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アンプの歪考 Feed

2024年4月30日 (火)

無帰還純A級オールディスクリート : 直結型NFBですわ2 

CLASS Bのアンプ。

Electronic_amplifier_pushpullsvg

Class_bこの話の続です。

CLASS Bの動作説明。 push と pullがある。

P1010061

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1970年時点では、current dumper と呼ばれた回路。上のCLASS Bに多数部品を吊るしただけ。

非等負荷差動回路に加えて、R17、R20では 電圧はイコールにならず、あとあと面倒だと思う。

Nfb_2

この多数部品を吊るしたCLASS Bは、下図のように直結帰還型アンプ。 

帰還量は、

「470 vs 330k」 と 「R11, R18,R19」の2ラインで決まる。しかし信号到着時間差が10ナノ秒??程度生じてしまう。 それをどうするか? は FA機械設計屋のオイラには無理。

周波数特性はC5の値にかなり左右される。

P1010009

自称「無帰還 A級」です。

本当の無帰還アンプはメーカーからでている。 それはここ

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高fT/高速SWトランジスタが開発された80年代以降、 小信号時A級大信号時B級の可変バイアスコントロール が可能になり熱排出と能率問題の改革につながった。

商売のためにはイメージUPが必要なので「リニアA」、「ノンスイッチング」、 「A+級(Class A+)」、 「Class AA」、「New Class A」 「ピュアA級」、「ノンスイッチングA級」、 「New Super Optical Class A」、 「HCA」、「Dual Amp Class A」、 「ピュアA」、「スーパーA」、「クォーターA」等の名称で 「B級アンプをA級と混同するように仕向けた」。

 これに載せられた「何にも考えられないオツム」がまだ勢力をもっている。
 

無帰還純A級オールディスクリート : 直結型NFBですわ。 それでも無帰還???

マルツのサイトで、無帰還、、、、と紹介してあった

この手の回路、無信号時でも精密級テスターで測ると0.00Vには為らないのを経験してきたが、これは0.00Vつまり 0.004Vよりゼロボルトに近いらしい。スゴイ。

差動部も等負荷でないので、Q1,Q2に流れる電流は違うはずだが、ちょっと不思議ぽい。

Nfb_2

seppで無帰還ってのは コールド側からの信号が回って簡単に成立しないので、眉唾???と思って古書で確認した。

昭和47年(1972年)刊行。

P1010010

P1010009

RNFと表現されている。直結にするか C経由なのかの違いではある。 CLASS Bと紹介されている。 

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、、とラジオ技術全集 木塚茂著の「トランジスタアンプの設計・製作 172ページ」でしめすように、NFB抵抗が配置されている。 赤線で囲った。

Nfb

 上図のように直結帰還型アンプである。電圧勾配を利用してR2経由でも入力端にNFBが掛かっており古典回路とイコール。 定本通りのNFB アンプなので、これは「自称 無帰還アンプ」になる。
 

Nfb_3

 
 
CLASS Bが50年経つとCLASS Aに昇格できるらしい。 ずいぶんと非科学な日本。

以上

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追記

昭和38年(1963年)でも公開されている直結差動形増幅器。

P1010018

P1010015

入力端でない側は 帰還信号を受けるのがデフォルト。 等負荷にして対電流がイコールになるように考えてある。この等負荷回路では TR1,TR2はhfeを揃える(TR5の影響で厳密には電流値は異なる)。TR3,TR4は電流イコールにならないので それなりのhfeで使う。  

ゆとり世代は学習しなくても大人になれるので、 オツムの弱いのが目立つね。

2024年3月16日 (土)

Op Amp Applications Handbook 2005 。op ampの使い方の本です。

Op Amp Applications Handbook2004 がamazonで流通している。

2005 はpdfで入手できる。 再配布はngなので本家に行って各自 dl してください。

Op Amp Applications Handbookは2005版が最新のようだ。900ページあるので読み終えるのは時間がかかる。

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op amp のカスケード(非反転+非反転)でのOK例 と NG例

Cascade_ng

 
 
 
 

OK例 RK-277にて領布中。 :動作OKにはC3が必要。

Cascade_ok


YouTube: cascaded OP AMP + booster (2sa1394+2sc3422)

 
 
 
 
 

動作する回路 ;RK-284にて領布中・Rk284_2_2


YouTube: JF1OZL style .Emitter-follower-power-amplifier.

