多種類リンク

« 「アレキサンダー電流帰還パワーアンプ基板 ALX-03」 技術性検討。 lm386とイコールですぜ | メイン | LTspice バグで暴走中。 シミレーション不能 »

2026年7月25日 (土)

audio の歪率計で計測できることは。 IC製造工程での音色影響について

静的な測定を前提とした従来の「歪率計」では、この1935年技術(古典AM/FM複合変調)が起こす動的な色気を捉えることは物理的に不可能です。

101014_3

どうしたら変調具合を測れるか??

 現代のオーディオアンプは歪率計の数値を競う「静的なクリーンさ」を追及しているが、
本稿で扱うCLASS B動作をベースとした変態的プッシュプル回路は、「静的なクリーン」思想とは真逆な思想になっている。


これは、音声信号によって直流電圧(バイアス)とインピーダンスを同時に揺さぶる、「1935年確立の古典的AM変調」と「動的FM(位相)変調」の複合システムである。


1. 音源による歪計測で「できること」実際の音源(複雑なマルチトーンや音声信号)を流し、
高周波(RF)無線の測定アプローチを応用することで、初めて可視化できる動的現象。
【AM変調度の可視化】オシロスコープX-Yモードによる「台形観測」音声のダイナミクスに応じて直流(バイアス電圧)が上下にあばれる「古典AM変調」の深さを、きれいな台形波形として画面上に叩き出すことができる。

【FM変調・位相あばれの捕捉】リサージュ波形の「動的な太さ(ブレ)」
音声の強弱によって接合容量がミリ秒単位で激変し、通過時間が進み遅れする「動的位相変調(FM成分)」を、線のぶ厚いブレとして観測できる。

【側帯波の出現】FFTウォーターフォール表示による「動的スペクトラム」声の立ち上がりの瞬間だけ、基本波の根元に発生する「側帯波(サイドバンド)」のエネルギーを3次元的に記録できる。

2. オーディオ歪率計(THD)に「できないこと(無視される領域)」
従来のオーディオ用歪率計(ノッチフィルター+高調波足し算方式)が、その測定ロジックの限界ゆえに完全に切り捨ててしまう盲点。

101154 の完全な無視歪率計は基本波 fより上の有限な高調波しか計測しないため、動的変調によって床下に新しく生成される「下側側帯波(LSB)」や「下位倍音(サブハーモニクス)」の存在を100%測定漏れにする。

測定対象である静的な限界信号が、 本回路のように動的に激しく動くことで初めて発生する「有機的なうねりや色気」を、測定器は単なる「ノイズやエラー」として一括処理し、数値化・評価することができない。

 
 
 
 

結論

日本人耳に心地よい『Hi-Fi』の正体】オーディオ歪率計の物差し(欧州的な、数学的・対称的な正しさ)では「欠陥品(壊れたアンプ)」としか評価できないこの回路のあばれ(複合変調)は、自然界の「1/fゆらぎ」に酷似している。

歪率計に「できないこと」の領域(下位倍音や側帯波のうねり)にこそ、人間の耳(特にゆらぎを解する日本人の耳)が「最高の色気、太さ、リアルなHi-Fi感」として知覚するマジックの主成分が隠されているのである。

 
 
 

方向性

激しくAM変調、FM変調をかけると 信号入力段の風味がきえてしまうので、そこは注意。

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

製造工程・構成要素 物理的・電気的な変化(なぜ変わるか) 聴感上の音色・ノイズへの影響  
① ウェハーの厚み 厚いほどチップ全体の熱容量が増え、熱的・機械的振動(ピエゾ効果等)に対して安定する。薄いと熱応答は早いが、基板からの歪みストレスを受けやすい。 【厚い】 音の重心が下がり、腰の据わった太い音になる。
【薄い】 レスポンスは早いが、線が細くキンキンしやすい。
 
② N層/P層の添加ガス成分 ドーパント(リン、ボロン、ヒ素等)のブレンドやガス純度で、結晶欠陥の量が激変。キャリアの移動度や1/fノイズ(フリッカノイズ)を左右する。 不純物や欠陥が少ない(ガス純度が高い)ほど、音の背景の「静寂感」が極まり、微小な空気感(エロさ・解像度)がリアルに浮き出る。  
③ レーザートリム:汎用IC 【トリムなし(標準)】
焼き切り工程を一切行わず、ウェハー上の結晶成長そのままの個体差(ミスマッチ)を抱えたまま出荷される。

