ラジオ系情報

多種類リンク

Powered by Six Apart

アンプの歪考 Feed

2023年5月15日 (月)

classic sepp amp design :1970year march published.

超古典なsepp ampの回路。Nelson Jones氏の考案。

1970年3月の月刊本に公開されている。ten watt ampと紹介されている。

ご本人はclass_Aと主張。

Classic_sepp_amp_design

 発展形が Nelson Jones Ultra low-Distortion Class-A Amplifier のようなので、先々経緯を深くみていきたいね。

クロスオーバー対策として current dumper  技術が入りだした頃ですね。

往時のpdf :sepp2.pdfをダウンロード

*******************************************************

class_ABとして紹介されている 1970年7月号。

set current 次第で歪率が変わってくる。 「ダイオードを数本いれた回路よりは音色は柔らかいのが抵抗式の特徴。」。 ダイオードにするとエッジがたつ音に変わるので、音楽の嗜好によってダイオード回路 あるいは 抵抗回路に決める。

 

「ダイオードにするとエッジがたつ音に変わる」のは1990年代半ばから云われ続けている事実。

部品メーカーごとの音色優劣よりも簡単に判る 「diode vs resistor 」。定電流diodeが人気なので硬めの音になる半導体アンプが主流ですね。

Sepp_amp01

パワーゲインは15dB. 15watt amp. 20W時には歪んでペケ。

「真空管アンプでも、ダイオード(1n4001)経由でsg電圧を掛けるとメリハリがついた音に変わる」のと同じ。

*******************************************************

biasを変化させた時のsepp 動作具合も公開されてた。

Bias_vs_liner

、、と設計時のネライ値も判ってくるね。

***********************************************************

197340w_amp

2023年5月 9日 (火)

1973年のsepp 30w amp。Nelson Jones

1973年 月間誌。197340w_amp

***********************************************

1972年に公開された741の等価回路

1972_741

1973op

***************************************

自己バイアスでのclass_A と紹介された1972年。deviveとしてはClass_Bであるが全体としてはABだろう。 dumpperって呼ぶことも判った。(cq出版の刊行物をみてもそんな意味での説明はないと思う) 

「ネルソン氏が考案し 1970年3月にこの月刊誌上にて発表」と経緯記述がある。つまりこの月刊誌に往時トップエンジニアが寄稿していたことが判る。

Photo

発展させたのが Nelson Jones Ultra low-Distortion Class-A Amplifier のようなので、先々経緯を深くみていきたいね。

*******************************************

op amp booster:1974年

novel社の製品回路。出力は30W。回路説明にはclass_Bとある。

Booster

cq出版等では回路説明されていない図は紹介されてはいるので、英語による回路説明を読むと学べる。 国内出版社の水準も伺えるね。

*****************************************************

SSM2210,2220と同じ思想製品が1973年には登場していたわけですね。

19744123

「有名なアンプ製品の回路」と紹介されてるね。

*******************************************

これも アンプとして成立する

Class_a

1975_amp 

上のは、 Quad 405の回路(1975年月刊誌にて公開された)。

current dumper .

******************************

纏め

1970年から1975年でガツンと回路は鮮麗になっている。

回路学習するのであれば、この発展期だろうね。海外から輸入された知識なので原典を視るのが基本ですね。

2023年4月14日 (金)

Single Ended/Push Pull Amplifier : 略してsepp amp

1936年には3極管でのsingle ended pp回路案が公開されている。(ちょっと魂消た。90年近く歴史があった) その頃、日本では???。

seppでは  出力トランスタイプ と 出力トランスレス(OTL)タイプの 2通りがある。いま日本では半導体式SEPP OTLが 主流である。 

日本で初めてのトランジスタ seppは1962年発売のtrio tw-30になる。以後sonyも後追いしてきた。1966年には大方のaudio makerから国産アンプが市場投入されている。 この内容は1980年頃の刊行本に載っているので、それを読んだかどうか?

