前橋工科大学 – 工学デザイン実習 IIIc 2025

PAシステム入門：基本原理から会場規模別機材構成まで

April 12, 2025

PAとは「Public Address」の略称であり、日本語では「大衆伝達」を意味します。これは、人の声や楽器の音、録音された音源などの音量を増幅し、本来の音量では届かないような距離や広い範囲にいる聴衆に対して、十分に聞き取れるように伝達するための電子音響システムを指します。この「パブリック（大衆）」に向けて「アドレス（伝達）」するという名称自体が、個人的な聴取やスタジオ録音とは異なり、不特定多数への情報伝達というシステムの核となる機能を示唆しています。

基本的なPAシステムは、音を入力するためのマイクロホン、信号を増幅するためのアンプ、そして音を出力するためのスピーカー（ラウドスピーカー）という3つの主要な要素と、それらを接続・調整するためのミキサーやケーブルなどの関連機器で構成されます。

一般的なポータブルBluetoothスピーカーなどが主に録音済みの音源（ストリーミング音楽など）を再生する目的で使われるのに対し、PAシステムはより高度な機能を有します。特に、複数のマイクロホンや楽器、再生機器など、様々な音源からのライブサウンドを同時に処理し、それらを混合（ミキシング）し、バランスを調整した上で増幅し、一つのまとまった音として出力できる点が大きな違いです。この複数のライブ音源と録音音源を統合的に扱える能力が、PAシステムを単なる再生装置と一線を画す重要な特徴です。

I. PAシステムとは何か

A. 「パブリック・アドレス（Public Address）」の定義

PA: “Public Address” の略、「大衆伝達」
目的: 音を増幅し、広い範囲の聴衆へ聞き取りやすく伝達するシステム
基本構成: マイク → ミキサー → アンプ → スピーカー (+ケーブル等)
特徴: 複数のライブ音源と録音音源を同時に処理・調整して出力可能

B. 主な目的：音を明瞭に、聞き取りやすく届けること

基本目的: 音量を増大させ、遠くまで届ける
スピーチ: 明瞭で理解しやすい音声伝達が最重要
役割: 音の自然な減衰や環境騒音を克服
別名: サウンド・リインフォースメント（音響補強）システム

C. 用途と適用例

音響増幅が必要なあらゆる公共の場で活用

拡声: スピーチ、講演、アナウンス、プレゼン、店頭販促
音楽: カフェライブから大規模コンサート、DJ、カラオケまで
その他: BGM再生、実況放送、案内放送、構内放送、緊急警報
進化: シンプルな拡声から複雑なライブ、ネットワーク利用まで多様化

II. PAシステムの基本原理

A. 音の旅：シグナルチェーン（信号経路）

プロセス: 音響エネルギー → 電気信号 → 調整・増幅 → 音響エネルギー
基本経路: マイク → ミキサー → パワーアンプ → スピーカー
各段階:
- 入力 (マイク、楽器): 音波を電気信号に変換
- 混合・調整 (ミキサー): 信号を集約、バランス・音質調整
- 増幅 (アンプ): 信号を増幅しスピーカー駆動力を得る
- 出力 (スピーカー): 電気信号を音波に再変換
重要性: 経路理解は音質向上、トラブルシューティングに不可欠

シグナルチェーン

B. ゲイン構造の理解：明瞭さのためのレベル設定

ゲイン構造: 各段階での増幅レベル(ゲイン)の適切な管理
目的: ノイズ・歪み最小化、最高音質 (高S/N比、広ダイナミックレンジ) 実現
レベル調整:
- 低すぎ: ノイズ増幅
- 高すぎ: クリッピング (歪み)
重要ポイント:
- 入力ゲイン (プリアンプ): 最重要。適正レベルへ増幅
- チャンネルフェーダー: 音量バランス調整
- マスターフェーダー: 全体レベル調整
- アンプ入力感度: ミキサー出力との整合
影響: 不適切なゲイン構造はノイズ、歪み、ハウリングの原因に

C. フィードバック（ハウリング）の抑制

ハウリング: スピーカー音→マイク→増幅→スピーカー…のループで発生する発振音
発生条件: ループゲインが1 (0dB) 以上になること
影響要因: マイク/スピーカー位置関係、音量、部屋の音響、マイク指向性等
基本対策:
- ゲインを下げる
- マイク/スピーカーの位置・向き調整
- 指向性の強いマイク使用
- イコライザー(EQ)でハウリング周波数をカット (一般的)
本質: システムと空間の相互作用による物理現象。多角的アプローチが必要。

D. 基本的な音響の概念：増幅と音の放射

音 (音波): 空気の振動
振幅 → 音量 / 周波数 → 音程
増幅: 電気信号のパワーや振幅を増加させること
音の放射 (スピーカー): 電気信号を音波に変換し空間へ放射
- ホーン/ウェーブガイド: 指向性を制御し、音を特定範囲に集中
- ラインアレイ: 複数ユニット垂直配置。干渉利用で指向性制御。遠達性向上
スピーカー技術: 音響物理学応用で、距離減衰等を克服し効率的に音を届ける。

音: 音波と波形

III. PAシステムの主要コンポーネント

A. マイクロホン：音源の捉え方

役割: 音波を電気信号に変換。システムの「入り口」。
主なタイプ:
- ダイナミック: 頑丈、大音量向き、電源不要多。ライブボーカル等。
- コンデンサー: 高感度、高音質、電源必要。ボーカル、楽器録音等。
選択: 音源、環境、音質で決定。形状も多様。

ダイナミックマイク(左)とコンデンサーマイク(右)

