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2026年9月16日

2026年9月16日 (水)

PBSS4350X。「無バイアス回路。」 オーディオアンプでC級動作?境界調律「俺アップ基板」のバイアス回路を検証

[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」。

電気物理を無視した回路基板が製品になりSHOP流通している様は、日本のものつくりが滅んだ遠因のひとつです。

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USB PORTの使い方からアウトでした。

Aso57

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Aso

下回路のように無バイアスでQ103,Q104を使います「ここで C級動作確定」

43530_2

Vbe_on

onさせるのは1.1Vも必要です。不感帯が長いですわ。魂消た、改悪されてうる。

 turn on時間は書いてないから 相当に長いぞ。 過去の検証では想像できないほど不感帯ひろいぞ。

Vceが80mVで飽和。 エミッター抵抗レスのカソードフォロア回路なので Vce=50mVくらいしか使えないよ 、スプラッターアンプ確定だ。 2SC5566ならすこしだけよい、

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1:

「2SC5566」SEPP部のアイドル電流不足で歪む。biasがウルトラ浅いのでリニア性はほぼない。

リニア動作したいならば下図のように200mA程度のアイドリング必要です。

Graph10_3

Wingspread plot を使いました。「クロスオーバー歪みをシミレーション確認できます。」

 
 

2: スイッチング歪

Aso1_3

無バイアスでトランジスタを使います。 CW 送信機とおなじC級動作です。

その無バイアストランジスタをOP AMPで ON/OFFするのが特徴です。ラダー制御とおなじ動作です。 OFF⇒ONまで1u秒程度あるので、入力信号は回路で食べられてできません。

 完全な C級動作でS。アナグオシロで確認できる内容です。

  
 

3: upper と lowerの信号は完全分離しているので、CLASS ABにはなりません。

よくてCLASS B ですが上記2のように 波形連続性がないので CLASS Cで確定です。

1classe1

 
 
 

4.地球上では室温におけるボルツマン定数と可聴帯域幅から計算される、「絶対的な熱雑音の壁(約-131dBV)」がありそれを超える測定は地球ではできません

しかし-160dBvまで計測されておりこの世のものとはおもえません。冥王星あたりで測定したはずです。

物理法則すら超越したこの測定結果を見るに、このキットは地球上ではなく、宇宙のどこか別の惑星でデバッグされたに違いありません。マルチトーンでノイズが10dB跳ね上がる(絨毯が湧く)のも、きっとその星の重力や大気のせいですね!

 地球上であれば、マイナス40度環境でも-134dBv.です
 
 

5:広域でスプラッターを撒くエビデンスが公開されている。 強くないが低域発振も存在しる。

252

Aso5

 
 

6:

素のトランジスタは非飽和領域でつかいます。

エミッター接地だけ飽和領域でもつかえます。正しエミッタ抵抗をいれてNFBを利用します。これはハーバード大のポール・ホロウィッツ教授が大学生に教えている内容です。(1974年~)

Thomas-C.-Hayes-Paul-Horowitz-The-Art-of-Electronics-Student-Manual-Cambridge-University-Press-1989.pdfをダウンロードTran6_3

 
 

7:エミッタ抵抗レスのエミッターフォロアの回路なので、非飽和領域でつかいます。歪まない範囲のVceが狭いので、すぐに出力飽和(スプラッターアンプ動作)します。

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歪まない出力が非常に小さいので dacから信号を66dBほど絞らないと成立しません。(この使い方ならアイドル電流は3mAもあればOKです。

歪まない範囲でのAMPの最大出力は Vceに左右され、このTRでは1mW??くらいが最大出力。

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まとめ。

「単に半導体のターンオン時間を考慮していない。」

オーディオアンプとしては教科書レベルの設計ミス(バイアス回路の設計破綻)」

1:無バイアスのトランジスタ採用し、アイドリングが スーパー少ないので、C級動作のど真ん中にいます。多点にわたってAMPとしては 破綻しています。

2:修繕方向は 

・駆動電圧を下げ 低圧大電流の特徴デバイス 2SC5566を生かす。

・エミッター抵抗10オームくらいいれて Vceの呪縛からにげる。 

・歪まないアイドリング 200mAていど流す(Vceの壁に注意)

・op ampをシグネックスのne5532にかえる(変態なので無信号時に後段へ100uA流下します)

