オーディオ・ジャックスイッチと回路図の理解

2017年10月10日Ryan Smoot著

オーディオ・ジャックスイッチと回路図の理解

オーディオ・ジャックは過去数十年にわたり、多種多様なアプリケーションに使用されてきました。基本的な機能はシンプルですが、複雑なシステムでも使用できます。これらの一部の機能をよりよく理解するために、コネクタの「最重要部」を掘り下げ、このような機能が何を提供しているかを見ていきます。一見シンプルなオーディオ・ジャックのデータシートを見てみると、回路図の配列には様々なスイッチや接続が使用されているのがお分かりでしょう。この記事では、これらの回路図の読み方、使用できるさまざまなスイッチの種類の説明、オーディオアプリケーションでのこれらのスイッチの実装方法について説明します。

スイッチとは何ですか?

電気コネクタに関する基本的な定義において、スイッチは電気回路で接続や遮断をするための装置です。オーディオ・ジャックは、スイッチを使用せずに、あるいはシンプルなスイッチでも複雑なスイッチングシステムでも使用できます。これらのスイッチは、しばしばデータシートで使用可能なコネクタの回路図で表されることがあります。これらのスイッチイングオプションの一部を示す一般的な回路図を示します。

さまざまなスイッチングオプションを示す一般的なオーディオ・ジャック回路図
さまざまなスイッチングオプションを示す一般的なオーディオ・ジャック回路図

オーディオ・ジャックの回路図の見方

スイッチ機能を学ぶ前に、まずオーディオ・ジャックの回路図の読み方を理解する必要があります。オーディオプラグでは、コンダクターは少なくとも2〜6個以上、あるいはそれ以上のコンダクターが備わっている場合もあります。この例では、3コンダクターを備えた標準的なステレオコネクタに焦点を当てます。以下に代表的な端子記号指定を含むプラグ図と基本図を示します。この具体例にはスイッチは含まれていません。

オーディオプラグとジャックの回路図の基本図
オーディオプラグとジャックの回路図の基本図

回路図を見るときは、プラグが左から右に差し込まれ、篏合側のジャックの各端子と整列していると考えてください。

篏合側オーディオ・ジャックとプラグの例
篏合側オーディオ・ジャックとプラグの例

まず端末2の位置(先端)にスイッチを追加します。下の左のスイッチは、接続されていない状態では、端子10が端子2と直接接触(クローズ)しているため、ノーマルクローズとして分類されます。スイッチは「先端」端子上に配置されているため、これは一般に「先端スイッチ」と呼ばれています。ここで再び、左から右に挿入される嵌合プラグを視覚化します。先端が端子2に接触すると、このばねを端子10から離して、これらの端子間で接点を「オープン」にします。

端子2と10の間のオープン接点を示す例
端子2と10の間のオープン接点を示す例

同じ方法で、複数のスイッチが異なる接点に存在する可能性があります。以下は、4コンダクタープラグの例です。3スイッチが先端、リング1、およびリング2端子に配置されています。

3スイッチを備えた4コンダクターオーディオプラグインの回路図
3スイッチを備えた4コンダクターオーディオプラグインの回路図

一見複雑に見えますが、追加のスイッチが2個あることを除けば、単一のスイッチのバリエーションと基本的な機能は同じです。

これまで見てきたスイッチはすべてノーマルクローズです。他の一部のスイッチング機能は、ノーマルオープン、シングルプルダブルスロー(SPDT)、ダブルポールダブルスロー(DPDT)に分類されます。これらのスイッチの多くは、オーディオ信号から分離して回路の他の部分を制御するために使うことができます。

追加のスイッチング機能の例
追加のスイッチング機能の例

オーディオ・ジャックスイッチは必要ですか?

このアプリケーションは、必要なスイッチの数と種類を決定します。ヘッドフォンをMP3プレーヤーに接続して音楽を聴くだけの場合は、必ずしもスイッチ付きのオーディオ・ジャックは必要ありません。ただし、スピーカーとヘッドフォンの間でオーディオを切り替える必要がある場合は、プラグが挿入されているときに検出し、挿入されたプラグを使い回路の他の部分を制御したり、オーディオミキシングボードを使用している場合は、スイッチング機能を備えたコネクタの使用を推奨します。複数のアプリケーションに適用できる概念的な例が以下に示されています。

スピーカーとヘッドフォンの間のオーディオのスイッチング

最初の図では、プラグが挿入されていないので、端末10と11スイッチはクローズされ、音声はスピーカーにルーティングされます。2番目の図では、10と11の接点をオープンにし、オーディオをヘッドフォンにルーティングするプラグが挿入されています。

スピーカーとヘッドホンの間でオーディオをスイッチングする例
スピーカーとヘッドホンの間でオーディオをスイッチングする例

プラグが挿入されたときに検出

同様に、この設定は、プラグを挿入することによって端子10接点がオープンになったときに検出機能が働きます。

プラグ挿入時の検出オプションの一例
プラグ挿入時の検出オプションの一例

音声信号に依存しない回路の他の部分の制御

この例では、端子4〜6はオーディオ信号1〜3とは電気的に独立しています。これは、端子4と5がプラグインされていない状態で接続されている端子5と6がプラグ接続されたSPDTスイッチを使用します。これは、挿入されたプラグで回路機能「A」または 「B」をスイッチするために使用できます。

オーディオ信号とは独立した回路の他の部分を制御するSPDTスイッチの例
オーディオ信号とは独立した回路の他の部分を制御するSPDTスイッチの例

オーディオ・ジャック内のさまざまなスイッチ構成とその機能の使用方法を理解することにより、さまざまなアプリケーションでこれらの相互接続デバイスを活用して、多様で複雑なタスクを実行できます。

役に立つリソース

CUIのオーディオコネクタラインの詳細

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Ryan Smoot

Ryan Smoot

技術サポートエンジニア

Ryan SmootはCUI製品に関する幅広い知識を持っており、多岐にわたる分野の技術サポートとアプリケーションサポートを提供しています。彼が管理するCUIの堅牢な3Dモデルカタログは、エンジニアにとって製品設計の合理化に役立つ極めて有益なリソースを提供しています。プライベートな時間では、ライアン・スムートは妻や生まれたばかりの子供と一緒にランニングやアウトドアを楽しんでいます。

 
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