P1010011

波形は超綺麗。音も非常によい。 これはお薦め。  

2024年3月15日 (金)

オペアンプでトランジスタSEPPをドライブする。 1970年代古典のブースター回路。

オペアンプでSEPPをドライブする回路は uA709登場時からのboosterであり歴史は50年にはなる。1968年には μA741が登場。

op amp boosterで検索すると 超沢山の回路がでてくる。

回路としては枯れている。

1980年公開のdata sheet.

Op Amp Booster Designsと検索するとでてくる。有名なのをup(1980、1981頃に技術確立)

LF412MH-National-Semiconductor.pdfをダウンロード

snoa638a.pdfをダウンロード

Booster01

High_Power_Booster_Circuits.pdfをダウンロード

linear_tech_opamp_booster_stage.pdfをダウンロード

linear_tech_opamp_booster_stage_2.pdfをダウンロード

REN_r13an0008eu-op-amps_APN_20200702.pdfをダウンロード

op_amps_everyone.pdfをダウンロード

Rk196

Diが入っているのは1970年の英語圏技術。

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上図では真空管を使っている。

黑川達夫氏はこう説明している。

641669016_m

グリッドリークバイアスの名称は、ギターアンプメーカーのネーミング。おそらくは商標。

もともとゼロバイスと呼ばれて刊行本にも明示されていたのを、ネーミングして採用しただけ。

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こういう回路も落ちていた。

Amp_sepp

「信号ラインにL2が入っているのでL2を通る信号は進む。 R27を通る信号は進まない」ので合算された信号は ヘボイ音にはなりさがる。 ??と思うのであれば 自分で数式表現してみれば理解できる。

 「信号が LとCによって相への影響がでる」ことを知らぬ間抜けには NFBはむりだ。

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「オペアンプ カスケード接続」は 公開されている回路を真似ても動作しないことが多い。動作しないので電圧測定すると 「これじゃ動作しないわ、、、」になって痛い目にはあってきた。 「非反転+非反転」のカスケードは少し工夫が必要。

op amp boosterでは、小さい電圧ゲインでの回路が主流なので、 電圧ゲイン増を狙って今日は 「オペアンプ カスケード接続 + booster」で考えてみる。

R3とR4は電位中点になるように合わせこむ。

Cascade_ng

Cascade_ok

2024年2月29日 (木)

BTLは "Balanced Transformer Less"の略。    オツム悪いのが Bridged transformer less と唱える。

web masterに感謝候。 これは真をついている。

引用:「BTLのBをブリッジと説明してしまう程度の人の話は正直、どの程度参考になるか疑問だ。そも読む気にもならないので検証してみた事はない」

オイラも 「呼び半田を知らぬ人は、日本語知らずの異人さん」とみている。

上記siteは、先達のエンジニアが禄にしておるので学ぶこと多し。

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Bridged transformer less と信じているのはかなりオツムが悪い。

Balanced Transformer Less の用語は歴史65年。真空管アンプ歴史を知らぬ者どもの台頭により、アンプ分野でも亡国化している。

後述しておるが、Bridge-Tied-Load は和蘭フリップスがTDA7057(1991年リリース)で云いだした。歴史はわずか30年。  同業他社が、Bridge-Tied-Loadと唱えるのは商法マナー上、NG。     メーカーとしては 他社が云いだした用語を使うのは恥ずかしいだろう。

 ZERO BIAS を GRID LEAK BAIASと名つけた会社があるように、同業他社は同じ用語を採用しない程度の企業プライドは持っている。

 法人としてのプライドを捨てりゃ、他社の真似もする。 「オツム悪いのが大声で唱えりゃ、嘘も真実になる」。これは隣国慰安婦で 証明してくれている。

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Bridged transformer less と「オツム悪い」広報中の法人。elekit.

