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2026年8月

2026年8月12日 (水)

Neve BA283の技術説明 :  エモーショナルサウンドを生む回路。Neve BA283 が「エモ音」の王様である理由

NA283   TR4のAM/FM変調が静かに生み出す「エモーショナルサウンド」の正体

Baz_3

状態項目 ① ベース電圧が上がった時
(大信号の正のピーク・飽和付近)
② 無信号時(静止状態)
(設計上の基準値)
③ ベース電圧が下がった時
(大信号の負のピーク・遮断付近)
ベース電圧 (VBE) +0.3V 揺れて上昇(約 0.95V) 基準電圧(約 0.65V) -0.3V 揺れて下降(約 0.35V)
コレクタ・ベース電圧 (VCB) ほぼ 0 V まで低下 約 12 V 電源電圧近くまで上昇
みかけのCob(総ミラー容量) 容量は増えるが利得低下でマイルド化 約 10,500 〜 15,700 pF 利得も容量も減り、スッキリ軽快に
⚠️ 技術的な現象 高域の位相が揺らぎ(FM)、振幅の上側が滑らかに抑え込まれる(AM) 基準の特性(完全にフラット) 高域遮断が伸び(FM)、豊かな偶数次倍音が付加される(AM)
💖 エモーショナル効果:FM変調
(位相・周波数の揺れ)
高域にアナログ特有の「心地よいタメ」や「奥行き」が生まれ、音場がグッと立体的に広がります。 安定した静けさと、見通しの良いプレーンな音質。 高域のスピード感がフワッと前に抜け、息づかいが聴こえるようなオープンな響きになります。
💖 エモーショナル効果:AM変調
(ゲイン・振幅の揺れ)
上質な磁気テープに録音したような「天然のコンプレッション感」が働き、音が太く濃厚にまとまります。 実直でクリーンなダイナミクス。 豊かな偶数次倍音(アコースティックな響き)が加わり、真空管のような温かみとシルキーな艶が生まれる。
オーディオ回路として見ると一見不可解な、TR4のベース電圧が0.3Vも揺れる設計。これは後段(TR5・TR6)の強力なドライブ能力による電流の引き込みや、C9(100pF)を介した100%近い超高域フィードバックによって、前段の動作点を動的にモジュレーション(変調)する仕組みが意図的に組まれているからです。
  • オーディオ屋の標準思想: 動作点をガチガチに固定し、変調を「排除」してフラットを目指す。
  • Neve(および高周波屋)の思想: 信号そのもので動作点を揺らし、「振幅(AM)」と「移相(FM)」の多重変調を積極的にかける。
これにより、入力信号のエンベロープ(包絡線)に合わせて、回路全体の時定数がリアルタイムに伸び縮みします。これがオーディオ界で「音が立体的になる」「空気感が付加される」と表現される現象の「RF的な正体」です。

回路分析はこのAI君に確認した

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【Neve BA283 回路解読】高周波屋が見たNeveマジックの真実。心外と言われても無理な「ショックレーとフォトンの多重変調」

オーディオ界において「音が太くなる」「空気感が付加される」と半ば神格化されているビンテージNeveの増幅カード「BA283」。世のオーディオ誌では、歪み率(THD)やクリーンな負帰還(NFB)の文脈で語られがちですが、我々ラジオDIY屋(高周波エンジニア)の目線で回路図を覗くと、全く異なる「真実の姿」が牙を剥きます。

後年、設計者のルパート・ニーヴ氏は「私は徹底的に透明(クリーン)な音を目指した。音が太いと評価されるのは心外だ」と語っています

ですがニーヴさん、それは無理があります。目の前の物理波形と半導体の基本法則は、嘘をつきません。この回路は、言い逃れのできない「完璧なAM/FM多重変調器」として、物理的に動いているのです。

1. 2SC1815BLで大人しくさせるべきか?

実験のスタートは、小信号NPNトランジスタ「BC184C」の仕様項目にある『Cob(出力容量)』でした。代表値はわずか5pF。

当初、TR4(エミッタ接地段)のミラー容量(みかけのCob)を単純に計算しそうになりますが、それは間違い。並列に居座る外付けのマイカコンデンサ C9(100pF) が支配的であり、これに「裸の電圧利得(Av)」が掛け算されることで、入力(ベース側)から見たみかけのCobは 10,500 pF 〜 15,700 pF という、オーディオアンプとしては異常な巨大容量の地殻変動を起こしています。

ここで、日本の名石「2SC1815BL(hFE センター値500)」に差し替えてLTspiceを回すと、回路は一気におとなしくなります。なぜなら、本来のBC184Cは hFE が最大900に達するモンスター石だからです。2SC1815BLにすると裸ゲインが下がり、変調の波が大人しくなって、現代風の少し硬くてクリーンな優等生の音に収まってしまうのです。

2. ショックレーの公式が証明する「言い逃れのできない変調」

実機において、TR4のベース電圧は信号の強弱によって 0.3Vほど dynamic(動的)に激しくスイング します。
半導体の教科書の1ページ目にある「ショックレーのダイオード方程式」を思い出してください。

ICIS · exp ( VBE / VT )

常温での熱電圧 VT はわずか 26mV。そこへ0.3Vものスイングを指数関数の上に叩き込むのです。
コレクタ電流(IC)が指数関数的に激変すれば、アンプの増幅パワーである相互コンダクタンス(gm)もリアルタイムに数倍〜数十倍へモジュレーションされます。これによって波形の包絡線が揺さぶられる「ベースインジェクション型AM変調」が必然的に発生します。

さらに、電流の激変はトランジスタ内部の拡散容量も揺さぶり、ミラー効果と連動して「みかけのCob」をハイスピードに往復させます。これによって瞬時位相が引き伸ばされる「直接FM(位相)変調」も同時にかかります。

試しに、このインジェクション量を爆上げしようと、TR5のエミッタから戻るR10を68kΩから10kΩに一気に落とすと、LTspice上では「10k > 68k」という大暴走(ゲイン爆上がり)を起こします。DC負帰還のブレーキを、gm の爆増パワーが完全に上回ってしまう。これこそ、この回路が普通のNFBアンプではなく、「超・超過変調モード」を秘めた変調器である証拠です。

3. 進相が起こす「時間軸上のフォトンの拡散」

しかし、これほど強烈なショックレーの非線形エネルギーを抱えながら、なぜNeve回路は耳をつんざくバリバリとした歪み(エレキ系のファズのような尖ったクリップ)にならないのでしょうか?
fT / 遮断周波数 という、オーディオに対してあまりにも高すぎるじゃじゃ馬な高周波特性を持っていながら、なぜ「バリシャリ」にならないのか。

その答えこそ、「進相(フェーズ・リード)によって、波形の尖りが時間軸上でだれる」という、極めて波動論的な物理現象にあります。

波形がパキッと鋭角に尖ろうとする瞬間、物理的には「無限に近い高調波(高エネルギーのフォトン・光子の群れ)」が一箇所にギュッと凝縮されようとしています。エレキ系の歪み回路は、そのフォトンの束をクリップの壁に正面衝突させて火花(耳を刺す高域ノイズ)を散らせます。

しかし、Neveの回路にはエミッタ・ベース間に C10(152 = 1500pF) という、同相戻しの巨大な進相ネットワークが堂々と居座っています。

高域信号が尖って飛び出そうとするまさにその瞬間、この進相ネットワークを介して、高エネルギーのフォトンたちが「時間が進む方向(未来側)」へとジワッと先回りするように、時間軸上で引き伸ばされて(拡散して)しまうのです。

ショックレーの公式が吐き出す圧倒的な変調パワー(倍音)を、進相によって時間軸上へしなやかに受け流し、だれさせる。だから頂点が鋭角にならず、お餅のように滑らかで「尖らない歪みの王道回路」が成立するのです。

4. 物理のロマンを、オーディオの言葉へ

この「進相による時間軸上のフォトンの拡散」という極限の物理現象を、我々が愛するオーディオの言葉に翻訳すると、すべてのパズルがカチッと音を立てて繋がります。
それは、「倍音のタイムアライメント(時間軸)の絶妙なニジミ」です。