P1010057

P1010014

 
 
 
 
 
1960年提出の Single Ended/Push Pull  米国特許。 ここらがトランジスタ式の黎明期回路。

Us3102984

********************************************************

seppは、CLASS_Bに分類されている。single TRではpush pull 動作とは呼ばない。CLASS_Bだと上側波形と下側波形での繋ぎ点がスムーズでないので、CLASS_A側に動作点を持っていく。 それがCLASS_AB。 CLASS_AB動作では送信機のGGアンプが良く知られており3CX1500,3CX700tubeもyahooで見掛ける。CLASS_ABの動作説明は、日本のリニアアンプ本に載っており、オイラも1960年後半には読んでいた。

audio工作派の知らない世界に「CLASS_AB2, CLASS_AB1の飛びの違い」がある。電離層で幾度も反射して届く電波(SSB)では、「 受信する側でCLASS_AB1 と CLASS_AB2との違い 」が耳でわかる。Sメーターの振れ具合でも判る。

P1010061

上側と下側のつなぎ歪は、 アイドリング電流大小で違う。CLASS_Aに持っていくにはアイドリング電流を増やす。このような話は1960~1970年の刊行本には公開されている基本? なので、WEBにはないように思う。

Sepp_amp

*************************************

GG AMPをCLASS_A2と誤称しているSITEがあった。送信球を知らないことも判った。GG AMPはCLASS_AB.

trioのsepp AMP  1962年 :トランジスタ ブーストトラップ回路

trio のseppアンプ回路.

本屋にいったら棚にあったので購入した。 中学2年。改訂版の1969年4月刊行

P1010010

P1010008

P1010014

トランジスタseppも 製造流通していた。 NFB定数は意味深い。ブーストトラップも図中にある。 

これが国産のトランジスタアンプ初号機。製造は1962年。

誠文堂新光社発行、安井章氏著書の昭和50年発行本にtw-30は1962年とある。

*************************************************

松下電器の12W SEPP

P1010016

********************************************

回路設計できるようになれる本。

P1010018

P1010020

WaveSpectra  :歪

「歪率は素人で測れるものでは無い」。そもそもJETIAに準拠して計測している自作siteはまだない。つまり「マイルールで計測しているだけ」状態。 「計測土俵が webmasterごとに異なる」ので見ている側としては、比較はできない。 計測音源の歪具合を公開しているSITEは少数派。

重要なこと

1,「シールドBOXに入って計測しないと商業電源からのノイズもカウントする。」

2,「入力信号強さはルールで定まっている」

3,  WaveSpectraを利用した場合 :サウンドカードを変えると結果も違う。つまり何を基準にしたらよいかは、誰も判らない。

 
 
 
 
 
 
 
 

 マスター音源は歪ゼロ とした場合には、jisが認定してくれるはずもなく、 「マスター音源は歪ゼロとご本人だけが信じている」のままである。

それゆえに規格cp-1301a(JEITA) で 「オーディオ信号に関する測定方法」が定まっている。 これに沿って計測して初めて客観性のある同じ土俵での評価になる。

WaveSpectraを利用した場合には、PCからのインピーダンスが1Kオームあるか? pcだと12v駆動だから 0.8mA程度の動作デバイスから上手に取り出す必要がある。イヤホン端子から信号をうけ計測すると日本ルール違反。  

日本人の大半が入力インピーダンスを無視して、非客観的に計測しているねえ。

 
 
 
 

お願いです。日本ルールのようにout put 定格の電圧1/2で計測してね。本を出している法人、個人も日本ルールに沿ってお願いします。「定格に対してどの程度の出力で測るか?」を説明した日本人SITEがほぼないのは、「日本人はオツムが悪い証拠」とも見える。

**************************************************************

さらっとルールをPICK UP中。

・12au7 ヘッドホンアンプ等 

    「一般アナログアンプでは、0.5Vrmsの入力強さ」。

・信号源インピーダンス

      :一般アナログアンプ 1Kオーム ±5%.

・出力負荷インピーダンス

    :ホーム用 4オーム、 6オーム、 8オーム

・最大入力レベル     :2 Vrms

      ただし2Vrmsでクリップする場合には0.5Vrmsで検査しそれを明記のこと

、、とヘッドホンアンプはCP-1301Aでは対象外だ。 JETIAで掛かる規格がないならJIS???