「真空管アンプの歴史を知らない」との宣言ともみなせるね。

Elekit

addpage_file77.pdfをダウンロード

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歴史は真空管から続くので、Balanced Transformer Less と呼ぶのが正解。 Bridge-Tied-Load は91年?以降の用語。   和蘭フリップスがTDA1519で云いだしらしい(オイラが いま 調査中)。これ用語として商標登録されてりゃ他社は使えないが、どうなっている??

TDA1519A_PhilipsSemiconductors.pdfをダウンロード

The TDA7053 overcomes this problem by using the Bridge-Tied-Load (BTL) principle

TDA7053.PDFをダウンロード

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次に オツムが???と自ら紹介しているメーカーがある。ROHM。

Rohm_btl

1940年代からのアンプ歴史を学んでいないことが露呈中。

法人siteとしては恥ずかしいので訂正したほうがいいね。

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luxmanは よく判っているメーカー。 

Luxman

見比べると 「ローム社の劣り具合」が判る。 

つまり luxman >>> rohm になる。

技術を理解していない会社の製品を技術信用するには、かなり無理がある。

購入する気もなくなる。(オイラの基板シリーズではひとつも採用していない)

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40年前の ローム使用体験でノイジーなicがline up主流だと気ついているので距離を置いている。

オイラは田舎のFA機械設計屋です。

webのオツム具合のバロメーターに、

「 オツム悪いのが Bridged transformer less  と唱える。」 をお使いください。

2024年2月19日 (月)

A1級とA2級 雑誌記事をみていると、「A1級シングル」だとか「A2級動作」という言葉がでてきます。

A1級とA2級

雑誌記事をみていると、「A1級シングル」だとか「A2級動作」という言葉がでてきます。

 
 
 

これ、ガラパゴス ジャパンでの呼び方

世界には通用しないので、知識水準を下げたい層がつかうようだ。PP 動作をCLASS_Aと信じるの勝手だが、それの布教活動は「電気回路学習してない」ことが露呈している。広義の反知性主義でもある。                    電気系学校ではpp動作はCLASS_Bと正しく学ぶので、反知性主義者は学校で学んでいないね。

GGアンプをCLASS_Aと呼んでいる勇者も米国にはいる。

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ラジオ技術は日本発祥ではない。

本家から学ぶように。真空管のリニア本を購入すると動作説明されているので理解が速い。

https://en.wikipedia.org/wiki/Power_amplifier_classes

push も pullもない。 CLASS_A

Electronic_amplifier_class_a

 
 
 
 
 
 

pushするTR と pullするTRが存在する。 CLASS_B.

Electronic_amplifier_pushpullsvg

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pish-pull 動作(  CLASS_B )をCLASS_Aに近づけようした回路技術は1970年と1971年に掛けて英語圏で散見される。勿論 動作原理説明が公開されている。

日本語では 無線と実験に紹介されていたかどうかは、オイラ知らず。

2024年2月 7日 (水)

PAM8403 の謎  https://www.diodes.com/

D級アンプには、2つのFETが同時にオンしないようにデッドタイム生成回路(信号受け取り拒否時間)が存在する。 これは常識。 

CQ出版の「トランジスタ技術」に公開されているように、「全体を100としたら5~10ほどは 信号受け取り拒否時間」になる。 ここ

 
 

ここからデバイスの話。

diodesのICに PAM8403がある。PAM8403-2998553.pdfをダウンロード

poweranalog社のDATAもある。PAM8403.PDFをダウンロード

 データシートではIC外部にフィルターを入れての計測数値が公開されている。

When testing the PAM8403 without LC filters by using resistor instead of speaker as the output load, the test results, e.g. THD or efficiency,
will be worse than those of using speaker as load. 、、、とフィルターなしでのテスト時には注意書きしてある。 つまりメーカーはフィルターレスでは無計測だ。

デジタル信号なので矩形波。  音源信号の50%は捨て、残り50%で再現するのがデジタルアンプ。 「"音源信号50%を捨てる"を気にしない鈍感タイプ」ならば、使うだろうデジタルアンプ。

 
 

Q1、製造元はどちらなのか?

 

Q2, USB3.2仕様では 供給上限電流 0.9A。 片CHあたり3W出力ならば計6W出力になり 供給電流1.2A(5VのドロップNG)は必要になる。 これを流せるUSB規格はUSB Power Delivery。  この電源仕様で使っているのか?