  • シルキーな超高域:倍音(フォトン)が時間軸上に美しくグラデーションを描いて分散するため、アタックの角が取れた、耳に刺さらないシルキーな空気感(Neve特有の高域)になります。
  • 圧倒的な立体感(奥行き):倍音のタイミングがリアルタイムに微細に揺らぐことで、脳はスピーカーの表面を超えた「広い空間の奥行き」を錯覚します。
  • 音の馴染みの良さ(Glue効果):デジタル(DAW)の硬くバラバラな音が、時間軸上でお互いの領土へフワッと染み出し、1つの音楽として有機的に溶け合います。

ルパート・ニーヴ氏は「クリーン(歪みゼロ)」を目指したのかもしれません。しかし、彼が施した頑丈なDC安定化の骨組み(68kΩ)と、当時の半導体特性の過渡期が物理法則の上でハプニング的に融合した結果、「どれだけ深く変調をかけても決してトゲを出さない、奇跡の超低周波変調器」が誕生してしまいました。

「心外だ」と言われても無理ですよ、ニーヴさん。
あなたの作った回路は、ショックレーの暴走をフォトンの進相で手なずける、    オーディオ史最大の、そして最高にエモーショナルな王道回路なのですから。

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Neve BA283 が「エモ音」の王様である理由
  • シングルエンドA級動作
    • プッシュプル回路(上下対称)と違い、トランジスタ(TR4, TR5, TR6)がすべて単一の方向で電流を増幅するA級動作です。
    • 信号の上下が非対称に歪むため、打ち消されることなく「第2高調波(1オクターブ上の倍音)」が大量に発生します。これが音に艶と太さを与えます。
  • 適度なローカル負帰還(浅いNFB)
    • オペアンプのように100dBもの強烈なNFBをかけず、抵抗(R12、R14など)による各段の浅いローカル帰還のみで動作しています。
    • 歪みをゼロに抑え込まず、トランジスタ本来の素性の良い歪み(2〜3%の領域)をあえて素通しにする設計です。

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2026年8月11日 (火)

電流制御アンプ回路 : これ非リニア動作。おまけに天地波形が非対称でごまかしようがないわ、これ。

技術的な定義の矛盾を整理し、電子工作ファンや消費者が誤った認識で商品を選ばないための注意喚起を目的としています」

これは「波形を正しく拡大するリニアアンプ」ではなく、「入力電圧を、あえてトランジスターの裸の非線形(ノンリニア)特性を使って『非リニアな電流』に変換し、それを高インピーダンスでそのまま出力する電流制御回路」

一見してわかるように直線性がない増幅回路。upper と lowerの波形は確実に初段から非対称になるが、これ補正しようがない。

Amps

電流駆動(電流制御)アンプである以上、出力インピーダンスが極めて高くなるため、ダンピングファクター(DF)は理論上「限りなくゼロに近く(極めて低く)」なります 

これは、市販のスピーカーを音楽的に鳴らすためのアンプなどではなく、「電圧駆動のスピーカーを、あえて電流の力でめちゃくちゃに振り回し、スピーカーに『本来想定されていない非リニアな電気的・機械的挙動』を強制的に引き起こさせるための、純粋な実験・検証用ドライブ基板」ですね。

スピーカーの設計限界(非線形性)をあぶり出す

  • 電圧駆動されるべきスピーカーに、初段の裸のトランジスター特性(指数関数カーブ)で曲げた電流を無理やり送り込むことで、スピーカーのボイスコイルやサスペンションが持つ「非リニアな限界」を強制的に歪みとして剥き出しにする

ダンピングゼロによる「電圧駆動スピーカー」の完全な無制動実験

  • 本来アンプの電圧制御によってブレーキをかけられるはずのスピーカーが、電流制御(高インピーダンス)によって一切の電気的制動を失います。スピーカーが電圧駆動のセオリーから完全に突き放されたとき、どのような異常な過渡応答や波形の崩れ(破綻)を見せるのかを観察する、まさに「アンチ・定電圧駆動」の実験回路。 
「スピーカーを正しくドライブ(制動・制御)する能力がほぼない」ということは、数式(等価回路の伝達関数)で明確に証明できます。
スピーカーの振動板を狙い通りに動かす力(電磁制動)が、この回路構成(高出力インピーダンス=電流駆動)においてなぜ消失してしまうのか、電気特性と機械運動の結合方程式から紐解きます。
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Cfa08入力信号に追従するスピーカーとして製造されているが、コノアンプではドライブ能力不足で、供給した音と異質な音で再現されれる

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一見してわかるように直線性がない増幅回路。upper と lowerの波形は確実に初段から非対称になるが、これ補正しようがない。

Amps

 
指数関数的な非リニア電流による「波形の強制書き換え」
極めつけは、初段で発生した半導体裸の指数関数(exp)特性です。入力された綺麗なサイン波の電圧は、初段の段階で完全に非線形な電流波形へと歪められ、その「歪んだ電流」のままスピーカーのボイスコイルへ強制的に流し込まれます。
  • 結果: 元の音には含まれていない強烈な高調波(歪み成分)が合成され、金属的であったり、ザラザラとしたりする、原音とは全く異質な音色へと変貌します。

それを好む層もあるし、嫌う層もある。

天地波形の非対称はごまかしようはない。

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通常の電圧帰還アンプであれば、天波形と地波形が非対称に歪もうとしても、強力な負帰還(NFB)によって「入力電圧と同じ対称な形になりなさい」と無理やり補正(ごまかし)をかけます。

の回路は負帰還で波形を綺麗に整えるリニアアンプではないため、以下の物理的要因による天地波形の非対称性が100%そのままスピーカーへ送り込まれます
天地波形が絶対に非対称になる物理的要因
  1. 半導体の物理的限界(NPN と PNP の不揃い)
    • 2SC1815(NPN)と 2SA1015(PNP)はコンプリメンタリ・ペアと呼ばれますが、半導体の構造上、電子の移動度と正孔(ホール)の移動度は根本的に異なります。
    • そのため、Vbe に対する電流の立ち上がりカーブ(指数関数の傾き)や飽和特性は、天側と地側で必ず非対称になります。

1khzの信号いれるとオシロでみてトリガーから上だけ あるいは 下だけ 外れるからわかる。pnp とnpnの信号伝達速度差(1khz信号で)がオシロでもわかる、

オシロスコープでトリガーをかけた際、天側(NPN)の立ち上がりに同期させると、地側(PNP)の立ち下がりや反転のタイミングだけが、1kHzのサイン波であっても時間軸(横軸)方向にカチッと揃わずに「外れて」見えます。
これは、電圧の振幅が非対称(縦軸の歪み)なだけでなく、時間軸そのものが天地で非対称に歪んでいる(位相・遅延の非対称)という、半導体の生の物理現象そのものです。
まあ、動作波形が公開ないのでリニア動作のエビデンスは存在しない  ってことになる。

2026年8月 9日 (日)

波形がすべてだよ。 動作点ふらついてる。

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FET式差動ヘッドホン・アンプ Version 1。 回路を読む。

Hp2b

このダイヤモンド????回路は ON/OFF回路で考案されたので、リニア動作は無理。 

導通角が180度ずつしっかり切り替わる CLASS B.  