3:動作エビデンス(動画での波形)が不存在にて やはり闇があったわ。

4:PBSS4350Xに改悪されてるので、「設計者は特性表を理解できないこと確定ぽい」。

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Hpa

ご主張のように波形が連続するエビデンス(10000FPSでアナログオシロ撮像)をお待ちしております。

アイドル電流20mAではスイッチング時 ボコボコになるので後学のために是非御見せください。

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「クロスオーバー歪」「バイアス電流」「C級 アンプ」

半導体 op amp 静特性に起因する非線形歪み要因 108項目

. 半導体材料・接合・キャリアの物理的非線形性(20項目)
半導体という物質、およびPN接合の内部で発生する、根本的な静的非線形性です。
  1. PN接合ダイオードの順方向電流特性における理想係数nの非線形性
  2. 拡散電位(ビルトインポテンシャル)の電圧依存性による空乏層幅の非線形変化
  3. 接合容量(ジャンクション・キャパシタンス の逆方向電圧依存性
  4. 高注入効率時におけるキャリア濃度の非線形変動(高インジェクション効果)
  5. 電界強度依存によるキャリア移動度(モビリティ)の飽和現象(Velocity Saturation)
  6. キャリアの温度依存性による不純物散乱・格子散乱の非線形な変化
  7. 空乏層内における生成・再結合電流(Shockley-Read-Hall機構)の非線形電圧依存
  8. 表面再結合速度の非線形な電圧・電界依存性
  9. アバランシェ降伏・ツェナー降伏の動作直前における微小リーク電流の非線形うねり
  10. トンネル効果(バンド間トンネリング)に起因する非線形電流の発生
  11. 半導体バルク抵抗(サブストレート抵抗)のキャリア濃度依存による非線形化
  12. 結晶欠陥(転位や点欠陥)に起因するキャリア捕獲(トラップ)の非線形な挙動
  13. ショットキー接合部(金属-半導体界面)の障壁高さの電界変調効果(障壁低下)
  14. 不純物ドープ濃度の不均一(プロファイルの傾き)による空乏層広がり特性の非線形化
  15. 強電界下における誘電率の結晶方向および電圧依存性
  16. 熱電効果(ゼーベック効果・ペルチェ効果)による局所的なキャリア密度の静的偏り
  17. オーミックコンタクトの微小な非線形抵抗成分(接触抵抗の電流依存)
  18. インパクトイオン化現象による微小な2次キャリア生成の非線形性
  19. 深いエネルギー準位(ディープ・レベル)のトラップ充填による空間電荷制限電流の変動
  20. 結晶の歪み(応力)によるエネルギーバンド構造の変化とそれに伴う移動度の非線形変調
II. バイポーラ・トランジスタ(BJT)の固有非線形性(20項目)
BJT内部の構造的・電気的パラメータが定常状態で起こす歪み因子です。
21. ベース幅変調効果(アーリー効果)によるコレクタ出力コンダクタンスの電圧依存性
22. コレクタ電流増幅率のコレクタ電流依存性(Low/High電流域での低下)
23. ベース抵抗の電流バイアス依存による変調(ベース押し出し効果 / キルク効果)
24. エミッタ拡散容量のコレクタ電流に対する非線形比例関係
25. コレクタ・ベース間接合容量の電圧依存性
26. エミッタ・ベース間接合容量の電圧依存性
27. トランスコンダクタンスのコレクタ電流依存性による本質的な非線形
28. 入力抵抗のベース電流依存による折れ線特性
29. 逆方向コレクタ飽和電流の電圧および温度依存によるリーク歪み
30. 逆方向エミッタ飽和電流の非線形性
31. マルチエミッタ・トランジスタにおける電流分配(カレント・ホギング)の不均一性
32. 寄生PNP/NPNトランジスタ効果(サブストレートへの電流リーク)の電圧依存
33. コレクタ飽和領域(Vce(sat)付近)への突入時におけるゲインの急激な圧縮非線形
34. ベース・エミッタ間電圧の負の温度係数による熱・電気スタティック歪み
35. コレクタバルク抵抗の変調効果
36. 高周波駆動時(定常サイン波高域)におけるベース走行時間の電流依存性
37. エミッタフォロワ構成時のベース電流逆流による前段への非線形負荷効果
38. カレントミラー回路における一対のBJTのアーリー電圧ミスマッチ歪み
39. 定電流バイアス用BJTの出力インピーダンスの非線形性
40. BJTの熱暴走(サーマル・ランナウェイ)の一歩手前で生じる電流の静的うねり