B. ミキサー：コントロールの中心

役割: 複数入力信号を混合・調整 (音量、音質、定位等) し出力。システムの「司令塔」。
主な機能: プリアンプ、EQ、フェーダー、AUXセンド等。
種類:
- アナログ: 直感的。
- デジタル: 多機能、小型、設定保存可能。
- パワードミキサー: アンプ内蔵、構成シンプル化。

パワードミキサー

アナログミキサー

デジタルミキサー

デジタルミキシングコンソール

C. アンプ：信号の増幅

役割: ラインレベル信号を増幅し、スピーカー駆動電力を供給。
形態:
- パワーアンプ (単体): 増幅特化。パッシブスピーカーに必要。
- パワードミキサー内蔵アンプ。
- パワードスピーカー内蔵アンプ。
選定: 出力(W)とスピーカー仕様(Ω)の適合確認。

パワーアンプ

D. スピーカー：音の出口

役割: 増幅された電気信号を音波に再変換。システムの「出口」。
主なタイプ:
- パッシブ: アンプ非内蔵。外部アンプ必要。組み合わせ自由度高。
- アクティブ (パワード): アンプ内蔵。セットアップ簡単。近年主流化。
役割に応じた種類:
- メイン (FOH): 客席向け。
- モニター: ステージ上、演者向け。
設計: ユニット構成 (2ウェイ等)、エンクロージャー形式、音響設計 (ホーン、ラインアレイ等)。

アクティブスピーカーとパッシブスピーカー

ラインアレイスピーカー

E. ケーブルと接続：重要な生命線

役割: コンポーネント間を接続し信号・電力を伝送。信頼性・音質維持に重要。
主な種類:
- マイクケーブル (XLRバランス)
- ラインケーブル (XLR/TRSバランス、TS/RCAアンバランス)
- スピーカーケーブル (スピコン、フォーン)
- 電源ケーブル
重要性: 低品質・損傷はトラブル原因。適切な選択と扱いが不可欠。

フォンケーブル

上: TSRケーブル(バランス)、下: TSケーブル(アンバランス)

XLRケーブル (バランス)

マルチコアケーブル

MADI (多チャンネルデジタル伝送)

アンバランス接続 (TS、RCAなど)

ノイズに弱い

バランス接続 (XLR、TSRなど)

ノイズに強い

IV. 会場規模別PAシステム構成

前提: 会場規模、用途等で構成は大きく異なる。「万能」はない。

A. 小規模会場（カフェ、会議室など）

ニーズ: 小空間/少人数向け、ポータビリティ、簡単操作。
構成例:
- オールインワンPA (例: STAGEPAS)
- パワードスピーカー + 小型ミキサー
- マイク: ダイナミック中心

小規模会場PA

B. 中規模会場（ホール、クラブなど）

ニーズ: 広空間/多人数向け出力、多入力、専用モニター、詳細な音質調整。
構成例:
- ミキサー: 16-24ch程度のアナログ/デジタル
- メインスピーカー: 高出力パッシブ+アンプ or パワード。ポイントソース型等。
- ステージモニター: ウェッジ型。AUXミックス。
- プロセッサー: GEQ、コンプ等 (内蔵/外部)。
- マイク: ダイナミック/コンデンサー使い分け、DI。
- ケーブル: マルチケーブル (スネーク) 使用。

中規模会場PA

C. 大規模会場（アリーナ、ドーム、野外フェスなど）

ニーズ: 超広大空間/数万人向け超高出力、ロングスロー、カバレージ制御、膨大入力、高度な処理、FOH/モニター独立、高信頼性。プロ必須。
構成例:
- ミキサー: 64ch超大規模デジタル、FOH/モニター独立。
- メインスピーカー: ラインアレイシステム標準。サブウーファー多数。
- アンプ: 多数の高出力パワーアンプ (DSP内蔵、ネットワーク対応)。
- システムプロセッサー(DSP): 全体最適化 (クロスオーバー、EQ、ディレイ等)。
- モニター: 多数ウェッジ + IEM、独立モニターミックス/エンジニア。
- ネットワークオーディオ: Dante等で多チャンネル伝送。
- インフラ: 大量ケーブル、大容量電源、リギング、インカム等。

大規模会場PA

会場規模別PAシステム構成要素比較表

コンポーネント	小規模 (カフェ/会議室)	中規模 (ホール/クラブ)	大規模 (アリーナ/フェス)
ミキサー	小型/内蔵 (4-8ch)	中型 (16-24ch+)	大型デジタル (64ch++) FOH/Mon独立
メインSP	ポータブル/小型パワード	中出力ポイントソース/コラム	高出力ラインアレイ
アンプ	内蔵	内蔵 or 外部	多数外部高出力DSP内蔵
モニター	無 or メイン兼用	専用ウェッジ (AUX)	多数ウェッジ/IEM 独立Mix
プロセッシング	限定的	GEQ/コンプ等	システムDSP/ネットワーク
特徴	簡便性	柔軟性/拡張性	高出力/制御/専門性

V. まとめ

A. 多様なニーズに応えるスケーラビリティ

PAシステムは、シンプルなポータブル型から複雑な大規模設備まで幅広い。
中核機能「音を増幅し伝達」は共通。
実装は会場、聴衆数、内容、予算等の要求に応じて変化。

B. 重要なポイント

シグナルチェーン理解: 基本。
ゲイン構造: クリアな音の鍵。
コンポーネント役割理解: 適切な選択・組み合わせ。
ハウリング対策: ゲイン管理と物理配置。
規模に応じた設計: 要求適合、大規模ほど高度な技術要。

C. 最後に

効果的な音響補強は、基本原理の理解と適用能力から。
基礎知識は規模に関わらず普遍的。
最終目標: 聴衆へ、明瞭で聞き取りやすく、場にふさわしい質の高いサウンドを提供すること。