そうなるとD級アンプは相性ってあるの？ 術解説シリーズ61

[@yasudan7690]

一般的なPWM制御D級アンプは、元々のPWMスイッチング回路の出力動作が三極真空管以上に低歪で、出力レベルによって、出力インピーダンンスが変動しません。
　多少の歪はNFBを掛けることで、充分低歪に仕上げることが出来ます。
また、スイッチング周波数は数百kHz以上なので、その雑音を取り除くフィルターの特性もオーディオ帯域の10倍以上で、スピーカーのLCネットワークと相互干渉することもありません。
　通常のA級やAB級のアンプでも負荷に長いケーブルの容量が有る場合に、NFB動作が不安定になって発振を起こすことを防止する為に、10μH程度のコイルを入れることが多々あります。
　このコイルはPWMアンプのフィルターコイルと同程度か半分程度のインダクタンスです。
以上から、普通のPWMアンプは殆どのマルチスピーカーのネットワークに対しても問題無く動作すると云えるでしょう。

[@2groundhills748]

D級アンプ、おっしゃる通り、普通に問題なく動作すると思いますし、動作してますよね。。。
ただ、全てがとは言い切れないのは、アナログアンプにはないフィードバック（ＮＦＢじゃないです）があるからです。だいぶ昔ですが、ＮＸＰにでもしてもらったことがあり、電流と電圧からコイルの移動距離を割り出し、元の波形に忠実にボイスコイルを動かすというものです。波形再現性が極めて高いのですが、当然位相の影響をもろに受けます。
設計思想の違いが出てくるところで、従来のアンプはコイルに力を与え、結果は見てません。自分自身が正しく動くことだけを狙っています。対して、デジタルアンプは、コイルの位置制御に相当するので、フィードバック制御（ＰＩＤ制御のうちＰＩだと思いますが）を行うと、きちんと目的の位置に、目的のタイミングで合わせようとします。途中にＣやＬが入って位相がずれると強制的に合わせに行きます。それはよろしくないので、ＮＸＰはえらくフィードバックゲインを下げたと言ってました。
最近ＮＸＰ以外にもフィードバックするＤ級アンプＩＣが増えたと聞いたので少し気になったのと、そうであれば、完全に言い切ることができないなぁとなりました。
いずれにしても、アンプに関係なく、アナログのネットワークが入るマルチウェイアンプは波形の再現性には疑問が残ります。皆さん、よくできたフルレンジを聴くとそのリアリティには驚きます。昔の長岡哲夫のバックロードホーンはその形式よりも、フルレンジでスルーで鳴らしていたことがかなり大きいと思いました。。。

[@yasudan7690]

​@@2groundhills748
　デジタルアンプでもスピーカーのボイスコイルの位置制御なんかしていません。
　ボイスコイルに流れる電流と磁気回路の磁束の電磁力で駆動しているだけです。
　コイルが動く時に出る起電力で、スピーカーの見かけのインピーダンスが共振点で上昇したり、インダクタンスによって、高域のインピーダンスが上昇するだけです。
　この、共振点のインピーダンスも時間と共に共振が成長すると高インピーダンスに成りますが、瞬間的にはボイスコイルの抵抗の値です。
　だから、出力抵抗の低いトランジスタアンプは力強い瞬発的な音が再生できるのです。
　PWMアンプでは出力抵抗が0.1Ω程度でフィルターコイルの抵抗が0.05Ω程度、更にBTLなので総合で0.3Ω程度に成りますが、
　フィルターの前からNFBを掛けて(でも(PWM発生回路でLPFが掛かるので高周波数はNFBされません)出力抵抗を一桁程度下げるので、結果としての出力抵抗はフィルターの0.1Ω程度に成ります。
　PWMアンプでもNFBの掛かる周波数は可聴帯域の数kHzまでですが、アナログアンプでも位相遅れ補償でNFBは同程度の帯域までなので、大差ありません。
　一般的に、スピーカーは共振点以下では位相ゼロの振幅制御、共振点では速度P制御の-90度位相、それ以上では分割振動するまでは加速度制御の-180度位相です。
ですから、どんな方式のアンプでもMFBで振幅制御にしない限り、ボイスコイルの位置に合わせた駆動なんて出来ません。　振幅一定制御では低域が全く出ません。
ツイーターが燃えます。　(笑)
　なお、ホーンスピーカーで圧縮制御が充分掛かっている帯域では速度制御の-90度領域です。　でも、上下はコーンスピーカーと同じです。