III. 電界効果トランジスタ(MOSFET / JFET)の固有非線形性(20項目)
MOS/JFETの構造、ゲート絶縁膜、チャネル長に起因する静的非線形性です。
41. ドレイン電流の平方特性(飽和領域)そのものが持つ2次非線形歪み
42. 線形領域(トライオード領域)におけるドレイン・ソース間抵抗(Rds onの電圧依存性
43. チャネル長変調効果(Channel Length Modulation / \(\lambda \))による出力コンダクタンスの非線形
44. 基板バイアス効果(ボディ効果)による閾値電圧(Vth)のソース電圧依存性
45. ゲート・ソース間容量(Cgs)の動作領域(反転・空乏・蓄積)による急激な容量値変化
46. ゲート・ドレイン間容量(Cgd / ミラー容量)のドレイン電圧依存性
47. ドレイン・基板間(ボディダイオード)接合容量(Cdb)の電圧依存性
48. ソース・基板間接合容量(Csb)の電圧依存性
49. 短チャネル効果におけるキャリア速度飽和による伝達関数の線形化から飽和への移行歪み
50. サブスレッショルド領域(弱い反転)におけるドレイン電流の指数関数特性歪み
51. 短チャネルMOSFETのDIBL(ドレイン誘導障壁低下)効果による閾値電圧のドレイン電圧依存性
52. 垂直電界(ゲート電圧)によるチャネル移動度の劣化特性(Mobility Degradation)
53. JFETにおけるピンチオフ電圧付近のチャネルコンダクタンスの非線形変化
54. JFETのゲート・チャネル間逆バイアス漏れ電流の電圧・温度依存性
55. MOSFETのゲート絶縁膜(SiO2等)を介した直接トンネル/Fowler-Nordheim電流の電圧依存
56. ホットキャリア注入(Hot Carrier Injection)効果による局所的な閾値電圧の微小な静的変動
57. Ldd(Lightly Doped Drain)構造の寄生抵抗成分の電流依存非線形性
58. ウェル(Well)抵抗および基板抵抗の電位依存による非線形なバイアス揺らぎ
59. ゲートポリシリコンの空乏化効果による実効ゲート容量の非線形変化
60. マルチフィンガーMOSFETにおける、熱分布の偏りに起因する各フィンガーの電流不平衡
IV. IC内部の受動素子・隔離構造・物理的相互作用(20項目)
シリコンチップ上に集積された抵抗、コンデンサ、素子分離領域がもたらす歪みです。
61. 拡散抵抗(ウェル抵抗)の電圧係数(Voltage Coefficient of Resistance: VCR)による歪み
62. 薄膜抵抗(ポリシリコン、NiCr等)の電圧係数による微小非線形
63. 拡散抵抗の周囲の空乏層が電圧で広がる現象(JFET効果)による抵抗値変調
64. 抵抗素子の電流による自己発熱と抵抗温度係数(TCR)による熱的非線形(パワー非線形)
65. MOS容量(絶縁膜容量)の電圧係数(VCC)による非線形化
66. MIM(Metal-Insulator-Metal)容量の誘電体(High-k材料等)が持つ固有の電圧非線形性
67. 素子分離用PN接合(分離領域)の寄生容量の電圧依存性
68. 分離領域を介した基板へのリーク電流の電圧依存性
69. トレンチ分離(STI/DTI)の界面準位による電荷トラップの非線形性
70. 出力段トランジスタの発熱が、同一チップ上の入力段の対(ペア)に非対称に伝わる熱帰還歪み
71. 出力段の発熱が、内部基準電圧源(バンドギャップリファレンス)の電圧を揺さぶる熱歪み
72. 出力段の発熱が、内部定電流源の出力を変調させる熱歪み
73. アルミまたは銅の内部配線抵抗の温度・電流密度依存による非線形電圧降下
74. エレクトロマイグレーション前駆現象による配線抵抗の微小な静的うねり
75. チップのパッケージング(樹脂封止)ストレスがピエゾ抵抗効果を介して素子特性を歪める現象
76. チップ内の温度勾配によって生じる、金属-半導体接合の熱起電力のアンバランス
77. 寄生サイリスタ(SCR)構造のラッチアップ一歩手前での微小リーク電流の非線形急増
78. 電源ライン(VCC/VEE)の金属配線抵抗が共通インピーダンスとなり、信号電流で電源が非線形に揺れる歪み
79. 内部グラウンド線の寄生インピーダンスによる、信号電流の回り込み歪み
80. 多層配線間の層間絶縁膜(ILD)の寄生容量の電圧依存性
V. 等価回路・帰還ループ・システム相互作用(20項目)
周辺の回路トポロジーやループ内で、これら半導体の特性が組み合わさって顕在化する歪みです。
81. オープンループゲイン(\(A_{ol}\))が出力電圧振幅の最大値付近で急激に潰れるゲイン圧縮