 
 
 
 

数ワットアンプ分野の公的計測ルールがないようだ。 そうすると業界規格????に準拠して進めるが、どこにあるのかを調査中。

 
 
 
 入力トランジスタのCが歪に影響あるらしい。つまり基板化すると 「配置位置によるC影響を受ける」。シミレーションにも基板cを加味してほしいね。
 
 

2023年3月28日 (火)

トランジスタ式ミニワッターPart2

1960年提出の Single Ended/Push Pull  米国特許。 ここらがトランジスタ式の黎明期回路。
真空管での Single Ended/Push Pullの歴史は非常に古く、戦前にBELL研から提出されている。(トランスレスになったのは戦後)

 
 

Us3102984

 
 
 
 

SEPPは、CLASS_Bの回路。 CLASS_Bだと音が拙いのでA側に持っていった結果 CLASS_AB(AB1  或いは AB2)。    本を読んで学習した人物であれば、SEPPはCLASS_ABであることを知っている。無学習なおっさんがSEPP = CLASS_A と誤称している。

1970年代AMP回路解説をみても、回路考案者ごとがclass_Bあるいは class_A ,class_ABと論じているだけなので、業界ルールもない。まあ 「GG AMPをCLASS_Aと呼ぶ オツムの悪い人間もおる世界」なことは事実だ。

仮にCLASS_Aであればプッシュプルにする必要はゼロ。CLASS_Aは能率悪いとは云われているが、著名siteから公開された数字で計算するとSEPP_OTL  AMPでの能率は1%~10%と超低能率。 偶々よくても20%。 音が良いとのものは10%に届かない(音を良くするのにA級化したきゃ、能率は下がる)。 製作者も能率数字は公開していないので、 闇が見え隠れする。

 
 

AMP 現状を見ると CLASS_A  と能率差はない(測定誤差範囲程度)

能率面からみてCLASS_Aとの優位性を確認できるSEPP_OTL  AMPはweb上にはない。

 
 

CLASS_Bの能率は理論値56%.

CLASS_Aの能率理論値は28%と刊行本にあった。 計算式が正しいかどうかの確認は必要だ。

公開されている自作品SEPP_OTLが能率1%では拙いとオイラは思うが、ご本人は気にとめていないようだ。

************************************************************

ここから本題です。

トランジスタ式ミニワッターPart2

ここに紹介されているのは、1960年初頭の回路ですね。

>>消費電流: 無信号時=約190mA、最大出力時=約0.4A(8Ω)at DC12V

>>ここに登場するトランジスタは完全に市場から姿を消しました。どこかの馬鹿野郎が2SA607/2SC960や2SA606/2SC959が音がいいなどと過剰な宣伝したために、今や法外な値がついているようです。ミニワッターPart2ではごく最近まで製造されていたトランジスタを使いましたが、使用したトランジスタのせいで音が見劣りするようなことはありません

 

表現でのクレームがきて書きなおす可能性もあるので、魚拓はここ。190mA x 12V  =2.28Wの電力が無信号時にながれる。2SC4881と2SA1931で1Wづつは放熱している。 この表面積に1W放熱させたら温度は何度になりますか? これは高校2年の算数です。 全員答えがでますね。(中卒さんでは無理な問題です)。 フルパワー時にはこの倍電流が流れますね。

 
 
 

Q1

さて馬鹿野郎って誰のことだ????。

言葉が汚いねえ。 オイラだったら 「お馬鹿」と表現する。

 

Q2

無信号時電流値 と 実働電流値が異なるので CLASS_AB1 あるいはAB2 . 電流値からすればAB2ぽい。AB2と言い切っているweb siteも見つけた。きちんと学習している人がいることも判った。

エネルギー変換効率は20%もあるようだ。

 

Q3 

cp-1301a(JEITA)で示された計測方法とは違うことは文中から判明する。

 

Q4

12Vx0.4Aであれば4.8W程度は終段トランジスタ(計2こ)に掛かるね。 無信号でも2.2Wのエネルギーがかかるので放熱板計算(高校物理を学んだ人間)できる奴は呆れていると思う。 常温で2.2W印加(個々に1.1W)だとそのまま昇天できる。 昨今の物理ならトランジスタの表面温度も机上計算できるね。