 

Q3: data sheetは「LCによるフィルターAUXー0025 」を通過させての数値だ。製造元としてはフィルターを入れて使うことを暗に推奨している。  LCフィルターない基板が流通しているが、 実性能を計った人物はどこにいるのか?

LC入れると鈍るので高次歪率は減少していく方向にはなる。性能の見掛けをよくするテクニックでもある。

 

Q4: 歪率が3kHzあたりからガツンと上がるので聴感でバレそうだ。 これ違和感なく聴けるならば耳が可笑しい可能性はないか?

 

Q5 : USBの仕様クロックが100kHz。この100kc信号が電源5vに重畳していない確認を行ってから使っているのか?

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総務省の公開資料では、 デジタル通信は通信量3/6で成立するのが現仕様。半分欠損でも成り立つように推測しつつ補正する通信になっている。 真値との整合性は不問でもある。有線・無線でのyoutube 信号は、真値とは異なっておっても合法であり、「それを良い音で聴きたい」と思うのは随分とオツムが悪い。 原音にない追加された音を求めるならばyoutubeをお薦めする。

 

 

 

音源情報の50%はA/D変換で捨てる。A/Dを通過したデジタル信号の5%はD級ですてる。

音源の演奏時間を60分と仮定するとA/D変換で30分は捨てている。 この音質が良いですか? 

2023年9月 8日 (金)

技術up の為の書籍 :ハイファイアンプの設計

ハイファイアンプの設計 : ラジオ技術全書

東京工業大学電気工学科 斎藤研究室(音響研究)の助手としてスタートした百瀬氏の執筆本。

実験データが非常に濃い。 これを超える研究(大学)はしていないのが日本人特性。 企業内研究は原則非公開だから、出版社が纏めてくれないと大衆が知る由はない。

P1010033

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 松本市の旧制松本高校出身(現 信州大学)の百瀬氏。 オイラも信州大だがオツムの出来がここまでは良くない。

 真空管アンプをつくるには必須な本。1990年以降の刊行本は捨てて大丈夫だ。NFB項はトランジスタアンプ派も一読したほうがよい。

出自は 寿 だろう。

2023年8月14日 (月)

D級動作アンプ 。デッドタイム回路で信号情報の5%~10%は捨てているアンプです。

「D級動作アンプ」だが、

「2つのFETが同時にオンしないようにデッドタイム生成回路がある。」 。

ささっと調べると、デッドタイム回路起因で信号情報の5%~10%は捨てているようだ。 こういう伝達性の劣る(信号欠損多)のが人気なんですなあ。audio愛好家は飛びついちゃまずいでしょうね。

たまたま 比較的に短いから鈍感な人間はその無音状態が判らないだけで、「audio信号の受け取りを拒む時間が 、実動時間の10%もある」のは、audio機器とは呼べない。

どこの誰が 信号受け取り拒否する音響回路向けに 楽器演奏してますか???

 
 
 

cq誌の公開によれば

430kHzとして1ルーチン 2.3μ秒(2300ns) . dead timeは  80ns (40nsx2)

信号受け取り拒否割合は  80/2300=0.0376 (%換算では 3.8%)。  3.8%程度は信号を捨てている。

furoku_p018-021.pdfをダウンロード

CQ誌の立場は新しい技術紹介を肯定立場で行う。 「つまり不具合は記事にしない」のが標準。しかし 不具合の様をこのように静かに教えてくれるよい雑誌でもある。 

 
 人音声やギターのアナログ信号をデジタル化する際にも信号情報をすてる。clock のdutyが50%とすれば信号情報の50%は捨てている。
 D級アンプではおまけに出力時にも信号情報を捨てる。 これがデジタルの特徴であり、信号処理プロセスで脚色できるメリットがある。 つまり真のサウンドを聴くことは理論上も実用上も無理。

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音楽CDで使用されるサンプリング周波数は44.1kHzである。赤のようにデジタルでの取り込み点をさだめてた場合、赤線での積分結果 と 黒線での積分結果がイコールであれば、音のエネルギーは欠損なくつたわる。 イコールでない場合には、脚色されてつたわる。