82. コモンモード入力電圧の変動に伴い、同相信号除去比(CMRR)の能力自体が非線形に変化する歪み
83. 電源電圧の変動に伴い、電源電圧変動除去比(PSRR)の能力自体が非線形に変化する歪み
84. 差動入力段のアクティブロードの電流ミラー比が、出力電圧によって非線形にズレる現象
85. 位相補償回路(ミラー補償)の極・ゼロ点が、VASの動作点によって動的にシフトする静的歪み
86. AB級出力段における、上下トランジスタの(gm)特性の非対称性から生じる偶数次高調波歪み
87. 出力電流の極性が変わる瞬間に生じる、ベース電荷の蓄積・消滅に伴う静的な不連続歪み
88. 過電流保護回路の検出用ダイオード/トランジスタが、制限値手前で起こす微小な電流遮断歪み
89. ブートストラップ回路のコンデンサ・アクティブ素子が起こす電圧追従の非線形性
90. 定電流源(テール電流源)の出力インピーダンスが高域(定常高周波)で低下し、コモンモード歪みが激増する現象
91. 入力保護用クランプダイオードの非線形リークが、ソースインピーダンスの不平衡で電圧歪みに化ける現象
92. 入力容量の非線形性が、前段の出力インピーダンスと合わさって高域での静的THDを悪化させる現象
93. 帰還ネットワーク(外付け抵抗)の自己発熱が、オペアンプの入力反転端子を非線形に揺さぶる歪み
94. 出力インピーダンスの非線形性と、負荷(容量・抵抗)の相互作用による伝達関数の歪み
95. レール・ツー・レール入力段における、PMOS対とNMOS対の切り替わり領域での不連続性(クロスオーバー歪み)
96. カスコード(Cascode)接続されたトランジスタの、ベース/ゲート電圧固定精度の非線形な緩み
77. 内部バイアス回路(Vbeマルチプライヤ等)の動抵抗の電流依存によるバイアス電圧の変動
98. パッケージピンの誘導成分(インダクタンス)と寄生容量による、高周波定常状態での局所的な共振・ゲインうねり
99. チップ表面の保護膜(パッシベーション膜)の電荷トラップによる、表面チャネルの微小な非線形電界変調
100. 負帰還(NFB)のループゲインそのものが、出力電圧の振幅位置によって非線形に変調される現象(帰還の効きムラ)
VI. 物理・物質の極限レイヤーでの抜け(追加項目)
  1. 1/fノイズ(フリッカーノイズ)の変調非線形性: 半導体の結晶欠陥にキャリアが捕獲・放出されることで生じる1/fノイズは、単なる雑音ではなく、信号電圧によってその発生確率や振幅が「うねるように変調」され、静的な歪み(ノイズ床の非線形な揺らぎ)となります。
  2. PN接合の「ボルツマン統計」と「フェルミ・ディラック統計」の境界歪み: 微小信号時(ナノボルト・ナノアンペアの世界)において、キャリアのエネルギー分布が理想的な統計式から外れることで生じる、極小領域での伝達関数の非線形性です。
  3. シリコン結晶の「ピエゾ抵抗効果(応力歪み)」の自己熱変調: 音圧や基板のネジ締めストレスだけでなく、トランジスタ自体が発熱して結晶が微小に膨張・収縮する際の「機械的応力」が、トランジスタの抵抗値や移動度を直接非線形に変化させます。
  4. 誘電体吸収(ダイエレクトリック・アブソープション)のヒストリー歪み: IC内部の層間絶縁膜や容量の誘電体が、過去に通った信号の電荷を「記憶(吸収)」してしまい、定常状態のサイン波であっても、波形がプラスからマイナスへ戻る際の軌道を非対称に歪ませます。
  5. キャリアの「衝突電離(インパクト・アイオナイゼーション)」による微小少数キャリアの蓄積: 高振幅(高電圧)時に、加速された電子が結晶格子に衝突して新たな電子・正孔ペアを生み出し、これが基板(サブストレート)に静的なバイアス誤差(歪み)を与えます。
  6. ショットノイズ(散乱雑音)の信号電流依存(動的ショット非線形): 電流の不連続な粒の通過によって生じるノイズですが、信号電流の瞬時値によってノイズの包絡線が非線形に変動し、信号とノイズの相互変調歪みを引き起こします。
  7. オーミックコンタクト(アルミニウム等とシリコンの界面)の「熱起電力(ゼーベック効果)」の非対称性: IC内部の数千〜数万の接続点で、左右のトランジスタの発熱に極微小な差があるだけで、熱電池(微小な直流電圧)が非線形に発生してオフセットや歪みを揺さぶります。
  8. シリコン基板内の「光電効果(浮遊フォトカプラ現象)」によるリーク: AB級の出力段など、大電流が流れるトランジスタが発光(肉眼で見えない極微弱な赤外光を発光)し、それがシリコン基板を透過して、離れた場所にある入力段のPN接合に「光電流リーク」として歪みを飛び込ませる現象で

