電話コネクタ（オーディオ）

電話プラグが電話ソケットに嵌合されています。プラグの溝付き先端は、ソケットのスプリングチップ接点によってしっかりと保持されます。嵌合していないときは、このスプリングはプラグを検知するための平らなスイッチ接点に接続されます。
さまざまなサイズのTSおよびTRSプラグ

電話コネクタは、主にアナログ音声信号用の円筒形の電気コネクタです。19世紀後半に電話交換機用に発明されたこのコネクタは、現在でもヘッドフォン、スピーカー、マイク、ミキシングコンソール、電子楽器（エレキギター、キーボード、エフェクターなど）などの有線オーディオ機器の接続に使用されています。オスコネクタ（プラグ）はメスコネクタ（ソケット）と嵌合しますが、実際には別の用語も使用されています。

プラグには2～5個の電気接点があります。先端接点には溝が刻まれています。スリーブ接点は（導電性または絶縁性の）ハンドルに最も近い位置にあります。[ 1 ]接点は非導電性材料の帯によって互いに絶縁されています。先端とスリーブの間には0～3個のリング接点があります。電話コネクタは様々な用途に使用されているため、リングの数に応じてコネクタに名前を付けるのが一般的です。

略称（フルネーム） 連絡先 典型的な用途 プラグの外観
TS（チップスリーブ） 2 モノラルオーディオ
TRS（ティップリングスリーブ） 3 ステレオオーディオ
モノラルオーディオ（バランス）
ミディ[ 2 ]
TRRS（チップリングスリーブ） 4 モノラルマイク付きステレオヘッドセット
ステレオ音声付き ビデオ
TRRRS（チップリングリングスリーブ） 5 ステレオオーディオ（バランス）

スリーブは通常、チップおよびリング内の信号に対する共通の接地基準電圧またはリターン電流です。したがって、伝送可能な信号数はコンタクト数よりも少なくなります。

スリーブの外径は、フルサイズコネクタでは6.35 mm（1 ⁄ 4インチ）、ミニコネクタでは3.5 mm（1 ⁄ 8 インチ） 、サブミニコネクタではわずか2.5 mm（1 ⁄ 10 インチ）です。リングは通常、スリーブと同じ直径です。

その他の用語

1902年の国際技術図書館では、メスコネクタに単にジャック、オスコネクタにプラグを使用しています。 [ 3 ] 1989年の音響強化ハンドブックでは、メスコネクタに電話ジャック、オスコネクタに電話プラグを使用しています。[ 4 ] BBCで働いていたロバート・マクレイシュは、 2005年の著書「ラジオ制作」で、メスコネクタにジャックまたはジャックソケット、オスコネクタにジャックプラグを使用しています。[ 5 ]アメリカ機械学会は、2007年現在、コネクタ接点の性別に関係なく、より固定された電気コネクタはジャック、より固定されていないコネクタはプラグであるとしています。[ 6 ]電気電子学会も1975年に標準を作成しましたが、1997年に撤回されました。[ 7 ]

電話コネクタの用途から、オーディオジャック、ヘッドフォンジャック、ステレオプラグ、マイクジャック、補助入力などといった名称も生まれています。オーディオエンジニアの間では、このコネクタは、よく使われるもう1つのオーディオコネクタであるXLRと区別するために、単に1/4インチと呼ばれることもあります。これらの名称は3.5mmコネクタにも使用されており、ミニフォン、ミニステレオ、ミニジャックなど と呼ばれています。

RCAコネクタは形が異なりますが、紛らわしいことにフォノプラグやフォノジャック（英国ではフォノソケット）と似たような名前が付けられています。3.5mmコネクタは、コネクタメーカーの命名法[ 8 ]に反して、ミニフォノと呼ばれることがあります。[ 9 ]

また、電話ジャックと電話プラグは、有線電話を壁のコンセントに接続するRJ11やさまざまな古い電話ソケットやプラグを指す場合もあるため、混乱が生じます。

歴史的発展

オリジナルの1 ⁄ 4インチ（6.35 mm）バージョンは、1877年にボストンで最初の電話交換機が設置されたとき[ 10 ] 、または1878年にジョージ・W・コイによってニューヘイブンで作られた最初の商用手動電話交換機[ 11 ] [ 12 ]に初期の交換機が使用されたときまで遡ります。[ 13 ] [ 14 ]

1880年12月27日に出願されたスクリブナーの特許489,570号の嵌合コネクタ
ヘンリー・P・クラウゼンの1901年の特許

チャールズ・E・スクリブナーは1878年にスプリングジャックスイッチを使用して配電盤の操作を容易にする特許[ 15 ]を出願した。その特許では、スプリングで押される導電性レバーが通常1つの接点に接続されている。しかし、導電性プラグ付きのケーブルを穴に挿入してレバーに接触すると、レバーが回転して通常の接続が切断される。レセプタクルはポケットクラスプナイフに似ていることからジャックナイフと呼ばれた。[ 16 ]これがレセプタクルをジャックと呼ぶようになった由来であると言われている。スクリブナーは1880年にレバーをなくして現代のコネクタに似た特許[ 17 ]を出願し、1882年に出願した後続の特許[ 18 ] [ 19 ]で配電盤の設計を改良した。

古いコネクタ。上はTRSソケット、下はプラグです。一番左がTRSプラグ、残りはTSプラグです。
モダンなプロファイルの1 ⁄ 4 インチTSプラグ

ヘンリー・P・クラウゼンは1901年に、今日のオーディオ機器でまだ使用されている 1⁄4インチTS形式の電話交換機プラグの改良構造に関する特許[ 20 ]を申請しました。

ウェスタン・エレクトリックはベルシステムの製造部門であり、電話ジャックやプラグなど、ほとんどのエンジニアリング設計を独自に考案、または改良しました。これらの設計は後に、米国軍を含む他の産業に採用されました。

1907年までに、ウェスタン・エレクトリックはさまざまな目的のためにいくつかのモデルを設計しました。[ 21 ]