CLASS Bが日本で人気なこともわかった。

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この回路の差動ゲイン式は「音を大きくするためのもの」ではなく、「後段のデジタル的なON/OFFスイッチを、超高感度でパチパチと切り替えるためのトリガー(コンパレータの感度)」として表現するのが最も科学的に正確です。

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初段で約50倍にシャープに増幅された信号が、あのオーバーラップゼロの出力段を叩いている構図が、このゲインの式からもハッキリ見えてきます。

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Q 1:この ぺるけ 氏 波形写真がゼロだね
 
 
 
 A1: まさにその通りで、彼のサイトや資料には、実際の「オシロスコープの生波形写真」が完全にゼロ(皆無)です。
これだけ膨大な測定数値や綺麗なグラフ(歪み率や周波数特性)を並べておきながら、生の波形写真を頑なに載せない(あるいは載せられない)理由は、外部からは判らないですね。
 

ダイヤモンドバッファー回路には リニア性はゼロ。数式で分析。もともとon/off回路ですぜ。

1963年2月に開催された国際ソリッドステート回路会議(ISSCC)という権威ある学会で、ベーカー教授らが「The Diamond Circuit(ダイヤモンド回路)」というタイトルで論文を発表したのが始まりです。のちに1967年、米国で特許(US3302039A)も取得されています。
1963年代当時、ベーカー教授はオーディオのためではなく、コンピューターなどのデジタルスイッチング回路(高速信号処理)やロジック回路の電力増幅用にこの回路を開発しました。 
on/offの回路なので、リニア性はもともとありません。 算数の理解が弱い人間が持て囃しましたが、リニアで動作するための回路ではありません。
 「バラ部品で歪が消える」って妄想はだれがいいだしたの?。 算数弱いヒトかな???
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タイトル:ダイヤモンドバッファ(単体)で直線性が確保できない数式証明
オープンループ(無帰還)状態のダイヤモンドバッファ回路において、入出力特性が直線(1次関数)にならない物理的・数学的な理由を、ショックレーのダイオード方程式を用いて証明します。
(※正の信号が入力され、上側のNPNペア Q2, Q3 が能動状態にあるケースをモデルとします)
 

Siki5

1. キルヒホッフの法則による基本方程式
入力電圧 Vin から出力電圧 Vout までの電位の足し引きの関係をたどると、以下の基本式が成り立ちます。
 

Siki1

  • VBE2:入力段トランジスタ Q2 のベース・エミッタ間電圧
  • VBE3:出力段トランジスタ Q3 のベース・エミッタ間電圧
  • Iout:負荷(Load)に流れる出力電流
  • R4:出力段のエミッタ抵抗(10Ω)
2. ショックレーの方程式の代入
バイポーラトランジスタの VBE は、コレクタ電流 IC に対して対数関数(ショックレーの方程式)で動くため、絶対的な非直線性を持ちます。
 

Siki2


(※ VT: 熱電圧 約26mV、 IS: 飽和電流、 ln: 自然対数)
このショックレーの方程式を一番最初の基本式に代入し、ペアの接合特性が等しい( IS2 ≒ IS3 )と仮定して整理すると、次のようになります。
 
 

Siki_3

3. 各段の電流の動的挙動(分母と分子の不一致)
入出力が完全な直線( Vout = Vin )になるためには、上式の対数項( ln の部分)が常にゼロ、すなわち電流比「 IC3 / IC2 = 1(一定)」を保たねばなりません。しかし現実は信号によって別々に振り回されます。
  • ① 入力段電流 IC2 (ほぼ定電流)
    入力段の電流は、電源電圧と抵抗 R2 (2.2kΩ)によって縛られているため、入力信号に対してほぼ一定、あるいはごく緩やかにしか変化しません。
    [ IC2 ≒ (VCC - Vin) / R2 ]
  • ② 出力段電流 IC3 (信号に応じて激変)
    出力段の電流は、重い負荷抵抗( RL )を直接ドライブするため、信号の振幅に比例してダイナミックに爆発的な増減を繰り返します。
    [ IC3 = Ibias + Iout = Ibias + (Vout / RL) ]
4. 最終結合式:直線性が100%不可能な証拠
これらをすべて結合すると、オープンループにおけるダイヤモンドバッファの最終的な入出力関係式が導かれます。
 
 

Siki4

結論
この数式が示す通り、出力電圧 Vout の中に、信号の大きさによって激しく非線形に変動する「対数関数( ln )の項」がガッツリと残留しています。
分母(入力段)がほぼ動かないのに対し、分子(出力段)が負荷電流で激しく揺さぶられるため、この対数項を相殺して消去することは代数的に絶対に不可能です。これが、バラ部品で組んだオープンループのダイヤモンドバッファが「1000万分の1の奇跡でも起きない限り、直線性を確保できない(必ず歪む)」と言い切れる数学的・物理的な証明です。

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指数関数動作するものを クロスさせて特性あわせるのは、1/10000000程度の確率でできる。調整用のRとDIODEが必要になる。

このダイヤモンドバッファー愛好家は、指数特性 ってことを知らない中学生レベルのオツムだよ。

高校の数学や物理で習う「指数関数(エキスポネンシャル:e)」だよ

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リニア式にならずに 対数が残る。 

だから

Buf6341

「BUF634は、出力電流を増やし、熱帰還を排除し、容量性負荷の駆動能力を向上させるために、オペアンプの帰還ループの内側(inside the feedback loop)で使用することができます。」(日本語に変換)
メーカー自身も、このダイオードてんこ盛りの歪む開ループ(open-loop)回路をそのまま単体で「リニア(低歪み)に動かす」ことは想定していません。

Buf634_2

「歪みや熱の狂いは、外側のオペアンプの強烈なフィードバック(NFB)の輪の中に放り込んで、全部オペアンプに尻拭いさせなさい」というのが、半導体設計のプロがデータシートの冒頭で真っ先に提示している「正しい現実の扱い方」です。
動特性を揃えるための「多次元正規分布」の絶望
仮に、私たちが数千個のトランジスタを買い占めて、精密に特性を揃えようとしたとします。
差動アンプの直線動作に必要なパラメータは1つではありません。
  • パラメータ①:直流電流増幅率 Hfe
  • パラメータ②:飽和電流 Is
  • パラメータ③:理想係数 n
  • パラメータ④:バルク抵抗 R'e
これら4つの独立したパラメータが、それぞれ正規分布(Bell Curve)に従っているとします。
1つのパラメータが「許容できるごくわずかな誤差の範囲(例えば±0.1%)」に収まる確率が、仮に「10%(0.1)」だとします。
4つのパラメータがすべて同時にその狭い許容範囲に収まる確率(積事象)は、以下の通りになります。
0.1 x 0.1  x 0.1  x 0.1 =0.0001 %  
1万個測定して、ようやく1ペア見つかるかどうかという確率です。民間人が個人レベルで行う測定(サンプル数数十個程度)では、「4つの動特性がピタリと一致する確率」は統計学的にほぼ完璧にゼロになります。

部品を1万個購入して9999を捨てる資力があり、パラメータテスターを所有する人間でないと無理なの。


中房温泉 橋流出。 温泉管も流出。 有明地域温泉使えず。(タンク残のみ)

大雨の影響による断湯について(第2報)

宮城ゲートより2Km上流の黒川沢が氾濫し黒川橋が流失し、その下流にある温泉管も 併せて流されました。現在、道路等の復旧も見通しが立っていません。

その為、温泉管の復旧も見通しが立たない状況です。道路・温泉までには相当の時間が予想されます。 源泉からの温泉の流入がありませんので貯湯槽の温泉もいずれはなくなってしまいます。随時、状況については報告させていただきます。ご理解、ご協力の程よろしくお願いいたします。

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Hasii

Hasii2

中電の宮城第四発電所にもいけない。

砂防地域での設計業は大町市のあそこが有名なので、すでに調査にはいってるはず。

ドローンで測量して修復方向がまとまるまで20日くらい。11月までに仮設工事での仮道路は難しいとおもう。 行政が設計発注(入札)かけて、来年2月ころに本図面が完成。  道路が川に落下してるのでそれ治して2年. 本工事終了まで4年ほしいとおもう、

もうすこし 写真情報がほしい。

HPA-1000の歪率について。 大メーカーのLABOで松下製計測しても この数字はむり。

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グラフの左点は、0.002mWと読める。

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LABO環境(接地抵抗1オーム以下、シールド小屋環境)での計測時 残留ノイズだけで 0.0023%になる。

一般住宅では接地抵抗がたかいので、残留ノイズ起因の歪みは1桁から2桁おおきくなる。

計測風景写真もないので、エビデンスとして使えない・ 

FET式差動ヘッドホンアンプ  Simple Version。ダブルLED  ぺるけstyle

差動回路の必要充分条件は、同一動特性なこと。 

単にHfeが同一だけではすまない。

exp関数がでてくるのでキャンセルして直線動作させるのは、動特性がイコールなこと。 つまりic内部、あるいはシリコンウエハー上での隣同士でないと成立しない。

Hp

「物理の本質である飽和電流」まで注意してアンプ組んでる日本人はいない。電気物理の知識がないってこと。

 あるいは数式が理解できないオツムの可能性もある。

 
 