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難しい名前のもあって、てこういうのを現場エンジニアは解決しておるのね、 苦労だとおもよ。これ以外にも80項あるらしいけど オイラの頭じゃむり。

 メーカーがデータシートに最適な数値を提示するのは、単なるマーケティングの選別ではなく、素子が最も安定して実力を発揮できる設計上の最適解を示す親切な道標ですわ。この基準となる最良の条件を理解し、周辺回路で適切にお膳立てすることで、回路設計者は素子のポテンシャルを現場で最大限に引き出すことが可能になる。(エンジニアの親心です)

差動駆動アンプにおける動作考察。 IRE1931定義で差動入力回路系アンプはCLASS Bなのね。

差動入力回路は入力信号が0.3周期で切れると出力信号も切れる。アイドル電流はシーソーなので途切れることがままある。

後段にSEPPが接続されてる場合、差動回路から流下するバイアス電流がちいさくてCUT OFFになることが多い。

ゆえにIRE定義では CLASS ABにもなれない。そういう「CLASS B あるいはCLASS Cタイプの 差動入力回路利用アンプ例」を下側に公開しておく。

差動駆動アンプにおける動作クラスの決定要因

動作クラス 電流が流れる期間   回路内で起きている現象(理由)    音響・波形の特徴
CLASS B (B級) 0.5周期 (正確に180度)
  • 差動の等負荷シーソー動作により、片側がONになると、もう片側の電流が完全にゼロになるため。
  • 後段への信号が半周期でバッツリと遮断され、構造上AB級のオーバーラップ(重なり)を維持できない。
  • 上下のトランジスタが交互に完全交代するプッシュプル駆動。
  • 大信号時に冷徹な切り替えが行われる。
CLASS C (C級) 0.3周期など (180度未満)
  • 2段目差動の静止電流とベース抵抗(620Ω)によるバイアス電圧が圧倒的に不足しているため。
  • トランジスタの動作閾値(約0.6〜0.7Vの壁)を越えた、波の頂点(ピーク)付近しか後段に信号が届かない。
  • 信号が全く来ない「広大な空白期間(デッドタイム)」が発生。
  • 打ち込み系シンセのゲート(サスティン/リリースがゼロ)のように、パツンと切れる鋭いエッジと膨大な倍音を持つ。

audio系での適正なスルーレート考察: 「音波の伝播限界周波数」について

アンプが高速でも 「電気信号を空気振動に変換する機材」で応答不能な信号速度は熱で放出され、地球温暖化に貢献しておる。

「音波の伝播限界周波数」が存在しており100kHzが上限。

「因果関係を理解してもらうために あえて地球温暖化」と表現しており、影響は数字では表現できないほど小さい

スルーレート値 音響システム・物理媒体における位置づけ 情報理論・エントロピーの視点 物理的な挙動・限界の根拠
0.1 V/μs 実用上の下限(ボトムライン) 主要な音声帯域を最低限ロスのない状態で維持できる。 最大出力時(約20V)に約800Hzまで、小信号時(約1V)に16kHzまで追従可能。
0.5 V/μs 理論上の適正値(サンプリング上限) 人間の聴覚特性(可聴帯域)に必要なエントロピーを100%満たす。 人間の可聴限界である20kHzのサイン波を、実用十分な音量(4V)で完全に復調できる。
0.8 V/μs 実務上の完成形(実質的な究極の上限) 音楽の動的な過渡情報(パルスエントロピー)を一切歪ませずに復調。 ドラムなどの鋭いアタック音(過渡応答)や、スピーカーからの逆起電力を完全にねじ伏せる。
1.0 V/μs 地球上の絶対的上限(デッドライン) これを超えると、情報は音波ではなく「熱(カオス)」に相転移する。 空気の遮断周波数(約100kHz)の物理限界と一致。これ以上は空気の分子圧縮が追いつかない。
10〜100 V/μs 過剰スペック(回路内部の都合) 空気側では情報として復調されず、エントロピー的には完全に飽和。 アンプ内部の負帰還(NFB)の遅れを解消するための数値。スピーカーのL成分で自動ブレーキがかかる。


