狂気のオーディオ
2008.12.28 Ver.1.002

更新履歴
2008.11.29 Ver.1.000 新規作成
2008.12.13 Ver.1.001 記事追加
2008.12.28 Ver.1.002 記事追加


【はじめに】

オーディオには、「常識」があってそれからはずれると、「狂気」となります。
たとえば、人間は20Hz〜20KHzしか聞こえないのでそれ以上の帯域は不要であるという常識。
しかし、世の中には低周波公害というものがあって、この「常識」にまっこうから反するものである。
被害者達はみな「狂気」だろうか。
そういう「狂気」について考えてみようと思います。

第一の狂気  「シングルは十分な低音が聞こえる」

シングルアンプは、確かに周波数特性を採ると低域はプッシュプルに較べて劣る。

常識1 周波数特性は、アンプの再現性能を正確に表現している。


果たして真実であろうか。こんな疑問がそもそも狂気ですね。

【現象1】



図1−1 バタワース5次の100HZのHPFと20KHzのLPFの組合せの回路


図1−2 周波数特性

この回路の周波数特性です。まったく、非の打ちようがないほどフラットです。


図1−3 500Hzのトーンバースト 赤 入力 緑 出力

おや、緑の立ち上がりと立ち下がりがおかしいですね。


図1−4 立ち上がりの拡大
 
なんと10mSの波うちが見られます。100Hzですね。バーストは500mS間隔ですから2Hzですから100Hzはどうしてでたのでしょう。

その答えは、フィルタの特性と過渡特性は同じでないことからです。ここ

したがって、周波数特性と過渡特性は同じでないということから、過渡的に低域が発生するかもしれないということです。

【現象2】

さて、パイプオルガンでは、低域ではパイプの長さが長くなって、教会に入らなくなるので、2次高調波、3次高調波を同時に鳴らすと基本波が聞こえるという 人間の耳の錯覚を利用しているそうです。ですから、シングルアンプの歪で、2次高調波、3次高調波を同時に聞かせると基本波が聞こえたように思うのです。
どうですか、たとえ低域が100Hzでもそれ以下の低音が発生できるということです。
シングルは2,3次と高調波歪が多いですから、先ほどの条件が発生しやすいのです。


【現象3】

また、2次歪みが原因で次のような作用もあります。

図1−5 6EM7のシングル 入力はV2とV3を掛け算したもの 

これは6EM7のシングルです。


図1−6 入力信号のスペクトル

これは、近接した9.9KHzと10.1KHzの2信号入力です。

では出力のスペクトルはどうでしょうか。


図1−7 出力スペクトラム 低域部分

おや、先ほどなかった100Hzの成分がありますね。

LPFの出力R3の電圧を見てみましょう。

図1−8 出力の低域成分

もともとなかった成分が出ていますね。これは、下の図を見てください。


図1−9 入力出力特性 赤 入力 緑 出力

この図を見ると出力は上下が非対称ですね。ですから低域成分が発生するのです。
この低域はアンプの周波数特性とは関係ありません。
ここではアンプは10K±100Hzを出力しているわけですからね。
たまたま、波形が歪んで結果として低周波が発生するわけですから・・・・

したがって、周波数特性の低域特性とは関係なくシングルでも十分低音が聴ける可能性があるらしいのです。

第二の狂気 NFBアンプはDFがわるい」

一般に無帰還アンプは出力インピーダンスがあるのでDFが悪くて、NFBアンプは出力インピーダンスが0なのでDFがいいと言います。
確かにDFの定義からすれば、そうなのですが、スピーカーというものはDFで動きが規定されるものなのでしょうか。
スピーカーをうまく止めるにはどうすればいいのでしょうか。

いま、天井から1.5mの緩めのバネをつるし、錘をつけ、上下に揺らしているものとします。
いきなり、錘をつかんでも、バネは上下に振動しつづけます。

このバネを急激に静止できないので、では最小の時間で静止させるのは、どうすればいいでしょうか。

この辺の議論は、ここに書きました。


第三の狂気 スピーカ負荷では非常に歪は大きくなる」

一般に,アンプは抵抗負荷で歪率0.000001%とか表示していますが、スピーカ負荷ではそうはならないようです。

たとえば,スピーカーのI-V特性をシミュレーションすると、ここのようになります。
楕円です。行きと戻りは違います。したがって,電圧が負でも電流は正とか、逆もあります。
ということは非線形の負荷であると言う事ですね。
したがって,単に電圧帰還とか電流帰還ではただしい帰還にはなりえません。

したがって、歪率は,ここのように非常に悪くなります。

つづく

メインページに戻る