 
 

特性が気になるならパラメータチェッカー(hp)を購入して1万個ほどtrを買って選別する必要がある。

  • パラメータ①:直流電流増幅率Hfe
  • パラメータ②:飽和電流 Is
  • パラメータ③:理想係数 n
  • パラメータ④:バルク抵抗 R'e

これら4つの独立したパラメータが、それぞれ正規分布(Bell Curve)に従っているとします。
1つのパラメータが「許容できるごくわずかな誤差の範囲(例えば±0.1%)」に収まる確率が、仮に「10%(0.1)」とします。
4つのパラメータがすべて同時にその狭い許容範囲に収まる確率(積事象)は、以下の通りになります。
 0.1 x 0.1 x 0.1 x 0.1 =0.0001  。 つまり1万個に1つ遭遇する。中学生算数ができないものが Hfeを揃えようとしておる。 現実には宝くじなみに100万個に1つ程度になる。

下図はバラ部品での動作例。こんなグジャグジャになる。

Graph3

と差動回路マンセー派には 事実をつたえておく。 

1万個購入して9999個を捨てる資力が必要になる。民間人には特性を揃えられないので、熱結合不要。

非等負荷差動であれば特性を揃える科学的根拠はゼロ、熱結合も不要。

特性が同一でないので、熱結合は、余計なお世話ですわ。

 
 
 
 

ぺるけstyleでは非等負荷差動回路で公開されており、余計なお世話(熱結合)はやめる。

DCは15V~20Vの範囲。

ぺるけstyleでは信号周期の1/2はエモ音が掛らないので、周期360度で掛るように改善


YouTube: FET式差動ヘッドホンアンプ  Simple Version

回路のオレンジLEDは単に電圧を一定に保つためのものではありません。
信号(初段差動のドレイン電流)が流れ込むことで、LEDの動抵抗によって両端電圧がダイナミックに変化(ΔVf、あるいは出力インピーダンスが変動してDFが変化)する、極めて動的なアプローチをさせています。

信号が入ると起きる「動的変化」の凄さ
  1. 信号電流による変調(ΔVf):
    初段の2SK170が音声信号に応じてドレイン電流を増減させると、その変化がダイレクトにこのオレンジLEDを流れます。LEDには数Ω〜数十Ωの「動抵抗」があるため、電流の揺れに合わせてLEDの両端電圧もリアルタイムに微小変化(ΔVf)します。
  2. 出力段(SEPP)のダイナミック・ドライブ:
    このLEDの電圧変化(ΔVf)が、上側の2SC1384と下側の2SA684のベース間に加わるため、信号の大きさに応じて出力段のバイアスが動的にコントロールされます。

 

P1010026

P1010030

8.2オーム負荷で 500mV.  P out=24mW

P1010023

通算615作目。 rk-366.   FET式差動ヘッドホンアンプ  Simple Version

差動回路は奇数次歪発生するが、ぺるけstyleは非対称負荷なので、偶数次歪も合わせて生成する。

つまり奇数次と偶数次の複合歪に Δ fも重畳してよい音で聞こえる。 これがぺるけstyle。位相変調歪をみるにはプロユ-スのAPx555くらいしかないよ。

366

ぺるけstyleは、差動回路と後段TRとのインピーダンス不整合によりゲインが取れない回路になっている。(これ、特徴)。

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差動回路は1962年のicには採用されており、歴史は64年になる。有名なのはca3028であり英語版テキスト(差動回路説明)にはほぼ必ず登場する。

 差動回路発展形がハワード・ジョーンズ氏のdbmであり、彼の特許をみてmc1496が開発された。MC1496の発売アナウンスは1967年秋にはされた。。MC1496 data sheetには同期検波について記述ある。(初版と第2版)  

それから1年後にギルバート氏が差動2段回路を雑誌IEEE Journal of Solid-State Circuits (JSSC)1968年12月号に掲載された。

 DBMはMC1496が世界初であるが、ベースはハワード・ジョーンズの「通信用同期検波回路(DBMの原型)」の特許(US3,241,078)1963年6月。掛るDBMは同期検波用として特許になり、ハワード・ジョーンズに遅れてスイッチング動作に着目したのはギルバート氏。ギルバート氏の手掛けたdbm はSL641。 

ギルバート氏はNPNしか使わない上に、対TRをCUT OFFさせてることが特徴。IC内部の組み込み用回路なので、抵抗は使わない工夫がされておる。とはいってもexp関数がでてくる。これを巧くキャンセルことを考えついたのはスンゴイ。

NPN と PNPでは応答速度が3倍違うので、演算系ではNPNに揃えた。

トランスリニア(多段変調回路)はスイッチング回路。

2026年8月 8日 (土)

トランスリニア分類法:TRANSLINEAR CIRCUITS: A PROPOSED CLASSIFICATION

トランスリニアはもともと IC用の回路だ。 バラ部品では成立しない。演算回路であってリニア動作は対数がでてくるので困難。

Analog002_2

Translinearcircuit

差動入力回路は、スイッチング回路だから、歪発生装置。信号レンジはバラ部品で組んで66dBが上限。

SEPP部もスイッチング回路。 

「トランジスタ回路ではスイッチング動作を上手に使うこと」。

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1:

Type A(交互型 / Alternating Loop)  代表例: ギルバート・マルチプライヤ(乗算器。スイッチ回路)のコア部分

2:

Type B(スタック型 / Stacked Loop)代表例: 二乗アンプ、RMS-DCコンバータ

Bb

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2. 電流の極性による分類(一方向性と双方向性)
回路に入力・出力される電流の性質によって分類します。
  • 一方向性トランスリニア回路(Unidirectional)
    • 特徴: すべてのブランチ(枝)を流れる電流が、常に一定の方向(正の方向)にしか流れない回路です。BJT(バイポーラトランジスタ)が順方向バイアスでのみ動作するという物理的制約に素直に従った基本形です。
  • 双方向性トランスリニア回路(Bidirectional / Class-AB)
    • 特徴: 正負両方の信号(双方向の電流)を扱える回路です。静止状態(無信号時)には小さなバイアス電流(定電流)を流しておき、信号が入るとプッシュプル動作(Class-AB:スイッイング動作)をすることで、広いダイナミックレンジと低消費電力を両立させます。

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3. 時間特性による分類(静的と動的)
論文発表当時は「静的」が主流でしたが、この分類法がベースとなり、後に「動的」へと拡張されました。
  • スタティック(静的)トランスリニア回路
    • 特徴: 回路内にキャパシタ(コンデンサ)を含まない、または無視できる回路。入力電流に対して、遅延なく瞬時に代数演算(掛け算、割り算など)を行います。
  • ダイナミック(動的)トランスリニア回路
    • 特徴: トランスリニア・ループのノードにキャパシタを結合した回路。電流の代数演算だけでなく、微分方程式を処理できるようになります。これにより、高性能な「ログドメイン・フィルタ」などの連続時間フィルタ回路が構築できます。

変節点は3つ存在する。

Graph

変節点を明示した動特性(ONE CHIP内での特性)

Graph2

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回路をバラ部品で構成するとこの挙動になる。 

トランスリニア信者がバラ部品で構成するとこんな動作。

Graph3

+VCC(正電源)
|
========+======== <-- 正電源の共通ライン

| |
[ I0 ] | <-- Q1に流す定電流源

| |
| C(コレクタ) | C(コレクタ)
v v
+-------+ +-------+

| Q1 | | Q2 |
----| (PNP) | +---| (PNP) | <-- 上側PNPペア
+-------+ | +-------+

| E | | E
| | |
+-------+ | <-- 【重要】Q1とQ2のベース(B)同士が結合

| |
| E(エミッタ) | E(エミッタ)
v v
Input ===*===============*=== Output(双方向出力ライン)
(入力) | |

| C(コレクタ) | C(コレクタ)
^ ^
+-------+ +-------+

| Q3 | | Q4 |
----| (NPN) | +---| (NPN) | <-- 下側NPNペア
+-------+ | +-------+

| E | | E
| | |
+-------+ | <-- 【重要】Q3とQ4のベース(B)同士が結合

| |
[ I0 ] | <-- Q3から引く定電流源

| |
========+======== <-- 負電源の共通ライン
|
-VEE(負電源)

演算回路例


Analog01

トランスリニアバイアス??? :ユニティゲイン・バッファアンプ(利得1の電圧追従回路)

LOW OFFSET UNITY GAIN BUFFER  AMPLIFER

Harris01_2

US5218321.pdfをダウンロード

特開H07-502383(特開平07-502383)は 農薬ですよ。大丈夫ですか 

明細書の中に「キルヒホッフの法則」や「トランスリニアの公式」といった学術的な定理の名称は登場しませんし、それを用いた数理的な証明も行われていません。  

誰が嘘をふくらましたか?  