コード番号 説明
47 タイプ3、91、99、102、103、108、および124ジャックで使用する2芯プラグ（配電盤用）
85 77型ジャック用の3芯プラグ（オペレータのヘッドホン用）
103 タイプ 91 およびタイプ 99 ジャックで使用するツイン 2 導体プラグ - オペレーターの頭部電話と胸部送信機 (マイク) に使用
109 電話交換機のジャック 92 に使用する 3 芯プラグ (現代のバンタム プラグと同じ基本形状)
110 配電盤のジャック 49、117、118、140、141 に使用する 3 芯プラグ
112 ジャック 91 および 99 で使用するツイン 2 導体プラグ。オペレーターの頭部電話と胸部に使用。送信機カットアウト キー (マイク ミュート) 付き。
116 コードレスジャックボックス用1芯プラグ
126 ポータブル路面電車セットのタイプ 132 およびタイプ 309 ジャックに使用する 3 導体プラグ

1950 年までに、プラグの主な設計は次の 2 つになりました。

  • WE-309（ 246ジャックなどの3 ⁄ 16インチジャックと互換性あり）、608Aなどの高密度ジャックパネルで使用
  • WE-310（242などの1 ⁄ 4インチジャックと互換性あり）

いくつかの現代的なデザインは、これらの初期のバージョンから派生したものです。

  • Bゲージ規格BPO316（EIA RS-453とは互換性がありません）
  • EIA RS-453:寸法、機械的、電気的特性、電話プラグおよびジャックの定義、直径 0.206 インチ (5.2 mm) の標準。IEC 60603-11:1992プリント基板で使用する 3 MHz 未満の周波数のコネクタ - パート 11: 同心コネクタの詳細仕様 (フリー コネクタと固定コネクタの寸法)にも記載されています。

軍用バリエーション

ウエスタンエレクトリックプラグの米軍バージョンは、当初、修正第 1 号 MIL-P-642 で指定され、次の内容が含まれていました。

  • M642/1-1
  • M642/1-2
  • M642/2-1
  • M642/2-2
  • M642/4-1
  • M642/4-2
  • MIL-P-642/2（別名 PJ-051）（Western Electric WE-310 に類似しており、EIA RS-453 とは互換性がありません）
  • MIL-P-642/5A: 電話プラグ（TYPE PJ-068）および付属ネジ（1973年）[ 22 ]およびMIL-DTL-642F: 電話プラグおよび付属ネジ（2015年）[ 23 ]直径0.206インチ（5.2mm）のプラグで、以前はSignal Corps PL-68という名称でも知られていました。これらは航空無線のマイクジャックとして、またコリンズSラインや多くのドレイクアマチュア無線で一般的に使用されています。MIL-DTL-642Fには、「この仕様は、電話（電話交換機コンソールを含む）、電信、テレタイプ回路、およびヘッドセット、受話器、マイクを通信回路に接続するために用いられる電話プラグを対象としています」と記載されています。

ミニチュアサイズ

3.5 mmまたはミニチュアサイズは、もともと1950年代にトランジスタラジオのイヤピース用の2導体コネクタとして設計され、現在でも標準として使用されています。[ 24 ]オリジナルの約半分のサイズのこのバージョンは、ソニーEFM-117Jラジオ（1964年発売）で普及し、[ 25 ] [ 26 ]ポータブルアプリケーションで現在も広く使用されており、長さは15ミリメートル（0.59インチ）です。3導体バージョンは、初期のトランジスタラジオとは異なり、これらのデバイスには独自のスピーカーがなく、通常はヘッドフォンを接続して聞くことから、1979年にウォークマンに搭載されて非常に人気になりました。0.141インチのミニチュア電話ジャックのEIA規格もあります。

2.5 mmまたはそれ以下のサイズのジャックは、小型の携帯型電子機器でも同様に普及しました。初期の携帯型テープレコーダーでは、リモコンのオン/オフスイッチとして3.5 mmマイクジャックの隣によく見られました。こうした機器に付属するマイクにもオン/オフスイッチがあり、3.5 mmと2.5 mmの両方のプラグを備えた2極コネクタが使用されていました。また、壁のアダプターからの低電圧DC電源入力にも使用されました。後者の役割は、すぐに同軸DC電源コネクタに置き換えられました。2.5 mmフォンジャックは、携帯電話のヘッドセットジャックとしても使用されています（「モバイルデバイス」の項を参照）。

1 ⁄ 8 インチと1 ⁄ 10 インチのサイズは、mm換算でそれぞれ約3.5 mmと2.5 mmですが、これらの寸法はあくまでも概算です。[ 27 ]現在、すべてのサイズで、2導体（アンバランスモノ）と3導体（バランスモノまたはアンバランスステレオ）のバージョンが容易に入手可能です。

3.5mmプラグとジャックの4芯バージョンは、特定の用途に使用されます。4芯バージョンは、小型カムコーダやポータブルメディアプレーヤーでよく使用され、ステレオサウンドとコンポジットアナログビデオを提供します。また、一部のノートパソコンやほとんどの携帯電話では、ステレオオーディオ、マイク、メディア再生、通話、音量、仮想アシスタントの制御などの組み合わせにも使用されます。 [ 28 ]、一部の八重洲無線機でも使用されています。[ 29 ]一部のヘッドフォンアンプでは、バランス型ステレオヘッドフォンの接続にこのバージョンが使用されています。バランス型ステレオヘッドフォンでは、チャンネルが共通のグランドを共有していないため、オーディオチャンネルごとに2本の導体が必要です。[ 30 ]

放送利用

1940年代までに、ラジオ放送局はスタジオ全体の音声パッチングにウェスタン・エレクトリック・コードNo.103プラグと対応するジャックを使用していました。このコネクタは、ラジオネットワークの専用電話回線を介して音声番組を配信するためのAT&Tのロングライン回路で使用されていたため使用されました。これらのパッチパネルには大きなスペースが必要だったため、業界では1940年代後半に3導体のプラグとジャックへの切り替えを開始し、WEタイプ291プラグとWEタイプ239ジャックを使用しました。タイプ291プラグは、標準のタイプ110スイッチボードプラグの代わりに使用されました。このTRSプラグの大きなバルブ形状の位置により、プラグの抜き差し時に両方の音声信号接続が一瞬短絡する可能性があるためです。タイプ291プラグは、先端が短いためこれを回避します。[ 31 ]

