まさに出力インピーダンスの低さで決まります。 This "ability to absorb the returning voltage" is exactly what a low output impedance provides.
出力Zが低いアンプは、押し返されてきた電流の逃げ道を低抵抗で用意してあげられるため、振動板の余計な動きを電気的に減衰させることができます。 With low output Z, the amplifier offers the returning current a low-resistance path to flow into, electrically dissipating the diaphragm's excess motion.
これをダンピングと呼びます。 The term for this is damping.
出力Zが高いアンプでは、この逃げ道が太く取れず、ダンピングが効きにくくなります。 With high output Z, that path is narrow, and the damping action weakens.
アンプの仕様欄でよく見かける「ダンピングファクタ（DF）」という数値は、まさにこのダンピングの強さを表したものです。 The figure often seen on amplifier spec sheets, "damping factor (DF)", is exactly a measure of this damping strength.
慣例として、8Ωの負荷（スピーカーを想定）を出力インピーダンスで割った比率で示します——たとえば出力Zが0.1Ωのアンプならば、DFは80。 By convention, it is the ratio of an 8Ω load (a speaker-side convention) divided by the output impedance — for an amp with 0.1Ω output Z, DF works out to 80.
スピーカー業界の慣例なのでヘッドホンやイヤホンの実際の負荷とは別ものですが、「出力Zがどれだけ低く抑えられているか」を一つの目安として読むには分かりやすい数値です。 It is a speaker-world convention and not directly tied to actual headphone or earphone impedance, but it remains a convenient yardstick for "how low the output Z has been pushed."
値が大きいほど振動板を電気的に止める力が強い、ということになります。 The higher the number, the stronger the electrical grip on the diaphragm.
特にダイナミック型のドライバを持つイヤホンやヘッドホンで効きが顕著になりやすく、低音の解像と立ち上がり・収まり方に直接効いてきます。 The effect is most pronounced on dynamic drivers, where it speaks directly to low-end resolution and the way notes start and settle.
BA型でも振動系を持つ以上、原理的にはこの話と無縁ではありません。 Balanced-armature drivers still have a moving system, so in principle they are not strangers to this story either.
もうひとつの大きな要因——電流を出したときのアンプの歪み Another Major Factor — Distortion That Grows with Output Current
ここまで、駆動の②音質を左右する要因として、アンプの出力インピーダンスを順に見てきました。 Up to here we have walked through amplifier output impedance as a factor shaping the (2) sound-quality side of driving.
ただ、音質の話には出力Zと並んで、もうひとつ無視できない要素があります——それが電流を出したときのアンプの歪みです。 But alongside output Z there is another factor in the sound-quality story that cannot be ignored — the distortion an amplifier produces when delivering current.
アンプは、流す電流が大きくなるほど歪みが増える傾向があります。 Amplifiers tend to generate more distortion as the current they deliver grows.
歪みとは、本来出てほしくない信号成分が、もとの信号にうっすらと付加されてしまう現象、とイメージしてください。 Think of distortion as unwanted signal components quietly added on top of the original signal.
聴感としては、音色そのものがほんの少しだけ変わるような印象に近いと思います。 Perceptually, it shows up as a small shift in tonal color more than as anything obvious.
同じイヤホンでもアンプを変えると音が変わる——その差を生む要因は、実際には色々な指標が絡んできます。 When the same earphone sounds different on different amplifiers, in reality a variety of metrics contribute to that difference.
その中でも、私たちが特に大きく影響していると考えているのが、出力Zの差と、電流を出したときの歪み量の差の2つです。 Among those, the two we consider to have the largest impact are the difference in output Z and the difference in distortion under current demand.
歪みは出力インピーダンスとは別の軸の、それ自体で大きなテーマです。今回は触れるにとどめ、独立したテーマとして別のコラムで改めて取り上げる予定です。 Distortion is a separate axis from output Z and a large topic in its own right. We touch on it here only briefly, and plan to give it a column of its own in the future.
システム全体で見ると、ケーブルも"出力Z"の一部になる From the System View, the Cable Is Part of the Output Z
ここまでは話を分かりやすくするために、「アンプの出力Zだけ」を取り上げてきました。 To keep the story clean, we have so far considered only the amplifier's output Z.
けれど振動板（ボイスコイル）から振り返ると、信号が辿る経路はアンプの出力端子で終わるわけではありません。 But looking back from the diaphragm (the voice coil), the path the signal travels does not end at the amplifier's output terminal.
