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2026年6月7日

2026年6月 7日 (日)

アレキサンダー alx 03。  これ、回路のように電圧帰還型。LM386の豪華版。

audio系のアンプは 入力信号(電圧変化)をもらって、増幅させて出力する。 その時の供給エネルギーに対しての出口エネルギーが、効率(能率)として表現させる。 音に変換する際の効率はsp特性に依存するが、半導体sepp総合効率としては10%から15%くらい。 ぺるけ氏のsiteで公開されている電流、電圧、出口8オームでの電圧をさらっと計算すると sepp タイプで20%は超えない。

アレキサンダー氏(PMI社員)はCFAで有名である。その元回路は、OP AMPの消費電流2mA.  それにQ1で制限かけるのでOP AMPからの出力がない動作点に合わせるトリマーVRがある。

[ALX-03はIV変換器動作が、中動作から開始」 なのでアレキサンダー氏の回路とは思想が違う。コンプレッサー動作に該当する。

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AIから

差動対の場合

完全に理想的な条件を仮定すると

  • 入力差電圧が 0
  • 2つのトランジスタの特性が完全に一致
  • 温度も完全に同一

という状態なら、理想的には片側に電流が寄らず、ちょうど半分ずつ流れます。

しかし現実には、差動対は常に次の要因で「どちらかに寄る方向の力」が働きます。

  • Vbe のわずかな不一致
  • β の違い
  • 温度差
  • 入力オフセット電圧
  • 抵抗値や配線のばらつき

そのため、たとえ信号が 0 でも、テール電流 Itail は「きっちり半分ずつ」にはならず、
ごくわずかにどちらか一方に寄るのが普通です。

カレントミラー負荷の差動では

片側のコレクタ電流をミラーでコピーして、もう一方に引き込む
そのコピー電流も、元の側の電流に応じて変化する

ので、単純な「抵抗負荷差動」と比べると挙動は少し違いますが、

テール電流 Itail 自体は、差動入力によって「どちら側にどれだけ流れるか」が変化する
差電圧が大きくなれば、やはり「ほぼ片側に寄る」状態まで行きつく

という意味では、“片側に電流が寄る現象そのものは、ミラー構成でも確実に存在する”と考えて差し支えないです。

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差動対の基本式(指数関数モデル)

エミッタ共通でテール電流を Itail とし、左右のコレクタ電流を I1, I2、ベース間の差電圧を ΔV = Vb1 − Vb2 とします。
シリコンBJTで、温度電圧を Vt(約 26mV@室温)とすると、よく使われる近似は:
電流の分配

I1 = Itail · 1 / [1 + exp(−ΔV / Vt)]
I2 = Itail · 1 / [1 + exp(+ΔV / Vt)]

同じことをハイパボリック関数で書くと

I1 = Itail · ½ · [1 + tanh(ΔV / (2Vt))]
I2 = Itail · ½ · [1 − tanh(ΔV / (2Vt))]

ここから読み取れること

ΔV = 0 なら
→ tanh(0) = 0 なので I1 = I2 = Itail / 2
|ΔV| が Vt より十分大きくなると
I1 ≈ Itail, I2 ≈ 0 という「片側にほぼ全部寄る」状態になります。

つまり、

理想モデルでも、「差電圧が大きくなれば片側に電流が寄り切る」ことが数式で明示されている

  • 「実用上ほぼ片側」
    → 差電圧が、およそ ±100mV 以上
  • 「完全に片側だけと見なしてよいレベル」
    → ±150mV 以上

というくらいを目安にしておくと、直感と数式がだいたい一致します。

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テール電流5mA時、差電圧30mVであれば、

  • 片側のトランジスタ:
    約 0.76 × 5mA ≒ 3.8mA
  • もう片側のトランジスタ:
    約 0.24 × 5mA ≒ 1.2mA

本当?? との思い。

この考えでいくと差電圧が1Vになるように信号を受けると片側は お仕事してない。差動対が片側負荷であれば2個のデバイスを揃える根拠は薄いね。

  • 差電圧 1V は、熱電圧 26mV の約 40倍近いオーダーなので、理論式上は tanh がほぼ 1 になります。
  • テール電流 Itail は、ほぼ完全に片側のトランジスタに流れ、もう片側はほぼカットオフです。
  • 差動対として見れば「片側オン・片側オフ」の状態なので、実質スイッチング動作とみなしてよいです。

