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2026年9月27日

2026年9月27日 (日)

「情報密度が薄くなる audio 設計」が大人気です。ロバート・モーグ博士が悲しむよ

[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」。
 
1965年 ロバート・モーグ博士が「ADSR(Attack, Decay, Sustain, Release)エンベロープ・ジェネレーター」 を開発し、「音のアイデンティティ(音色)は定常波の周波数ではなく、時間的な音量・フィルターの変化(エンベロープ)にある」という事実を世界に証明した時です。
 

Morge

外側の橙ラインがエンベロープです。 これを差動入力回路では同相ノイズとして99.98%ほど除去します。 ここに詳しく公開されてます。

Morge1

音源がもつエンベロープ成分は重要です。 しかしエンベロープレスのサウンドが大流行りです。ここは注意喚起します。
 エンベロープのマルチプライヤーにMC1595ですわ。
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「初段で完璧に差動合成してシングルエンドにする」「低抵抗アッテネータで熱雑音を殺す」「600Ω高電流オペアンプでねじ伏せる」というアプローチは、測定器の画面(THD -123.9dB)を綺麗にすることだけに特化した「引き算・間引きの設計」です。
  1. 差動合成による「微小信号(ディテール)の抹殺」
    • 入力初段で高精度なCMRR補正をかけて差動合成を行うということは、L/Rの信号線や正相・逆相の間に含まれる「微小な時間差」や「非対称な過渡成分」を、ノイズとみなして力づくで相殺・消去することになります。
    • これにより、音楽の「気配」「倍音の豊かな密度」「微小なダイナミクス」といった、最も高密度であるべき微小な情報(情報密度)が真っ先に削られ、均一化された薄い音になってしまいます。
    • エンベロープ成分はここでほぼゼロになり、音源の個性が喪失する。
  2. 低抵抗化による「音の生命力のシュリンク(萎縮)」
    • 熱雑音(ジョンソン・ノイズ)を減らすためにリレーアッテネータや回路全体のインピーダンスを極限(600Ω駆動など)まで下げるアプローチは、確かに測定器上のノイズフロアは下がります。
    • しかし、回路を低抵抗化するということは、その分「膨大な電流駆動」を常にオペアンプに強いることになります。最新の高電流オペアンプ(OPA1612やOPA2156等)で力任せに駆動したとしても、半導体内部は常にギリギリの電流負荷で微小な悲鳴を上げている状態になり、音楽のゆとりや滑らかさ、音数の多さ(情報密度の濃さ)が失われ、固く線の細い音になります。
    • 抵抗体の素材で音質が変わる。chip抵抗 or  カーボン  or  金箔抵抗どちらを選定。
  3. 本物の優れたオーディオ(高情報密度な音)は、熱雑音やCMRRの数値が多少劣っていようとも、音楽が録音された現場の「微小な空気の揺らぎやエンベロープ」が濃密に詰まったまま耳に届きます。
    その「音楽の密度(情報密度)」を自らの手(CMRR強化)で薄く削ぎ落としていること(=音がスカスカの死んだ状態になっていること)に全く気づいていないですね。
     

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オーディオ測定の矛盾と物理限界の証明

「静特性(サイン波)を極めるほど、動特性(音楽の情報密度)が破綻していく」

1. 初段の差動合成による「情報の間引き(ディテール消去)」

初段回路でコモンモード(同相)成分を完璧に相殺しようとするとき、オペアンプに入ってくる正相信号 V+(t) と逆相信号 V-(t) の関係は、理想的な対称性(反転)だけでは表せません。実際の音楽信号には、録音現場の空気感や位相の揺らぎである微小な非対称成分(過渡ディテール) Δv(t) が含まれています。

V+(t) = V_s(t) + 1/2 * V_cm(t) + Δv(t) V-(t) = -V_s(t) + 1/2 * V_cm(t)

これを高精度な回路で差動合成(減算)すると、出力 V_out(t) は次のようになります。

V_out(t) = A_v * (V+(t) - V-(t)) = A_v * (2*V_s(t) + Δv(t))

ここで、コモンモードノイズ V_cm は完全に消去されますが、初段のオペアンプが持つ有限なスルーレート(SR)や過渡応答の遅れ(タイムラグ τ)により、高速で微小な非対称変化 Δv(t) は以下のように微分回路的な制約(時定数)を受けます。

d(V_out)/dt ∝ Δv(t) / τ     [※ d(V_out)/dt > SR のとき飽和・損失]

このとき、測定器が流す「1kHzの一定なサイン波」に対しては不連続な変化がないため Δv(t) = 0 となり、測定器上の歪み率(THD)は極限まで低くなります。しかし、複雑な音楽信号においては、エンベロープの立ち上がり(過渡成分)である Δv(t) の高周波成分がオペアンプの帰還ループ内でノイズとして誤判定され、力づくで相殺(間引き)されてしまいます。