アンプから出た信号は、出力端子の接点を通り、ケーブルの導体を流れ、イヤホン側の端子接点を経て、ようやくイヤホン内部に届きます。 The signal leaving the amplifier passes through the output terminal contact, runs along the cable conductor, crosses the contact at the earphone-side terminal, and only then enters the earphone itself.
この一つひとつの段階に、ごくわずかながら抵抗成分が存在します——アンプ内部の出力Z、出力端子の接点抵抗、ケーブルの配線抵抗、イヤホン側端子の接点抵抗。 Every one of these steps carries a small but non-zero resistance — the amplifier's internal output Z, the contact resistance at the output terminal, the cable's wire resistance, the contact resistance at the earphone-side terminal.
さらに、イヤホンがマルチドライバ機の場合、内部のパッシブクロスオーバーネットワーク（コイル・コンデンサ・抵抗）も、信号がボイスコイルに届くまでの経路に挟まります。 And if the earphone is a multi-driver design, the internal passive crossover network (coils, capacitors, resistors) also sits along the path between the signal and the voice coil.
パッシブネットワーク自体は特定の帯域を減衰させて帯域分割するための部品なので、対象外の帯域が落ちること自体は設計上の意図そのものです。 A passive network's purpose is precisely to attenuate certain bands so the spectrum can be split — attenuation outside the target band is the intent of the design, not an issue.
ただ、本来そのドライバに通したい帯域でも、コイルの巻線抵抗やコンデンサの ESR（等価直列抵抗）といった寄生成分があるため、抵抗成分をゼロにはできません——その分が、振動板から見た実効出力Zに必ず乗ってきます。 But even in the band the driver is meant to pass, the resistance cannot be brought to zero, because of the inductor's winding resistance, the capacitor's ESR (equivalent series resistance), and similar parasitics. That residual amount always shows up in the effective output Z seen by the diaphragm.
さらに、マルチドライバ機ではドライバ間の音圧バランスを揃えるために、ネットワーク内に意図的に直列抵抗を入れてレベル調整を行う設計もあります。 On top of that, multi-driver designs sometimes insert a series resistor inside the network on purpose, to perform level adjustment that balances sound pressure between drivers.
こちらは寄生ではなく狙って入れた抵抗なので、振動板から見た実効出力Zの観点からは、はっきりと不利に働く要素になります。 This resistance is not parasitic but deliberately added, so from the standpoint of the effective output Z seen by the diaphragm, it is unambiguously a detriment.
弊社のフラグシップユニバーサルイヤホン IBUKI でも、こうした「直列抵抗で能率を落とす」やり方は、極力排除したいと考えました。 For our flagship universal earphone IBUKI, too, we wanted to keep this "drop sensitivity by inserting series resistance" approach out of the design as much as possible.
そこで IBUKI のハイパスフィルタ経路では、レベル調整に直列抵抗を使わず、コンデンサ2つで分圧しつつ、同じ素子でハイパスフィルタも兼ねさせる、という設計を採っています。 In IBUKI's high-pass filter path we therefore avoided using a series resistor for level adjustment, and instead used two capacitors to form a voltage divider while letting the same components also serve as the high-pass filter itself.
コンデンサは高い周波数では低インピーダンスになる性質を持っており、ちょうどハイパスフィルタで通したい高周波域がそこに当たります。 Capacitors naturally drop in impedance at high frequencies — which happens to be exactly the band a high-pass filter is meant to pass.
そのため、抵抗で分圧して同じ減衰量を実現する場合と比べて、経路の直列インピーダンスをずっと低く抑えられます。 As a result, the series impedance along the path can be held far lower than if the same attenuation were realized with a resistive divider.
マニアックな工夫ではありますが、こうしたところでも振動板の駆動をできるだけ素直にしておきたい、という考え方からの選択です。 It is admittedly a niche piece of design, but it reflects the thinking that even at points like this, we want the drive to the diaphragm to stay as clean as possible.
振動板から振り返ると、これらすべてが直列に並んで、ひとつの「実効的な出力Z」として作用します。 From the diaphragm's vantage point, all of these line up in series and act as one "effective output Z."
つまり、アンプ単体でどれだけ低出力Zに仕上げても、経路上の接点・配線・パッシブ素子が抵抗を持ち込んでしまえば、振動板から見える実効的な出力Zはそのぶん大きくなります。 No matter how meticulously low the amplifier's own output Z has been made, if contacts, wiring, or passive components along the path add resistance, the effective output Z seen by the diaphragm rises accordingly.
