バランス接続（バランス伝送）のマイクでは、2本の信号線を使って同じ音声信号を正相と逆相で送ることで、長いケーブルでもノイズに強い伝送を実現しています。しかし、音を電気信号に変換した後、どの段階で逆相の信号が作られるのか疑問に感じる方も多くいます。この記事では、マイク内部での信号生成の仕組みやHot・Cold・トランスの役割について詳しく解説します。
バランス伝送の基本的な仕組み
バランス伝送では、1つの音声信号を2つの異なる位相の信号として送ります。片方は正相信号（Hot）、もう片方は逆相信号（Cold）と呼ばれます。
受信側のミキサーやオーディオインターフェースでは、HotとColdの差分を取り出して音声信号を復元します。この時、ケーブルに途中で入り込んだノイズはHot側とCold側の両方に同じ向きで乗るため、差分計算によって打ち消されます。
例えば、マイクケーブルが長いステージ上では、照明機器や電源ケーブルから電磁ノイズを受けやすくなります。バランス伝送は、このような環境でもクリアな音声を届けるために利用されています。
マイクのダイヤフラムから出る信号は最初から逆相なのか
マイクの内部構造によって異なりますが、一般的なダイナミックマイクやコンデンサーマイクでは、ダイヤフラムが音圧によって動くことでまず電気信号が生成されます。
この時点で作られる信号は基本的に1つの音声信号です。ダイヤフラムからHot用とCold用の2つの別々の信号が最初から出ているわけではありません。
つまり、ダイヤフラムが動いた瞬間にHotが正相、Coldが逆相として別々に発生するという仕組みではありません。マイク内部の回路やトランスによって、バランス伝送用の2つの信号へ変換されます。
逆相信号はどこで作られるのか
逆相信号が作られる場所は、マイクの種類や設計によって異なります。代表的な方法は、トランスによる方式と電子回路による方式です。
トランスを搭載したマイクでは、電磁誘導の働きを利用して2つの位相が反転した信号を作ります。トランスの巻線構造によって、一方の出力が正相、もう一方が逆相になるよう設計されています。
一方、現在多く使われているコンデンサーマイクでは、内蔵されたプリアンプ回路によって電子的に逆相信号を生成します。ダイヤフラムで得られた微弱な信号を増幅すると同時に、Cold側の反転信号を作り出しています。
Hot線とCold線はどのように作られているか
XLR端子を使うマイクでは、一般的にピン1がグラウンド、ピン2がHot、ピン3がColdとして使用されます。
| 端子 | 役割 |
|---|---|
| Pin 1 | グラウンド（シールド） |
| Pin 2 | Hot（正相信号） |
| Pin 3 | Cold（逆相信号） |
ただし、これはXLRの一般的な規格であり、内部でどのように信号を作っているかはマイクによって異なります。Hot線がダイヤフラムから直接出て、Cold線だけ後から反転されるという単純な構造ではありません。
例えば、コンデンサーマイクの場合は、カプセルで発生した音声信号を内部回路が処理し、HotとColdの2つの出力としてXLR端子へ送り出します。
トランス式マイクと電子バランス式マイクの違い
昔から使われているトランス式のマイクでは、トランス自体がバランス出力を作る重要な役割を持っています。トランスは電気的な絶縁もできるため、ノイズ対策や音質面で特徴があります。
一方、近年のコンデンサーマイクや一部のダイナミックマイクでは、トランスを使わず電子回路でバランス出力を生成する方式が一般的です。
電子バランス方式では、回路によって正相信号と反転した逆相信号を作り、XLR端子から出力します。そのため、必ずしもトランスが存在するわけではありません。
受信側で逆相信号を利用してノイズを消す仕組み
バランス伝送の重要なポイントは、送信側で作った逆相信号を受信側で利用することです。
例えば、Hot側の音声信号を「+A」、Cold側を「-A」とすると、受信側ではColdを反転して「+A」に戻し、Hotと足し合わせます。その結果、音声成分は2倍になります。
一方で、ケーブルに入った外部ノイズはHotとColdの両方に同じ方向で入るため、片方を反転すると逆向きになり、差し引きで消える仕組みになります。
まとめ｜逆相信号はダイヤフラムではなく内部回路やトランスで作られる
バランス接続のマイクでは、ダイヤフラムが直接Hot信号とCold信号を作っているわけではありません。
音を電気信号へ変換した後、マイク内部のトランスや電子回路によって正相信号と逆相信号が生成され、XLR端子から出力されます。
そのため、Hot線がそのままダイヤフラムの正相信号、Cold線が別に存在する逆相信号という考え方ではなく、マイク内部でバランス出力へ変換されていると理解すると、バランス伝送の仕組みが分かりやすくなります。
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