[@yasudan7690]

人の聴感は、音を耳殻内の蝸牛管内の周波数ごとの検出器である有毛細胞で検出して、
音のスペクトラムを脳が分析して、声や言葉や楽器の音色等を認識していることが判明しています。
各周波数のスペクトルレベルの分布が同じであれば、それぞれの周波数成分の到達時間の差が充分小さければ、波形そのものの違いを認識できないと確認されています。
　まあ、耳の構造や脳の音声認識ソフトウエアを考えるとあたりまえなことです。
耳や脳が波形の違いをどうやって認識できるのでしょうか？
　人間は1ｍ秒以下の時間差を認識できません。
100ｍ競争のスタート音を認識するのは10m秒程度必要だと云われています。
　音を認識するまでの時間がその位必要だと云うことです。
ですから、マルチスピーカーの時間ずれが1m秒の数分の一以下であれば波形に変化が有っても
認識できないわけです。
　しかし、実際は、各スピーカーユニットの信号はクロスオーバー周波数で完全に区切られるわけではないので、クロスオーバー周波数付近で干渉して周波数特性を凸凹にするので、それを最小にする為に、低域や高域のフィルターのカットオフ周波数やフィルター特性やスピーカーの前後方向の凸凹を調整するのです。
　理想的には、各ユニットの振動板の位置を一直線に並べて、その条件で周波数特性が出来るだけ平坦に成るようにフィルター定数を調整します。
　でも、実際のスピーカーは製造の都合を優先させて凸凹配置で平気な顔をしています。
どうせ、消費者は馬鹿だから分からんだろうと思っているのでしょう。
　その結果、オーディオ離れがどんどん深刻になっているのです。

[@2groundhills748]

さすが、詳しいですね。
消費者はばかだからわからんだろう・・・ですか。。。本当にそうだったら残念です。。。
オーディオというものを昔のオーディオとすればみなさん離れていると思いますが、今は、スマホもPCも全てオーディオ製品と捉えると、ものすごく裾野が広がり、皆さん平均としてはより高音質な音楽を沢山楽しんでいるように見えます。
なんか昔のオーディオをオーディオとして狭く見てしまうと寂しいなぁと感じている今日この頃です。。。そりゃぁ既に死んでいると言われますよね。。。
でも、ありがとうございます。アップしている動画が１００本を超えているので、よくよく整理して、整理した動画を上げることにしました。そうしないと、どんな情報があるのかわからないですもんね。気が付きました。ありがとうございます！

[@yasudan7690]

@@2groundhills748 様
ご返事ありがとうございます。
＞理想的には、各ユニットの振動板の位置を一直線に並べて、その条件で周波数特性が出来るだけ平坦に成るようにフィルター定数を調整します。
　でも、実際のスピーカーは製造の都合を優先させて凸凹配置で平気な顔をしています。
どうせ、消費者は馬鹿だから分からんだろうと思っているのでしょう。
　その結果、オーディオ離れがどんどん深刻になっているのです。
上記は、面倒だったので、1980年代に日本の各社が理想追求に平面振動板スピーカーを開発して、理想追求に燃えていたのですが、消費者は馬鹿？なのか一向に評価しなかったので、馬鹿ならこれでも喰らえ。
となって、位相直線時間一致なんて投げ捨ててしまったのです。
でも、最近評価され直している様です。
　因みに、自分はその当時、その前から、ソニーでデジタルオーディオの開発の黎明期にPCM-1やPCM-F1やそのLSI開発やその他の録音機器をほぼ全て開発してきた者です。
　当時、スピーカーを開発していた人も知り合いですし、まあ、自分の信念で開発していましたね。　(笑)
　その後、⊿ΣD/AやA/Dやサンプリングレートコンバーターの開発をしてきました。
　フルデジタルアンプのS-Master にも、この非同期サンプリングレートコンバーター回路が内蔵されて、時間軸の水晶精度による超低歪や音質向上に寄与しています。
　途中で、CD-ROM開発等もしました。
また、SPD-IFインターフェース：IEC60958や5.1chIEC規格インターフェース：IEC61937等の策定などもしてきました。