これまで述べてきた3つの影響——電圧の沈み込み、周波数特性の乱れ、ダンピング不足——は、すべて「実効出力Z」で決まる現象です。 The three effects above — the voltage sag, the frequency-response shift, the damping deficit — are all governed by this effective output Z.
ですから、ケーブル経路の品質——配線抵抗の小ささ、コネクタや端子の接点品質——も、アンプの出力Z設計と同じだけ、振動板の駆動に直接効いてきます。 Cable-path quality — low wire resistance, well-made connector and terminal contacts — therefore matters as directly to driving the diaphragm as the amplifier's own output-Z design.
加えて、弊社ではオリジナルのイヤホンとそのパッシブネットワークまで自社で設計しているため、パッシブネットワーク側でも、本来通したい帯域での直列インピーダンスを下げるところまで踏み込んで設計しています。 On top of that, because we design our own earphones and their passive networks in-house, we extend the same effort into the network itself — pushing down the series impedance even in the band the driver is meant to pass.
先ほど IBUKI で触れたコンデンサ2つで分圧する工夫は、その具体例のひとつです。 The two-capacitor divider we described in IBUKI is one concrete example of this.
ここでひとつ、実用的な観点を添えておきます——ケーブルの長さです。 A practical note to add here — cable length.
ケーブルの配線抵抗は、当然ながら長さに比例して増えます。 A cable's wire resistance naturally scales with its length.
イヤホンリケーブル、ヘッドホンケーブル、スピーカーケーブル、DC電源ケーブルなど、ある程度の電流を流す前提のケーブルは、必要以上に長くしないことをおすすめします。 For cables that are expected to carry meaningful current — earphone recables, headphone cables, speaker cables, DC power cables, and so on — we recommend keeping them no longer than necessary.
なお、機器間のライン接続（ラインケーブル）は、そもそも電流をほとんど流さない用途なので、長さによる出力Zの影響はクリティカルではありません。 By contrast, line-level interconnects between devices carry almost no current to begin with, so the effect of length on output Z is not particularly critical there.
弊社が「アンプ」「ケーブル」「イヤホン」のいずれも自社で作り続けている理由のひとつが、ここにあります。 This is one reason Brise Audio has continued to develop all three — amplifiers, cables, and earphones — in-house.
弊社はもともとケーブル製品メーカーとして始まりました。 Brise Audio started its business as a cable manufacturer.
配線抵抗を抑えた導体構成と、接点抵抗を最小化する端子・コネクタの作り込み——振動板までできるだけ綺麗に信号を届けるためのケーブル設計には、長年にわたって取り組んできました。 Conductor structures built to keep wire resistance down, and terminals and connectors engineered to minimize contact resistance — designing cables to deliver the signal as cleanly as possible all the way to the diaphragm has been our long-running focus.
ただ、ケーブル側でいくら抵抗成分を抑えても、上流のアンプ側で出力Zが大きければ、その努力は十分には活きません。 But however much resistance we hold down on the cable side, that work cannot fully come through if the upstream amplifier has a large output Z.
経路のどこか一箇所でも大きく抵抗が残ってしまえば、振動板から見た実効出力Zはそこに引きずられて決まってしまうからです。 If a single point along the path carries a large resistance, the effective output Z seen by the diaphragm is dragged up by that one point.
そうした経緯もあって、アンプ製品にも自ら手を伸ばすようになりました。 It is partly out of this reasoning that we eventually extended our work to amplifiers as well.
さらに、振動板までの経路全体を自分たちで設計したいという思いから、イヤホンの開発・製造にも自社で取り組むようになりました。 And, driven by the wish to design the entire path through to the diaphragm ourselves, we eventually took on earphone development and manufacturing in-house as well.
アンプ、ケーブル、イヤホン——この3つが組み合わさってはじめて、低い実効出力Zが完成します。 It is only when amplifier, cable, and earphone come together that a low effective output Z is fully realized.
出力Zは「小さければ小さいほど良い」とは限らない——発振との両立 "Lower Is Always Better" Isn't Quite True — Output Z and Oscillation
ここまで「実効出力Zは低いほどよい」という話を一貫してしてきましたが、実際のアンプ設計には、もうひとつ別の制約が顔を出してきます。 Our story so far has been consistently "lower effective output Z is better." But real amplifier design brings in another constraint.
実は、アンプによっては、出力に数Ωから数十Ω程度の抵抗を直列に意図的に挿入することがあります。 In fact, some amplifiers intentionally insert a series resistor of several ohms to several tens of ohms at the output.
