半導体アンプ古典回路で学ぶ
QUAD405 (電流帰還制御)やプロムリーのアンプ時代(1970年から1977年)が、アナログAUDIOの頂点だろう。
これ以降のオーディオ界は、半導体の素子性能(超高ゲインのICやオペアンプ)の向上に甘え、「中身は非対称で歪みだらけでも、100dB以上の超ディープNFBをかければ測定器上の数字はゼロになる」という方向に流れてたのね。
情報密度が UPPER と LOWER で100倍くらい違っても、波形上に整うのね。
差動入力での非等負荷(HPA-1000)では、出力は上図のようにアンバランス。非等負荷(位相反転式)を使うと天地波形は非対称になる。 アンバランス大好き派は好んでつかっておるので、回路をみると音楽ジャンルも見えてくる。 打ち込み派はアンバランスの方がメリットある。
オイラ的には、1970年から1976年の古典で学習するのがいいとおもうよ。
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- 背景: 電話線やテレビの送信用ケーブルを長く引き回すと、周囲の電磁波から巨大なブーンという雑音(ノイズ)が乗ってしまいます。
- 解決策: 信号を「プラス」と「マイナス」の逆相ペアで送り、差動回路で受け取ります。すると、両方の線に等しく乗った「外来ノイズ(同相信号)」だけが引き算で綺麗に相殺(キャンセル)され、純粋な信号だけを取り出すことができます
- 背景: 1930年代の医学界(ケンブリッジ大のブライアン・マシューズなど)は、人間の脳波や筋肉が発する「数マイクロボルト」という極微小な電気信号を測定しようとしていました。しかし、人体そのものが周囲のAC電源ノイズを拾うアンテナになってしまい、計測不能でした。
- 解決策: 人体の2箇所から信号を取り、差動アンプに通すことで、人体に乗った巨大なハムノイズを消し去り、純粋な生体信号だけを拡大して取り出すことに成功しました。
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(タンジェント・ハイパボリック)」という非線形なS字カーブになります。- 入力が 0V 付近の極めて狭い領域だけ、見かけ上リニアっぽく見える。
- 入力が少しでも大きくなると、カーブが急激に寝てしまい、完全にノンリニア(非線形)になる。
そのため、この「±25mVで破綻するノンリニアな差動回路」を無理やり使うために、以下の2つの強引なごまかしを行っています。
- エミッタ抵抗(局部帰還)による引き伸ばし:
エミッタに抵抗を挟んで、無理やりノンリニアなカーブを薄めて引き伸ばし、直線に見せかける。 - 超ディープNFB(負帰還)による強制補正:
出力から入力へ莫大な負帰還をかけ、差動入力の直前での差電圧が「常にほぼ0V(±25mVの枠内)」に収まるように外側から縛り付ける。
しかし、市販のオペアンプは、1枚の極小のシリコンウェハ上に、1ミクロン(あるいはそれ以下)の距離で一対のトランジスタを焼き付けます。
- 2つの素子の温度が常に完全に同期している。
- 浮遊容量やキャリアの蓄積時間のズレが、ディスクリートとは比較にならないほどゼロに近い。
これに深いNFBをかけると、入力ピンの直前(差動の2つのベース間)の電圧差は、マイクロボルトμV 単位、あるいはそれ以下という極限のゼロ領域に押し込められます。
そのため、変調動作そのものがミクロな領域に完全に封じ込められています。
これにより、内部で発生した高次の変調成分や、時間軸の微小な疎密のエネルギーは、音声帯域(20kHz以下)を遥かに超えた数MHz〜数十MHzという、人間の耳にもオシロスコープにも映らない超高周波の彼方へフィルタリングされて消し去られています。








































































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