、、と高校物理学上での謎も多いので先々の自作課題にしたい。

*************************************************

P1010057

P1010061

P1010063

誠文堂新光社の刊行本。

*****************************************************

この本が日本製トランジスタのseppについて深く書いている。1973年刊行。

Dsc_0011

Dsc_0016

Dsc_0014

上記、テキストはweb情報よりは豊富だ。 現代の執筆者もこれをテキストにした1970時代。

これは1960年公開回路。歪は0.8% ( 10W) とのこと。

Pwramp_1960

1960年の sepp回路 :2N3055

として公開済み

************

オイラの5石アンプ。音は非常に柔らかい。lm386あるいはta7368より1ランク上の音がする。 供給電圧。 信号大小で電流値が変化するCLASS_ABの動作です。2022年8月 ここに公開。パワーゲインは47dB前後。  

5.pdfをダウンロード

***********************************

3Vで100mW出力を狙ったSEPP AMP。 人気の差動入力。回路は1969年頃の古典からもってきた。 試作基板はshipping中。

基板が届いたので実装した。 ここ

差動入力にしてみたが電源電圧の壁があり、3V供給で出力12mW.  6V供給で100mW超え。

Rk22509_3

3vの3石アンプ(RK-190) ではoutput 40mW程度なので石を増やして上図にしたが、差動回路は3V供給では非常に厳しい。 9石を使うにしては出力がすくなく 1石AMP出力程度になった。「3V差動入力 AMPの作例がない」理由も体験した。

**********************************************************

「歪計測の日本ルール」 と 「歪は何により生じるか? 」を学習中。 

2023年2月21日 (火)

1960年の sepp回路 :2N3055

昭和35年のトランジスタアンプ回路を知らべてみた。 超有名なメーカー回路をお借りしてきた。

歪は0.8% ( 10W) とのこと。

Pwramp_1960

******************************************

これが thd 0.14% .昭和39年の回路。2N3055が見える。 ご存じのようにトランジスタの呼称ルールがこの間に変更されている。

Pwramp_19602

***************************************************

差動回路をもってきたアンプ。 1970年リリース。

Pwramp_1970

+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

SUNSUIのAU-101とて結合コンデンサーは1uf。 これで豊かな低音がでている。

、、と学習した。

2023年2月16日 (木)

ラックスマン LXV-OT7の心臓部は ロームのba5417。

オイラがウオークマンの製造ラインを持っていた時にはローム製icを af  amp ,磁気headampに多数つかっていた。理由は性能は劣るが、値段がとても安い。 「ロームのICに性能を求めては駄目」っては往時の業界常識。

 割合にノイズなICが率として高いので、ノイジー時にはIC交換してた。

ラジオ基板側からみて、 性能を捨てて低価格品を市場にだす時に採用するICメーカーではある。

+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++

ミネラルウオーター500CCの工場出荷して量販店への納入価格は26円あるいは27円(2022年10月)。

27円のものを陳列して激安店で75円、コンビニ系統では130円程度。 差分の50円から100円は販売側の儲け。

電化も納入価格x3で売るのが業界標準。 つまり市場3万円なら、工場では梱包込みで9000円以下でまとめる必要があるが、 今回のラックス製品は 1lot数が少なくて製造元が嫌がったぽい。使用材料・部品から工場出荷額が判るが 1LOT=50,000pcsとして まあ4,000円は掛からない。

******************************************

LUXMAN LXV-OT7が人気なので、 中身を確認したくて写真をみてまわったらロームのICだ。

まあ、この時点で腕のあるエンジニアなら跨いで通る

CLASS-ABで動作なのでaudio愛好家が好む音とは異なる音、 つまりラジカセ時代のPA IC仕様。

Photo

上記のようにaudioマニア向けではないIC.

out put noiseはオイラの真空管ラジオよりやや大きいね。 ノイズレベル大小ではオイラの球ラジオが優れているようだね、こりゃ参った。

このノイズとこの音が良いと褒めるにはかなり苦労するね。

クロストークは平均点だ。

宣伝は、

LXV-OT7はメリハリのある元気のよい音だったのに対し、この「mkII」は落ち着いた、高級感あふれる音が楽しめるとラックスマンの設計者は語っています。前回よりもしっとりと落ち着いた音で、S/N良く、静寂感があり、緻密な感じの音に調整されているので、クラシックリスナーにもお勧め!