Harris02

Harris03

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このハリス社の回路図から、

Harris01_3

前述したような「電流の積が一定になる式Ic1 x Ic2 = Ic3 x Ic4  を導き出して一般に公開したのは、ハリス社や発明者のSteven R. Jost氏ではなく、

後年(主に2000年代以降)になってこの特許を発掘し、勝手に数式で解析した日本のオーディオ研究家や自作アンプファンの個人ウェブサイト群です。

後年のファンによる個人解析記事を、さも「1990年にハリス社が公式に発表した特許の数式である」ようにとらえておるのは間抜け。 英語特許読んでごらんよ。

トランスリニアバイアス」っていう英文解説は不存在。

Translinear biasing: トランスリニア原理を用いたバイアス手法は存在する。

トランスリニアは、多重変調回路( TRを抵抗レスでスイッチング動作させるIC 内部回路 :1974年執筆)。論文表題は TRANSLINEAR CIRCUITS: A PROPOSED CLASSIFICATION。

Analog002

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特許 要点:無信号時のアイドリング安定化。 信号動作は対象外。

米国特許US5,218,321は、入力トランジスタのコレクタ電流を能動的なバッファ(221, 321)で補正し、出力段(211, 311)のベース間電圧を能動的に制御することで、DC電圧オフセットの低減と静止電流の安定化を実現する構成を記述しています

一対の相補型トランジスタのVbeの挙動を利用し、温度変化や信号変動に関わらず出力端子Voutに入力端子Vinとほぼ同等の電圧を保つ仕組みとなっています

ハリス社の特許(US5,218,321)において、動的補償(ダイナミック・コンペンセーション)に関する言及は一切ありません当該特許は、静的なDCオフセットの相殺および無信号時のアイドリング電流の安定化を対象としています。

トランジスタ内部の自明な対数(ショックレーの非直線)特性をパズルのように組み合わせて相殺し、結果として極めてオフセットの少ない、綺麗な直線性を生み出すためのバッファアンプ特許であり、動特性が同一であることが前提である。 つまりIC内部でしか成立しない
 
 

Harris04

トランジスタの特性が同一だと 身勝手に信仰しておる人間がバラ部品で使う回路だよ。日立製作所からの論文(1960年代)を読んだほうがいいよ。

 
 
 
 

英語圏における「Translinear(トランスリニア)」は、IC設計におけるマルチプライヤ(乗算器)や対数アンプといったアナログ演算回路の専門用語として完全に固定されています。

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2026年8月 7日 (金)

トランジスタアンプの設計・製作 172ページ

技術的な定義の矛盾を整理し、電子工作ファンや消費者が誤った認識で商品を選ばないための注意喚起を目的としています」

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

Cas01_2

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42

変調回路(乗算) FOUR-QUADRANT MULTIPLIER CIRCUIT

Fourquadrant_multiplier

多段変調回路(乗算回路)。 これが audioに使われているらしいので、調査中。

半導体のlm係数が出力式にてきてしまうので、どうあがいても直線動作できない。0と1を演算するコンピュータ演算器としてはスンゴイ。

ディスクリート パワーアンプ基板 VFAー01 カスコードブートストラップ ????

技術的な定義の矛盾を整理し、電子工作ファンや消費者が誤った認識で商品を選ばないための注意喚起を目的としています」

カスケードブートストラップの回路をあげておく。

Photo_2

非線形デバイスを上手にリニア動作させるのは、「すべての特性が同一である」が必要充分条件。

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fetのカスコード接続としてこれが古典の系列だ。2013年。

この回路は、ノンリニア動作なことが特徴だ。 SWITCH用回路で有名。もちろん変調用のデバイス。

0100

 
 
 
 

1964年の特許。Bootstrapped cascode differential amplifier。 audio diy系が好きそうな回路だ。

Canvas2

 
 
 
 

どこかの基板屋回路はリニア動作を2重、3重に否定しておる。

Cas021_2

アンプの分野にしては、FM変調を積極的に取り入れておる。FM変調具合は日本製歪計では計測できないのね。FM変調かかってるから「音の高いとこは伸びがあるように錯覚する人間」がでてくるね。  真空管のA級動作音聴いてごらんよ、音が熱いし伸びがあるよ。

0801

Q50,Q51の動作点をふらふらさせるメリットは 何だろう。ジッター用途しかおもいつかないよ

音楽を正確に増幅しなければならないオーディオ機器 とは、対極にある回路。 

0802

浮遊バイアスと呼ぶべきだろ。 ここも電流フラフラするように回路をおこしてあり、 アンプの直線性を全く補償できない。

上記ジッター回路のアシストをしておる。

非線形のイフェクター回路であるが、部品多数なので工夫したほうがいいと思う。

0803

  2段差動回路になってないが、2段差動回路と宣伝してた。つまり「 自称 2段差動回路 」

0804

VFA-01の「ハッタリ」と「真実」の対比表

設計箇所 公式のハッタリ(主張) 回路図が示す真実(現実) 技術的破綻の結果
初段バイアス ほぼセオリー通り、基本に徹した設計。

Q51、Q50のバイアス電流がQ3との綱引きになり、差動入力の安定性を補償できない。

電流が完全に干上がった飢餓状態で動作。
カスコード段 高性能なカスコードブートストラップ Q4ベースがC50で足元の変動に直結して引っ張られる 動作点が固定されずフラフラ泳ぐ「浮遊バイアス」。
2段目回路 差動2段回路構成により高PSRR、高CMRR。 Q6のベースを固定し、信号をドブに捨てた疑似シングル 左右が完全に非対称。歪みやノイズの相殺機能が完全消滅。偶数次歪発生回路に進化している。
アンプの直線性 低ノイズ、低歪、高精度なリニア増幅 音楽信号の強弱で高域位相がリアルタイムに回るFM変調器 アンプの直線性を全く補償できないエフェクター化。
出力の音質 超低音域まで完全にフラットなDCアンプ 動作点がCLASS B以下に暴落。微小な子音成分が完全に消失 エンベロープ成分だけは確実に伝達できる。
DC安定度 電流バランスが崩れず、DC安定度抜群 熱暴走のデス・ループを抱え、電流が全く安定しない 帳尻合わせにVR2(50kΩ)という巨体ボリュームが必須。

Cas01

Vfa01_2_07_2200KCから300KCでの高域発振しておるようで波形収束がおかしい。波形読めないのかな??

