Wingspread plot ：「クロスオーバー歪みの視覚化」クラスABアンプの出力段
Wingspread plot（ウィングスプレッド・プロット：翼幅プロット）とは、オーディオアンプの設計、特にクラスAB（Class-AB）プッシュプル出力段における「クロスオーバー歪み」の視覚化と、最適なバイアス電流（アイドリング電流）を決定するために用いられるシミュレーション上のプロット手法です
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
視認的には ここがいい。
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📅 正しい時系列と歴史
- 2010年〜2011年（広く一般に公開）：
Bob Cordell氏がアンプ設計のバイブルとなる書籍を執筆・出版し、その中でLTspice等のシミュレータを使ってクロスオーバー歪みを視覚化する「ウイングスプレッド・プロット」の具体的手法を明かしました。 [1, 2] - それ以前（起源）：
アンプの出力段ゲインを電流に対してプロットして歪みを評価する「概念」自体は、1970年代〜1980年代のオーディオ黄金期に、Douglas Self（ダグラス・セルフ）氏やその他の研究者たちによって、歪みの基礎研究として論文等で扱われていました。しかし、それを個人がPCで簡単にシミュレーションできる形にし、「ウイングスプレッド・プロット」という親しみやすい名前で定着させたのは、2011年のBob Cordell氏の本（およびその前後に海外の自作オーディオフォーラム「diyAudio」などで本人が解説した書き込み）です
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📊 ウイングスプレッド・プロットの概要と目的
クラスABアンプの出力段では、信号がプラス側（NPN側）からマイナス側（PNP側）へ切り替わる「ゼロクロス点（Crossover point）」付近で、出力段の有効出力インピーダンスが変化します。これにより、負荷に対するゲイン（増幅率）が微妙に変異し、クロスオーバー歪みが発生します。 [1]
ウイングスプレッド・プロットは、以下の関係性をグラフ化します。
🔍 グラフから読み取れること（バイアス電流の最適化）
- 最適バイアス（Optimum Bias）：
中央（クロスオーバー領域）から両翼（大電流領域）にかけて、ゲインの落ち込みや突き上がりが最も少なく、全体的に最も平坦（フラット）な状態になります。これを見つけるのがこのプロットの最大の目的です。 [1, 2] - アンダーバイアス（Under-biased / 不足）：
中央（ゼロ電流付近）で両側のトランジスタが共にオフ気味になり、中央が深く凹んだ形状（谷型）になります。これは激しいクロスオーバー歪みを引き起こします。 - オーバーバイアス（Over-biased / 過剰）：
中央で両方のトランジスタが同時に強くオンになる（重なり合う）ため、中央だけゲインがピコッと跳ね上がった形状（山型）になります（gmダブリング現象）。 [1]
💻 SPICE（LTspice等）でのシミュレーション方法
- 回路のセットアップ：
評価したい出力段回路（エミッタフォロワなど）を用意し、入力に大きな振幅の低周波（またはDCシグナル）を印加して、出力電流が正負に大きく振れるようにします。 - ゲインの抽出：
シミュレーション上でdV(out)/dV(in)（入力電圧に対する出力電圧の微分＝局所ゲイン）を計算させます。 - プロットの変更：
プロット画面の横軸（デフォルトは時間や入力電圧）を、「負荷に流れる電流I(Rload)」 に手動で変更します。 [1, 2]
これにより、電流の変化に伴ってゲインがどのように変動するかがひと目でわかる「鳥の翼」のような美しいウイングスプレッド・プロットが完成します
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あと10年後には トランジスタ技術 あるいは MJで解説でるだろう。
Ltspice愛好家からもでるだろう。
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