Digwav2

上の図はわりあいに人気のSITEからもってきたが、こんな形にはならないのがデジタル。

44.1kHzごとに何マイクロ秒間データを取りに行っているか? これは規格を確認する必要がある。

usb-dacは usb仕様で定められた100kcクロックがusbラインで生きているので、ノイズ源として利用できる。これ1999年以降は ノイズ源として使えるので常識になっている。

usb-dacでは、その100kHzノイズを除去した音響回路にはなっていないのも事実。 20年後には それじゃ拙いと気つく人間はでてくるだろう。

  

2023年6月24日 (土)

audioの初段入力に適合するdual fet

半導体は三菱電機からレポートが2020年に公開されているように、中性子により劣化が進む。標高1000mでは 標高ゼロメートル地帯の2.1倍劣化が進む。 福島ボカンで 劣化が早まってもいる。

 これ、未使用長期保存で劣化が進む要因のひとつ。腕のよいエンジニアなら既知である。業界人で知らぬならば 会社のお荷物かもしれない。

 未使用長期保存で劣化が進む主たる原因は、「ボンデイングパッドの浮き」 。物理的結合はされておらず シリコンに純金を押し付けるだけなので、「フッ酸洗浄・純水すすぎ」が悪いと浮いてくる。

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audioの初段入力に適合するdual fetの有名型番をメモしておく。国内shopでの現行販売品(500個近く在庫があるようだ。 

2SK109 :2SK109.pdfをダウンロード

2SK150 :2SK150.PDFをダウンロード

2SK332 :2SK332.PDFをダウンロード

2SK333 :2SK333.pdfをダウンロード

2SK389 :2sk389.pdfをダウンロード

2SK2145 :2SK2145.pdfをダウンロード

上記製品は、 2sc1815low noise よりは高ノイズ品。2SC1815L でまとめた方が廉価で、低ノイズ アンプになる2SC1815L.PDFをダウンロード

2SK170も低ノイズと宣伝しちゃいるが、そのノイズ1/2 なのが2SC1815L。 1972年には2SC1815Lは流通していた記憶だ。 

2SK170等のノイズ強製品が好まれるのは不思議(日本人の耳は悪いかもしれん)

Radio_kits_3

 
  
 
 

audioの初段入力に適合する dual transistorの有名型番をメモしておく。

SSM2220

SSM2210

 
 
 オイラがボンダーオペしていたのは、1987~89なので現ボンダーの使い方はわからん。
 「フッ酸洗浄・純水すすぎ」マシーンは2005年ころから2010年にかけて4装置? 設計製造した。最後は富士電機本社とのコラボになった。
 
 ノイズ面では、FETはまだトランジスターに追いついていない。「53年前の製造トランジスタ並みの低ノイズ品が、ようやく登場してきた」段階。あと30年すれば トランジスタを超える低ノイズFET が主流にはなるだろう。
 
 

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

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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。

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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。

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197340w_amp

2023年5月 9日 (火)

1973年のsepp 30w amp。Nelson Jones

1973年 月間誌。197340w_amp

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1972年に公開された741の等価回路

1972_741

1973op

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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。

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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。

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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。

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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 .

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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(米国特許になっている)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から国産半導体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ねえ?

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。スラッシュマーク を入れて「Single Ended / Push Pull」 と表現するのが恐らく時系列面では正解。

Us3102984

Single-ended_Push-pull_Amp_IRE.pdfをダウンロード

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seppは、CLASS_Bに分類されている。1サイクルにおいてpush用半導体 と pull用半導体を必要とする。其々半導体からみれば1/2サイクルづつお休みモードになる。

single TRではpushも pullも出来ない。お休み時間なくイン信号を増幅する。 

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。 半導体での技術は1970年、71年に英語圏で確率された。日本はそれを真似たようなので文献が拾えない。

               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、「 電波受信する側で 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。

 アイドリングが小さいと音に艶が無くなる。供給エネルギーと出力エネルギーの比は、変換効率(能率)になる。 音がよいと評判の品をみると効率10%程度だ。 9割を熱等にて捨てている。

Sepp_amp

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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

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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。