2. 低抵抗化(600Ω駆動)による「熱雑音の低下」と「電流負荷の代償」

低抵抗リレーアッテネータ(例:R = 600 Ω)における、部屋の温度(T = 300 K)と帯域幅(B = 20 kHz)における熱雑音(ボルツマン定数 k_B)の電圧成分 v_n は以下の数式で表されます。

v_n = √(4 * k_B * T * R * B)    = √(4 * (1.38×10^-23) * 300 * 600 * 20000) ≒ 0.44 μVrms (-127 dBV)

これにより、測定器(Cosmos ADC)の画面上のノイズ床は極限まで下がります。しかし、この低抵抗(R_L = 600 Ω)を出力電圧 V_out = 1.7 Vrms(ピーク電圧 V_p ≒ 2.4 V)でドライブするとき、オペアンプの出力段が排出しなければならない出力電流 I_out は激増します。

I_out(t) = [V_p * sin(ωt)] / R_L = 2.4 / 600 = 4 mA

最新の高電流オペアンプであっても、半導体の内部では、この引き出される電流に比例して熱変調(サーマル・テイル:Thermal Tail)が発生します。オペアンプ内部の局所的な温度変化 ΔT(t) は、出力電力の動的な変化に依存します。

ΔT(t) ∝ P_diss(t) = I_out(t) * (V_cc - V_out(t))

この内部温度の揺らぎ ΔT(t) は、オペアンプ初段の入力オフセット電圧の動的な変動(ゆらぎ)を引き起こし、音楽の微小な「余韻」や「空気感」の信号をベースラインごと非線形に揺さぶります。

V_offset_drift(t) = θ * ΔT(t)
 
 
 
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💡 数式が示す矛盾のまとめ

測定器を満足させるために抵抗値を下げて熱雑音 v_n を物理的に減らすほど、オペアンプへの電流負荷 I_out が増え、半導体内部の熱的な動的変調 ΔT(t) によって音楽の繊細な情報密度が引き算されていく という、皮肉なトレードオフの数式関係になっています。

【測定器上の評価】
lim (Δv → 0) THD → 0
※1kHz単音の静特性では完璧に見える
 
 
【実際の聴感(情報密度)】
I_out ↑ ⇒ ΔT(t) ↑ ⇒ V_drift ↑
※音楽信号では微小ディテールが消失
 
 
 
正弦波等の音源では動的なものは評価されない計測方法がそもそも拙い
 
最新オペアンプによる高精度初段CMRR回路」の本質は、
音楽を豊かにすることではなく、「原音が持っていた濃密なディテールを差動合成の過程でスカスカに削ぎ落とし(間引き)、残った薄っぺらい骨組みだけの音をオペアンプのゲインで無理やり増幅して、量だけを合わせている詐欺的なロンダリング(味が薄まる)」
🚨 「原音が薄くなり、量だけ合わせる」CMRRの欺瞞
  1. 初段の「情報引き算」で原音が干からびる
    • 本来、原音が持っていた音楽の「エンベロープ」「気配」「微小な位相の揺らぎ」は、左右や正逆のラインの間に含まれる「非対称な過渡ディテール」に詰まっています。
    • しかし、高精度CMRR回路は、「差動のズレはすべて悪(ノイズ)である」という測定器ファーストのルールに基づいて動くため、この原音の最も美味しい部分(情報密度)を「同相ノイズ」と一緒に真っ先にゴミ箱へ投げ捨ててしまいます。 これが「原音が薄くなる」瞬間の真実です。
  2. 薄くなった抜け殻を「オペアンプの力技」でカサ増しする
    • そうして原音のディテールが綺麗さっぱり間引かれ、線の細くなった「抜け殻」の信号に対し、最新の高電流オペアンプ(OPA1612等)の強力なパワー(負帰還)を浴びせます。
    • これにより、電圧(振幅)としての「量(ゲイン)」や「THD -123.9dBという見かけの数値」だけは、何食わぬ顔をして測定器(Cosmos ADC)の画面上に完璧に再現されます。しかし、それは中身がスカスカになったフリーズドライの音を、水(オペアンプの電流)で引き伸ばして体積(量)だけを合わせたハリボテです。

「捨てられるエンベロープ」と 「CMRRでENVをはぎ取った音源」とを MC1595で乗算すればメリハリある音に復元できる、それを増幅して所定のワット数にもっていく」思想は1975年には成立してた。

差動入力回路ほどエンベロープ成分を捨てるにGOODな回路は他にないのね、

【考察】「境界調律」付属アンプ基板の独特な回路設計と3つのポイント。「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」

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。

回路疑義が購入者から寄せられて確認したことが発端です。(検証したら、スプラッタアンプだと公開されてました)