パッチベイコネクタ

プロフェッショナルオーディオおよび通信業界では、直径0.173インチ（4.4 mm）のプラグが使用され、次のような商標名が付いています。バンタム、TT、Tini-Telephone、およびTini-Tel。これらは、標準のEIA RS-453/IEC 60603-11 1 ⁄ 4インチジャックとは互換性がありません。直径がわずかに小さいことに加え、形状がわずかに異なります。 [ 32 ] 3導体TRSバージョンはバランス信号を処理することができ、プロのオーディオ設備で使用されます。6.35mm ( 1 ⁄ 4 インチ)ジャックほど多くの電力を処理できず、信頼性も低くなりますが、 [ 33 ]バンタムコネクタは、限られたスペースに多数のパッチポイントが必要な、レコーディングスタジオやライブサウンドアプリケーションのミキシングコンソールとアウトボードパッチベイに使用されます。 [ 32 ]バンタムプラグのわずかに異なる形状は、差し込んだときにショートを引き起こす可能性も低くなっています。

あまり一般的ではない

デュアル310パッチケーブル、2ピン電話プラグ

2ピンバージョンは、通信業界では「310コネクタ」として知られており、中心間隔が5 ⁄ 8インチ（16 mm）の1 ⁄ 4インチ電話プラグ2個で構成されています。これらのソケットバージョンは、プラグ本体が大きすぎない限り通常の電話プラグと使用できますが、プラグバージョンは中心間隔が5 ⁄ 8 インチの2つのソケット、または本体が十分に小さい回線ソケットとのみ接続できます。これらのコネクタは、現在でも電話会社の電話局でDS1回線用の「DSX」パッチパネルに使用されています。同様のタイプの3.5 mmコネクタは、機内エンターテイメントシステムの一部として、古い航空機のアームレストによく使用されています。2つのモノラルジャックの1つにステレオプラグを差し込むと、通常、音声は片方の耳にしか聞こえません。アダプタが利用可能です。

20世紀の高インピーダンスモノラルヘッドフォン、特に第二次世界大戦の航空機で使用されたヘッドフォンには、電話プラグの短いバレルバージョンが使用されていました。これらは現在では希少となっています。通常のプラグを短いソケットに使用することは物理的には可能ですが、短いプラグは通常のソケットにしっかりと固定されず、チップ回路も完成しません。

直径と長さの両方において、あまり一般的ではないサイズも一部のメーカーから提供されており、公共の建物での火災安全通信用の内径0.210インチ（5.3 mm）のジャックなど、一致するコネクタの可用性を制限したい場合に使用されます。[ a ]

消費財における電話コネクタソケットの減少

電話コネクタは、デスクトップコンピュータ、楽器の増幅、[ 35 ]、ライブオーディオおよび録音機器など、一部の分野では標準的なコネクタタイプのままですが、[ 36 ] [ 37 ]多くのスマートフォンからは削除されています。[ 38 ]

デジタルオーディオは現在では一般的になっており、 USBサウンドカード、USBヘッドフォン、Bluetooth、サウンド機能内蔵ディスプレイコネクタ（DisplayPortやHDMIなど）を介して伝送できます。デジタル機器にはスピーカーやマイクが内蔵されている場合もあります。そのため、特に薄型のモバイル機器では、電話コネクタは冗長でスペースの無駄と見なされることがあります。また、1メートルまで防水可能な薄型表面実装ソケットも存在しますが[ 39 ] 、ソケットを完全に取り外すことで防水性を高めることができます[ 40 ]。

中国の携帯電話メーカーは、早い時期から電話ソケットを採用していなかった。最初は2012年7月のOppoのFinder（マイクロUSBヘッドホンとBluetoothヘッドホンをサポート）で、続いて2014年にVivoのX5Max、2016年4月にLeEco 、 2016年9月にLenovoのMoto Zがソケットを採用した。 [ 41 ] Appleが2016年9月にiPhone 7を発表した際、当初はソケットを廃止したとして嘲笑されたが、最終的にはSamsungやGoogleなどのメーカーも追随した。[ 42 ]また、ソケットは一部のタブレットや薄型ラップトップにも搭載されていない（例： 2020年のLenovo Duet ChromebookやAsus ZenBook 13 [ 43 ]）。

航空および米軍コネクタ

PJ-055（上）およびPJ-068（下）一般航空用オーディオフォンコネクタ
航空プラグタイプ U-174/U または Nexus TP120。軍用機や民間ヘリコプターでよく使用されます。

米軍は、直径9 ⁄ 32インチ（0.281インチ、7.14 mm）や1 ⁄ 4インチ（0.25インチ、6.35 mm）のプラグを含む様々な電話コネクタを使用しています。[ 44 ]

商用および一般航空（GA）の民間航空機用ヘッドセットでは、多くの場合、一対の電話コネクタが使用されています。ヘッドフォンには、標準的な1 ⁄ 4インチ（6.3 mm）の2芯または3芯プラグ（タイプPJ-055）が使用されます。マイクには、より小型の3 ⁄ 16インチ（0.206インチ/5.23 mm）の3芯プラグ（タイプPJ-068）が使用されます。

軍用機と民間ヘリコプターには、U-174/U (Nexus TP-101) [ 45 ]と呼ばれる別のタイプがあり、 U-93A/U (Nexus TP-102) [ 46 ]や Nexus TP-120 [ 47 ]とも呼ばれています。これらは米国NATOプラグとしても知られています。これらは直径0.281インチ (7.1 mm) のシャフトに4本の導体があり、ヘッドホン用に2本、マイク用に2本接続できます。また、U-384/U (Nexus TP-105) も使用されており、U-174/Uと同じ直径ですがわずかに長く、導体が4本ではなく5本あります。[ 48 ] [ 49 ]