最大動作電流を見越した回路にする場合、能動デバイスが消費してくれないとややこしくなる

という感覚をベースにまとめると、IV変換器設計としては次の優先順位になります。

  1. まずは
    想定する信号領域のほとんどを、能動デバイスが CLASS A 的に食べる」ように
    アイドル電流やテール定電流を決める。
  2. それでも「信号ゼロ付近やオフセットでどうしても余る分」については、
    差動や VAS のテール側・負荷側に
    「常時数%〜数十%を捨てるための逃がし経路(抵抗やダミーデバイス)」を用意する。
  3. その結果として、電源や配線から見た電流は
    • ベースラインは「定電流値+α」でほぼ一定
    • 信号による変動は、その上に乗る微小なリップル
      という扱いやすい形にしておく。

これが、最初に言われていた「CLASS A寄りでアイドル > 信号変化にしておくと安全」という思想と、定電流源の余剰の扱いが一番きれいに噛み合うポイントだと思います。

Lm386_up

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と定電流回路の余剰の処理と 差動対の動作がAIからかえってきた。

差動対と定電流のことは、ギルバート氏の論文で1968年に公開されている。

。gilbert.pdfをダウンロード。

 差動対で特性そろえる必要範囲 Vbe=5mV. hfeは10%

Noiz

cw tuner indicator

120

少し考えてみた。 ttlを使うよ・

スルーレート 160V /us 。 これになる基準信号源の作り方。

スルーレート(Slew Rate:SR)とは、電子回路において「入力信号の急激な変化に対して、出力が単位時間あたりにどれだけ素早く追従して電圧(または電流)を変化させられるか」を表す性能指標です。

信号源の仕様は、EIAJにはありません。波形指定もありません。

指摘の通り、一般的な半導体デバイス(オペアンプなど)の「スルーレート」そのものを単独で定義した独立したJIS規格や、その測定方法だけに特化した専用のJIS測定器規定は存在しません.

オイラもEIAJみたが記載ない。

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スルーレートは通常、汎用的な計測器である「ファンクションジェネレータ(信号発生器)」「オシロスコープ(波形測定器)」を組み合わせて計測します。
  • 入力: 立ち上がりが十分に速い理想的な「矩形波」を入れる。
  • 出力: 画面に表示された出力波形の「10% から 90%」または「30% から 70%」の電圧変化幅と、それにかかった時間をオシロスコープ上でカーソル計測・計算する。
このように汎用機器の組み合わせで算出できるため、国が「この指定測定器を使いなさい」とJISで縛る必要がないのが実態です。

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すきまがある分野なので、廉価な信号源をつくりましょう。

これ 100KC STEP MARKERの中間波形。P1010011

オーバーシュート防止に15PF.  ダンピング抵抗560オーム。負荷がトランジスタ。

359

C3ccbf52b5a4e531339bf1d921b5d2c3

「AI君がこれベースにしろ」と云うのね。 100KC で ±50PPM.

99.995KCから 100.005KCで表示。 

周波数は、100KC、200KC、500KC、1MHz 上。

250kc

500kcだと ラジオ向けになるから、200kcあたりがいいかな?

出力は電圧いっぱいにでるの :   5v.  下限199.990khz

audio amp で電圧ゲイン3倍あれば どこかの基板屋 と非常ににた結果になる

(出口の波形しか公開されない闇)

Hpa1000_srp

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P1010007

立ち上がりは急だよ。 頭の丸いのはオーバーシュート防止コンデンサーを実装してるから。

「後段にnand 入れて固めろ」ってAI君が云うのね。 NANDは6V駆動なので もぅと急峻波形になる。 200kcタイプを購入した。2週間すりゃ届くだろう。届いたらオイラの基板も測ってみよう、180になったりして、、、。ストレージ機能がないので、どうなるか、

 
 
 
 

ルールがない世界なので、スルーレートの高い信号源が存在し、遅延要因のCがないアンプならば入力波形と相似なのがでてくる。 前段直結であれば遅延要因はTR のCob と基板から浮遊容量。

しかし基板は220kcから250kcあたりに共振点があるのだから、

基板の電気的な共振点(または配線の共振周波数)に近い周波数を使うと、見かけ上の信号遅延(伝搬遅延)の要因が減る(あるいは打ち消される)」という現象は、高周波の伝送線路理論において物理的に正しい現象です。

某基板屋は知ってて数字つくってる感じもうよめる。

急峻な矩形波で周波数を連続可変できる信号源の市販品は15万円からあるくらい。MFG-2260M

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588

HD600のRAWデータ  ヘッドホン。

HD600のRAWデータ(生データ)にある3kHz〜4kHzのなだらかな山は、人間の耳の穴(外耳道)が自然に持つ共振を完璧に計算して作られています。

そのため、脳が「音を補正する」必要がなく、聴き疲れが起きません。

Graph2_2

MDR-M1STは、「能が音として認識しない低域特性がすぐれておる」 おそらく聴いていて肩がこると思うよ。

超低域の環境ノイズがそのまま耳の中に再現され続けるため、このヘッドホンを長時間つけていると、聴感上の音量は小さくても脳がリラックスできず、睡眠の質が落ちたり不眠を招いたりする原因になり得ます。イライラする遠因かな???