当初amp回路だけ設計ヘタだとみていましたが、pc保護動作しない電源回路でしたので公開します。

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「PC側の限界を考慮せず、PCを破壊するまで過電流を要求し続ける、極めて危険な規格違反の設計」です。 反面教師の見本として優れています。

公式公開回路にコメントいれました。

Apo57

Usb_5

Apo58

43530_4

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1. 入力段:PCを壊しかねない「インラッシュ電流」

場所:USB電源入力部問題:USB規格(最大10μF)を無視し、3000μF(1500μF×2)もの超巨大コンデンサーを直結。結末:電源を入れた瞬間にほぼショート状態となり、PCやUSBハブのポートを焼き切る、あるいはPCを強制シャットダウンさせる恐れがある「ホスト破壊設計」です。

 
 
 

2. 電源生成段:ノイズを自給自足する「RF発振・高調波回路」

場所:マイナス電位生成(DC-DCコンバータ・Q303周辺)問題:生成した負電圧の制御が「暴れたまま」で放置され、さらにダイオードとトランジスタの歪みによってスイッチングノイズ(1.2MHz)をAM/FM変調・逓倍(かけ算)してしまう構成。結末:アンプを駆動するためのクリーンな電源を作るどころか、自ら「目的外の可聴ノイズ(ピー音、ジジ音)」を大量に生み出して音声信号の通り道へ流し込むという、電源の役割を全うしていない設計です。

 
 
 

3. アンプ(AMP)部:歪みを極大化する「無バイアス・C級動作」

場所:音声出力段(ディスクリートバッファ部)問題:通常のオーディオアンプは、音が歪まないようにトランジスタへ常に少しの電流(バイアス電流)を流す「A級」や「AB級」で動かします。

しかし、この回路はバイアスが一切かかっていない「C級動作」になっています。

結末:激しいクロスオーバー歪み:信号がプラスからマイナスに切り替わる瞬間(ゼロボルト付近)、トランジスタが完全にオフになる「不感帯(約1.2V分)」が存在します。これにより、音がブツブツと細切れになり、オーディオとしては致命的なレベルで音が歪みます。オペアンプ殺し:前段のオペアンプがこの歪みを必死に補正(負帰還)しようと限界まで暴れるため、オペアンプ本来のキャラクターや音質の違いがすべて「歪み補正の挙動」に塗りつぶされて消滅します。

 
 
 

結論この基板は、

「①PCから電気を無茶に引き抜き」

「②電源回路で盛大にノイズを作り」

「③歪みだらけのアンプで増幅して出力する」という、

電子回路の教科書の「やってはいけない例」を全段で網羅してしまったような極めて特異な設計(いわゆる技術的炎上案件)となっています。

🚨 3大セクションの致命的設計まとめ

① 入力段:PCを壊すインラッシュ電流
USB規格(最大10μF)を無視し、3000μFの超巨大コンデンサーを直結。接続時にほぼショート状態となり、PCのポートを焼き切る恐れがある「ホスト破壊設計」。
② 電源段:ノイズを自給自足するRF発振
負電圧の制御を放置し、回路が激しく高周波発振。歪み回路により1.2MHzのノイズを可聴帯域へ変調・流し込む、電源の役割を全うしていない設計。
③ 信号段:歪みを極大化する無バイアスC級動作
バイアス無しのC級動作により激しいクロスオーバー歪み(不感帯2V程度)が発生。前段オペアンプが補正で暴れ、本来の音質キャラクターをすべて塗りつぶす。
📢 結論:やってはいけない電子回路の見本
「PCから電気を無茶に引き抜き、電源でノイズを作り、歪んだアンプで出す」全段地雷???の特異設計。

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Inoo09

問  Q101からの電流A1 は増減しますか??????

AI君からのご返答です。

Q101からの電流A1は「増減しない(ほぼ一定)」が答えとなります。
解説
画像に示されているQ101(PNPトランジスタ)の周辺回路は、電子回路において典型的な「定電流源(定電流回路)」の構成になっています。
  • ベース電圧が固定(bias+): トランジスタQ101のベースには一定のバイアス電圧(bias+)が印加されています。
  • エミッタ抵抗(R101): エミッタと電源VCCの間にはR101(470Ω)が接続されています。
  • 動作の原理: トランジスタがオンのとき、ベース・エミッタ間電圧Vbeは通常約0.6〜0.7Vでほぼ一定に保たれます。そのため、R101にかかる電圧 Vcc ーV(bias+)ー Vbeも一定になります。
オームの法則I = V/Rにより、R101を流れる電流(=コレクタから流れ出る電流A1)は、後段の回路(A2, A3, A4)の負荷がどのように変動しようとも、影響を受けずに常に一定に保たれます。
そのため、画像の説明にある通り「A4が増えるとA2, A3が減る(A1の取り合いになる)」という挙動が成り立ちます。
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Inoo12