紛らわしいことに、タイプ671（10H / 18575）という4芯の英国製コネクタがあります。直径がわずかに大きい7.57 mm（0.298インチ）[ 50 ]で、多くの英国軍用機のヘッドセットに使用されており、英国NATOコネクタまたは欧州NATOコネクタと呼ばれることがよくあります。[ 51 ]

一般用途

3.5 mm電話コネクタ
3.5 mm 4芯TRRS電話コネクタ
3.5 mm 5芯TRRRS電話コネクタ

最も一般的な配置は、設計当初の意図通り、オスプラグをケーブルに接続し、メスソケットを機器に取り付けるというものです。ラインプラグとパネルソケットには、様々なケーブルサイズに対応するプラグ、直角プラグ、そして様々な価格帯のプラグとソケットの両方が用意されており、スピーカー接続用の一部の高耐久性1 ⁄ 4インチバージョンでは最大15アンペアの電流容量を 備えています。[ 52 ]

電話プラグとそれに対応するソケットの一般的な用途は次のとおりです。

コンピューターの音

パソコンの背面パネルにある、色分けされたサウンドカードソケット
このコネクタの色は、コンピュータのラインオーディオ出力ソケットに接続する必要があることを示します。

パーソナルコンピュータには、マザーボードに一般的に統合されたサウンド ハードウェア、または挿入可能なサウンド カードのいずれかから、入出力用の 3.5 mm ソケットがいくつも見つかります。1999年の PC システム設計ガイドの3.5 mm TRS ソケットのカラー コードは一般的で、ピンク色はマイク、ライト ブルーはライン入力、ライム色はライン レベルに割り当てられています。AC'97と 2004 年の後継であるIntel High Definition Audio は、広く採用されている仕様であり、物理的なソケットを必須とはしていませんが、ジャック検出機能を備えた 2 つのポートのピン割り当てを持つフロント パネル コネクタの仕様を提供しています。フロント パネルには、ヘッドフォン用のステレオ出力ソケットと (やや一般的ではありませんが) マイク用のステレオ入力ソケットがあります。背面パネルには追加のソケットがある場合があり、最も一般的なのはライン出力、マイク、ライン入力用で、あまり一般的ではありません が複数のサラウンドサウンド出力用です。

マイク電源

一部のコンピュータにはモノラルマイク用の3.5mm TRSソケットが搭載されており、リングに5Vのバイアス電圧を供給してエレクトレットマイクの内蔵バッファアンプに電力を供給しますが、詳細はメーカーによって異なります。[ 53 ] Apple PlainTalkマイクソケットは歴史的な変種で、3.5mmライン入力または先端がアンプの電力を供給する細長い3.5mm TRSプラグの いずれかを受け入れます。

TRRSヘッドセットソケット

一部の新しいコンピューター、特にノートパソコンには、電話用ヘッドセットと互換性のある3.5mm TRRSヘッドセットソケットが搭載されており、通常のヘッドフォンやマイクのアイコンではなく、ヘッドセットのアイコンで識別できる場合があります。これらは特にVoIP（Voice over IP）で使用されます。

サラウンドサウンド

5.1 サラウンド サウンドを出力するサウンド カードには、フロント左右、サラウンド左右、センターとサブウーファーの 6 つのチャネルに対応する 3 つのソケットがあります。ただし、Creative Labs の 6.1 および 7.1 チャネル サウンド カードでは、1 つの 3 導体ソケット (フロントスピーカー用) と 2 つの 4 導体ソケットを使用します。[ b ]これにより、サウンド カードに追加のソケットを追加することなく、リア センター (6.1) またはリア左右 (7.1) チャネルに対応できます。

一部のポータブルコンピュータには3.5mm TRS/ TOSLINKコンボジャックが搭載されており、TRSコネクタによるステレオオーディオ出力、または適切な光アダプタを使用したTOSLINK（ステレオまたは5.1ドルビーデジタル/ DTS）デジタル出力のいずれかをサポートしています。ほとんどのiMacコンピュータは、このデジタル/アナログコンボ出力機能を標準で備えており、初期のMacBookには2つのポートがあり、1つはアナログ/デジタルオーディオ入力用、もう1つは出力用でした。入力のサポートは、後期のいくつかのモデルで廃止されました[ 54 ] [ 55 ]。

異なる数のリングの互換性

6.35 mm（ 1 ⁄ 4 インチ）の電話ジャックは、元々は手動の電話交換機に使用されていました。 [ 56 ]これらの電話プラグには様々な構成があり、5本以上の導体を収容するものや、複数の先端形状を持つものもありました。これらの多様な種類の中で、異なるメーカー間で互換性があったのは、丸みを帯びた先端形状を持つ2導体バージョンのみでした。この設計は、当初、マイク、エレキギター、ヘッドフォン、スピーカー、その他のオーディオ機器に採用されました。

ステレオヘッドホン用に3芯の6.35mmプラグが導入された際、アンプの右チャンネルのショートを防ぐため、ステレオプラグのみを接続できるジャックを製造できるよう、先端の形状がより鋭角に設計されました。しかし、この試みは長らく放棄され、現在ではバランス型かアンバランス型か、モノラルかステレオ型かを問わず、すべてのプラグが同じサイズのすべてのソケットに適合するという慣例が採用されています。現在では、ほとんどの6.35mmプラグ（モノラルかステレオかを問わず）は、オリジナルのステレオプラグの形状を踏襲していますが、丸みを帯びたモノラルプラグも少数ながら現在も製造されています。ステレオミニチュアプラグとサブミニチュアプラグの形状は、常に同じサイズのモノラルプラグと同一です。

この物理的な互換性の結果は次のとおりです。

この短絡の可能性を認識する機器では、たとえば次のことが可能になります。

  • ステレオ出力を受信するモノラル機器は、モノラル入力信号として左 (チップ) チャネルを使用するため、ステレオ オーディオの右 (リング) チャネルは失われます。
  • バランス信号のプラス（チップ）成分は受信されますが、信号のマイナス（リング）成分が失われるため、バランスオーディオのメリットは十分に享受できません。