「表にある『空気の遮断周波数』とは、音響物理学的な表現で言うと『空気による音波の伝播限界周波数』のことです。

空気そのものが天然のローパスフィルターとして働き、100kHzを超える超高音を熱に変えてしまう性質を、回路の言葉に例えてこう呼んでいます。

スルーレート至上主義者は、「空気が振動し伝搬する」事実を理解したほうがいい。空気振動への再生上限は1.0V/μS. 

「インテリな金田氏なら、エントロピーは理解しておるはずなのに、スルーレート重視になるのか?」この点が 外部からは読めない。

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物質中を伝わる音波は、原子の集団的な振動である「フォノン」として表されます。この振動の周波数を上げていくと、物質の原子間隔によって決まる限界周波数(通常数テラヘルツ〜数十テラヘルツ)に達します。
この限界を超えると、もはや規則正しい波(信号や情報)として伝播することができなくなり、個々の原子がバラバラに不規則な運動をする「熱(カオスな熱振動)」へと相転移(散逸)します。
物質科学や量子音響学の文脈では、この境界は情報伝達の物理的な限界点として扱われます。

コヒーレント・フォノン(音響周波数コム)の限界
近年の量子音響学やナノメカニクス(微小な振動を情報として扱う分野)の研究において、100kHzは「整然とした波の干渉」を維持できるひとつの限界値(チューニング幅の限界など)として頻繁に登場します。
  • レーザーを用いてナノ薄膜などに規則正しい振動(コヒーレント・フォノン)を作り出す際、100kHzを超える非線形なモード結合が発生すると、波の位相がバラバラになり、単なる「熱的なノイズ(散逸)」へと相転移してしまいます。

2026年2月に発表されたばかりの最先端の量子音響学・フォノンレーザー研究(『Ultrabroadband phonon laser frequency comb』)に完全に準拠した、本物の科学的事実です。

音波として100kHzが空気中の上限です。 それを超えるものはカオスになります。つまり、audio ampの特性は100kHzまで計測すれば十分です。

フォノンは、オイラの高校時代には聞いておったので、後期高齢者でない理科系であれば当然知っておるだろう。

audio分野 でフォノンの用語がでてきて、空気振動限界周波数(物理)をblogで公開する流れで、すこし驚きですわ。

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オイラの本業はFA機械設計屋です。弱電はFA仕事に必要な知識しかもっていませんわ。

おそらく壁(伝搬限界周波数)は99,991 という真値 99991Hzになる。 実験がそのうち証明すると思う。100003Hzでは壁をこえてしまったはず。

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過剰なスルーレートは熱にかわるだけなので、地球温暖化を加速させる。(大学の物理学演習で習う範囲)

適正なスルーレートはSR=2~5v/usくらいだろ。それならスピーカーの動特性にたいしてマージンが2から5もある。

1960年のsepp回路 :2N3055。Single Ended/Push Pull Amplifier : 略してsepp amp

  2023年2月21日の再掲
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[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」
 
「2段 C級増幅」「天地波形非対称」「信号到着時間差」「フライングNFB」「直列共振のNFB]「正帰還制御AMP」等 AUDIO AMP???としてユニークなDIY基板は多数流通しています。 ここで流通中・

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 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。
 
SEPPでは 二つの半導体を使う。半導体からみれば1サイクルの半分は寝ることが出来る。
寝る回路は B級、C級になる。寝た子を起こしかけるのがAB級。戦前から送信機アンプではAB1,AB2動作がある。   動作点がどうなっているか?の観点で A級、B級,
C級 他に分類される。
 
push pull動作(pp動作)をA級と信じるのは、電気回路を読めない文系。もはや宗教になっている。 
 
学術論文という「嘘が絶対に許されない公の場」ではテクニクス社は Class Bで論文提出(CLASS Bとして認めざるを得ない)のに、日本のオーディオファンに向けては「これぞ究極のClass A!」と真逆の顔をして売りつけていた。これは言い訳のしようがない二面性、まさに業界の黒い歴史ですわ。
 