Vfa01_2_03

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電離層を使う無線分野では、電離層反射時に相が回って音として復調できない見本になるね。

リニアアンプで1Wでるアンプは、CLASS AB回路にして CLASS A領域でつかう(軽く使う)のが、音美しい。    RK-142は CLASS AB回路で CLASS A動作させてある。

ダイヤモンドバッファー IC「LH0002」すら直線性が確保できない数式証明

LH0002の説明明言をあげておこう。
The LH0002 is a general purpose buffer. Its features make itideal to integrate with operational amplifiers inside a closedloop configuration to increase current output. The symmetri-cal output portion of the circuit also provides a low outputimpedance for both the positive and negative slopes of out-put pulses.
その特徴は、クローズドループ構成[帰還ループ]の内側にオペアンプと統合するのに理想的である。)
いいかえると「直線性がないので、ループ回路のなかでつかって」と公的にアナウンスしてる。この英語が理解できる者と理解できない者に大別される。
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ショナルセミコンダクターの名石「LH0002」の内部等価回路において、オープンループ(無帰還)のままでは絶対に直線性が確保できない理由(メーカーが帰還ループにいれて使えと宣言している事実)を、ショックレーの方程式(エキスポネンシャル特性)を用いて証明します。
 

Lh000002

外部nfbを使えと英文で公開されておるnote227

しかし掛るfigがないので、等価回路よめずに英語文理解できない者は、素のまま使う。

出力式には指数関数がでてくるので、リニア動作はしない(icメーカーが外部帰還つかえという根拠は 数式で表現される)

電気系高校でてれば、等価回路起因の指数動作になることは判るはずだが、 そうとうに授業中 寝てる奴が多数らしい。

 
 
 
出力式に 4つの演算子がでてくるはずだが、Vbe=0.63と書かれておってお休みモード中のアイドル電流を表現しておる。

Lh00222_2

00202_3

Lh00222222

負荷は126オームから大きくないとダンピングファクタ下がってむりだわ。

この回路は、信じてもドブに転びおちるだけだわ。

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1. 回路図に準拠した基本方程式
入力電圧 Vin から出力電圧 Vout までの電位の関係をたどると、以下の基本式が成り立ちます。
 

Lh1

  • VBE1:入力段 Q1(PNP)のベース・エミッタ間電圧
  • VBE3:出力段 Q3(NPN)のベース・エミッタ間電圧
  • Iout:OUTPUTから負荷に流れる出力電流
  • R3:出力段のエミッタ抵抗(2Ω)
2. ショックレーの方程式(エキスポネンシャル特性)の代入
トランジスタの VBE は、コレクタ電流 IC に対して対数関数(ショックレーの方程式)で動きます。

Lh2

 

(※ VT: 熱電圧 約26mV、 IS: 飽和電流、 ln: 自然対数)
これを一番最初の基本式に代入し、ペアの特性が等しい( IS1 ≒ IS3 )と仮定して整理すると、次のようになります。

Lh3

3. 各段の電流の動的挙動(分母と分子の不一致)
直線性を維持するためには、上式の対数項( ln の中身)である電流比「 IC1 / IC3 」が常に「1(一定)」でなければなりません。しかし、実際の電流は信号によってバラバラに動きます。
  • ① 入力段電流 IC1 (信号によって変化する)
    入力段 Q1 の電流は、正電源 V1+ から抵抗 R2(5kΩ)を通じて流れます。Vin が大きく動くと、R2 の両端電圧が直接変わるため、IC1 自体も Vin に依存して変動してしまいます。
    [ IC1 ≒ (V1+ - (Vin + VBE1)) / R2 ]
  • ② 出力段電流 IC3 (負荷電流で激変する)
    出力段 Q3 の電流は、無信号時のバイアス電流(Ibias)に加えて、OUTPUTにぶら下がる重い負荷を駆動するための出力電流(Iout)がそのまま加算されます。
    [ IC3 = Ibias + Iout = Ibias + (Vout / R_LOAD) ]
4. 最終結合式:リニアリティが100%不可能な証拠
これらをすべて結合すると、LH0002のオープンループにおける最終的な入出力関係式が導かれます。
 

Lh4

結論
分母(出力段 IC3)が負荷電流で爆発的に振り回されるのに対し、分子(入力段 IC1)は電源電圧と Vin の差分で緩やかにしか動きません。
出力電圧 Vout の中に、信号の大きさによって激しく非線形に変動する「対数関数( ln )の項」が完全に残ってしまうため、この回路単体で綺麗な直線(1次関数)を作ることは絶対に不可能です。
ICの内部でどれだけ綺麗にペアを組もうとも、外側に強烈な負帰還(NFB)をかけない限り、エキスポネンシャル特性の呪縛から逃れることはできないことが数学的に証明されます。

タイトル:【結論】大入力でも小入力でも「直線性」は100%存在しない
「最大出力時にダイヤモンド構造が消滅するなら、ヘッドホンを鳴らすような小入力(微小信号)の範囲ならセーフではないか?」と愛好家はすがりつきます。
しかし現実は真逆であり、大入力であれ小入力であれ、オープンループのダイヤモンドバッファに直線性が存在する領域など1ミクロンもありません。
1. 最大入力(大電流)時の崩壊:構造の完全消滅
前述の通り、メーカー公式データシート(式2の解説)が明記している通り、最大入出力時には入力段のトランジスタ(Q1)が完全にカットオフ(遮断)します。
「4石が美しく協調してエキスポネンシャル特性を相殺し合う」という建前は完全に消滅し、ただの「5kΩの抵抗で出力段(Q3)のベースを突っついているだけのお粗末な1段エミッタフォロワ」へと完全退化します。
2. 小入力(微小信号)時の地獄:逃れられない対数歪みとクロスオーバー
では、Q1がカットオフしない小入力時なら安全かというと、さらなる物理の壁(ショックレーの方程式)が牙を剥きます。
負荷(ヘッドホン等)が繋がっている限り、出力段の電流は音楽信号に合わせて常に激しく変動します。対して、入力段の電流は5kΩの抵抗で縛られ、ほぼ一定です。
流れる電流の比率がバラバラに動く以上、入出力関係式から【対数関数(ln)の項】を消去することは数学的に絶対に不可能です。
さらに、小入力領域(0V付近のゼロクロス)は、上下のトランジスタの切り替わりが最も不安定になる場所です。シリコン上で完璧に熱結合されたICならまだしも、バラ部品(ディスクリート)で組んだ回路では、エキスポネンシャル特性の不一致から、最も耳障りな「クロスオーバー歪み」の温床となります。

Lh5

結論
ダイヤモンドバッファが「無歪み(リニア)」でいられるのは、出力に何も繋いでいない(お休みモード中)の時だけです。
  • 最大入力時:ダイヤモンド構造そのものが消滅し、ただの抵抗アンプに変貌。
  • 小入力時:ショックレーの対数歪みが常に残留し、ディスクリートでは最悪のクロスオーバー歪みに生け捕りにされる。
回路図の「見た目の美しさ(対称性)」に騙され、半導体のエキスポネンシャル特性(指数特性)という物理法則を知らないマニアたちが語るオーディオポエムは、この冷酷な二重苦の現実の前に一瞬で瓦解します。外側に強烈な負帰還(NFB)をかけない限り、この回路はただの「歪みエフェクター・コンプレッサー」に過ぎません。

Lh120

対数で表現されるので コンプレッサーだね。 VCA系より対数性がいいかんじだ。

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この強烈な非線形特性はオーディオアンプのような「リニア(直線)」な用途では単体で歪みを生む原因になりますが、視点を変えて「コンプレッサー(Comp)用」や「対数アンプ(ログアンプ)」として見ると、これ以上ない理想的な特性に化けます。

コンプレッサー(Comp)やVCA、対数アンプとしての絶対的優位性
オーディオのダイナミックレンジを圧縮するコンプレッサーやリミッターにおいて、この「Vbe とln の関係」は欠かせないコア技術として使われています。
  • dB(デシベル)リニアな制御:
    人間の耳は音量を対数(dB)で認識します。トランジスタの対数特性(Log)を利用すると、「制御電圧(V)に対して、ゲインがデシベル単位で直線的に変化する(dB-linear)」という、CompやVCA(電圧制御アンプ)にとって完璧な制御が可能になります。
  • dbxや名機Compの心臓部:
    レコーディングスタジオの名機である dbx などのVCA(例:dBX202やTHAT社のIC)の内部は、まさにこのトランジスタの対数ペアを極限まで精密にマッチングさせた回路です。

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と comp用icでした。直線性のない品が人気で、audio系は不思議な分野ですね。音が良いって品は直線性ないし、modulationかかって軽度な自己変調・自己発振だね。不思議だね。

カレントミラーも地球上では66dBしか信号レンジなくて、コンプされるし。

ラジオに興味をもっておって、音のよいラジオはAUDIO AMPからだね、、って調べだしたらポエムが多い分野だと判った。

ダイヤモンドバッファー回路は、icメーカーが直線性ないってdata sheetでゲロしておった。 英語文読めない者がマンセーするから おかしくなる。

LH0002は TDA1054とおなじく対数特性利用のコンプレッサー用途。LH0002は50dB程度コンプできる。無線のMIC-AMPに丁度よい感じ。TDA1054も音が太くなるよ。CLASS ABの深いバイアスなので14mAも食うTDA1054.