リングの数が多いデバイスの中には、リングの数が少ない異性のデバイスと下位互換性がある可能性があり、場合によっては故障の原因となるものもあります。例えば、TRRSヘッドセット（マイク付きステレオヘッドホン）に対応する3.5mm TRRSソケットは、標準的なTRSステレオヘッドホンとも互換性があることが多く、マイク信号を受信するはずの接点がアースにショートし、信号がゼロになります。逆に、これらのTRRSヘッドセットはTRSソケットに接続できますが、その場合、マイクは機能しません（マイクの信号接点が切断されます）。[ 57 ]

6.35 mm（ 1 ⁄ 4インチ）電話コネクタのリング導体とその両側の絶縁部の寸法（長さ）、および 異なるブランドや世代のソケットの導体幅に関して、これまで標準化が不十分であったため、異なるブランドのプラグとソケット間で互換性の問題が発生することがあります。その結果、ソケット内の接点が電話コネクタのリング接点とスリーブ接点を短絡（ブリッジ）させることがあります。

ビデオ

異なる長さの3.5 mm TRRSコネクタ

ステレオオーディオ入出力を備えたビデオ機器では、3.5mm TRRSコネクタが使用されることがあります。15mm（0.59インチ）と17mm（0.67インチ）の2種類の互換性のないコネクタがあり、間違ったコネクタを使用すると動作しないか、物理的な損傷を引き起こす可能性があります。

長い（17mm）プラグを短い（15mm）プラグ用に設計されたレセプタクルに完全に挿入しようとすると、レセプタクルが損傷する可能性があり、レセプタクルのすぐ後ろにある電子機器も損傷する可能性があります。ただし、両方のタイプのチップ/リング/リングの距離は同じであるため、プラグを部分的に挿入することは可能です。

長いコネクタ用に設計されたソケットに短いプラグを差し込むと、しっかりと固定されず、間違った信号経路や機器内部の短絡が発生する可能性があります (例: プラグの先端により、レセプタクル内の接点 (先端/リング 1 など) が短絡する場合があります)。

より短い 15 mm TRRS バリアントの方が一般的であり、標準の 3.5 mm TRS および TS コネクタと物理的に互換性があります。

録音機器

「プラグイン電源」を使用するステレオ デバイス: エレクトレット カプセルはこのように配線されます。

多くの小型ビデオカメラ、ノートパソコン、レコーダー、その他の民生用デバイスは、システムにマイクを接続するために3.5mmマイクコネクタを使用しています。これらは以下の3つのカテゴリーに分類されます。

  • 電源不要のマイクを使用するデバイス。通常は安価なダイナミックマイクまたは圧電マイクを使用します。マイクは自ら電圧を生成するため、電源を必要としません。
  • 自己駆動型マイクを使用するデバイス: 通常は、バッテリー駆動のアンプを内蔵したコンデンサー マイクです。
  • プラグイン電源のマイクを使用するデバイス:内部にFET アンプを備えたエレクトレット マイク。これらは非常に小さなマイクで高品質の信号を提供します。ただし、内部 FET には DC 電源が必要で、これは内部プリアンプ トランジスタのバイアス電圧として提供されます。プラグイン電源は、RC フィルタを使用して、オーディオ信号と同じラインで供給されます。DC バイアス電圧は FET アンプに (低電流で) 供給され、コンデンサは DC 電源をレコーダーへの AC 入力から分離します。通常、V=1.5 V、R=1 kΩ、C=47 μF です。レコーダーがプラグイン電源を供給し、マイクがそれを必要としない場合は、通常はすべて正常に動作します。逆の場合 (レコーダーは電源を供給せず、マイクは電源を必要とする)、音は録音されません。

モバイルデバイス

第 1 世代から 6S および SE (第 1 世代) までのすべてのiPhoneモデルでは、有線ヘッドセット用に 4 導体 (TRRS) の電話コネクタ (中央) が使用されています。

3芯または4芯（TRSまたはTRRS）の2.5mmおよび3.5mmソケットは、それぞれ古い携帯電話とスマートフォンで一般的でした。モノラル（3芯）またはステレオ（4芯）の音声とマイク入力に加え、信号（例：ボタンを押すと通話に応答する）を提供していました。これらはハンズフリーヘッドセットとステレオヘッドホンの両方で使用されています。

3.5mm TRRS（ステレオ・プラス・マイク）ソケットは特にスマートフォンで普及し、2006年以降、ノキアをはじめとする多くのメーカーで採用されています。互換性のセクションで述べたように、標準的な3.5mmステレオヘッドホンと互換性があることが多いです。多くのコンピューター、特にノートパソコンには、スマートフォン用のヘッドセットと互換性のあるTRRSヘッドセットソケットが搭載されています。

TRRSコネクタの4本の導体は、メーカーによって異なる用途に割り当てられています。3.5mmプラグは機械的にはどのソケットにも差し込むことができますが、多くの組み合わせは電気的に互換性がありません。たとえば、TRRSヘッドホンをTRSヘッドセットソケットに差し込んだり、TRSヘッドセットをTRRSソケットに差し込んだり、あるメーカーのTRRSヘッドホンを別のメーカーのTRRSソケットに差し込んだりすると、正しく機能しないか、まったく機能しない可能性があります。モノラルオーディオは通常機能しますが、ステレオオーディオまたはマイクが機能しないか、一時停止/再生コントロールが非アクティブになる場合があります。これは、iPhone用のコントロール付きヘッドホンをAndroidデバイスで使用しようとした場合、またはその逆の場合によく発生します。

TRRS規格

2つの異なる形状がよく見られます。どちらもステレオコネクタと同様に、左の音声をチップに、右の音声を最初のリングに配置します。マイクとリターン接点の配置が異なります。