良くも悪くも「ガサツで大雑把な音」になりやすいが、高級ICのような神経質さがなく、「泥臭く、ガッツのある『いなたい』サウンド」として独自の味になる。

 8インチウエハー

 
④レーザー トリム:高級IC 【トリムあり】(高価)
ウエハー段階のテスト中にレーザーで薄膜抵抗を微細に焼き切り、入力トランジスタのミスマッチ(オフセット電圧)を物理的にヌル(ゼロ)へ追い込む。
測定器上の歪率やDC精度が極限まで跳ね上がる。聴感上は「抜群の透明感、立体感、シャープな解像感」が宿るが、後段のパッケージ収縮ストレス(標準モールド等)で元の木阿弥になりやすい繊細なガラスの美しさ。 トリムは3インチ・4インチ限定。  
⑤ リードフレームの純度 一般のタフピッチ銅から無酸素銅(OFC)や4N〜6N銅への変更。結晶粒界での信号(電流)の電気的パルスの歪みや熱起電力を抑える。 純度が高いほど(高価)、中高域のトゲや突っかかりが抜け、シルキーで歪み感のない澄んだ音色になる。歪みっぽさが消える。  
⑥ ボンディング線の材質
(4大金属の特性差)
【金 (Au)】 小信号ICの標準。アルミパッドとの接合界面の安定性が高い。

【銅 (Cu)】 近年の高集積・コスト対策用。金より電気導電率が高い。

【銀 (Ag)】 超ハイエンド・高熱伝導用。酸化対策が必要な特殊プロセス。

【アルミ (Al)】 10Wアンプ等、大電流(パワー系)ICの絶対的標準。太いワイヤ(超音波ウェッジ接合)で数アンペアを駆動。
【金(高価) 艶やかで、ミッドレンジに豊かな色気が乗る優等生サウンド

【銅】 高域の立ち上がりがシャープで、低域の押しが強いソリッドなパワー系。

【銀(極めて高価) レンジが宇宙的に広く、ハイスピードでどこまでも伸びる高解像度。

【アルミ】 固有のハンダ的な「いなたい」落ち着きがあり、中低域がガツンと太く、スピーカーをゴリゴリ押し出す骨太な音色。金線のような過度な高域のシャリつきがない。
 
⑦ 封止材:樹脂 【標準モールド】
安価な一般モールド。硬化収縮でチップを物理的に圧迫する。

【ロー stress(高価)
硬化時の収縮率を極限まで抑え、チップへの圧迫を低減したオーディオ専用樹脂。
【標準モールド】
チップが物理的に締め付けられることで、音が硬く突っぱり、ダイナミクスが死んだ平面的な音場になる。

【ロー stress】
締め付けから解放されるため、突っかかりが取れて音が柔らかくなり、奥行きや左右の立体感が豊かに広がる。
 
⑧ 封止材:CAN 【メタルCANパッケージ(最高に高価)
内部が中空(または不活性ガス封入)の金属缶。チップへの外部応力や硬化収縮ストレスが物理的に「完全ゼロ(100%解放)」。強固な金属壁による外部電磁シールド効果も最強。
【メタルCAN】 内部応力由来の微小な動作アンバランスが100%消失する。音が驚くほど伸びやかで、ストレスフリーな解放感と圧倒的な静寂のリアリティが宿る。一度聴くと戻れない魔力がある。  
⑨ 洗浄等薬液・プロセス ウェハー表面の可動イオン(ナトリウム等)や有機不純物の除去度。不完全だと表面リーク電流が増え、ランダムノイズや経時劣化の元になる。 洗浄の精度が極めて高いと、「サー」というホワイトノイズやプチプチした雑音が劇的に減少し、超低域の解像度が上がる。  

IC製法ですでに公開されておる 音色との関連をあげてみた。

エンジニアであれば既知の公開済み情報(30年前からの公開物)なので、目新しいことではないがdiy派むけにどうぞ。

音響向けicは ボンダーは銅線使用がいまは主流

トラックバック

このページのトラックバックURL:
http://app.dcnblog.jp/t/trackback/549708/34288800

audio の歪率計で計測できることは。 IC製造工程での音色影響についてを参照しているブログ:

コメント

コメントを投稿

コメントは記事の投稿者が承認するまで表示されません。

ウェブページ

カテゴリ

Powered by Six Apart