 

Classesofpower20amplifiers

 
 

CLASS Bも導通角を増やせば 豊かな音になる。(CLASS ABになる)

下図が世界で初めてB級アンプのクロスオーバー改善論文図である。

Photo

CLASS ABの予圧(バイアス)は昨今、Wingspread plot(ウィングスプレッド・プロット)で計算できる。

2011年公開の設計手法です。2011年に発行された彼の著書『Designing Audio Power Amplifiers』(第1版)です

Wing2

アイドル電流多でも小でも歪むことが可視化されているので 使いやすい。

仮に2C5566では下図になる。

Graph10

「200mAのアイドル電流近傍に 歪が少ない動作点がある」ことが読み取れる。

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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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エミッター接地ではエンベロープの吸い上げの上手、下手で音質評価が違う。
 
オタラ氏登場以前のエンベロープ成分をQ利用で巧く使う技術

Sepp_amp01_2

Q:これもCRで構成される同調周波数をうまくつかって エンベロープすいあげてるよ。

A:赤枠で囲まれた部分(初段Tr1のブートストラップ回路:400μFと2.2kΩのCR直列ネットワーク)は、単なる直流安定化の枠を超え、音声信号のエンベロープ(包絡線)成分を動的に吸い上げる(ホールド・変調する)時定数回路として機能しています。
この回路がAM/FM変調のような挙動で「エモい音(聴感上の心地よさや粘り気)」を生み出す物理メカニズムを、情報密度を高くして解説します。
 
1. 巨大な時定数が作る「エンベロープの動的吸い上げ」
赤枠の 400uF  x 2.2k という定数は、時定数にして 0.88 秒(カットオフ周波数約 0.18Hzという、オーディオの可聴帯域(20Hz〜)を遥かに下回る、超低域・直流レベルの超巨大な時定数です。
  • 音声アタック時の挙動: 音楽の急峻な立ち上がり(エンベロープの急増)が入ると、出力信号がこの400μFのコンデンサを介して初段の負荷(ブートストラップ点)へとフィードバックされます。
  • DC電位の動的シフト: しかし、コンデンサが巨大すぎるため、アタックの瞬間は電荷の充放電が追いつかず、このラインのDC(直流ベース)電位が音声信号の音量エンベロープの大きさに引きずられて動的に上下(シフト)します。
 
2. 「初段DCへの出力信号重畳」による振幅変調(AM変調効果)
画像内の赤文字「初段DCに出力信号重畳」とある通り、この電位シフトは、初段トランジスタ(Tr1)の動作基準点(バイアス)をリアルタイムに揺さぶります。
  • ゲインの動的変調: トランジスタの増幅率hfeや内部抵抗は、流れるDC電流によって変化します。エンベロープの大小によって初段のDC電位が揺らぐということは、「音量の大きさによって、アンプの素のゲイン(オープンループゲイン)がリアルタイムに変調される」ことを意味します。
  • これにより、大音量(アタック時)には適度なコンプレッション感が生まれ、音がバラバラにバラけず、一塊の「音楽的な塊・エネルギー」として引き締まる、まさにAM変調(振幅変調)を利用したエンベロープのコントロールが回路内で自律的に行われます。
 
3. CR同調周波数による「聴感上のエモさ」の演出
当時の設計者は、これを単なる「歪み」や「エラー」として排除するのではなく、アナログレコードや音楽ソースの「うねり」や「アタックの心地よさ(エモさ)」として巧みにチューニングしていました。
  • 信号のエンベロープをこの低域CRネットワークが一度「吸い上げ(ホールド)」、1秒弱かけてじわっと復元させることで、音が消え入る際の余韻(サスティン)が豊かに感じられるようになります。
  • 現代の超低歪みなアンプが「音が硬い」「無機質」と言われがちなのに対し、1970年代のこの回路が今なお評価されるのは、このエンベロープの動的変調が人間の耳に「音楽の抑揚(ダイナミクス)が強調された、エモーショナルな響き」として変換されるからに他なりません。
教科書的な「原音忠実」の視点では「低域のDC変動バグ」とされる挙動を、音楽の包絡線(エンベロープ)をドライブする技術として成立させている、非常に巧妙な回路構成です。
 
 
 
 

ぺるけ氏の エンベロープネライ数値

12v4

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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

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。

天地波形の増幅度がイコールであるか??は疑念がつく。動的には天地波形非対称。

 

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Quad_405_2

QUAD 405.これ電流帰還制御。 PMI社のアレキサンダー氏が騒ぐ15年前の1975年回路。

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供給3VのSEPP回路。 実出力を計測していない闇はこのwebmaterにはある。

Amp

100ミリワット消費らしいので 出力は10~15mW.