OMTP規格では、グランドリターンがスリーブに、マイクが2番目のリングに配置されます。[ 58 ]これは中国の国家規格YDT 1885–2009として承認されています。欧米では、主にノキアの旧型携帯電話、サムスンの旧型スマートフォン、一部のソニー・エリクソン製携帯電話など、旧型のデバイスで使用されています。[ 59 ]中国市場向けの製品で広く使用されています。[ 60 ] [ 61 ]この配線を使用しているヘッドセットは、リング間に黒いプラスチック製のセパレーターが付いていることがあります。[ 62 ] [ 61 ]

CTIA / AHJ規格ではこれらの接点が逆になっており、マイクがスリーブ上に配置されます。これはAppleのiPhoneシリーズで6SとSE（初代）まで使用されていました。欧米では、これらの製品が事実上のTRRS規格となりました。[ 63 ] [ 64 ] [ 65 ]現在ではHTCデバイス、最近のSamsung、Nokia、Sonyの携帯電話などで使用されています。デバイスの本体が金属製で、スリーブにフランジがあり本体に接触している場合、マイクがアースにショートしてしまうという欠点があります。この配線を使用しているヘッドセットは、リングの間に白いプラスチックのセパレーターが付いていることで識別されることがあります。[ 62 ] [ 61 ]

CTIAヘッドセットをOMTPデバイスに接続すると、アースが失われるため、スピーカーは実質的に直列接続され、位相がずれてしまいます。そのため、歌手が中央に配置される典型的なポピュラー音楽の録音では、歌手の声が聞こえなくなってしまいます。メインマイクボタンを押し続けると、マイクが短絡してアースが回復し、正しい音が聞こえる場合があります。[ 61 ]

標準 ヒント リング1 リング2 スリーブ この規格を使用するデバイス
CTIA、AHJ左の音声 右の音声 地面 マイクロフォン ほとんどのAndroidデバイス。[ 66 ] Apple、HTC、LG、BlackBerry、最新のNokia（第1世代Lumiaおよびそれ以降のモデルを含む）、最新のSamsung、Jolla、Microsoft（SurfaceおよびXbox Oneコントローラーを含む）、Sony Playstation 4（DualShock 4 [ 67 ]）、Google Pixel 4a、Librem 5
CTIAスタイルのAV [ 68 ]左の音声 右の音声 地面 CVBSビデオ Apple iPod（第6世代まで）、Raspberry Pi（2014年以降）、Xbox 360 E、Zune（廃止）、一部の古い携帯電話（Nokia N93、Nokia N95、[ 69 ] Samsung Galaxy S GT-I9000、[ 70 ] T-Mobile Sidekick 4Gを含む）
OMTP左の音声 右の音声 マイクロフォン 地面 古いNokiaとLumia（第2世代以降）、[ 71 ]古いSamsung（2012 Chromebook）、一部の古いSony Ericssonスマートフォン（2010と2011 Xperia）、[ 72 ] Sony（PlayStation Vita）、OnePlus One。
OMTPスタイルのラジオ スピーカー クローン マイク/PTT 地面 ヤエスFT-60Rアマチュア無線ハンディ機。[ 73 ] [ 74 ] [ 75 ]
ビデオ/オーディオ 1 左の音声 CVBSビデオ 地面 右の音声 ソニーとパナソニックのビデオカメラ。初期のソニー製ビデオカメラの一部では、このソケットはヘッドホンソケットとしても機能していました。ヘッドホンプラグを差し込むと、リング2がスリーブ接点に短絡し、ビデオカメラはリング1から右の音声を出力しました。[ 76 ]
ビデオ/オーディオ 2 CVBSビデオ 左の音声 右の音声 地面 不明のビデオカメラ、ポータブル VCD および DVD プレーヤー、Western Digital TV ライブ!、一部の新しい LG TV。
ビデオ/オーディオ 3 CVBSビデオ 左の音声 地面 右の音声 東芝のテレビ
ビデオ/オーディオ 4 左の音声 右の音声 CVBSビデオ 地面 グランドストリームGXV-3500 [ 77 ]

4極3.5mmコネクタは、1993年に最初に発行された日本規格JEITA/EIAJ RC-5325A「4極小型同心プラグおよびジャック」で定義されています。[ 78 ] 3極3.5mmTRSコネクタはJIS C 6560で定義されています。JIS C 5401およびIEC 60130-8も参照してください。

AppleのiPod Shuffle 2GはTRRSソケットをオーディオだけでなく、ドッキング時のUSB経由の充電や同期にも再利用しています。[ 79 ]

相互運用性

USB Type-Cケーブルおよびコネクタ仕様では、ヘッドセットの使用のためにUSB-Cジャックから4極TRRSジャックへのマッピングを指定しており、CTIAモードとOMTP（YD/T 1885–2009）モードの両方をサポートしています。[ 80 ]一部のデバイスは多くのジャック規格を透過的に処理し、[ 81 ] [ 82 ]コンポーネントとして利用可能なハードウェア実装があります。[ 83 ]これは、スリーブと2番目のリングに電圧を印加して配線を検出することで実現される場合があります。最後の2つの導体を切り替えることで、一方の規格で作られたデバイスをもう一方の規格で作られたヘッドセットで使用できるようになります。[ 84 ]

TRRRS基準

3.5 mmコネクタ用のTRRRS規格はITU-Tによって策定されました。[ 85 ] P.382（旧称P.MMIC）と呼ばれるこの規格は、5芯ソケットとプラグ構成の技術要件と試験方法を概説しています。TRRS規格と比較して、TRRRSは1本の導体を追加し、2本目のマイクを接続したり、オーディオアクセサリへの電源供給に使用したりできます。

P.382では、準拠したソケットとプラグは、従来のTRRSおよびTRSコネクタとの下位互換性が求められています。したがって、P.382準拠のTRRRSコネクタは、新製品に使用した場合、シームレスな統合を可能にするはずです。TRRRSコネクタは、アクティブノイズキャンセリング、バイノーラル録音など、デュアルアナログマイクラインをホストデバイスに直接接続できるオーディオアプリケーションを可能にします。Xperia Z1、Xperias XZ1、Xperia 1 II以降のソニー製スマートフォンに広く搭載されています。