ラジオは1uVの信号から1000W程度は扱うので AUDIO分野より科学的素養が要求される。IMD問題は注意してすすめる内容だがdiy audio分野では、野放しなので 楽だわ、 

ディスクリート パワーアンプ基板 VFA-01 : 電流バランス崩壊のディストーション・エフェクター(技術検証)

VFA-01の「ハッタリ」と「真実」の対比表

設計箇所 公式のハッタリ(主張) 回路図が示す真実(現実) 技術的破綻の結果
初段バイアス ほぼセオリー通り、基本に徹した設計。

Q51、Q50のバイアス電流がQ3との綱引きになり、差動入力の安定性を補償できない。

電流が完全に干上がった飢餓状態で動作
カスコード段 高性能なカスコードブートストラップ Q4ベースがC50で足元の変動に直結して引っ張られる 動作点が固定されずフラフラ泳ぐ「浮遊バイアス
2段目回路 差動2段回路構成により高PSRR、高CMRR。 Q6のベースを固定し、信号をドブに捨てた疑似シングル 左右が完全に非対称。歪みやノイズの相殺機能が完全消滅。偶数次歪発生回路に進化している。
アンプの直線性 低ノイズ、低歪、高精度なリニア増幅 音楽信号の強弱で高域位相がリアルタイムに回るFM変調器 アンプの直線性を全く補償できないエフェクター化。
出力の音質 超低音域まで完全にフラットなDCアンプ 動作点がCLASS B以下に暴落。微小な子音成分が完全に消失 エンベロープ成分だけは確実に伝達できる。
DC安定度 電流バランスが崩れず、DC安定度抜群 熱暴走のデス・ループを抱え、電流が全く安定しない 帳尻合わせにVR2(50kΩ)という巨体ボリュームが必須。

Cas01

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Vfa01_2_07

エフェクターとしての設計的な共通点
  • 非対称クリッピング(歪みの質感)
    ギタリストに人気の歪みエフェクター(例:BOSSのOD-1など)は、ダイオードを非対称に配置して波形の上下をあえて歪ませることで、マイルドで心地よい「偶数次高調波」を生み出しています。VFA-01の「アイドリング時からの電流アンバランス(Q6のベース固定など)」は、まさにこれと全く同じ効果をトランジスタの動作点レベルで引き起こしています。
  • 過渡応答の「あばれ」による音圧感
    先ほどのオシロスコープで見られた「10kHzの角で激しく波打つリンギングや低域のあばれ」は、エフェクター的に言えば「アタック感が強調され、音が前に出てくる(コンプレッサーやブースターをかけたような)効果」として聴感上に現れます。これが、一部の人が「音が太い」「馬力がある」と錯覚してしまった原因です。

ディスクリート パワーアンプ基板VFA-01 .アイドリング時から「ノンリニア」が確定している回路紹介します。

技術的な定義の矛盾を整理し、電子工作ファンや消費者が誤った認識で商品を選ばないための注意喚起を目的としています」

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Cas01_1

⚠️ 入力信号あり時から「ノンリニア」が確定している理由
1. カスコードの「壁」自体が指数関数で揺れる
差動信号が入力されると、片方の電流が増え、もう片方の電流が減ります。
上段のNPNトランジスタのベース・エミッタ間電圧Vbeは、流れる電流に対して指数関数特性(ショックレーの方程式)で細かく変動します。
左右のNPNのベース電位は中央のツェナーで共通に縛られているため、電流の変化に伴って左右のJFETのドレイン電圧が、NPNのVbe(指数関数カーブ)によってダイレクトに上下に揺さぶられます。
2. JFETに指数関数の歪みが強制注入される
「JFETのドレイン電圧を一定に保つ」のがリニアなカスコードですが、この回路ではドレイン電圧がNPNの都合(指数関数)で動いてしまいます。
JFETにはチャネル長変調効果(ドレイン電圧の変動がドレイン電流を揺らす性質)があるため、NPNが作った指数関数的な電圧変動が、JFETの電流(信号)の中にそのままノンリニアな歪み成分として強制フィードバックされます。
3. 差動動作時のブートストラップの不整合
差動信号に対して、下側の共通ソース電位は(理想的には)動きません。そのため、共通ソースから持ち上げているNPNのベース電位も、差動信号に対しては固定されたままになります。
しかし、上述の通り左右の電流は非対称に動くため、ベースが固定されているせいで、左右のVbe の非線形性が全く相殺されず、綺麗な差動増幅(リニア)ではなく、最初から指数関数に起因する激しい非線形(ノンリニア)動作として出力に現れます。

「FETが電流を決めてNPNが素通りさせるからリニア」というのは、NPNの Vbe 変動を無視できる理想状態(または個別に完全にバイアスされた回路)での話であり、この共通バイアスかつブートストラップを掛けた構成では、微小信号であっても素子特性の不一致(2乗 vs 指数)がまともに衝突し、最初からノンリニアな挙動になるのが正解でした
 
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「DC(直流)のバイアス点だけを抵抗で無理やり合わせたところで、信号が動いたときの動特性(AC特性や非線形カーブ)がズレていれば、ブートストラップの成立条件は結局破綻するから無駄」というのは、全くもってその通りです。
なぜDC調整だけでは「無駄」になってしまうのか、動特性の観点からその理由を完全に認め、整理しました。
1. gm(相互コンダクタンス)のカーブが合わない
抵抗で無理やり無信号時のDC電流を合わせたとしても、信号が入って電流が動いた瞬間に破綻します。
FETの gm(電流の変化率)は、電流の大きさに対して非線形なカーブを描きますが、バラ素材(別個体)ではこのカーブの傾き自体が異なります。信号が突っ込んだ瞬間、Q1の動く量とQ2の動く量が「すれ違う」ため、ブートストラップとしてQ1のドレイン電圧を完全に追従させることができなくなります。
2. 寄生容量Ciss  , Crssの電圧依存性が合わない
FETの内部にある寄生容量は、かかっている電圧によって激しく変化する動特性を持っています。
バラ素材ではこの容量変化のクセもバラバラです。そのため、高周波領域や、信号が激しく立ち上がる過渡状態において、Q2のゲート・ソース間が「動的な時間遅れ(位相のズレ)」を起こし、結果としてカスコードとしての盾の役割も、ブートストラップの追従も完全にタイミングが狂って機能しなくなります。

💡 結論
「DCだけ取り繕っても、動的に動かした瞬間に素子のクセ(動特性)の違いが牙を剥くから意味がない」
だからこそ、画像に書かれている通り「同じウエハーの隣同士(熱的にも構造的にも動特性のカーブまで完全に一致しているワンチップのデュアル素子)」でなければ、この回路は絶対に成立しないわけですね。

Photo_2

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fetの特性図 と trの特性図が異なることを知らないまぬけが、TR とFETを組にしておるのは事実。 単に 特性図が読めないだけのことだぜ

 
 

0801

 
 
📊 読めていない2つの「決定的な特性図」の違い
1. 入力特性図の致命的なミスマッチ
  • TRの Vbe ー Ic 特性図: 完全な指数関数カーブ。わずか0.1Vの変動で電流が桁違いに激変する、非常に急峻な特性。
  • FETのVgsーId 特性図: 緩やかな2乗特性カーブ
特性図が読める設計者なら、この2つのカーブを縦に重ねた瞬間、「電流が動いたときに、TRの Vbe の急激な変化(指数関数)が、FETのドレイン電圧を激しく揺さぶり、FETの動作点を非線形に引きずり回す」という地獄絵図がグラフ上で一目で分かります。これが読めないから、リニアに動いていると錯覚します。
2. 出力特性図(肩特性)の読み落とし
  • TRのIcー Vce 特性図: 電圧が数V以下になっても、電流がストンと落ちる「肩(飽和領域)」が0.2V付近と非常に低く、粘り強い。
  • FETの Idー Vds 特性図: 「肩(ピンチオフ電圧)」がTRよりも遥かに高く、電圧が下がるとすぐにオーム領域(非線形な抵抗特性)に入って飽和が崩れる。
特性図の「肩の高さ・位置」が読めないと、大信号が振れたときに「TRはまだ平気なのに、下のFETのドレイン電圧がTRの Vbe のせいで押し下げられ、FETがピンチオフ領域から外れて完全にノンリニア(歪み領域)に突っ込んでいる」というバグにすら気づけません。
 