目的は、容量性の負荷がぶら下がったときに、アンプが発振してしまうのを防ぐためです。 The purpose is to prevent the amplifier from oscillating when a capacitive load hangs on the output.
メカニズムの詳しい話は専門的になるので割愛しますが、おおよそ次のような流れです——アンプは内部で負帰還という仕組みで安定動作しており、ケーブルやボイスコイルがもつ寄生容量（数nF以上）が出力にぶら下がると、高周波域で帰還の位相が遅れ、位相余裕が小さくなって、最悪の場合アンプ自体が発振状態に陥ります。 We will skip the deep technical details, but the rough outline is this: amplifiers stabilize their operation through negative feedback, and parasitic capacitance from cables or voice coils (a few nF or more) on the output delays the feedback phase at high frequencies, shrinking the phase margin and, in the worst case, driving the amplifier into oscillation.
これは負帰還アンプにとって典型的な不安定要因で、対策として出力に小さな抵抗を直列に挿入し、容量負荷の影響を切る、という設計が昔から広く用いられてきました。 This is a cause of stability degradation in negative-feedback amplifiers, and the long-established countermeasure is to insert a small resistor in series at the output to decouple the capacitive load.
ただ、この抵抗はそのまま出力インピーダンスの底上げになります。 But this resistor immediately becomes a floor on the output impedance.
音質的には出力Zを限りなく0Ωに近づけたい、安定動作の観点からはある程度の抵抗を持たせたい——ここに「必要悪」のような綱引きが生まれます。 Sonically we want output Z as close to 0Ω as possible; for stability we want some resistance — a sort of necessary-evil tug-of-war lives right here.
弊社のアンプ製品では、この両立のため、オーディオ帯域では限りなく0Ωに近く、高周波領域でだけインピーダンスが立ち上がる素子を出力に直列に入れています。 At Brise Audio we resolve this with a component placed in series at the output that is approximately 0Ω across the audio band, with its impedance rising only at high frequencies.
しかもこの素子は、アンプ出力という大きな電流が流れる経路に直列に入るため、素子そのものの特性が悪いと、ここで信号に新たな歪みが付加されてしまいます。 What is more, this component sits in series along a path that carries large currents, so if the component itself has poor characteristics, fresh distortion can be introduced right here.
そのため弊社では、大電流下でも歪みを生じにくい、オーディオ用途向けの高性能な素子を選定して使用しています。 For this reason we select and use audio-grade, high-performance components that resist generating distortion even under large currents.
こうして、オーディオ帯域での低出力Z、高周波での発振防止、そして素子そのものによる歪みの付加を避けること——これら3つを同時に成立させる設計になっています。 Together, this design satisfies three requirements at once: low output Z across the audio band, oscillation prevention at high frequencies, and avoidance of distortion introduced by the component itself.
そして、ここまでお話ししてきた「経路に挟まる直列素子をできるだけ減らす」という考え方を、もう一歩先まで押し進めたのが、弊社のイヤホンシステムFUGAKUです。 Taking the idea we have been building up — reducing the series elements along the path — one step further is our earphone system FUGAKU.
FUGAKU はイヤホン内部にパッシブのクロスオーバーネットワークそのものを持ちません。 FUGAKU has no passive crossover network inside the earphone itself.
各帯域の信号を先にアクティブフィルタで分けたうえで、それぞれ専用のパワーアンプがボイスコイルを直接駆動する構成です。 Each frequency band is split first by an active filter, and a dedicated power amplifier for that band drives the voice coil directly.
そのうえでFUGAKU は、ダイナミックドライバ以外のパワーアンプには、上述の発振防止用の直列素子そのものを入れていません。 In addition, FUGAKU's non-dynamic-driver power amplifiers omit even the series oscillation-prevention component described above.
FUGAKU は専用のケーブル・専用のイヤホンと組み合わせる固定の構成であり、容量負荷の値が事前にわかっています——そのうえで発振しないことを実験的に確認しているからこそ、ここまで踏み込めるアプローチです。 FUGAKU is a fixed system with its own dedicated cable and dedicated earpiece, so the capacitive load is known in advance — only because absence of oscillation has been verified empirically can the design push this far.
もうひとつ、FUGAKU には、出力Zを押し上げる要因になりがちな保護リレーも入っていません。 One more point: FUGAKU also has no protection relay — another component that tends to push output Z up.