「CLASS-ABでクラシックリスナーが納得する」とは、随分と小馬鹿にしているね。

*******************************************************

https://ameblo.jp/renshaoyaji/entry-12609542322.htmlから 引用

それはともかく元々の「LXV-OT7」を入手した友人は、余りの音の悪さに辟易し、かと言って捨てるのも惜しく

Amp

********************************************

まとめ

・音がまずいICをわざわざ選定しているので、音がよい理由はゼロ。

・「LUXMANがこの程度のICでゼニ儲けに走った」としか見えない

・設計屋は 生の音楽を聴かないタイプだろう。 或いは孫請けでまとめさせた???

・開発費は150~200万程度。

・ICでパワーを出すならばパナソニック等のICがSPECが良い。古典ICだがAN7171(秋月 在庫)なんかはお薦め。

パナのSEPPタイプICも10種類はあるので、それもOKだろう。ロームよりゃ音は良い。

2023年1月31日 (火)

電圧駆動 vs  電流駆動。電流帰還アンプ?

オイラは田舎住まいのFA装置設計屋。

東電の電気メータ(スマートメータ)の組み立てラインにはオイラ設計装置が使用されている。 OLED(日本語では有機elと呼ぶ)の実験機はオイラ設計のが国産初号機。それが韓国に渡り量産化された。

自動車のオイルエレメント漏れ検査はエアーで行うのが今は常識だが、「水槽に入れて気泡確認⇒エアーで漏れ検査」工程では、トヨタ自動車から「錆びてる」と怒られたメーカーが泣きついてきて、オイラ設計製作のが「国産初のエアで漏れ検査機」(1997年製作)。エア圧センサーヘッドの性能が市場ニーズに追いついてきたので、実現可能になった検査器。

エンジンボディの砂抜き穴の封止栓をプラグタイトとトヨタ自動車は呼んでいるが、その良品検査(トラックを除く全エンジン)はオイラ設計・製作の装置(2010年)。画像処理速度と分解能が上がってきたので可能になった検査器。

***********************************************************

・電圧Eがゼロであれば、電流Iが無限大であっても、エネルギーとしては ExI=ゼロ。 これがユークリッド幾何学での答え。方眼紙に書き込んでみれば一目瞭然。

 
 

・駆動っては文字意味ではタイヤ付な構造体に対して使われる用語である(馬 の文字意味を考えてね!!。物理的な力伝達系用語)が、電気系でも使われるようにはなってきた(lost 日本語だね)。

・「 電位差ゼロ 」では電子移動はない。 電位差ゼロ時の電流は数式で表現できない。 移動している可能性はあるが「電流値として検出されて、それを考慮した基板設計しろ」との概念はまだない。 つまり電位差(電圧)に追従して電流は流れるので、「音声信号を扱う程度の低周波数で 電流駆動」との用語は 拙い。      もっとも「電流駆動」は1989年に "Moving-Coil Loudspeaker Systems Using Current-Drive Technology" の論文に起因する。カレントドライブを直日本語すりゃ 電流駆動になると凡人は思うわな。 これを起点にちょっと???の用語が登場している。

 
 

 「drive イコール 駆動」は機械体の分野。     driving power for liner amp とされりゃ 駆動パワー とは そうそう云わんね。     リニア製作本みても、カタカナでドライビングパワーってのは見掛けるが 駆動パワーとは活字になってないと思う(昭和52年時点のリニアアンプ製作本では 駆動パワーの文字はない)。  ドライビングパワーで検索しないでください。

   電気信号を over driveした例としては NFBが存在する。帰還量によってゲインが変化するのでdriveしている状態。 overwrigt でなく over drive。    同相でなく信号を180度遅延させて信号質をさげるアナログ技術だ。   信号の質についての思考が弱い分野のひとつである。     これをデジタルでover drive やられると頭が痛くなるエンジニアが主流になる。 これ、デジタルでやってみると面白い結果が待っている。デジタル信号を強力にoverdriveすると さらに面白い。