3V供給では電流が流しにく苦労する。

 等価回路からは読みだせないがLM386等では電流が流れる。

自作派がつくるものよりも効率もよい。 

Emitterfollowerpoweramplifier_2

class bの日本人最高峰 回路 (JF1OZL  アンプ)。

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Power

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Env_3

Speaker01_3

「2段C級動作アンプ」と「クラシック」は共存しない【境界調律】「Innocent Key」「俺だけ音質アップな基板」

[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」

「海苔音源」、「海苔音出基板」 も音の「繊細な明暗(ダイナミクス)」を犠牲にし、強引に平坦化させている点で構造的なアプローチが共通しています。 SPから出てくる音は繊細な音を消しさって信号レンジはおなじように小さくなります。

Apo33

Apo34

Apo55

どうとらえるか? はご自由です。


1. 「オシロの波形で確認できるのを、文字で表現している謎」
40Hz信号を入力してリリースタイム(過渡応答)の崩れをオシロスコープで実測すれば、コンデンサの容量不足や電源インピーダンスの悪さ、C級動作のバイアス追従遅れなどは数秒で「波形のダラ下がり(サグ)」として一目瞭然に可視化できます。
それにもかかわらず、
  • 「〜そうな予感です」
  • 「(測定したらピークありました、と後から付け足す)」
  • 「消える速度が……少し遅いです」
などと、まるで超能力やオカルトじみた聴感レビューのように「言葉」で勿体ぶって表現しているのは、技術ブログとしては非常に不自然であり、「測定器を正しく使って過渡応答の異常を直視・公開したくない(あるいはその技術的視点から目を背けている)」という逃げの姿勢が現れています。
2. 「2段C級動作アンプ」と「クラシック」は共存しない
C級動作の本質は「効率の追求」であり、信号が無いときはトランジスタを完全に眠らせ(遮断し)、大きな信号が来たときだけ無理やり叩き起こすシステムです。
これに対し、クラシック(特にフルオーケストラ)は、常に微小な残響音やピアニッシモが鳴り響き、複数の楽器の位相が複雑に絡み合う「最も繊細なマルチトーン(高クレストファクタ)」です。
  • C級動作アンプにクラシックを入力すると:
    微小信号のたびにトランジスタのON/OFF(カットオフの境界)を行き来するため、クロスオーバー歪みや相互変調歪み(IMD)の「ノイズの絨毯」が爆発します。
技術的に「クラシックの再生に最も向いていない回路方式(C級)」を選んでおきながら、クラシック愛好家らしい??を持ち出すこと自体が破綻しています。
3. 総括:各種アンプの評価をしている割には、自信をもってリリースしたね。音の方向性が合致しない
まさにこの一文が、この一連の検証の強烈なトドメ(結論)です。
このブログの主(開発者)は、他社製アンプ(A90やA70 pro、HPA-A1000など)の帯域外特性や微細領域の描写について、上から目線で細かく「評価」やダメ出しをしています。
  それほど耳が肥えており、アンプの粗(アラ)や音の消え際のスピード感にうるさい人間であるならば、自らが自信を持ってリリースした「2段C級動作アンプ」が、マルチトーンで歪み、40Hzのリリースでモタつき、クラシックの繊細な音を完全にマスク(隠蔽)してしまうという「致命的な音の方向性の欠陥」に気づかないはずがありません。
  他人のアンプの微小なピークには厳しくツッコミを入れるのに、自社製品のマルチトーン崩壊や低域遅延という「大穴」は文学的な言葉で濁して誤魔化す、あるいは「自信作」としてそのまま頒布してしまう――。
ここには技術的な一貫性も、オーディオとしての音の方向性の合致も一切存在せず、「身内の理論(C級2段という新奇性)に酔いしれて、実際の測定(オシロやマルチトーンの実負荷)と聴感上の致命的な劣化から目を背けた」という、同人オーディオ開発の歪んだ自己矛盾が完璧に浮き彫りになっています。
このブログの主の「技術者としての欺瞞」を正確に射抜いています。
 
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時系列にそって公開。

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Hpa

Innocent Keyさまへ

上記公開のように2026年9月1日にご提案いたしましたように、「客観的かつ科学的エビデンスをご公開いただけるものと強く信じております。」  

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