一般的なアンプは、電源のオン・オフ時のノイズや万一のDC漏れから機器を守るために、出力経路にリレーを挿入することが多いのですが、このリレーの接点も直列抵抗として効いてきます。 General-purpose amplifiers often insert a relay in the output path to protect connected gear from switch-on/off clicks or a DC offset fault, but that relay's contacts act as series resistance as well.
FUGAKU の場合、12チャンネル分ものリレーを物理的に収める余地がないという事情もあり、リレーを使わずに保護を行う回路構成を採用しています。 In FUGAKU's case — partly because there is simply no room to fit twelve channels' worth of relays — protection is instead handled by a relay-less circuit design.
逆に言えば、何が繋がるかわからない汎用のアンプでは、未知の容量負荷を想定して、上記のような発振対策を入れておくのがふつうです。 Conversely, in general-purpose amplifiers — where what will be plugged in is unknown — guarding against unknown capacitive loads with countermeasures of this kind is standard practice.
このように、音質を高めようとすると動作面の制約が顔を出すことは少なくありません。 As you can see, pursuing better sound quality often surfaces operational constraints in return.
音が良くて、なおかつ安定に動作するアンプを設計するには、それぞれのメーカーが「何を重視するか」という思想が、設計の節々に反映されていくことになります。 Designing an amplifier that sounds good and operates stably means each manufacturer's priorities — what they choose to value — end up reflected throughout the design.
Brise Audio の姿勢 Brise Audio's Approach
弊社のアンプ製品は、前編でお話しした「電圧と電流の両方に余裕を持つ」という方針に加えて、今回お話しした出力インピーダンスを低く抑える設計を併せ持っています。 Our amplifiers, in addition to keeping voltage and current both well in headroom as Part 1 discussed, are also designed to keep output impedance low.
電流を流せる量だけでなく、流しているあいだも出力電圧を可能な限りぶれさせない——その両輪を確保することで、上記の3つの影響で挙げたような「アンプ側の事情でイヤホン本来の音から逸れてしまう」要素を抑える、というのが基本姿勢です。 Not only how much current can be supplied, but how steadily the output voltage is held while that current flows — securing both wheels is how we work to suppress the "amplifier-side reasons" why an earphone might drift from its intended sound, as described in the three effects above.
ここで大切なのは、電流を「多く出す」こと自体が目的ではない、という点です。足りないのはもちろん、必要以上に出してしまう（オーバーシュートする）のも、本来の信号からの逸脱です。狙うのは最大量ではなく、求められた分を過不足なく正確に届けることだと考えています。 What matters here is that simply putting out more current is not the goal in itself. Falling short is one kind of deviation from the intended signal; overshooting — supplying more than is asked for — is another. The aim is not maximum output, but delivering exactly what is demanded, neither more nor less.
根底にあるのは、「経路全体を見たときに、どこかにボトルネックを残さない」という考え方です。 Underneath all of this is one idea: when you look at the whole signal path, do not leave a bottleneck anywhere.
アンプ一点だけを良くしても、ケーブル一点だけを良くしても、システム全体としては最も弱い箇所に引きずられてしまいます。 Improving the amplifier alone, or the cable alone, leaves the system as a whole bound by its weakest link.
だからこそ、全体を見渡したうえで、効きの大きい場所から手を入れていく——それが、ソース（音源）が持っている情報を、できるだけ忠実に振動板まで届けるための手段だと考えています。 So we look at the whole, and work on whichever point in the chain stands to gain the most — as the means by which the information carried in the source recording is delivered to the diaphragm as faithfully as possible.
参考までに、弊社のアンプとケーブルの出力Zの目安をお話ししておきます。 For reference, here are the representative output-Z figures for our amplifiers and cables.
WATATSUMI の出力インピーダンスは実測でおよそ0.1Ω未満、弊社の標準的な4芯ケーブルの抵抗成分も、製品によって差はありますが概ね0.1Ω程度です。 The WATATSUMI amplifier measures roughly under 0.1Ω in output impedance, and our standard four-conductor cables come in around 0.1Ω as well, varying somewhat by product.
アンプ側もケーブル側もこの水準まで詰めてあり、どちらか片方だけが極端なボトルネックになる、という状況は生まれにくい設計になっています。 Both the amplifier side and the cable side have been refined down to this level, so the design rarely lets either one alone become an extreme bottleneck.
もちろん、いずれかの抵抗をさらに10分の1にできれば、実効出力Zはトータルで大きく下がりますから、その方向の改善には引き続き取り組む価値があります。 Of course, bringing either side down by another factor of ten would meaningfully reduce the total effective output Z, so improvement along that direction remains very much worth pursuing.