 
 

下のが落ちていたが、 ???かどうかをいま考えている。応答速度評価が抜けている?? 停止精度考察がないのは、移動体としてぜんぜん駄目です。 都合のよい情報だけ引っ張ってきて論ずるのは、非科学である。 

Page27kai

 
 
 
 

スピーカーは電磁石技術利用なので電圧の大小でムービングコイルの動きが違う。電流の大小でも動きが違う。したがってムービングコイルの応答速度を速くしたい場合には高い電圧を印加させる。これ電流値を増やしても応答速度上昇は芳しくない。1990年代には公知だった記憶だ。

 その場合にはアンペアターンもちらっと頭の中を横切る。

・スピーカーは機械体の固有振動を有するので その固有振動に近い周波数ではインピーダンスは高い。これは常識。知らないならば学習したほうが良い。あるいはaudio系から逃げるしかないね。

・エネルギー印加時のムービングコイル停止精度についてはデジタルccdが普及した1999年から、廉価に高速カメラによる動画観測できるようになった。オイラも観測してみたが、 停止精度つまり加えたエネルギーに呼応する動きをするかどうかは、電圧に軍配が上がった。   電流増してもピタっとはとまらずにふにゅふにゅする。結果、音が揺らぐ。ふにゅふにゅ音を好むかどうかは、感性に依存する。

・電流駆動論文をみたら空気移動についての概念が抜けている。 これを抜かしているので非科学状態。この内容で公開できる度胸に関心した。

・運動のベクトル方向が変わるので、単純なバネモデルでの説明は思慮不足。

 
 

まとめ

・web上で散見されるsp駆動案は、機械体の実働を確認していない議論(仮想モデル式はあるが空想でしかない)と判明。もっと科学的な考察を希望する。

・日本人論文のバネ定数が固定値であるが、「移動量に呼応しベクトル方向が変わるので関数表現される内容?」のように思っている。「ムービングコイル移動速度が大きいと空気抵抗系は上がるが、弾性系は下がる取付位置」ので係数の固定値ではカバーできないように思う。 オイラのオツム程度ではそんなイメージ。      通電後1ms程度ではムービングコイルは動きだない。平衡状態を崩すに充分なエネルギーを蓄積中だ。平衡状態を崩すに足りるエネルギーに達して、ポンといきなり動くのが電磁石。

・振動体が前進時の空気圧縮はファクターに入っているが前進によって生じる背面圧(box内負圧)が抜けているが、これ記載せずの科学的根拠がない。概ね閉じた空間にて生じる負圧なので大気圧に戻るまで3ms程度は必要だとは思う。音の伝搬は振動エネルギーの伝達であるので、大気の移動とは違う。

 空気の圧縮係数を考慮しているということは、コーン紙の移動よりも空気移動が遅いからである。両者がイコールであれば空気圧縮にはならぬ。「空気移動がコーン紙移動より遅いことを前提な式」なので、「コーン紙前進し空いた空間への移動起因のbox内空気係数を無視」しているのは 超不味い。

・論文から推測するとコーン紙の弾性がムービングコイルに供給されるエネルギーに対して随分と不足していることも示唆している。 

・電子移動によるエネルギーの置換対象としては、電磁石を選定した場合には電圧の大小が電流より支配する。

・錆はイオン化による電位勾配に起因するが、電流勾配に起因するとの概念はまだない。

***********************************************************

・電流帰還op ampについては、このsiteが正しく説明している。

・電流帰還op ampは「精度が出る差動回路を捨ててプッシュプル入力」になっている。、、と云うことは 「 audio高評価回路は差動入力回路でなくともよい 」ので、差動入力信仰者は困ると思う。 差動入力が主流なaudio界も改善されるかな、、。

・トランジスタによる差動回路としては1963年に特許出願されており、製品はLM3028(CA3028)等である。MC1496が登場するよりも6年前の昔のことだ。

 

 
 
Lt
ダイオードを使った簡単な回路をLTspiceシミレーションすると上図になった。 現実とは異なることが示された。 
 
オイラ、田舎の機械屋のおっさんです。

ウェブページ

カテゴリ