 AI君からのご返答です。
1. 電流源(Q101)に縛られて動けない(緑文字の指摘)
画像上部のQ101周辺は定電流回路(電流制限モード)として動いているため、ここから供給される電流A1の量はほぼ一定で、外からの信号によって臨機応変に増えることができません。
つまり、「パイ(全体の電流量)が決まってしまっている」状態です。
2. 上半分と下半分で電流がまったく非対称(A2 ≠ A3)
信号がプラス側(UPPER)に振れたときと、マイナス側(LOWER)に振れたときで、電流の流れるルートが完全に変わってしまいます。
  • LOWER(マイナス)信号時:
    Q103がOFF、Q104がONになります。このとき、電流A1はダイオード(D101)や抵抗(R104)を通り、ONになったQ104へと引き抜かれます(これが図の電流A3ルート)。
    結果として、上側の出力トランジスタ(Q105)のベースに流れるはずの電流A2は「ゼロ」になり、A1=A3となります。
  • UPPER(プラス)信号時:
    Q103がON、Q104がOFFになります。このときはQ104に電流が流れないため、電流A1はQ105のベースへと流れ込み、A1=A2となります。
3. この解析が意味する致命的な結論
一番下の黒文字で書かれている一文が、この検証の結論です。
「Q105を通過する電流は半サイクル毎に違うはずだが、Q101に縛られてまともに動けない」
 
本来、オーディオアンプはプラス側の波形もマイナス側の波形も、スピーカー(ヘッドホン)を駆動するために大きな電流をきれいに流さなければなりません。
しかしこの回路は、「Q101が供給する一定の電流(A1)を、上側のトランジスタ(Q105)と下側の回路で半サイクルごとに奪い合っているだけ」になっています。
これでは、信号が大きく入ってきたときに必要な大電流を出力段(Q105)に供給することができず、音が激しく歪むか、片側の波形が完全に潰れてしまう(まともに動けない)状態を技術的に証明しています。
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43530_5

Apo34

47becdfa56ba416a9acd876c4f2254cf

「この方のC級動作」思想だと公知されてました。

Ino01

「2段 C級動作」を冊子にて公報済みだそうです。

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時系列。設計者からおしかりをいただきました。

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Hpa

「回路理解しない設計者」だと自白した。

Aso

「8月31日に設計者から公開回路を詳しく見ろ」とのお叱りがありましたので、それに従って公開回路もみさせていただきました。(9月12日に公開回路を発見できた) 

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 「俺だけ音質アップな基板」の公開回路(9月12日確認)を技術的に検証した結果、購入者の安全を脅かす重大な設計上の欠陥が判明したため、注意喚起を兼ねてその詳細を公表いたします。 

 

  本基板の電源ラインには、過負荷時の電流リミッターとして「TPS2001E」が採用されています。しかし、このICは一定以上の電流を制限するだけであり、異常検知時に電源を完全に「遮断(ラッシュカット)」する機能は内蔵されていません。データシートの短絡電流(Ios)特性が示す通り、ショートや過負荷が発生した場合、デバイスが通電熱で自己破壊にいたるまで、3A程度の過大電流をひたすら流し続ける仕様となっています。 

 

   さらに致命的なのは、出力側に配置されたコンデンサの容量です。USB規格では「最大10µF」と定められているのに対し、本基板には合計3000µF(1500µF + 1500µF)という、規格を大幅に逸脱した大容量コンデンサが実装されています。これにより、電源投入時には「2.7Aのラッシュ電流(突入電流)が約35ミリ秒間も流れ続ける」という異常動作が発生(論理計算上)します。 

 

  供給側のポート(PC等)が1A上限で設計されている場合、この過大な下流電流と突入電流に耐えきれず、PC側のポートや基板が過電熱によって焼損・発火する事故に直結しかねません。 「燃え尽きるまで電流が流れ続ける」というこの回路構成は、音質向上以前に、製品安全の基本である「ポリヒューズ等による保護機能」を著しく欠いた、極めて危険な状態です。 

 
 
 設計者様から「回路を詳しく見ろ」とのご指摘をいただいたおかげで、この「電気回路を理解していない設計、data sheetを読まない設計」の全貌と、購入者の資産(PC等)を物理的に脅かす重大なリスクを事前に察知し、こうして注意喚起を行うことができました。その点においては、設計者様に誠に感謝申し上げます。
  
  
該当する基板をお持ちの方、あるいは今後こうした「USB電源使用の電子工作キットやオーディオ基板」を選ばれる方は、奇抜な謳い文句に惑わされず、製品安全の基本(保護機能の有無や規格準拠)が守られているかを今一度ご確認いただき、PC等接続機器を破壊せぬよう十分にご注意ください。
 

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