 日本は音響工学ではおくれてると思うよ。

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もうひとつ。 ヘッドホンが焼損後にリレーで断します。高校でシーケンサー学んでる学生でも理解できるほどの応答時間の遅れ。

ヘッドホンアンプ用プロテクタ基板 PRT-03:

Seido8_2

Zrt_2******************************************************************

ヘッドホン分野で、

AUDIO聴いていてPAEK電圧、電流の分布確率は公開されている。 それから逆算すると信号周波数のセンターは1.25kHzに算出されておる。

 peak状態長さは概ね0.1ミリ秒程度(平均): ジュール熱により加熱が開始されるより速くpeakは去ってゆくので焼損はしない。

今回電源電圧が36Vなら ボイスコイルは5ミリ秒で80度に到達。

印加電圧15Vならボイスコイルは25ミリ秒で80度に到達.

アレキサンダー電流帰還パワーアンプ基板 ALX-03 Rev.3

高周波デバイス並みの 160V/usで動くaudio基板が公開されておった。

魚拓はここ

Alex03_2

ALX-03 Rev.3

エビデンスが地球上に存在しないと ai君が主張する。

しかたないので、算数面だけでも検証を掛けてみよう。

LME49720が 20V/μs なので、 彼はICメーカーをも超えるチカラがあるのだ。

AD8041(アナログ・デバイセズ)は160MHz帯でのRFアンプで 160V/μs。

つまりALX-03 Rev.3 は 160MHz高周波アンプをわざわざaudioで使っているのだ。

Keysight 33600Aを信号源で測れるのだ。

1kHzのaf信号は0.08V.usなのだ。 基準信号100khzで8V/usになるのだ。2MHz信号で初めて160v/usなのだ。 方形波定義はieeeにもなかった。 日本規格にも波形定義ない。

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 10W(8Ω)における正確な電圧・周波数計算

STEP 1   実効電圧(Vrms)の算出

Vrms = √(P × R)

電力 P = 10 W、負荷 R = 8 Ω より:
Vrms = √(10 × 8) = √80 ≈ 8.944 V

 
 
 
STEP 2  最大出力電圧(Vp:ピーク電圧)の算出

Vp = Vrms × √2

正弦波のピーク電圧は実効電圧の √2 倍になります:
Vp = √80 × √2 = √160 ≈ 12.649 V

 
 
STEP 3  スルーレート(160V/μs)から限界周波数を逆算

f = SR / (2 π Vp)

最大電圧 12.65V の正弦波が、自称スルーレート 160V/μs(160 × 106 V/s)をフルに使い切る周波数 f は:
f = (160 × 106) / (2 × π × 12.649) ≈ 2,013,101 Hz

 
 
 
📢 結論:正弦波ベースでの致命的な矛盾

10W(8Ω)の実効出力において、160V/μsという速度を正弦波で使い切るためには、周波数は約2.01 MHz(AMラジオ帯を超え、短波帯の入り口)に達します。

2MHzの正弦波をまともに通すとなれば、基板設計は完全に高周波無線機(RF)の世界です。等距離配線(インピーダンスマッチング)が施されていない一般的なオーディオ基板の配置では、一瞬で位相が狂い、発振して使い物になりません。

まあ、彼は 2MHz 帯  10wの送信機設計したわけだ。 RFに無防備なので1000%発振するね、

もちろん 動作検証はaudio帯域ではむりなので、短波帯でテストしたはずだ。 しかしそのエビデンスがないんだって、不思議だね。 

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Keysight 33600Aを信号源にすると 法人契約だけなので。どうやったか?。 

アクティブプローブと オシロ(400MHz?)でまあ記録データで吐き出してくれるので、それをはりつければいいね。エビデンスをみたいよう。

AI君は ここ

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positive-going slew rate
The slew rate for an output voltage that is increasing with time.

negative-going slew rate
The slew rate for an output voltage that is decreasing with time.

う~ん。 禁断のヘッドホンアンプ :情報

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