JEITA RC-8141Cに続く4.4mmコネクタ用の別のTRRRS規格が2015年に導入され、バランスオーディオ接続、特にヘッドホンケーブルに使用されています。このコネクタはしばしば「Pentaconnコネクタは、Nippon DICS（NDICS）のブランド名に由来しています。ソニーのSignatureシリーズのM1ZゼンハイザーのHD 820などの一部の製品使用されています。 [ 86 ] [ 87 ]

連絡先を切り替える

ミニチュア電話用プラグとジャック。金メッキプラグ（2.5mm）を除き、すべて3.5mmです。3.5mmジャックのうち1つは2芯、その他は3芯です。このコレクションでは、タン色のジャックにはノーマルクローズスイッチが付いています。
電話コネクタ、6.35 mm、スイッチ接点付きジャック
電話コネクタ、6.35 mm、スイッチ接点とプラグが挿入されたジャック

パネルマウント型ジャックには、スイッチ接点が付いている場合があります。最も一般的なモノラル ジャックには、通常閉 (NC) 接点が 1 つ付いています。この接点は、ソケットにプラグが挿入されていないときにはチップ (ライブ) 接続に接続され、プラグが挿入されると切断されます。ステレオ ソケットには通常、このような NC 接点が 2 つ付いており、1 つはチップ (左チャンネル) 用、もう 1 つはリングまたはカラー (右チャンネル) 用です。ジャックによっては、スリーブにもこのような接続があります。この接点は通常は接地されているため、信号の切り替えにはあまり役立ちませんが、ジャックが使用中であることを電子回路に示すために使用できます。あまり一般的ではありませんが、ジャックに通常開 (NO) 接点または切替接点が付いている場合や、スイッチ接点がコネクタ信号から分離されている場合もあります。

これらの接点の本来の用途は電話交換機のスイッチングであり、その用途には多くのパターンがありました。コネクタ接点から分離された2組の切替接点が一般的でした。より最近のパターンでは、各信号経路に1つのNC接点がコネクタ接点に内部接続されていますが、これはヘッドフォンジャックとしての使用に由来しています。多くのアンプや、電子オルガンなどのアンプ内蔵機器には、使用時にスピーカーを切断するヘッドフォンジャックが備えられています。これはこれらのスイッチ接点によって行われます。また、ヘッドフォンが接続されていないときにダミーロードとして機能する機器もありますが、これもこれらのNC接点によって簡単に実現できます。

これらの接点には他にも用途が見つかっています。例えば、ミキシングコンソールの信号経路を遮断してエフェクトプロセッサを挿入するといった用途です。これは、ステレオジャックのNC接点を1つ使用してチップとリングを接続し、プラグが挿入されていない状態でバイパス状態にすることで実現されます。同様の配置は、パッチパネルにおけるノーマライゼーションにも用いられます（パッチパネル § ノーマライゼーション を参照）。

3.5 mm または 2.5 mm ジャックを DC 電源入力コネクタとして使用する場合、外部電源が接続されるたびにスイッチ接点を使用して内部バッテリを切断し、バッテリの誤った充電を防ぐことができます。

別個の電源スイッチを不要にするため、ほとんどの電池駆動式ギターエフェクトペダルでは標準的なステレオジャックが採用されています。内蔵バッテリーのマイナス端子はジャックのスリーブ接点に接続されています。2芯（モノラル）プラグを差し込むと、スリーブとリング間の短絡により内蔵バッテリーが本体の回路に接続され、信号ケーブルの抜き差しに応じて自動的に電源がオンまたはオフになります。

デザイン

  1. スリーブ：通常はグラウンド
  2. リング:ステレオ信号の場合は右チャンネル、バランスモノ信号の場合は負極性、電源を使用するモノ信号源の場合は電源
  3. ヒント：ステレオ信号の場合は左チャンネル、バランスモノ信号の場合は正極性、アンバランスモノ信号の場合は信号線
  4. 絶縁リング

コネクタアセンブリは通常、1本以上の中空ピンと1本のソリッドピンで構成されます。ジャックは、絶縁材で分離されたピンで組み立てられます。

変色したコネクタや、厳しい公差内で製造されていないコネクタは、接続不良を起こしやすい。[ 88 ]コネクタの表面材質に応じて、変色したものは研磨剤（通常は真鍮製の接点）または接点洗浄剤（メッキされた接点）を使用して洗浄することができる。[ 88 ]

次のような多くのジャック構成が使われてきましたが、最も一般的であるのはシンプルなモノラルジャックとステレオジャック（例AとB）です。[ 89 ]

ジャック構成の例（プラグが右から 入る向き）
A. 2芯TS電話コネクタ（追加スイッチなし）。スリーブへの接続は右側の長方形、先端への接続はノッチ付きの線です。配線接続は白い円で示されています。
B. 3極TRSフォンコネクタ（追加スイッチなし）。上側のコネクタはスリーブから遠いため、先端側になります。スリーブはシャーシに直接接続されており、バランス接続の一般的な構成です。一部のジャックでは、スリーブをシャーシから分離するためにプラスチックが使用され、Aのように独立したスリーブ接続ポイントが設けられています。
C. 3導体ジャック。2つの独立したSPDTスイッチを備え、プラグをジャックに差し込むと、一方のスローが切断され、もう一方のスローが接続されます。白い矢印は機械的な接続を示し、黒い矢印は電気的な接続を示します。この構成は、プラグが挿入されると電源がオンになり、それ以外の場合はオフになり、電源がスイッチを介して供給されるデバイスに適しています。
D. 接点自体に2つの常閉スイッチが接続された3導体ジャック。パッチパネルの正規化に便利です。また、コネクタを接続するとデフォルトの出力（スピーカー）をオフにするステレオヘッドフォンジャックとしても広く使用されています。