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松下電器の12W SEPP

P1010016

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回路設計できるようになれる本。

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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。」。   シールドbox減衰量60dBが納入仕様で要求されている。それを造れる民間人はゼロ。 オイラは設計製作して産総研に納めた。

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。

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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

「 conduction angle 360° 」になる動作を class Aと呼ぶ。今日はCLASS ABのアンプ記事。

Classesofpower20amplifiers_4

 
 
 

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)

 下の特許英語のようにハイフン入るのが権利関係では正規な呼び名。印刷会社が無能でなければ、「Single-Ended  Push-Pull 」と印刷されているので、執筆者のオツム水準をも判る。
 

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、回路考案者ごとに  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%。   製作刊行本もでているがその作例では15%前後。      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)。       webで基板販売、kit販売者も能率数字は公開していないので、 都合悪いことは非公開のジャパンルールが見え隠れする。

 
 

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%(トランス使用).    トランスレス実測では10%台。

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。

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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)。     実測すると電流値変化をみつけるのは困難。VR絞ってても、90%開しても値は共に同じ。  ここにも闇があった。 トランジスタ温度は85度で安定した。

 
 
 

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。

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P1010057

P1010061

P1010063

誠文堂新光社の刊行本。

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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

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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

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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。

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「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

 オールディスクリート・ヘッドホン アンプでは conduction angle がどうなのかで分類される。
下の図で動作理解できないなら 半田工作はあきらめた方がよい。
 

Classesofpower20amplifiers

 
 

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。直結NFB。 カレントダンパーがあるんでCLASS AB.

歪は0.8% ( 10W) とのこと。TR5,TR6の動作点に??がつくが動作するんだろう。

Pwramp_1960

 
 

これがCLASS B.

Class_b

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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

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差動回路をもってきたアンプ。 1970年リリース。

Pwramp_1970

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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(アイドル電流が小さいAB2)。

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(1970年から1990年)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。

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「ミネラルウオーター500CCを工場出荷して量販店」への納入単価は26円あるいは27円(2022年10月)。運賃こみで27円。これを80円くらいで買っている日本人。

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。

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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。

class Aだけconduction angle 360°

Classesofpower20amplifiers

 
 

開発元(rohm) と ライセンス生産しているUTC とではdata sheetが随分違う。この違いを理解して使ってますか?

 

まずは、開発元のROHMで公開しているdata sheet

BA5417.pdfをダウンロード

 
 

ライセンス生産中のUTCで公開しているdata sheet

BA5417-UTC.pdfをダウンロード

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。

・無信号時で電流がめちゃ小さくて CLASS_AB2  なことも公開している。エネルギー変換効率が20%~30%ていどのSEPP回路なので、10V時に1.5A入れて 供給15W 音への変換効率30%で4.5W出力。ABでもよい音で鳴らす(A級にちかい AB1にする)には、無信号時にはMAX OUTの20%~30%を流す。このICであれば300mA程度はアイドルとして必要。現状はCLASS Bに近いCLASS_AB。 (AB2と呼ぶ)

 

供給エネルギーを音に換える回路:  CLASS_B(トランス仕様) でのエネルギー変換効率(理論値)は56%。 SEPPではさらに落ちるので実測20%もあれば上出来。 音のよい半導体アンプでは1%~10%。

 

・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-AB2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。

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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

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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。

・リードフレーム素材(銅)技術革新で変化している。音がよい時代の製品(1970~90)のは実際音がよい。  「レアで高いMN3005(松下)」なんかは1976年の製造だ。      ライセンス製品では音が拙い理由は 銅が違う。薬剤が違う。

結合コンデンサーでの音違いがわかるならば リードフレーム素材起因の音のよしあしも判るはずだぜ。

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。

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「push pull回路はCLASS_B」ってのは電気回路で学習する。

CLASS_Aってのはpush動作も pull動作もしない。欧州、米国でもCLASS_Aではpush pullしない。

日本がもの造りで失速した原因としては、知識水準が下がりまくって学習していないことがひとつにある。 知識水準が下がっている例がWEBにあった。そのうちにご本人が訂正することを祈る。

Ppclass_a

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。

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・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。 

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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。

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・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。

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