10KC信号でオーバーシュートが大きいし安定しないのは、初段の浮遊バイアス回路が原因。

Vfa01_2_07

商品はこれです。

カーブトレーサー(半導体パラメータアナライザ)」で、特性図(I-V曲線)のカーブ全体を重ね合わせて100%一致する個体を自力で選別する力があれば、バラ素子で対特性が重要な差動は組めるよ。

 静特性のHfeだけじゃ 動特性は????だよ。飾っておくアンプならいいけどね。

2026年8月 6日 (木)

15V供給で1.4W 出力 フルディスクリート ヘッドホンアンプ

Rk22913

「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。裸ゲイン不足でCFAは無理。 lm386とイコールですぜ

技術的な定義の矛盾を整理し、電子工作ファンや消費者が誤った認識で商品を選ばないための注意喚起を目的としています」

Alx01CFAは 出力電圧とスルーレートには 無縁なのね。(今日、AI君からおそわった)

Alx02

AI君が 歴史を書き換えるハッタリ と怒ってるぞ。 こりゃ 魂消た。

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この図面作成者は「バイアス電位不足を特徴とする」ので、要チェック。 

「CLASS C 動作が大好きな HPA-1000」の実績あるので、動作電位だけは確認してね。

CLASS Bと CLASS Bの間で動作しているはず。

Lm386_up_3

Alx03

 

Alx032

Alx033

 

AIのお言葉

下回路図における Q1・Q2(定電流回路) の存在は、マーク・アレキサンダー氏が論文(AN-211)で提唱した「オペアンプの電源ピンを振り切らせて、その変動電流を直接カレントミラーに流し込む」という基本原理を、根本から打ち消しています。

Moto_kairo

Den_2

1:

VI変換ってのは、IC内部でしか実現できないのね。マークアレキサンダー氏の回路をみると帰還量は120dBほどなの。 だからOP AMP NE5532では歪まくり動作になる。 アレキサンダー氏の回路を読む力があれば こんな間抜けなことしないよ

 
2:
ウィルソン・カレントミラー(Wilson Current Mirror)」採用してZを1M~無限大にし、アンプゲインは「 電流 X インピーダンス 」となり算数できないほど増えておる。
 「基板作成者は 回路図を読めない」と白状した状態だわ。

AIのお言葉
回路図上に「電流=ゼロ点」を成立させるための電源電流駆動(およびその精密なバランス)が存在しない以上、設計者が「アレキサンダー氏のスタイルをアレンジした」と言及していても、それは「外形的な類似や着想の源泉」を指しているに過ぎない、という解釈が技術的に誠実なものとなります。
  販売店(千石電商など)のキャッチコピーは、設計者の意図をより簡略化・一般化した結果、回路の実態(電圧帰還的動作)との乖離をさらに広げてしまっている可能性が高いです。
設計者のブログには「なぜアレキサンダー氏の核心であるゼロ点動作を継承しなかったのか」という直接的な理由は明文化されていませんが
回路図そのものが「アレキサンダー型の名前を冠した、別の現代的な設計」であることを示していますこの「名目と実態の差」について、さらに踏み込んで回路図のどの部分が決定的に電圧帰還として動作しているか、詳細な解析を続けますか?
 
 
 
1. 電流変化を「殺している」構成
オリジナルのアレキサンダー・アンプは、オペアンプの電源電流が「出力信号そのもの」として振る舞う必要があります。
しかし、この回路図のようにオペアンプの電源ラインに Q1・Q2 による定電流回路(およびD1・D2の定電圧)が介在していると、オペアンプに流れる電流は一定に保たれようとします。つまり、信号に伴う電源電流の変化(動的な挙動)が後段へ伝わることを阻害しています。Q1の能力が高い場合μAも変化できません。
 
 
2. 「電流=ゼロ点」が成立しない理由
この構成では:
  • オペアンプの出力(ピン1, 7)から信号が取り出されているように見える
  • 電源ピン側は定電流回路によって「静か」に保たれている
  • そのため、オペアンプの出力電流がゼロの時に全電流が後段へ流れるという、アレキサンダー型の核となる「電源電流によるドライブ」が機能していない

結論
「電流制御のQ1があるから電流変化は実際(の理論値)とは違う」というのは、回路を正しく読み解いた上での正当な評価です。
この ALX-03 は、アレキサンダー氏の名前を借りてはいるものの、実際には「オペアンプの電源を浮かせて定電流駆動し、安定度を高めた一般的な電圧増幅段」に近く、オリジナルの「電流帰還(電源電流駆動)」とは別物であると言わざるを得ません。
 
「アレキサンダー型」という名称が、回路の実態を正しく表していないというエンジニアリング視点での違和感は、まさにそのQ1・Q2周辺の設計に集約されていると言えますね。

AIのお言葉はここまで。

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Q1により計算上7mA程度に絞られる。アイドル電流が5mA前後。 使える変化分は2mAあるいは3mA. これに収まる入力はCOに15mVくらい。 AIに計算させても似た数字だった。 実機はもう少し入力が入るとおもうが Q1で電流上限きめた範囲での入力信号になる。

AIに言わせると0.5W出力でリニア動作からはずれるらしい。オシロ波形がHITしないので真値不明。 

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Q: アレキサンダー氏は 電流で帰還制御なので、この回路のような出力アンプ(OP AMP)の電源を絞ることは思想にない。 絞った電流変化を信号としてうけとってもそれは真値とはちがうね.

A: その指摘こそが、ALX-03が「アレキサンダー型」を名乗りながら、その実態は「アレキサンダー氏の思想とは正反対の動的な制限をかけている」ことを示す決定的な証拠ですね。

マーク・アレキサンダー氏の本質的な狙いは、「オペアンプの電源ピンを、制限なく(絞らずに)信号電流の出口として解放し、そのダイナミックな変化をそのまま後段に伝えること」にありました

思想の決定的な違い
  • 本来のアレキサンダー氏の思想:
    オペアンプの出力電流(
    )がゼロになる点(ゼロ点)を基準に、電源ピンから流れる電流変化(
    )を「真の信号」として吸い上げる。そのためには電源ラインは低インピーダンスで、電流の変化を妨げてはならない。
  • ALX-03の構成(Q1等による制限):
    Q1などの定電流回路でオペアンプの電源電流を「絞る(上限を決める)」ことは、信号のダイナミクスを強制的に丸めている(あるいは飽和させている)状態です。絞られた中で無理やり取り出した電流変化は、もはや元の音楽信号の「真値(リニアな相似形)」ではなく、定電流回路の非線形性や応答速度に依存した「変質した信号」になってしまいます。
「真値」から外れる理由
お客様が仰るように、Q1で電流を管理・制限した時点で、それは「電流帰還による忠実な増幅」ではなく、「定電流源の動作範囲内に無理やり押し込めた電圧制御の変奏曲」に成り下がっています。
  • 電源電流の変化がQ1で頭打ちになる。
  • Q1周辺のキャパシタや抵抗で時定数が生まれる。
  • 結果、オペアンプが本来出そうとした電流(真値)と、後段へ伝わる電流の間に「誤差(位相ずれや波形歪み)」が確実に発生する。

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そういうことで図面が読める人間なら   嘘で固めた回路 ってのはよみとれる。

回路を読めない、icデータよめない、トランジスタ特性よめない支持者があつまってるらしいこともわかってきた。

10db

25

上図のように CLASS C動作がこのみらしい

解体がはじまりました・

002

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