オーディオ信号

ピン アンバランスモノラル バランスモノラル入力/出力（シンプレックス）[ 90 ] [ A ] [ B ]アンバランスステレオ
入力/出力（シンプレックス） 挿入[ 94 ]
ヒント信号信号を送信または返信するポジティブ、ホット左チャンネル
指輪接地、または接続なし信号を返すか送信するネガティブ、冷たい右チャンネル
スリーブ 地面[ C ]
注記
  1. ^人気のあったMackie 1604ミキサーの最初のバージョンであるCR1604は、メインの左右の出力にチップマイナス、リングプラスのジャック配線方式を採用していました。 [ 91 ] [ 92 ]
  2. ^初期のQSCアンプはチップマイナス、リングプラスの入力配線方式を採用していました。 [ 93 ]
  3. ^ Whirlwindラインバランサー/スプリッターは、アンバランス型6.35 mm/ 1 ⁄ 4インチTRSフォン入力においてスリーブを導体として使用しません 。チップとリングはトランスの2つの端子に接続されており、スリーブは接続されていません。 [ 95 ]

バランスオーディオ

Sony Walkman NW-ZX300 には、標準の 3.5 mm アンバランス出力に加えて、バランス型の 4.4 mm Pentaconn出力も備わっています。

電話コネクタを用いてバランスオーディオ接続を行う場合、2本のアクティブ導体はモノラル信号の差動バージョンとして使用されます。ステレオシステムでは右チャンネルに使用されるリングは、反転入力として使用されます。

利点

スペースが限られている場合、 TRS コネクタはXLR コネクタよりもコンパクトな代替品となるため、小型のオーディオミキシング デスクでよく使用されます。

バランス型マイク入力に使用されるTRSコネクタのもう一つの利点は、TSフォンジャックを使用した標準的なアンバランス信号線をそのまま接続できることです。リングコンタクトの反転入力は、プラグ本体に接触すると適切に接地されます。

デメリット

非スイッチングフォンコネクタを使用してバランスオーディオ接続を行う場合、プラグの抜き差し時にソケットがプラグの先端とリングを接地し、接地は最後に行われます。これにより、ハム、クラック、ポップノイズなどのバースト音が発生し、出力が短時間、あるいはプラグが半分挿入されたままの場合はさらに長時間ショートするため、一部の出力に負担がかかる可能性があります。

この問題はXLRやゲージB [ 96 ]を使用する場合には発生しません。ゲージBは直径が0.25インチ（6.35 mm）ですが、先端が小さく、リングが凹んでいるため、ソケットの接地接点がプラグの先端やリングに接触することはありません。このタイプはバランス型オーディオ用に設計されたもので、元々は電話交換機のコネクタでしたが、コネクタの挿入や取り外しによって監視対象の永久回路が中断されないことが重要な、放送、電気通信、および多くのプロフェッショナルオーディオアプリケーションで現在でも一般的です。ゲージBプラグで使用されているこのテーパー形状は、PJ-068プラグやバンタムプラグなどのさまざまな直径のジャックコネクタで航空および軍事用途にも見られます。家庭や商業用途で使用され、この記事のほとんどで説明されている、より一般的なストレートサイドの形状は、ゲージAとして知られています。

あるいは、一部のスイッチ付きオーディオジャックには、プラグが完全に挿入された場合にのみ作動する内蔵の絶縁スイッチが搭載されています。[ 97 ]これを利用すると、例えば、コネクタを二極双投スイッチに配線し、完全に挿入された場合にのみ作動するようにすることで、挿入時の問題を回避できます。あるいは、プラグが完全に挿入されると音量が徐々に上がり、完全に挿入されていないときは音量をミュートする回路をスイッチに制御させるといった方法もあります。

アンバランスオーディオ

3芯のフォンコネクタは、アンバランスオーディオパッチポイント（またはインサートポイント、あるいは単にインサート）としても一般的に使用されます。多くのミキサーでは、出力はチップ、入力はリングに配置されています。これは、チップセンド、リングリターンと表現されることが多いです。[ c ]古いミキサーや一部のアウトボード機器[ d ]には、リングセンド、チップリターンを備えたアンバランスインサートポイントがあります。[ e ]

多くの実装では、パッチポイントにプラグが挿入されていないときに、パネルソケット内のスイッチ接点を使用して送信と戻りの間の回路を閉じます。送信と戻りの機能を1/4インチTRSコネクタ1つで統合することで、インサートジャックフィールドに必要なスペースを半分に削減できます。通常、送信用と戻り用に 1つずつ、合計2つのジャックが必要になります。[ f ]

一部の3芯TRSフォンインサートでは、このコンセプトを拡張し、特別に設計されたフォンジャックを採用しています。このジャックは、モノラルフォンプラグを最初のクリックまで部分的に挿入すると、先端を信号経路に断線することなく接続します。標準的なTRSコネクタもこの方法で使用できますが、成功率は異なります。

モジュラーシンセサイザーなどの非常にコンパクトな機器では、パッチポイントに 3.5 mm TS 電話コネクタが使用されます。

参照

説明ノート

  1. ^内径0.210インチのジャックは、製造中止となったベル＆ハウエルの16mmプロジェクタースピーカーにも搭載されています。 [ 34 ]
  2. ^ Creative のドキュメントでは、コネクタ接点を説明する際に導体ではなく極という単語を使用しています。
  3. ^チップ センドパッチ ポイントの利点は、出力としてのみ使用する場合に、2 導体のモノラル電話プラグが入力を正しく接地することです。
  4. ^ TRSリングセンド構成は、dbx 166XLなどの一部のコンプレッサーのサイドチェーン入力ジャックにはまだ残っています。 [ 98 ]
  5. ^チップリターンインサートスタイルを使用すると、モノラルフォンプラグでアンバランス信号を直接回路に取り込むことができますが、この場合、出力は接地に耐えられるほど堅牢である必要があります。
  6. ^トレードオフとして、この方式はバランス信号をサポートしておらず、アンバランス信号はバズ、ハム、外部干渉の影響を受けやすくなります。

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